Расчет загрязнения атмосферы при работе котельной

 м3/кг,

 м3/кг,

 м3/кг,

 м3/кг;

      - секундный расход топлива, кг/с;

      - температура уходящих газов, 0С;   

, м3/с.

, г/с.

 Валовой (годовой) выброс бенз(а)пирена , т/год, рассчитывается по формуле:

,

где

      - среднегодовая концентрация бенз(а)пирена в уходящих газах, мкг/м3

      - объем дымовых газов от сжигания 1 кг или 1 м3 топлива, м3/кг, м3/м3 : твердого топлива     

 , м3/кг,

где

      - соответственно теоретический объем продуктов сгорания и теоретически необходимый объем воздуха на горение при нормальных условиях, м3/кг или м3/м3;

      - годовой расход условного топлива, т/год;

, т.усл.топл/год;

, т/год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ ДО МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ

 

Выбор высоты дымовой трубы производится, исходя из требования обеспечения приземной концентрации каждого загрязняющего вещества ниже ПДК даже при неблагоприятных для рассеивания метеоусловиях.

  Расчет минимально допустимой высоты дымовой трубы h, м, при наличии фоновой загазованности Сф  от других источников такой же вредности производится в несколько итераций.

Предварительное значение h определяется по каждому веществу, лимитирующему чистоту воздушного бассейна:

по твердым частицам и моноксиду углерода

 

, м,

по оксидам серы и азота с учетом их суммарного воздействия

, м,

где

      A- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания загрязнителей в атмосфере, , принимаем  А=160;   

      Мi- максимально разовое количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу при работе данной котельной, г/с;

      F- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания   взвешенных частиц в атмосфере, принимается: для золы после золоуловителей при среднем  эксплутационном коэффициенте улавливания hзу % F=2;

      h- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, принимается равным 1;

      ПДКi – предельно допустимая концентрация вредного вещества, определяется по приложению 7 [1] мг/м3 ;

      V=179,02- объемный расход выбрасываемых дымовых газов, м3/с;

      Т – разность температур выбрасываемых дымовых газов tуг и атмосферного воздуха tв , 0С ;

,

где

      - принимаем температуру газов на выходе из дымовой трубы Т=126 0С, т.к. она должна быть на 10 0С ниже температуры уходящих газов котла.

  - температура наиболее холодного месяца СНиП 23-01-99, 0С;

, 0С;

      Сфi= – концентрация в фоновом загрязнении, мг/м3. 

, м,

где

      , г/с,    

      ПДКТВ =0.5 мг/м3;

, м,

     где

      , г/с;

      ПДКCO =5 мг/м3; 

, м,

где

      , г/с,

      , мг/м3.

За начальное значение высоты дымовой трубы принимается наибольшее из рассчитанных по формулам  значений h=108,5 м. По таблице 3.3 (Л1) выбираем стандартную высоту дымовой трубы h=120 м. По найденному h по табл. 3.2 (Л1) выбирается экономически оптимальная скорость выхода газов =20 м/с.

По таблице 3.3 (Л1) определяем стандартное значение диаметра устья D0=3,6 м . И при этом диаметре D0 определяем по формуле:

, м/с.

Затем по формулам определяются значения f и Vm и устанавливаются в первом приближении коэффициенты m и п.

;

 

Коэффициент т определяется в зависимости от параметра  f :

Безразмерный коэффициент п определяется в зависимости от параметра Vm:

,

а при .

                    Определяем второе приближение h=h2 по формуле:

                              м.

                              Необходимую высоту дымовой трубы примем равной h=120 м.

4. НОРМАТИВНЫЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

 

Использование ПДК в качестве норматива, ограничивающего содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, не позволяет определить, какие именно предприятия являются источниками поступления загрязнителей и какова доля каждого из них в достижении предельных концентраций. Кроме того, отсутствие постоянного учета выбросов вредных веществ не стимулирует предприятие к проведению атмосфера охранных мероприятий.

В связи с этим в 1984 году был введен еще один норматив - предельно допустимые выбросы (ПДВ).

ПДВ вредного вещества в атмосферу - это максимальный разовый (контрольный, г/с) или годовой (т/год) выброс, устанавливаемый для каждого источника выбросов и предприятия в целом, за соблюдением которого организуется контроль.

ПДВ для котельных и ТЭС определяется исходя из основного требования - при заданных геометрических характеристиках дымовой трубы, условиях выхода газов, особенностях местности, неблагоприятных метеоусловиях для рассеивания максимальные приземные концентрации каждого вредного вещества с учетом фонового загрязнения не должны превышать ПДК.

Значения ПДВ, г/с, для выброса загрязняющего вещества из дымовой трубы котельной или ТЭС рассчитываются по формуле:

,

Нормативы ПДВ определяются по отдельным источникам для каждого загрязняющего вещества, содержащегося в выбросах.

 

, г/с;

, г/с;

, г/с;

, г/с;

, г/с.

Количество выбрасываемых загрязнителей не превышает  предельно допустимые выбросы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ  ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ 

 

1. Применение двухступенчатого  сжигания:

 - коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании), определяется по рис. 2.2 [1].

          2. Замена вихревых горелок на прямоточные:

β2 = 0,85 – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок.

3. Применение рециркуляции газов:

 - коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов на выход оксидов азота в зависимости подачи их в топку. При высокотеипературном сжигании твердого топлива и вводе газов рециркуляции во вторичный воздух = 0,005.

, г/с,

, т/год.

4. Экологический эффект:

∆ = - ,

∆ = 47,45-23,6=23,85г/с,

∆ = 972,897-485,47=487,43 т/год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ  ТРУБЫ ПОСЛЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО  СНИЖЕНИЮ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ 

 

Выбор высоты дымовой трубы производится, исходя из требования обеспечения приземной концентрации каждого загрязняющего вещества ниже ПДК даже при неблагоприятных для рассеивания метеоусловиях.

  Расчет минимально допустимой высоты дымовой трубы h, м, при наличии фоновой загазованности Сф  от других источников такой же вредности производится в несколько итераций.

Предварительное значение h определяется по каждому веществу, лимитирующему чистоту воздушного бассейна:

по твердым частицам и моноксиду углерода

        , м,

по оксидам серы и азота с учетом их суммарного воздействия

         , м,

где A- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания загрязнителей в атмосфере, , принимаем  А=160;   

Мi- максимально разовое количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу при работе данной котельной, г/с;

F- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания   взвешенных частиц в атмосфере, принимается: для газообразных веществ   и мелкодисперсных аэрозолей со скоростью оседания наиболее крупных фракций 3 5 м/с F=1; для золы после золоуловителей при среднем  эксплутационном коэффициенте улавливания hзу % F=2;

h- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

ПДКi – предельно допустимая концентрация вредного вещества, определяется по приложению 7 [1], мг/м3;

V - объемный расход выбрасываемых дымовых газов, м3/с, определяется по формуле:

V=179.02- объемный расход выбрасываемых дымовых газов, м3/с;

Т – разность температур выбрасываемых дымовых газов tуг и атмосферного воздуха tв , 0С.

,

где - принимаем температуру газов на выходе из дымовой трубы 126 0С, т.к. она должна быть на 10 0С ниже температуры уходящих газов котла;

- температура наиболее холодного месяца, СНиП 23-01-99, 0С;

            , 0С;

Сфi– концентрация в фоновом загрязнении, мг/м3.

          , м,

За начальное значение высоты дымовой трубы принимается наибольшее из рассчитанных по формулам  значений h=80 м. По таблице 3.3 [1] выбираем стандартную высоту дымовой трубы h=80 м. По найденному h по табл. 3.2 [1] выбираем значение диаметра устья D0=3,0 м.

При этом диаметре D0 определяем - скорость выхода газов по формуле:

          м/с.

Затем по формулам определяются значения f и Vm и устанавливаются в первом приближении коэффициенты m и п.

        

Коэффициент т определяется в зависимости от параметра  f :

         

Безразмерный коэффициент п определяется в зависимости от параметра Vm:

           ,

а при .

                    Определяем второе приближение h=h2 по формуле:

                              м.

 Необходимую высоту дымовой трубы примем равной h=75м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. НОРМАТИВНЫЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

 

Использование ПДК в качестве норматива, ограничивающего содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, не позволяет определить, какие именно предприятия являются источниками поступления загрязнителей и какова доля каждого из них в достижении предельных концентраций. Кроме того, отсутствие постоянного учета выбросов вредных веществ не стимулирует предприятие к проведению атмосфера охранных мероприятий.

В связи с этим в 1984 году был введен еще один норматив - предельно допустимые выбросы (ПДВ).

ПДВ вредного вещества в атмосферу - это максимальный разовый (контрольный, г/с) или годовой (т/год) выброс, устанавливаемый для каждого источника выбросов и предприятия в целом, за соблюдением которого организуется контроль.

ПДВ для котельных и ТЭС определяется исходя из основного требования - при заданных геометрических характеристиках дымовой трубы, условиях выхода газов, особенностях местности, неблагоприятных метеоусловиях для рассеивания максимальные приземные концентрации каждого вредного вещества с учетом фонового загрязнения не должны превышать ПДК.

Значения ПДВ, г/с, для выброса загрязняющего вещества из дымовой трубы котельной или ТЭС рассчитываются по формуле:

                     ,

Нормативы ПДВ определяются по отдельным источникам для каждого загрязняющего вещества, содержащегося в выбросах.

, г/с;

 

 г/с,

 г/с,

 г/с,

 г/с.

Количество выбрасываемых загрязнителей не превышает  предельно допустимые выбросы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЗАГРЕЗЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ПРИ РАБОТЕ КОТЕЛЬНОЙ

 

Укрупнённая оценка величины предотвращения ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух может проводиться как для одного крупного источника или группы оцениваемых источников, так и для регионов в целом.

Для определения величины предотвращённого ущерба используются усреднённые расчётные значения экономической оценки ущерба на единицу приведённой массы атмосферных загрязнений для основных экономических районов РФ.

Величина экономической оценки удельного ущерба от выбросов загрязняющих веществ рассчитывается по формуле:

, руб/год,

где

       - масса годового выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух, т/ч;      

     - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха территории экономических районов России, определяется по таблице5.2 для Северо-Западного района;

     - коэффициент учитывающий плотность населения;

     - коэффициент учитывающий особенности территории, для районов крайнего Севера;

     Н  – нормативная плата за выброс, приведена в таблице

 

 

Таблица    

Вещество	Н, руб/т
NO2	52
SO2	21
Бенз(а)пирен C20H12	2049801
CO	0,6
Зола (для прочих углей)	7

 

1. До мероприятий по снижению вредных выбросов:

 

=

=517087,2 руб/год

 

2. После мероприятий по снижению вредных выбросов:

 

=

= 380801,6 руб/год

 

∆У = У1 – У2 

 

∆У = 517087,2 – 380801,6 =13685,6 руб/год.

 

Заключение

 

В данной курсовой работе для заданной котельной ( Е 100, 3 шт.), Воркутинского угля и места расположения котельной (г. Воркута) произвели расчет:

- расхода топлива (10780 г/с, 221205,6 т/год);

- выбросов твердых частиц с учетом мероприятий: (40,8 г/с, 837,2 т/год);

- выбросов оксидов серы (155,23 г/с,  3185,35 т/год);

- выбросов оксидов азота  с  учетом мероприятий: применение  двухступенчатого сжигания (31,94 г/с,  620,52 т/год);