1.5 Расчет количества токсичных компонентов, выделяющихся при горении различного вида топлива
В зависимости от вида используемого топлива и технологии его сгорания в воздушный бассейн попадают различные виды загрязнений. Так, при сжигании твердого топлива в атмосферу выделяются: взвешенные вещества (в виде золы или сажи), оксиды азота, оксиды серы, оксид углерода; при сжигании мазута - оксиды серы, оксид углерода, взвешенные вещества и мазутная зола (в пересчете на пентаксид ванадия). Характеристики различных видов топлива приведены в таблице 1.11.
Расчет выбросов частиц твердой фазы, т/год, производится по формуле:
(1.12)
где В – расход топлива, т/год;
Ар – зольность топлива, %;
f – безразмерный коэффициент, принимаемый в зависимости от
содержания горючих компонентов и доли золы, уносимой
отходящими газами (таблица 1.12);
ηз – доля твердых частиц, задерживаемых в золо- и пылеуловителях.
Расчет выбросов оксидов серы, т/год, выполняется по формуле:
,
(1.13)
где Sp – содержание серы в топливе на рабочую массу, %;
- доля
оксидов серы, связываемых летучей золой
топлива,
принимаемая для торфа равной 0,15; для экибастузского угля –
0,02; для прочих углей – 0,1; для мазута – 0,1;
- эффективность
системы очистки.
Расчет выбросов оксидов углерода, т/год, производится по формуле:
,
(1.14)
где ССО – выход оксида углерода при сжигании 1 единицы топлива, кг/т,
определяемый по формуле:
(1.15)
q4 – потери теплоты, вызванные механической неполнотой сгорания
топлива, % (таблица 1.12);
q3 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания
топлива, % (таблица 1.12);
R – коэффициент, учитывающий потери тепла, обусловленные
присутствием в продуктах неполного сгорания оксида углерода,
принимаемый для твердого топлива равным 0,1; для газа – 0,5,
для мазута – 0,65;
-
низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.
Расчет выбросов диоксида азота, т/год, осуществляется по формуле:
(1.16)
где
- параметр, учитывающий количество
оксидов азота,
образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж;
β – коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов оксида
азота в результате внедрения в производство природозащитных
систем и мероприятий (эффективность системы очистки).
Расчет выбросов оксидов ванадия (V2O5), т/год, производится по формуле:
,
(1.17)
где
- содержание V2O5
в жидком топливе, г/т, определяемое по
формуле:
,
(1.18)
ηос – коэффициент оседания V2O5 на поверхности нагрева котлов,
принимаемый для котлов с промежуточными пароперегревателями,
поверхности нагрева которых очищают в установленном состоянии
равным 0,07; для котлов без промежуточного пароперегревателей при
тех же условиях – 0,5; для остальных случаев – 0;
ηу – доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива,
улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов
(эффективность системы очистки).
Таблица 1.11 – Характеристика топлива
Марка / вид топлива |
АР, % |
SP, % |
QP, МДж/кг |
Уголь |
|||
КР, К2Р |
27,6 |
0,8 |
21,12 |
КСШ, К2СШ |
29,4 |
0,8 |
20,24 |
К, К2 К2Р |
20,7 40,9 |
0,8 0,7 |
22,97 16,63 |
ССР |
32,6 |
0,7 |
18,94 |
Мазут |
|||
Малосернистый |
0,1 |
0,5 |
40,3 |
Сернистый |
0,1 |
1,9 |
39,85 |
Высокосернистый |
0,1 |
4,1 |
38,89 |
Таблица 1.12 – Значения f, q3, q4
Тип топки |
Вид топлива |
f |
q3 |
q4 |
C неподвижной решеткой и ручным забросом топлива |
Бурые и каменные угли Антрациты: АС и АМ АРШ |
0,0023
0,003 0,0078 |
0,5…1
1 1 |
9…7,5
10 10 |
С пневматическими забрасывателями и цепной решеткой |
Бурые и каменные угли Антрациты АРШ |
0,0026 0,0088 |
0,5…1 1 |
5,5…4 10 |
С цепной решеткой прямого хода |
Антрациты АС и АМ |
0,0020 |
1 |
10 |
С забрасывателями и цепной решеткой |
Бурые и каменные угли |
0,0035 |
0,5…1 |
5,5…3 |
Шахтная |
Твердое топливо |
0,0019 |
2 |
2 |
Слоевые топки бытовых теплогенераторов |
Бурые угли Каменные угли |
0,0011 0,0011 |
0,5 0,5 |
3…1,5 5…3 |
Паровые и водогрейные котлы |
Мазут |
0,002 |
0,5 |
0 |
Для расчета массы выбросов загрязняющих веществ за сутки в таблице 1.13 приведены примерные исходные данные, теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до В тыс.тонн угля в сутки.
Таблица 1.13 – Исходные данные для расчета
Показатели |
1 |
2 |
Вид топлива |
уголь |
мазут |
Марка топлива |
КР |
ВС1 |
Суточный расход топлива, В, тыс.т./сутки |
0,2 |
0,18 |
Тип топки |
НРиРЗТ2 |
ПиВК3 |
Высота трубы, м |
20 |
29 |
Диаметр трубы, м |
0,8 |
1,1 |
Скорость выхода ГВС10, м/с |
2,2 |
0,8 |
Температура отходящих газов, 0С |
200 |
205 |
Температура окружающей среды, 0С |
27 |
25 |
Эффективность системы очистки, % |
96 |
97 |
Примечание: 1 – высокосернистый; 2 – с неподвижной решеткой и ручным забором
топлива; 3 – паровые и водогрейные котлы.