5.2 Экологія

Експлуатація котельної неминуче спричинить забруднення атмосфери продуктами згорання палива, використовуваного у встановлених котлоагрегатах.

У проектованій котельній джерелами забруднення атмосфери є продукти згорання природного газу, або резервного палива – топкового мазуту. При спалюванні мазуту основними шкідливими викидами є: двоокис азоту, двоокис сірки, окисел вуглецю, тверді речовини, оксид азоту, п'ятиокис ванадію у складі твердих часток золи.

При спалюванні природного газу в казанах основними шкідливими викидами є оксиди азоту і оксид вуглецю.

Суммацией шкідливої дії володіють:

-діоксид азоту і діоксид сірки;

-діоксид азоту, оксид азоту, п'ятиокис ванадію і діоксид сірки;

-діоксид сірки, окисел вуглецю, діоксид азоту і фенол (фенол входить до складу фонових концентрацій);

-діоксид сірки і фенол.

Залпові і аварійні викиди вказаних забруднюючих речовин, що утворюються при спалюванні палива у котлах неможливі.

Зниження викидів забезпечується автоматизацією процесу горіння з регулюванням подачі паливо-повітря, регулюванням навантаження, контролем за вмістом кисню в продуктах згорання.

У періоди несприятливих метеорологічних умов робота котельної повинна здійснюватися відповідно до заходів щодо регулювання викидів, обгрунтованих і затверджених в установленому порядку для даної місцевості.

Для котельної організаційно-технічними заходами в період НМУ є:

- включення в роботу кількості котлоагрегатов, що забезпечують максимальний ККД при конкретному навантаженні;

- підвищений контроль за процесом горіння палива в частині мінімального виходу забруднюючих речовин;

- виключення очищення поверхонь нагріву казанів і економайзерів;

- заборона виконання на період НМУ пуско-налагоджувальних робіт.

Вихідними даними для розрахунку і аналізу приземних концентрацій приймаються метеорологічні умови даної області, режими роботи котельної, а також технічні рішення по відведенню димових газів від котлоагрегатов, що забезпечують розсіювання шкідливих викидів нижче гранично допустимих концентрацій.

Сучасні уявлення про допустимі рівні забруднення атмосферного повітря, води або ландшафту засновані на відомостях про шкідливу дію речовин на здоров'ї людей і тварин, на рослинність, на матеріальні цінності. Для оцінки допустимості концентрацій домішкових викидів прийнято порівнювати фактичні концентрації з нормованими для конкретних умов, у зв'язку з цим для проектованої котельної планується встановити цегельний димар заввишки 50м. Згідно з розрахунком приведеному в пункті 3 вона повністю задовольнятиме стандартам якості повітря в приземних шарах атмосфери при спалюванні газу.

Оскільки паливом є природний газ, склад якого приведений в пункті 2, то визначаємо лише викид оксидів азоту:

M_NO2=0,034ВQ_р^нk_NO2(1–), (5.10)

. де В=12692,84 м³/г =3,525 г/с – витрата палива;

Q_р^н – теплота згорання, МДж/м³;

k_NO2 – параметр, що характеризує кількість оксидів азота, що утворюються на 1 ГДж тепла , k_NO2 =1,2 кг/ГДж (до автоматизації), . . k_NO=1кг/ГДж (після автоматизації);

– коефіцієнт, що враховує міру зниження викидів оксидів азоту в результаті вживання технічних рішень: ;

М_NO2=0,034∙3,525∙33,603∙1,2∙(1−0)=4,49 г/с.

М_NO2=0,034∙3,525∙33,603∙1∙(1−0)=4,027 г/с.

Для визначення діаметру гирла димаря необхідно спочатку визначити витрату продуктів згорання через трубу.

, (5.11)

де: V_г –– кількість димових газів на виході з котлоагрегата, м³/м³;

V^o – теоретична кількість повітря, м³/м³;

θ –температура вирушаючих газів, приймається рівній температурі на виході з котлоагрегата, [2];

∆α – присос повітря в газоходах, див.п.2.

м³/с.

Тоді діаметр гирла труби:

м , (5.12)

м,

де ω_вих– швидкість продуктів згорання на виході з труби, приймаємо [2].

Отриманий діаметр округлюємо до найближчого стандартного і уточнюємо швидкість продуктів згорання на виході.D_д=2 м, тоді ω_вих=22,2 м/с.

Визначаємо попередню мінімальну висоту труби по формулі:

, (5.13)

де А – коефіцієнт, залежний від метеорологічних умов місцевості, рівний 120, [2];

ГДК_NO2 – гранично допустима концентрація для оксидів азоту, рівно 0,085 мг/м³,[2];

Z – кількість димарів, рівно 1;

∆t – різниця температури газів, що викидаються, і температури повітря найжаркішого місяця опівдні, ∆t=25С.

м.

Отримана в першому наближенні висота димаря більше мінімальної висоти цегельного димаря рівної 30м [2], проте, як в теплоснабжаємом районі є споруди висотою біля 20м, необхідно передбачити вищий димар для кращого розсіювання димових газів. Приймаємо висоту залізобетонного димаря рівну 50м [2]. Визначаємо коефіцієнти f и υ_м:

, (5.14)

,

, (5.15)

.

_{По отриманих коефіцієнтах визначаємо наступні коефіцієнти:}

, (5.16)

,

(5.17)

Тепер визначаємо максимальну приземну концентрацію оксидів азоту:

, (5.18)

мг/м3 .

Проверим условие, при котором безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1, т.е.

, ( 5.19)

Оскільки умова виконується, то залишаємо прийняту висоту труби і розрахунок вважаємо закінченими.

Вивід:

а) Екологічний ефект полягає в тому, що зниження викидів забезпечується автоматизацією процесу горіння з регулюванням подачі паливо-повітря, регулюванням навантаження, контролем за вмістом кисню в продуктах згорання. При даній реконструкції викиди шкідливих речовин знизяться: оксидів азоту - с 4,49 г/с до 4,027 г/с .

б) Соціальний ефект полягає в поліпшенні умов життя населення,в частковості в районі міста, а також створенні нових робочих місць у зв'язку з будівництвом нової котельної.

в) Для зменшення концентрації забруднюючих з'єднань в приземному шарі повітря котельну обладнали високою трубою 50 метрів, що забезпечить хороше розсіювання забруднюючих речовин.