Природоохоронні технології на тепловій електростанції (ТЕС)

Запровадження

Природоохоронна діяльність у енергетиці набуває якісно новий характер у зв'язку з формуванням системи законодавчих актів з охорони навколишнього середовища проживання і проведених цій основі нормуванням шкідливих викидів. У разі зростання енергоспоживання необхідно приділяти особливу увагу рішенню завдання охорони навколишнього середовища про те, щоб забезпечити екологічну безпеку існуючих енергопідприємств, а й умови нарощування їх потужностей.

Нині лише теплові електростанції (ТЕС) дають більш 27% загальних промислових викидів, споживаючи 1/3 енергетичного палива.

Для концентрації зусиль наукових, проектно-конструкторських, виробничих організацій зниження негативної дії паливно-енергетичного комплексу на довкілля розроблено й розпочато реалізацію державної науково-технічної програми (ДНТП) «Екологічно чиста енергетика». До програми включені чотири основні напрями: «Безпечна атомна станція», «Екологічно чиста теплова електростанція на твердому паливі», «>Нетрадиционная енергетика», «Паливо майбутнього».

Теплова електростанція на твердому паливі має відповідати екологічним вимогам: викиди у повітря золи – трохи більше 0,05г/м³ (дляекибастузского вугілля – трохи більше 0,1г/м³); окислів сірки трохи більше 0,2-0,3г/м³, оксидів азоту – трохи більше 0,15-0,2г/м³ в димових газах при коефіцієнті надлишку повітря a_т = 1,4.Неочищенние рідкі стоки з ТЕС повинні відсутні, частка золи та інших твердих відходів, придатних до використання у народному господарстві, повинна бути щонайменше 80%.

Вихідні дані

Таблиця 1

№ варіанта

Місцерасположе-ния ТЕС й посвідку спалюваного палива

Марка, число котлів й посвідку горілок

Витрата пального ТЕС

Температура що йдуть газів, До

Типзолоулови-телей та його ККД, %

Температура повітря, До

Середня самого спекотного місяці нинішнього року,Тв

Середнє річне,Тср

годинниковий приноминаль-ной навантаженні,кг/с(т/ч)

річний т/рік,

1 2 3 4 5 6 7 8 9

 

6 р.Кара-ганда,караган-динский вугілля >Е-220-100, 8 прим.,прямо-точний

62,89

(226,4)

1650 ^. 10³

423 >скруббера (94) 298,1 275,3

 

Таблиця 2

Розрахункові характеристики спалюваного палива

Номер варіанта	Вигляд спалюваного палива	З про з т а т про п л й у а % п про м і з повітря все								>Q>pзв, >МДж/кг
		W>p	A>p	P.S>p	H>p	З>p	N>p	>O>p	Nр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11
6	Карагандинський вугілля	8,0	27,6	0,80	3,30	54,7	0,80	4,80	1,24		21,33

Карагандинський вугілля – кам'яний

1. Розрахунокваловоговыбросавредныхвеществ уатмоссферу

 

1.1 Розрахунок викидів у повітря частинок золи інедожога

 

Кількістьзолових частинок інедожога,уносимое з топки парогенераторів будь-яку проміжоквремени(т/год,кг/с), визначається за такою формулою

М_ТБ = 0,01^.У^.(>_ун^.А^р +>q₄ ^ун .  ) ^. (>1-₃)

де У - витрата натурального палива на парогенератор будь-яку проміжок часу (У = 62,89кг/с; У = 1650 ^.10³ т/рік );

А^р = 27,6% - зольність палива на робочу масу;

>_ун = 0,95 - частказолових частинок інедожога,уносимих з казана при камерному спалюванні для кам'яних вугілля;

>q₄^ун – втрати теплоти зуносом від механічної неповноти згоряння палива, %. За відсутності експлуатаційних даних ізq₄^ун при камерному спалюванні кам'яних вугілля компанії з рішучимшлакоудалением для котлівпаропроизводительностю 220т/ч для приблизного розрахунку в формулу підставляють нормативне значенняq₄ , тобто.q₄^ун =q₄ = 1%;

>Q ^>p_зв =21330 кДж/кг - теплота згоряння палива на робочу масу;

h₃ =0,94% – частка твердих частинок, що вловлюються взолоуловителях.

М_ТБ = 0,01^.62,89^.(0,95^.27,6 +1 ^. ) ^. (1-0,94) = 1,014кг/с

М_ТБ = 0,01^. 1650 ^. 10^3.(0,95^.27,6 +1 ^. ) ^. (1-0,94) =26603,97 т/рік

1.2 Розрахунок викидів у повітря окислів сірки

Кількість окислів сірки, що у атмосферу з димовими газами, враховуючиSO₂ будь-яку проміжок часу (т/рік,кг/с) обчислюється за такою формулою

М_>SO2=0,02 У^.P.S^>p.(>1-_>SO2)^.(>1-''_>SO2)

де P.S^>p = 0,80 % - вміст сірки палива на робочу масу;

>_>SO2 = 0,1 - частка окислів сірки, які пов'язують кажана золою вгазоходах парогенераторів прифакельном спалюванні карагандинськогоуголя;

>''_>SO2 = 0,015– частка окислів сірки, що вловлюються в мокромузолоуловителе попутно зулавливанием твердих частинок при нейтральнійорошающей воді.

М_>SO2=0,02 ^. 62,89^. 0,80^.(1-0,1)^.(1-0,015) = 0,892кг/с

М_>SO2=0,02 ^. 1650 ^. 10^3. 0,80^.(1-0,1)^.(1-0,015) = 23403,6 т/рік

1.3 Розрахунок викидів у повітря окису вуглецю

Кількість окису вуглецю (т/рік,кг/с),вибрасиваемой у повітря з димовими газами в одиницю часу, обчислюється за такою формулою

M_>CO = 0,001^.З_з^. У^.(1-0,01^.>q₄)

де З_{ЗІ –} вихід окису вуглецю під час спалювання твердих палив (>кг/т,), визначається за такою формулою

,

деq₃- втрати теплоти від хімічної неповноти згоряння палива.

У казанах зпаропроизводительностью більш75т/ч при налагодженому процесі горіння втрати теплоти від хімічногонедожога рівні нулю (>q₃= 0%), у таких казанах кількість окису вуглецювибрасиваемой у повітря з димовими газами в одиницю часу не вважається, тобто. M_>CO =0

1.4 Розрахунок викидів у повітря окислів ванадію

>Соединения ванадію у складі вугільної золи не входять, тому кількість окислів ванадію для котлів, спалюють тверде паливо, враховуючипятиокись ванадію (V₂>O₅) (т/рік,кг/с),вибрасиваемое у повітря димовими газами в одиницю часу не обчислюється, тобто. M = 0

1.5 Розрахунок викидів у повітря оксидів азоту

Кількість оксидів азоту враховуючи двоокис азоту (т/рік,кг/с),вибрасиваемие у повітря з димовими газами в одиницю часу для енергетичних парогенераторівпаропроизводительностью більш 8,3кг/с (>30т/ч) обчислюється за такою формулою

M=10^-3.K^.B_y^. (1-0.01^.>q₄)^.>₁^. >₂^.>₃

де До- коефіцієнт, що характеризує вихід окислів азоту,кг/т. у т;

У_у- витрата умовного палива будь-яку проміжок часу (>тут/год,кгут/с) перебувають розслідування щодо формулі

>₁- коефіцієнт, враховує впливом геть вихід окислів азоту якості спалюваного палива (зміст N^р);

>₂=0,85- коефіцієнт, враховує конструкцію горілок (прямоточні);

>₃=1,0- коефіцієнт, враховує видшлакоудаления(твердоешлакоудаления);

Коефіцієнт До обчислюється по емпіричну формулі для котлівпаропроизводительностью D, рівної200т/ч і більше, під час спалювання вугілля в усьому діапазоні навантажень;

До =,

деDн =Dф =220т/ч – номінальна і фактичнапаропроизводительность казана під час спалювання твердих палив;

До == 6,29

Витрата умовного палива визначається

,

>Q^>p_H = 21330 кДж/кг - нижча теплота згоряння палива

= 45,75кгут/с

=1200,36 ^. 10³ >тут/год

Значення₁ під час спалювання твердих палив (>_т 1,25) обчислюють за такою формулою

>₁= 0,178 + 0,47^.N^р,

де N^р=1,24% – зміст азоту в паливі на пальну масу.

>₁= 0,178 + 0,47^.1,24 = 0,7608

M=10^-3. 6,29 ^. 45,75^. (1-0.01^.1)^.0,7608 ^. 0,85 ^.1= 0,1842кгут/с

M=10^-3. 6,29 ^. 1200,36 ^. 10^3. (1-0.01^.1)^.0,7608 ^. 0,85 ^.1= 4833,78тут/год