7.3 Выбросы оксидов серы

Валовый и максимально разовый выбросы оксидов серы SO₂ и SO₃ в пересчете на SO₂

M SO₂ = 0.02 Bт S р (1 - β ) , кг/с

В т - расход топлива, кг/с

S р ,% (1 кг Sр + 32/32 кг O₂ = 64/32 кг SO₂)

β - доля оксидов серы, связываемых летучей золой

Топливо	Численные значения β
Канско-ачинские угли	0.5
Остальные угли	0.2
Сланцы	0.5
Торф	0.15

7.4 Выбросы оксидов азота

Расчет содержания оксидов азота в дымовых газах вызывает имеет определенные сложности, поскольку в процессе горения топлива их образование ( термических из молекулярного азота воздуха, топливных из азота, содержащегося в топливе, так называемых быстрых при реакции молекулярного азота воздуха с углеводородными радикалами) зависит от ряда факторов, в том числе от температуры горения, времени пребывания продуктов сгорания в зоне генерации оксидов азота и других.

Для определения валового выброса оксидов азота можно ориентироваться на их значения, полученные по эксплуатационным данным.

Значения оксидов азота для котлов

Вид топлива	Способ шлакоудаления	Концентрация NOx, мг\ м3
Каменный уголь	жидкое шлакоудаление	1300
Каменный уголь	сухое шлакоудаление	1100
Мазут		1320
Газовое топливо		1500

Массовый выброс оксидов азота в пересчете на NO₂ в единицу времени равен

для твердого топлива MNO2 = С m Vг Bт

Удельные выбросы вредных веществ сравниваются с нормативными значениями (таблицы 1,2)

При превышении полученных результатов относительно нормативных должны быть разработаны меры по приведению их к соответствию.

V _сх = V_{RO2 +} V _N2 + (α ух -1)V_o

7.5 Удельные выбросы

Оксиды серы m so2 = Mso2/ Vсх

Твердые частицы m тв = M тв /Vсх

• Пример расчета

Определить массовые выбросы золы , оксидов серы, азота для паротурбинного энергоблока на Подмосковном угле

Задано:

N э = 300 МВт

КПД брутто - 33%

Q ^р_н = 9.34 МДж/ кг

Технические свойства подмосковного угля таблица 1.

Потеря тепла от неполноты сгорания топлива

механической - 0.5 %

Температура уходящих газов 150 ⁰ С

Массовая концентрация NOx в дымовых газах 800 мг /м³

Расчет

Расход топлива

Вт = 300 / (0.33 х 9.34) = 97 кг/ с

Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения топлива

Vo = 0.0899 ( Cр + 0.375 Sр) +0.265 Hр – 0.0333 Oр = 2.7 м³/ кг

Теоретический объем продуктов сгорания

V г = V _RO2 + V _N2 + V _H2O = 0,0186 (Cр+ 0.375 Sр) + 0.79 Vo + 0.008 Nр + 0.111 Hр + 0.0124 W р + 0.0161 Vo = 2.9 м ³/ с

Объем дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу

Vух = B т [Vг + (α _ух - 1) Vo ] (T ух. + 273 ) / 273 = 639 м ³/ с , α _ух = 1.5

Разовый выброс золы

М золы = 0.01 Вт [ a _ун Ар + q _мех ( Q н / 32.7 ) ] = 23670 г / с , a _ун = 0.85 ,

Разовый выброс SO₂

Vух = B т [Vг + (α _ух - 1) Vo ] (T ух. + 273 ) / 273 = 639 м ³/ с , α _ух = 1.5

Разовый выброс золы

М золы = 0.01 Вт [ a _ун Ар + q _мех ( Q н / 32.7 ) ] = 23670 г / с , a _ун = 0.85 ,

Разовый выброс SO₂

M_SO2 = 0.02 B т S р ( 1 - 0.2 ) = 4190 г /с,

Разовый выброс NOx

M_NOx = C _{mNOx х} V ух = 511 г / с

Приложение

/Таблица 1.

 Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов серы для котельных установок, введенных на ТЭС с 1 января 2001 г., для твердых и жидких видов топлива.

Тепловая мощность котлов Q, МВт (паропроизводительность котла D, т/ч)	Приведенное содержание серы Sп, %·кг/МДж	Массовый выброс SOx на единицу тепловой энергии, г/МДж	Массовый выброс SOx, кг/т.у.т.	Массовая концентрация SOx в дымовых газах при α ух  = 1.4, мг/м3*
До 199	0,045 и	0,5	14,7	1200
(до 320)	Менее
	Более 0,045	0,6	17,6	1400
200-249	0.045 и	0,4	11,7	950
(320-400)	Менее
	Более 0,045	0,45	13,1	1050
250-299	0.045 и	0,3	8,8	700
(400-420)	Менее
	Более 0,045	0,3	8,8	700
300 и более	-	0,3	8,8	700

Таблица 2

Нормативы выбросов твердых частиц в атмосферу для котельных установок, введенных на ТЭС с 1 января 2001 года

Тепловая мощность котла, МВт	Приведенное содержание золы, Ап ,% кг /МДж	Массовый выброс твердых частиц, кг/ г в условном исчисления тонны условного топлива	Массовая концентрация частиц в дымовых газах при , α ух = 1.4, при нормальных физических условиях, мг/ м 3
До 300	Менее 0.6 0.6-2.5 Более 2.5	1.76 1.76-2.93 2.93	150  150-250 250
Более 300	Менее 0.6 0.6-2.5 Более 2.5	0.59 0.59-1.76 1.76	50 50-150 150

В таблицах 1, 2 приведены нормативные удельные выбросы согласно ГОСТ Р 50831-95

для котельных установок при нормальных условиях (температура 0°С, давление 101,3 кПа), рассчитанная на сухие газы при α ух= 1.4.

Таблица 3

Топливо Тепловая мощность оксиды азота МВт мг/м3
Газообразное	<300 125
	>300	125
Жидкое	<300	250
	>300	250
Твердое: бурьй утоль каменный	<300	300/300
	>300	300/-
	<300	470/640
	>300	350/570

Примечания: 1. Числитель - твердое шлакоудаление, знаменатель - жидкое шлакоудаление.

Принципиальные схемы энергоблоков

Паротурбинный 1

Парогазовый

/2

1. - компрессор

2. - камера сгорания 6 - котел-утилизатор 3- газовая турбина 7 - конденсатор

1. - эл.генератор 9 - подогреватель

2. - паровая турбина 8,10-насосы

1. - котельный агрегат

2. - турбина

3. - эл.генератор

4. - конденсатор 5- насос;

6 --подогреватель низкого давления; 7-деаэратор;

1. - питательный насос;

2. - подогреватель высокого давления;

Список рекомендуемой литературы

1.Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) . М.: Энергия , 1973.

2. Белов С.В., Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. Охрана окружающей среды. М.: Высшая школа. 1991. 319с.

3. Резников М.И., Липов Ю.М. Котельные установки электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 288с.

4. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций// Учебное пособие/ Абрамов А.И. [ и др.] М.,: МЭИ, 2001. 378 с.

5. Теоретические основы теплотехники// Теплотехнический эксперимент //Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1998. 362с.