- •Природоохранные технологии на ТЭС
- •Пояснительная записка
- •1. КУРС ЛЕКЦИЙ
- •1.1. Введение. Роль энергетики в вопросах экологии. Выбросы ТЭС и АЭС и их влияние на окружающую среду
- •1.1.1. Основные положения
- •1.1.2. Правовое и нормативное обеспечение
- •1.1.3. Термины и их определение
- •1.2. СОСТАВ И СТРУКТУРА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА. ВИДЫ ЕГО ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
- •1.2.1. Атмосферный воздух
- •1.2.2. Классификация загрязняющих веществ (ГОСТ 17.2.1.01-76)
- •1.2.3. Характеристика основных загрязняющих веществ
- •1.3. НОРМИРОВАНИЕ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
- •1.3.1. Предельно допустимые концентрации
- •1.3.2. Предельно допустимые выбросы
- •1.4. ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ И КОНТРОЛЬ ВОЗДУХООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ
- •1.4.1. Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
- •1.4.2. Экологический паспорт проекта
- •Сооружения по очистке сточных вод
- •1.4.3. Экологический паспорт действующего объекта
- •1.4.4. Ведомственный контроль воздухоохранной деятельности
- •1.4.5. Структура и рекомендации по оформлению и содержанию ведомственного проекта нормативов ПДВ для предприятий
- •утверждаю
- •Начальник местного органа
- •Регистрационный номер
- •1.5. РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
- •1.5.1. Общие положения
- •1.5.2. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника
- •1.5.3. Расчет загрязнения атмосферы выбросами группы источников
- •1.5.4. Расчет загрязнения атмосферы с учетом суммации вредного действия нескольких ингредиентов
- •1.5.5. Учет фоновых концентраций при расчетах загрязнения атмосферы
- •1.6. ОЦЕНКА УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
- •1.7. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ ТОПЛИВ
- •1.7.1. Общая характеристика методов
- •1.7.2. Оксиды азота
- •1.7.3. Оксиды серы
- •1.7.4. Продукты химнедожога
- •1.7.5. Газоанализаторы
- •1.7.6. Подсистема "Экология" в составе задач АСУ ТП ТЭС
- •1.8. ЗОЛОУЛАВИТЕЛИ НА ТЭС
- •1.8.1. Общие сведения
- •1.8.2. Циклоны и батарейные циклоны
- •1.8.3. Жалюзийные золоуловители
- •1.8.4. Мокрые золоуловители
- •1.8.5. Электрофильтры
- •1.8.6. Кондиционирование дымовых газов перед электрофильтрами
- •1.8.7. Тканевые фильтры
- •1.8.8. Результаты эксплуатации золоуловителей
- •1.9. Выбросы оксидов азота на ТЭС. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ОКСИДА АЗОТА ОТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ
- •1.9.1. Образование оксидов азота
- •1.9.2. Зависимость выхода оксидов азота от избытков воздуха в топочной камере
- •1.9.3. Ступенчатое сжигание топлив
- •1.9.4. Рециркуляция дымовых газов
- •1.9.5. Ввод влаги в топку и сжигание водомазутных эмульсий
- •1.10. ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ АЗОТА НА ТЭС. ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИЯ И ДЕНИТРИФИКАЦИЯ ТОПЛИВ И ИХ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
- •1.10.1. Газификация сернистых мазутов
- •1.10.2. Газификация твердых топлив
- •Рис. 10.5. БЛОК-СХЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ "ЭКОВУТ"
- •1.10.3. Очистка дымовых газов от оксидов серы и азота
- •1.11.2. Основные положения по проектированию систем сточных вод
- •1.11.3. Характеристики сточных вод ТЭС и методы их очистки
- •Цифровой индекс размера частиц
- •2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
- •2.1. Расчетные методики определения валовых выбросов загрязняющих веществ
- •2.1.1. Расчет выбросов твердых частиц
- •2.1.3. Расчет выбросов оксидов углерода
- •2.1.4. Расчет выбросов оксидов ванадия
- •2.1.6. Расчет выбросов бенз(а)пирена
- •2.1.7. Расчет выбросов диоксида углерода при сжигании органического топлива
- •2.1.9. Расчет выбросов оксида углерода и несгоревших углеводородов от газотурбинных установок
- •2.2. Определение минимальной высоты источников выброса
- •2.3. Типы дымовых труб
- •2.4. Пример расчета батарейного циклона
- •2.5. Пример расчета золоуловителя с трубой Вентури
- •2.6. Выбор и расчет электрофильтров
- •3. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ, ВЫНОСИМЫХ НА экзамен
- •4. Учебная ПРОГРАММА
- •ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ТЭС
- •РЕЦЕНЗЕНТЫ:
- •ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
- •Высокотемпературные бескаталитические (гомогенный) методы восстановления оксидов азота в молекулярный азот. Каталитические низкотемпературные методы восстановления NОx в N2. Назначение озонаторов. Технико-экономические показатели работы De-NОх.
- •Основная ЛИТЕРАТУРА
где 1, , 1,, , Вр1, Вр2 - соответственно коэффициенты и расходы топлива первого и
второго вида.
Значения коэффициента 1 при номинальной нагрузке и степени рециркуляции дымовых газов г менее 20% принимаются равными:
а) при сжигании газа и мазута и вводе газов рециркуляции
в под топки (при расположении горелок на |
0,0025 |
вертикальных экранах) |
|
через шлицы под горелками |
0,015 |
по наружному каналу горелок |
0,025 |
в воздушное дутье и рассечку двух воздушных |
0,035 |
потоков |
|
|
|
б) при высокотемпературном1 сжигании твердого топлива и вводе газов рециркуляции:
в первичную аэросмесь |
0,01 |
во вториче=ный воздух |
0,005 |
|
|
в) при низкотемпературном2 сжигании твердого топлива 1 =0.
____________
1Под высокотемпературным сжиганием понимают сжигание всех углей в топках с жидким шлакоудалением, а также углей с низшей теплотой сгорания равной или более 23,05 МДж/кг в топках с твердым шлакоудалением при температуре факела, равной или более 1500°С.
2 Под низкотемпературным сжиганием понимают сжигание твердого топлива с низшей теплотой сгорания менее 23,05 МДж/кг в топках с твердым шлакоудалением при температуре факела менее 1500°С.
При нагрузке меньше номинальной коэффициент 1 следует умножить на коэффициент f, определяемый из соотношения
f0,6 Д f 0,4
Дn
2.1.6. Расчет выбросов бенз(а)пирена
Методика определения концентраций бенз(а)пирена С20Н12 основана на результатах испытаний на энергетических котлах тепловой мощностью более 100 МВт и полученных эмпирических зависимостях.
Количество бенз(а)пирена, выбрасываемое в атмосферу с дымовыми газами (МБ) в граммах в секунду или в тоннах в год вычисляют по формуле
282
|
МБ = СБ Vг В 10-6, |
где |
СБ –концентрация бенз(а)пирена в уходящих дымовых газах котла, |
|
мкг/м3; |
|
Vг – удельный объем дымовых газов, м3/кг – для жидкого и твердого |
|
топлива или м3/м3 – для газообразного топлива; |
|
В – расход топлива, кг/с или т/год – для жидкого и твердого, дм3/с |
|
или тыс.м3/год – для газообразного топлива. |
При сжигании мазута приближенное значение концентрации бенз(а)пирена в дымовых газах ( СБМ ) в микрограммах на кубический метр,
приведенную к =1,3, вычисляют по формуле:
СБМ (25 0,05qv ) А 10 2 К Д Кr К К Кoч ,
где qv – тепловое напряжение топочного объема при номинальной нагрузке, кВт/м3.
В табл. 2.1. приведены значения qv для некоторых типов котлов.
|
|
Таблица 2.1. |
|
|
|
|
|
Тип котла |
Номинальная нагрузка, Dном, |
Тепловое напряжение |
|
|
т/ч |
qv, кВт/м3 |
|
ТГМ-151Б |
220 |
230,8 |
|
ТГМ-84Б |
420 |
205,3 |
|
ТП-85 |
420 |
164,7 |
|
ТП-87-1 |
420 |
147,3 |
|
ТГМ-96Б |
480 |
223,9 |
|
ТГМ-104 |
670 |
219,2 |
|
БКЗ-320 |
320 |
|
|
БКЗ-420 |
420 |
|
|
ТГМП-344 |
1000 |
|
|
А – коэффициент, |
зависящий от коэффициента избытка воздуха за |
||
конвективным пароперегревателем ( пп" ).
В табл. 2.2. даны значения коэффициента А в диапазоне пп" =1,005-1,10. При значениях пп" 1,1 концентрацию бенз(а)пирена в дымовых газах
следует принимать равной рассчитанной при пп" =1,10.
283
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
|
А |
|
|
" |
А |
|
|
пп |
|
|
|
|
|
пп |
|
|
1,005 |
|
0,8697 |
|
|
1,055 |
0,2233 |
|
|
1,010 |
|
0,7568 |
|
|
1,060 |
0,1956 |
|
|
1,015 |
|
0,6591 |
|
|
1,065 |
0,1715 |
|
|
1,020 |
|
0,5744 |
|
|
1,070 |
0,1504 |
|
|
1,025 |
|
0,5009 |
|
|
1,075 |
0,1320 |
|
|
1,030 |
|
0,4371 |
|
|
1,080 |
0,1159 |
|
|
1,035 |
|
0,3817 |
|
|
1,085 |
0,1019 |
|
|
1,040 |
|
0,3335 |
|
|
1,090 |
0,0895 |
|
|
1,050 |
|
0,2551 |
|
|
1,095 |
0,0788 |
|
|
1,045 |
|
0,2916 |
|
|
1,100 |
0,0693 |
|
|
КД – коэффициент, учитывающий влияние нагрузки, вычисляют по |
||||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
К Д |
1 25(1 |
|
D |
) , |
|
|
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Dном |
|
|
|||
где D, Dном – нагрузка котла расчетная и номинальная, т/ч.
Формула для КД применяется в интервале значений D/Dном от 1 до 0,5.
Кr – коэффициент, учитывающий рециркуляцию газов, определяется по формуле:
Кr = 1+аr,
где r – доля рециркуляции газов в интервале значений от 0 до 0,25;
а – коэффициент, зависящий от способа ввода газов рециркуляции, равен: при подаче газов рециркуляциив воздушный короб и вокруг амбразур горелокв шлицы под горелкамив шлицы напротив горелокв под топки
К - коэффициент, учитывающий влияние ступенчатого сжигания, вычисляют по формуле
К = 1+q
где - доля вторичного воздуха в интервале значений от 0 до 0.2;
q – коэффициент, зависящий от способа организации ступенчатого сжигания: по «вертикали» – плюс 7,0; по «горизонтали» – минус 2,2.
К - коэффициент, учитывающий влияние ввода влаги в топку в период особо неблагоприятных метеоусловий. Определяется в зависимости от доли вводимой влаги по отношению к топливу ( ) и способа подачи влаги.
В табл. 2.3. приведены значения коэффициента К для значений от 0 до 0,1.
284
|
|
|
Таблица 2.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Способ ввода влаги |
|
|
|
|
|
|
|
Доля вводимой влаги по |
При |
зональном впрыске |
|
|
воды в топку и при подаче |
При подаче воды в |
|
||
отношению к топливу, |
|
|||
|
пара |
в пристенную зону |
дутьевой воздух, К |
|
|
топки, К |
|
|
|
0,00 |
|
1,000 |
1,000 |
|
0,01 |
|
0,861 |
0,972 |
|
0,02 |
|
0,741 |
0,946 |
|
0,03 |
|
0,638 |
0,919 |
|
0,04 |
|
0,549 |
0,894 |
|
0,05 |
|
0,472 |
0,869 |
|
0,06 |
|
0,406 |
0,845 |
|
0,07 |
|
0,350 |
0,822 |
|
0,08 |
|
0,301 |
0,799 |
|
0,09 |
|
0,259 |
0,777 |
|
0,10 |
|
0,223 |
0,756 |
|
Коч - коэффициент, учитывающий увеличение концентрации бенз(а)пирена при очистке поверхностей нагрева работающих паровых котлов.
Когда очистки не производится, Коч принимают равным 1. |
|
|
|
|||
В табл. 2.4. |
приведены значения коэффициента Коч |
в зависимости от |
||||
способа очистки и периода между очистками паровых котлов. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Таблица 2.4. |
|
Период между очистками, |
Коч |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
ч |
|
Дробевая очистка |
|
Обдувка РВП |
|
|
|
|
конвективных поверхностей |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
12-24 |
|
1,20 |
|
|
1,10 |
|
40-48 |
|
1,50 |
|
|
1,25 |
|
72 |
|
2,00 |
|
|
1,50 |
|
При сжигании газа приближенную величину концентрации бенз(а)пирена в дымовых газах ( СБГ ) в микрограммах на кубический метр, приведенную к
=1,3, вычисляют по формуле
СБГ 0,15 СБМ .
4.6.4. При сжигании твердого топлива приближенную величину концентрации бенз(а)пирена в дымовых газах ( СБТВ ) в микрограммах на кубический метр, приведенную к =1,5, вычисляют по формуле
СБТВ 8,1 е 4,1 п" п Qнр (1 Б )Коч ,
где Qнр - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
285
