Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Экологические аспекты энергетики атмосферный воздух

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
30.11.2025
Размер:
12.25 Mб
Скачать

С = аКК

,

т

р '

где а — коэффициент, зависящий от вида топлива. Для высокофорсированиых камер сгорання; а = 1,8 — при сжигании природного газа и 2,4 — газотурбинного и дизельного топлива. Для микрофакельных камер сгорания: а = 6,2 — для природного газа и 7,7 — для жидких гонлив;

К^ — коэффициент, учитывающий влияние температуры газов перед турбиной Т^ на образование NO^.

Для высокофорсированных камер сгорания указанная зависимость применима для режимов, близких к рабочему, а для микрофакельных — в широком диапазоне изменения режимных параметров а^, = 3-8, ТВОШ.' =200-350° С.

Зависимости от Т^ для камер сгорания обоих типов представлены на рис. 4.4, 4.5;

К^ — коэффициент, учитывающий зависимость концентрации NO^ от давления в камере сгорания,

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

т,-^ к

527

627

727

827

927

1027

1127

 

Рис. 4.4. Зависимость коэффициента К от температуры для высокофорсированных камер сгорания

'6 р , . - 0 , 7 7 '

где р^ — давление в камере сгорания.

Эффективным способом снижения концентрации оксидов азота в уходящих газах энергетических ГТУ без коренного изменения конструкции камеры сгорания является впрыск воды или ввод пара в зону горения.

т„, к

527

627

727

827

927

1027

112/

Рис. 4.5. Зависимость коэффициента К^ от те.мнературы для микрофакельных камер сгорания

Снижение концент-

К,.

 

 

 

 

 

 

рации оксидов азота при

4,5

 

1

 

 

 

 

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подаче влаги в зону горе-

3.5

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

ния можно оценить сле-

 

 

 

 

 

 

2,5

 

 

 

 

 

 

д у ю щ е й зависимостью:

2

1

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

i

:i

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сч/О

 

0,5

i

i

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к,:.

 

О

!

1 i

(

1

i

;

где Cno, ' ^N0,

кон-

 

Рис. 4.6. Завистюсть

коэффициента

К^^^ от

 

 

цснтрация окси-

 

относительного

расхода

влаги

(пара

или

воды)

дов азота соответ-

 

в ка.меру

сгорания

 

 

ст венно при подаче влаги и без нее;

К — коэффициент, учитывающий влияние расхода влаги, опрсдс]]ястся по рис. 4.6 в зависимости от отноп]еиия количества ВВ07ДИМ0Й влаги к расходу топлива В.

Для сравнения концентрации N0^. в продуктах сгорания различных ГТУ по дсйсгвующим отечественным и зарубежным нормативно-тех- ническим документам концентрацию оксидов азота в продуктах сгорания ГТУ приводят к содержанию кислорода О, = 15,0% по формуле

 

20,9-15,0

 

2 0 , 9 - O t '

где Q o

, Q o — приведенная и действительная концентрация окси-

дов азота;

Ot

- фактическое содержание кислорода в продуктах сгорания ГТУ.

4.9.РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ОКСИДА УГЛЕРОДА

ИНЕСГОРЕВШИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

Суммарное количество оксида углерода и нссгоревших углеводородов в пересчете на метан М^^ и М^,, , г/с, выбрасываемых в атмосферу с отработавшими газами газотурбинных установок (ГТУ), вычисляют по формулам:

где В

расход топлива в камеру сгорания, кг/с;

-^со'

— удельные выбросы СО и СН^,

 

^со ~ ^со

Яг>

 

т _

"си,

где q^ — потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %;

«СО' ^сн,' "со' "сн, — коэффициенты, определяемые видом сжигаемого топлива (табл. 4.10).

 

 

 

 

Таблица 4.10

Вид топлива

 

Значения

коэффициентов

 

^со

«сн,

"со

«си,

 

Природный газ

22,8

5,01

0,6

1,2

Дизельное и газотур-

 

 

 

 

бинное топливо

30,8

2,5

1,0

1,0

Значения q^ принимаются по эксплуатационным данным. При их отсутствии q^ принимают:

0,1—0,5% — для рабочих режимов; 1,0-3,0%—для переменных нагрузок и особенно на холостом ходу;

3,0-5,0% — для камер сгорания с конструктивными изменениями, направленными на снижение на рабочих режимах концентрации оксидов азота (увеличение коэффициента избытка первичного воздуха до а^ = 1,8-2,2, интенсификация процесса выгорания путем применения многогорел очных устройств микрофакельного сжигания).

4.10. РАСЧЕТ ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПО ДАННЫМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерение концентрации вредных ингредиентов в дымовых газах следует проводить по методикам, принятым в теплоэнергетике.

Выброс вредного вещества, т/год, г/с, ..., определяется по формуле

•jKcn Средняя концентрация ингредиенга в рассма1риваемом се-

^^j^jHUH газохода, г/м^, при нормальных условиях;

^объем сухих дымовых газов в рассматриваемом сечении, м^/кг,

"при нормальных условиях

где

у1) у« — соответственно теоретический объем продуктов сгора-

 

'

ния и теоретически необходимый объем воздуха на горение при

 

 

нормальных условиях;

 

 

 

Q,

коэффициент избытка воздуха в дымовых газах в рассматри-

 

 

ваемом сечении, который находят по формуле

 

 

а =

1

 

 

 

 

 

 

 

1 - 3 ,

7 6

— •

 

 

1

0

0 +

где О , ЛО, — соответственно содержание в дымовых газах в рассматриваемом сечении кислорода и трехатомных продуктов сгорания, %.

Коэффициент избытка воздуха может быть также определен по показанию кислородомера, являющегося одним из основных приборов контроля за процессом горения топлива на ТЭС, газоанализатора типа Орса, ВТИ-2 или другого прибора из выражения

а = -21-0,

При определении выброса вредного ингредиента с дымовыми газами за более длительный промежуток времени следует брать расход топлива за указанный промежуток времени и среднюю за этот период концентрацию вредного вещества в газах.

Усреднение концентраций за рассматриваемый период производится по формуле

С = с , д + а д + ... + с„д.

++ ... + S,,

^Д® С|, С,, С^ — концентрация вредного вещества в характерные периоды нагрузки, г/м';

1
\
\\
Рис. 4.7. Зависимость коэффициента избытка воздуха до турбины от перепада температур в камере сгорания

В,, В,, ...,В„ — р а с - ходы условного топлива, т, за характерные периоды нагрузки, которым соответствуют.

При определении выбросов вредных веществ от ГТУ путем измерения их концентраций в дымовых газах коэффициент избытка воздуха рекомендуется

определять следующим образом: по штатным замерам температуры газов за турбиной, температуры воздуха за компрессором, давления за компрессором (до турбины) и имеющимся на ТЭС графическим зависимостям рассчитывают температуру газов до турбины t^^ и величину перепада температур в камере сгорания

Dt =t

-t.

КС

г.т. е

По этому значению на основании зависимости, приведенной на рис. 4.7, находится величина коэффициента избытка воздуха до тур-з

бины а об..

Поскольку часть воздуха (5-10% от в зависимости от тина ГТУ) идет на охлаждение турбины, минуя тракт камеры, то коэффициент

избытка воздуха в отработавших газах определяется

1

« о б = « о б . , .

1 - J

где g^^^— относительный расход воздуха на охлаждение турбины.

Порядок расчета валовых выбросов оксидов азота

Выброс оксидов азота от каждого котла . г/с, при номиналь- ной нагрузке с учетом структуры сжигаемого топлива определяется по формуле

М -

^

rr . удельный выход оксидов азота при номинальной нагрузке

где

•'^иом

^

,

 

( н е з а в и с и м о от вида сжигаемого топлива), кг/т у. т., определя-

 

ют по формуле

 

 

 

fC = f f

ОЖС"

 

 

 

^кcll

 

где к. . •— удельный выход оксидов азота при режимных условиях

 

проведения эксперимента, кг/т у. т.,

 

. . зкси тт-ЭКСИ

где

— замеренная во время эксперимента концентрация окси-

 

дов азота (суммы N 0 и N0^) в пересчете на N0^, г/м\ при нор-

 

мальных условиях;

^uoit' ^жт — рзсход топлива на котел при номинальной нагрузке и во время эксперимента, т у. т./ч;

-^ном' -^эксп — паропроизводительность котла, т/ч, номинальная и

во время проведения замера;

 

Рр

— коэффициент, учитывающий влияние на выход окси-

дов азота качества сжигаемого топлива, при условиях расчета

и во время замера;

 

 

— объем сухих дымовых газов во время замера, MVC, при

нормальных условиях (коэффициент избытка воздуха в месте

замера),

= V A ' , T ( K T — расход натурального топлива на

котел во время эксперимента, кг/с, MVC).

В тех случаях, когда максимальная нагрузка котла ниже номиналь-

ной, выброс оксидов азота, г/с, вычисляют по формуле

где У]""

коэффициент нагрузки котла,

 

 

Г)max

/?max

 

 

Z)иом

впом

^^пт

расход топлива на котел при максимальной нагрузке

т У т./ч).

 

 

5.ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ

ИКОНТРОЛЬ ВОЗДУХООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ

5.1.ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

Инвентаризация выбросов представляет собой систематизацию сведений о распределении источников по территории, количеству и составу выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Основной целью инвентаризации выбросов загрязняющих веществ является получение исходных данных для:

-оценки степени влияния выбросов загрязняющих веществ предприятия на окружающую среду (атмосферный воздух);

-установления предельно допустимых норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу как в целом по ТЭС, так и по отдельным источникам загрязнения атмосферы;

-организации контроля за соблюдением установленных норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;

-оценки состояния пылегазоочистного оборудования;

-оценки экологических характеристик используемых технологий;

-оценки эффективности использования сырьевых ресурсов и утилизации отходов;

-планирования воздухоохранных работ.

Данные о характеристиках источников выделения и загрязнения атмосферы, газоочистных и пылеулавливающих установок приводятся в бланке инвентаризации по состоянию на день ее начала, а сведения о количестве выбрасываемых и улавливаемых загрязняющих веществ, коэффициенте обеспеченности газоочисткой и затратах на нее даются за предшествующий год.

Инвентаризация должна проводиться, как правило, периодически 1П раз в пять лет. После реконструкции и изменения технологии 0 оизвоаства предприятия данные проведенной ранее инвентариза-

даГуточняЮТСЯ.

При проведении инвентаризации предприятие обязано учесть все п о с т у п и в ш и е в атмосферу загрязняющие вещества от имеющихся ста- ц и о н а р н ы х источников загрязнения (организованных и неорганизованных) и автограпепорта. Для этого должны использоваться непосред- с т в е н н ы е инструментальные замеры в соответствии с действующими с т а н д а р т а м и н рекомендованными методиками, допускается также применение расчетных отраслевых методик.

Работа по проведению инвентаризации должна включать следующие этапы:

а) гюдготовительный; б) проведение инвентаризационного обследования;

в) обработку результатов обследования и оформление выходных материалов.

На первом составляется краткая характеристика ТЭС как источника загрязнения атмосферы, балансовые схемы основных и вспомогательных производств, схемы и описания основных технологий. При этом должны определяться выделяемые загрязняющие вещества и их источники, а балансовые схемы должны составляться в соответствии с нормами технологического проектирования.

На втором обследуются источники выделения и загрязнения атмосферы, эффективности газоочистного оборудования, определяются их характеристики.

На третьем этапе систематизируются результаты, проводится их анализ, заполняются бланки формы 1-воздух, составляется перечень методик, используемых для определения концентраций, и расчетных методик определения выбросов загрязняющих веществ.

После анализа материалов инвентаризации местный орган Госкомприроды представляет ТЭС перечень загрязняющих веществ:

-подлежащих государственному учету, но которым предприятие организует первичный учет (характеристики источников, выделяющих эти вещества, заносятся в журнал первичного учета ПОД-1);

- по которым предприятие должно представлять ежегодную статотчетность по форме 2-ТП (воздух).

Материалы инвентаризации оформляются по приведенным формам и используются в дальнейшем для заполнения экологического паспорта предприятия (табл. 5.1).

5.2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА

При проектировании новых ТЭС и котельных или их реконструкции составляется экологический паспорт проекта, основные разделы которого приведены ниже.

Экологический паспорт проекта

(Наименование объекта, .местонахождение)

I.Общая часть

1.1.Наименование проектной организации, ее адрес_

1.2.Заключение по проекту выдано на срок_

1.3.Стадия проектирования

1.4.Аналог проекта

1.5.Дата составления проекта

1.6. Общая сметная стоимость объекта , в том числе затраты на мероприятия по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов

1.7.Срок начала и окончания строительства

1.8.Объем выпускаемой продукции (основной)

1.9.Наименование организаций, согласовавших проект, и даты согласования

П.Данные о площадке размещения объекта

2.1.Разрешение на проведение проектных работ (кем, когда выдано)

2.2.Площадь участка, необходимая для размещения площадки под проектируемый объект, из них ЗНО;

2.3.Наличие территорий природно-заповедных зон (произрастания редких видов растений. мест обитания животных) и влияние проектируемого объекта на их экологическое состояние

 

 

Бланк инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

 

 

Таблица 5.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел I. Источники выделения загрязняющих веществ

 

 

 

 

Наименова-

Номер

Номер

 

Наименова-

Наимено-

Время работы

Наимено-

Код загряз-

Количество за-

ние про-

источника

источни-

ние источнивание вы-

источника

 

вание

няющего

грязняющих ве-

изводства,

загрязне-

ка вьще-

 

ка выделе-

пускаемой

выделения, ч

загряз-

вещества

ществ, отходов

цеха, участ-

ния атмо-

ления

 

ния зафяз-

продукции

В

 

За

 

няющего

 

 

от источника

ка и т.п.

сферы

 

 

няющих

 

 

сутки

год

 

вещества

 

 

выделения,

 

 

 

2

 

веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т/год

А

 

\

 

3

 

 

4

5

 

6

 

 

7

8

 

 

9

 

 

 

Раздел П. Характеристика источников загрязнения

 

 

 

 

 

Координаты источников

Параметры

Параметры

газовоздушной

Код загряз-

Количество загряз-

 

загрязнения в заводской

источников

смеси на выходе источника

няющего

няющих веществ.

 

системе координат, м

загрязне)1ия

загрязнения

атмосферы

вещества

 

выбрасывае.мых

Номер

 

 

 

 

атмосферы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в атмосферу

источника

Точечного

Второго

Вы-

Диаметр

Ско-

Объем-

Темпе-

 

 

Макси-

Суммар-

загрязне-

источника

конца ли-

сота,

 

или

рость,

ный

ратура,

 

 

маль-

ное,

ния атмо-

или одного

нейного

м

размер

м/с

расход,

 

°С

 

 

ное, г/с

т/год

сферы

конца

источника

 

сечения

 

 

M"Vc

 

 

 

 

 

 

 

 

линейного

 

 

 

устья,м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

источника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X,

У,

X,

У2

9

 

 

4

 

 

5

 

6

 

7

 

8

9

1

10

11

12

13

 

3