Экология энергетики

Содержание углерода в рабочей массе мазута Ср = 82,5 %. Состав природного газа (газопровод Торжок-Минск-Ивацевичи):

1 вариант расчета (по расчетным формулам)

Количество СО2, образующееся за год при сжигании:мазута

1,964 (0,0003-1 0,97756 - 2 0,00826 3

0,00254 - 4 0,00103- 5 0,00019) 515,4 1 0,15 1013,9 тыс.т/ год

100

IIвариант расчета (по удельным выбросам СО2)

Удельный выход СО2 при сжигании: мазута – 2,187 т СО2/т у.т.

природного газа (газопровод Торжок-Минск-Ивацевичи) – 1,732 т СО2/т у.т. Следовательно:

1. Количество СО2 при сжигании мазута

291

2. Количество СО2 при сжигании природного газа

3.Количество СО2, находящееся в газе в качестве балласта

МСО"г 2 1,964 0,01 ССО2 В 1,964 0,0003 515,4 0,3 тыс.т/год

4.Суммарное количество СО2 при сжигании природного газа

МСОг 2 М"гССО2 М"гССО2 1015,7 0,3 1016 тыс.т/год

Погрешность в расчете по двум вариантам составила 0,2 %.

2.1.8. Расчет выбросов оксидов азота от газотурбинных установок

Суммарное количество оксидов азота (NO и NO2) в пересчете на диоксид азота, выбрасываемых в атмосферу с отработанными газами газотурбинных установок ( МNОх ) в граммах в секунду вычисляют по формуле

МNОх I NОх В ,

где В – расход топлива в камере сгорания, кг/с;

I NОх - удельный выброс NОх, г/кг топлива, определяется по формуле

I NОх СNОх Vг ,

где СNОх - концентрация оксидов азота в отработавших газах в пересчете на

NОх, г/м3, при нормальных условиях;

Vг – объем сухих дымовых газов за турбиной, м3/кг топлива при нормальных условиях равен

Vг Vго 0,984( об 1)V о VНо2О ,

где Vго - теоретический объем газов, м3/кг;

Vо – теоретически необходимый объем воздуха, м3/кг;

об – коэффициент избытка воздуха в отработавших газах за турбиной; VНо2О - теоретический объем водяных паров, м3/кг.

Удельные выбросы NОх для режимов работы ГТУ с регистровыми камерами сгорания можно рассчитать на основании приведенных в табл. 4.8 и 4.9 данных по концентрации на номинальных режимах ГТУ

292

2.2. Определение минимальной высоты источников выброса

При определении минимальной высоты источников выброса и установлении предельно допустимых выбросов концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы с не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе (ПДК), утвержденной Минздравом:

с ≤ ПДК

При наличии в атмосфере нескольких (n) вредных веществ, обладающих суммацией действия, их безразмерная суммарная концентрация q не должна превышать единицы:

q ≤ 1.

Для веществ, для которых установлены только среднесуточные предельно допустимые концентраци (ПДК) , используется приближенное соотношение

между максимальными значениями разовых и среднегодовых концентраций и требуется, чтобы

0,1 с ≤ ПДК

При отсутствии нормативов ПДК вместо них используются значения ориентировочно безопасных уровней загрязнения воздуха (ОБУВ) в порядке, установленном Минздравом. Нормы концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе для растительности и животного мира, утвержденные в установленном порядке, принимаются при расчетах только в случаях, когда они являются более жесткими, чем утвержденные ПДК.

При наличии фонового загрязнения атмосферы в приведенных выше соотношениях вместо с следует принимать с+сф, где сф – фоновая концентрация вредного вещества. Для веществ, обладающих суммацией вредного действия, учет фоновых концентраций производится согласно положениям раздела 6.4.

Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, зон отдыха городов, а также для других территорий с повышенными требованиями к охране атмосферного воздуха следует ПДК заменить на 0,8 ПДК.

Минимальная высота одиночного источика выброса (трубы) Н (м). если установлены значения М (г/с), ωо (м/с), V1 (м3/с), D (м), в случае t ≈ 0 определяется по формуле

297

Если вычисленному значению Н соответствует значение м' 2, то указанное значение Н является окончательным (Wт - 1,3WHоD) .

Если м' < 2, то необходимо при найденном значении Н=Н1

определить величину n=ni по формулам (раздела 6.2) и последовательными

приближениями найти Н=Н2 по Нi и ni, ..., Н = Нi+1 по Нi и ni c помощью формулы

ственно по значениям Нi и Нi-1.

Уточнение значения Н необходимо производить до тех пор, пока два последовательно найденных значения Нi и Нi-1 практически не будут отличаться друг от друга (с точностью до 1 м).

При t > 0 значение Н сначала рассчитывается также как и в предыду-

По найденному таким образом значению Н=Н1 определяются значения f, υм,м' , fе и устанавливаются в первом приближении коэффициенты m=mi и

n=ni. Если mi ni ≠ 1, то по mi и ni определяется второе приближение Н=Н2 по формуле Н2= Н1 mi ni . В общем случае (i +1)-е приближение Нi+1 определяется по формуле

где mi , ni – соответствуют Нi, а mi-1, ni-1 – Hi-1. Если из источника выбрасывается несколько различных вредных веществ, то за высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений Н, которые определены для каждого вещества в отдельности и для групп веществ с суммирующимся вредным действием. В частности, если при отсутствии фона из трубы выбрасываются два вредных вещества, для первого из которых значения М и F соответственно равны Мi и Fi , а для второго – М2 и F2, то значение Н при FiMi > F2M2 определяется по выбросу первого вредноо вещества, а при FiMi < F2M2 – по выбросу второго вредного вещества.

298

При разработке мероприятий по сокращению выбросов, проектировании, строительстве и реконструкции предприятий следует предусматривать централизацию выбросов вредных веществ путем максимального сокращения числа труб, вентиляционных шахт, дефлекторов, аэрационных фонарей и др.

Увеличение высоты трубы для обеспечения рассеивания с целью соблюдения ПДК в приземном слое атмосферы допускается только после полного использования всех доступных на современном уровне технических средств по сокращению выбросов (в том числе неорганизованных выбросов). При этом использование на энергетических объектах труб высотой более 250 м, а на других производствах – более 200 м допускается только по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава при наличии технико-экономического обоснования необходимости их сооружения и расчетов загрязнения воздуха в зонах влияния сооружаемых объектов.

Расчет высоты многоствольной дымовой трубы аналогичен одноствольной с учетом поправочного коэффициента п. В этом случае

где п – поправочный коэффициент для расчета многоствольных труб, зависящий от числа стволов в трубе n, отношения расстояния между ближайшими стволами на выходе t к диаметру ствола dо на выходе и угла наклона выходного участка ствола к вертикальной оси . Для одноствольных труб коэффициент п = 1,0, а для многоствольных его значения определяются по табл. 2.11.

299

2.3. Типы дымовых труб

Дымовые трубы на ТЭС в настоящее время используются преимущественно для рассеивания в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, содержащихся в отводимых газах, до приемлемого уровня концентраций по санитарно-гигиеническим условиям. На котельных, особенно с водогрейными котлами, дымовые трубы выполняют роль газоотводящих устройств за счет самотяги.

Основным требованием, предъявляемым к дымовым трубам, является высокая надежность их эксплуатации. Труба в течение всего срока эксплуатации (30-50 лет) должна обеспечить ее работу без проведения ремонта. Однако опыт эксплуатации ряда труб показал, что это условие не всегда выдерживается. В зависимости от условий эксплуатации уже через 5- 15 лет может потребоваться ремонт железобетонной дымовой трубы в основном из-за коррозии газоотводящих стволов.

Для обеспечения наилучшего рассеивания загрязняющих веществ с учетом экономических соображений необходимо иметь минимальное количество дымовых труб. На конденсационных электростанциях обычно устанавливают две одноствольные трубы, на ТЭЦ – одну (в некоторых случаях две многоствольные). На одну трубу ГРЭС рекомендуется подключать число гаоотводящих трактов котлов энергоблоков согласно табл. 2.12.

Таблица 2.12.

Рекомендуемое число блоков, подключаемых к одной дымовой трубе ГРЭС

Учитывая особенности ТЭЦ (разнотипное котельное оборудование, более высокие требования к надежности дымовых труб по условиям отпуска теплоты потребителям, значительный фон загрязнений, возможность ремонта и т.д.), желательно устанавливать многоствольные трубы. В табл. 2.13 приведены рекомендации по подключению котлов к одному стволу многоствольной дымовой трубы. При отсутствии возможностей строительства многоствольной дымовой трубы на ТЭЦ должно устанавливаться не менее двух одноствольных труб.

Таблица 2.13

Рекомендуемое число котлов, подключаемых к одному газоотводящему стволу дымовой трубы

300