МИНОБРНАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

(ННГАСУ)

Кафедра Теплогазоснабжения

Пояснительная записка к курсовому проекту:

Охрана атмосферы от вредных выбросов

Проверил

доцент Чадов А.Ю.

Выполнил

студент 4 курса гр.ЗОС-01 Ульянов С.В.

Нижний Новгород

2014 Г. Содержание

I. Исходные данные для горячего источника (котельная)………………………..3

1. Определение расхода топлива на котельную установку…………………………..5

2. Определение количества удаляемых в атмосферу продуктов сгорания……...….7

3. Расчет массы загрязняющих веществ в выбросах котельной

   1. Расчёт массы оксида углерода………………………………………………….8

   2. Расчёт массы оксидов азота………………………………………………….....9

   3. Расчёт массы оксидов серы……………………………………………………11

   4. Расчёт массы твердых частиц………………………………………………....12

   5. Расчёт массы бенз(а)пирена…………………………………………………...14

4. Расчёт рассеивания токсичных веществ в атмосфере

   1. Определение максимальных значений приземных концентраций токсичных веществ………………………………………………………….…17

   2. Определение опасной скорости ветра………………………………………...23

   3. Определение расстояния от источника до координаты максимума концентраций………………………………………………………………...…24

   4. Расчёт распределения концентраций токсичных веществ

      1. Расчёт распределения концентраций вдоль оси факела (при опасной скорости ветра)…………………………………………………………….28

      2. Расчёт распределения концентраций токсичных веществ при скоростях ветра по румбам……………………………………………..…30

      3. Расчет распределения подфакельных концентраций……………..…32

4.5. Построение зоны влияния источника……………………………………....…34

5. Расчет размеров Санитарно-Защитной Зоны…………………………………..….35

6. Расчёт предельно допустимых выбросов……………………………………….…36

7. Расчет платы за негативное воздействие котельной на атмосферный воздух………………………………………………………………………………..38

II. Исходные данные для холодного источника (сварка)………………………..41

1. Расчет максимальных и валовых выбросов…………………………………...41

2. Определение максимальных значений приземных концентраций токсичных веществ…………………………………………………………………………..43

3. Определение расстояния от источника до координаты максимума концентраций……………………………………………………………………44

4. Определение опасной скорости ветра………………………………………....45

5. Максимальный вклад в приземную концентрацию…………………………..45

6. Расчет платы за негативное воздействие сварочного поста на атмосферный

воздух……………………………………………………………………………46

Список использованной литературы.………………………………………….…47

Исходные данные для горячего источника (котельная)

1. Генплан района города: М 1:5000;

2. Климатический район: г. Ярославль;

3. Широта местности: 57°с.ш.;

4. Рельеф местности: спокойный;

5. Расчётные параметры наружного воздуха:

• зимний период (среднемесячная температура за январь) t_н^з = -11,9 ⁰С

• летний период (средняя максимальная температура наиболее тёплого месяца) t_н^л =17,6 ⁰С

6. Повторяемость направлений ветра по румбам в % (числитель), средняя скорость по направлениям, м/с (знаменатель):

Направление Месяц	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
январь	7 3,8	6 3	8 3,1	12 4,4	20 6	21 5,5	14 4,8	12 4,1
июль	14 4,2	15 3,7	9 3,2	7 3,3	8 3,5	11 3,7	16  3,9	20  4,2

7. Источник теплоты машиностроительного завода:

производственно-отопительная котельная установка (КУ) с 5 паровыми котельными агрегатами марки ДЕ-16-14 ГМ

Количество котлов, работающих в зимний период – 5

Количество котлов, работающих в летний период – 2

Основное топливо – Природный газ Ставрополь-Москва (3 нитка)

Резервное топливо – мазут малосернистый М40

8. Другие данные:

Н=45 м.; d_устья = 2 м.

9. Характеристика топлива:

   1. Природный газ

Состав газа, % по объему (при α=1)

• CH₂ : 91,2

• C₂H₆ : 3,9

• C₃H₈ : 1,2

• C₄H₁₀ : 0,5

• C₅H₁₂ : 0,1

• N₂ : 2,6

• CO₂ : 0,5

• Q_н^c =37,01 МДж/м³

• = 164 °С

Объем дымовых газов

• V⁰=9,81

• V_RO2=1,06

• V_N2⁰=7,78

• V_H2O⁰=2,18

• V_r⁰=11,01

2. Мазут

Средний элементный состав, %:

• S_об^с – 0,5

• С^р – 84,65

• H^c – 11,7

• O^c + N^c – 0,6

• Зольность (А) – 0,1%

• Содержание влаги (W) – 1,5%

• Q_н^c, МДж/кг (ккал/кг) – 40,61 (9700)

• Содержание серы, % – 0,5

• = 197 °С

Объем дымовых газов:

• V⁰=10,62

• V_RO2=1,58

• V_N2⁰=8,39

• V_H2O⁰=1,51

• V_r⁰=11,48

Расчетный КПД, %

• На газе – 91,92 %

• На мазуте – 90,89 %

1. Определение расхода топлива на котельную установку

При известной марке и рабочих параметрах котла максимальный секундный расход топлива на котельный агрегат определяется по формуле:

где =16 т/ч = 4,44 кг/с - паропроизводительность;

=2789 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара;

=826 кДж/кг – энтальпия котловой воды;

=0,444 кг/с – расход продувочной воды;

- низшая теплота сгорания рабочей массы топлива в кДж/м³, кДж/кг

- коэффициент полезного действия брутто котельного агрегата, %

-энтальпия питательной воды, кДж/кг. Энтальпия питательной воды вычисляется по формуле:

где: =4,19 кДж/(кг*⁰С) – удельная теплоемкость воды;

=80 ⁰С –температура питательной воды.

Полученные значения подставляем в формулу (1):

=1176/ч

= 1084 т/ч

Максимальный секундный расход топлива на котельную установку:

-в зимний период,м³/с

-в летний период, кг/с

где - количество котлов, работающих зимой и летом

Полученные значения подставляем в формулу (3) и (4) :

Зимний период:

- Мазут:

- Природный газ :

Летний период:

- Природный газ :

Годовой расход топлива на котельную установку:

тыс м³/год, т/год (5)

где n – число часов использования установленной мощности котельной

n=5500 ч/год;

- Годовой расход мазута:

- Годовой расход газа: