Расчёт количества дымовых газов. Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

 

 

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

 

 

“Санкт-Петербургский государственный технологический университет

растительных полимеров”

 

 

Кафедра ООС и РИПР

 

 

Курсовая работа

По дисциплине «Оценка воздействия на окружающую среду»

На тему: «Обоснование нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу и мероприятия по их достижению»

 

 

Проверил: Выполнила:

доц. Левин А.В. студентка гр.842

Шестакова Н.П.

 

Санкт - Петербург

Содержание

 

Аннотация…………………………………………………………………………….3

Введение………………………………………………………………………………4

1. Исходные данные………………………………………………………………….6

2. Расчет количества дымовых газов………………………………………………..7

3. Расчет количеств загрязняющих веществ………………………………………. 8

4. Расчет загрязнения атмосферного воздуха………………………………………12

5. Анализ результатов расчета загрязнения атмосферы…………………………...15

6. Предложение по нормативам допустимых выбросов в атмосферу…………….17

7. Контроль за соблюдением нормативов ПДВ…………………………………….18

8. Мероприятия по регулированию выбросов в атмосферу……………………….21

9. Предотвращение аварийных выбросов в атмосферу……………………………23

Библиографический список…………………………………………………………22

Приложения

 

 

Аннотация

Данная курсовая работа выполняется на основе следующих законодательных и нормативных документов:

1) Закон РФ « Об охране окружающей среды », 2002;

2) ГОСТ 17.2.8.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями». М.,1979.

В отличие от реальных проектных материалов в курсовой работе не используются карта-схема предприятия и ситуационная карта-схема района города, в котором расположено предприятие. Для некоторого упрощения задачи нормирования выбросов в качестве объекта для обоснования нормативов ПДВ задается только котельная. При этом учитывается, что для котельной требуемая ширина санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется только по результатам расчета загрязнения атмосферы (РЗА).

Норматив ПДВ – масса загрязняющего вещества, содержащаяся в единицу времени в выбросах от одиночного источника или от группы источников и создающая в результате рассеивания в атмосферном воздухе приземную концентрацию, не превышающую ПДК с учетом фонового загрязнения [1].

Данное определение можно выразить следующим условием: если фактический выброс загрязняющего вещества М < ПДВ, то

С + С_ф< 1

ПДК

где С – суммарная концентрация загрязняющего вещества, создаваемая группой источников, мг/м³;

С_ф – фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/м³;

ПДК – максимальная разовая предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных пунктов, мг/м³.

Выполнимость этого условия устанавливается в результате РЗА. Если данное условие не выполняется, то нормирование выбросов в атмосферу при разработке предпроектной и проектной документации производится в несколько этапов расчетов. На заключительной стадии это условие должно обеспечиваться.

 

Введение

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды.

Основными элементами котельной установки являются котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства.

Котел представляет собой теплообменное устройство, в котором происходит передача тепла от горячих продуктов горения топлива к воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а водогрейных котлах она нагревается до требуемой температуры.

Топочные устройства служат для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) необходимы для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы. При их помощи обеспечивается подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Для осуществления возможно более полного сжигания топлива воздух в топки котлов подают в количестве несколько большим, чем требуется теоретически. В связи с этим используют понятие коэффициент избытка воздуха, α.Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам, соприкасаются с поверхностью нагрева и передают тепло воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухонагреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды, а также приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

Топливом называются горючие вещества, сжигаемые с целью получения тепла. По своему агрегатному состоянию все виды топлива разделяются на твердое, жидкое и газообразное.

Мазут представляет собой густую темно-бурую жидкость с преобладающим содержанием предельных и непредельных углеводородов. Содержание кислорода, азота, золы и влаги в нем невелико. В зависимости от содержания серы мазуты принято делить на малосернистые(S<0.5%), сернистые(S<2%) и высокосернистые(S<3.5%).

При использовании твердого вида топлива котлоагрегаты снабжаются пылеулавливающем оборудованием: циклонами, электрофильтрами, пылевыми камерами и др. Эффективность улавливания угольной золы и расход газов, поступающих на очистку, принимаются по данным инвентаризации источников загрязнения атмосферы и систематизации их в проекте ПДВ.

Твёрдое и жидкое топливо состоит из органической и неорганической (минеральной) частей. Органическая часть топлива сгорает, образуя продукты сгорания, основными компонентами которых являются диоксид углерода и водяной пар.

Минеральная часть топлива является балластом. В результате сжигания топлива она частично оплавляется, образуя шлак, который удаляется через шлаковые воронки, расположенные под топкой. Остальная доля минеральной части топлива называется золой. Наиболее крупные частицы золы осаждаются в топке, а более мелкие (летучая зола) – выносятся из топки продуктами сгорания.

Целью курсовой работы является обоснование нормативов ПДВ загрязняющих веществ в атмосферу и мероприятий по их достижению. Предлагаемые мероприятия по сокращению выбросов в атмосферу должны в итоге обеспечить достижение нормативов ПДВ.

В данной работе котельная работает как на твердом топливе (уголь Донецкий марки М), так и на жидком (мазут сернистый М-100). При этом согласно методике должны нормироваться следующие загрязняющие вещества:

- при работе котлов на мазуте расчет производится по оксидам азота, диоксиду серы, оксиду углерода, мазутной золе, саже;

- при работе котлов на угле – по оксидам азота, диоксиду серы, летучей золе, саже, оксиду углерода.

Пятиокись ванадия, входящая в состав мазутной золы, нормируется отдельно.

 

Исходные данные

Город:Липецк.

	Источник №1	Источник №2
Характеристика котлов, топлива:
Марка котлов	ДКВР-10/13	Е-10-14 ГМ
Количество	4 шт.	2 шт.
Расход топлива на котельную, т/ч, тыс. м3/ч	7,6	1,7
Топливо	Уголь Кузнецкий марки Д	Мазут малосернистый М-100
Параметры источников и дымовых газов:
Высота, м
Диаметр устья, м	1,4	1,2
Температура дымовых газов на выходе из трубы, °С
Координаты источников X1/Y1	1700/1500	1750/1500
Примечания:	αт = 1,3	αт = 1,2
	αк = 1,5	αк = 1,4
	q3 = 0,6%	q3 = 0,5%
	qR = 1,4 МВт/м2	qv = 430 кВт/м3
	q4.ун =1,5%	q4 ун=0,1%
	аун = 0,20	аун.=0,9
	R6=40%

4

Вид топлива	Марка топлива	Характеристика топлива	Характеристика продуктов сгорания
Зольность Ар, %	Содержание серы Sp, %	Низшая теплота сгорания топлива QHP, МДж/кг МДж/кг	Объем воздуха(α=1) V0; м3/кг; нмЗ/нмЗ	Выход продуктов сгорания, V°г , м3/кг; нм3/нм3
Твердое	Уголь Кузнецкий марки Д	13,2	0,3	19,05	6,49	7,07
Жидкое	Мазут малосернистый М-100 М-100	0,14	0,5	40,01	10,62	11,48

 

Число часов работы в год: 7500

Коэффициент неравномерности загрузки оборудования: 0,8

Средняя температура наружного воздуха: зимой -8,4˚C, летом 24,4˚C

Расчёт количества дымовых газов

Расчет количества дымовых газов определяется :

, м³/с,

где V_г – выход продуктов сгорания топлива, нм³/кг, нм³/нм³ при α >1;

B_г- расход топлива, т/ч,тыс.м³/ч(для природного газа);

Т – температура отходящих дымовых газов,°C.

Величина V_г рассчитывается:

,

где V⁰_г- выход продуктов сгорания при α=1;

V⁰-теоретически необходимое количество воздуха, нм³/кг, нм³/нм³;

α-коэффициент избытка воздуха.

 

Источник №1

 

нм³/кг

м³/с

 

Источник №2

 

нм³/кг

м³/с