Практическая работа №5 Тема занятия: «Оценка ущербов от загрязнения атмосферы котельными предприятий»

Цель практического занятия: оценка ущербов от загрязнения атмосферы выбросами дымовых газов котельными при сжигании различных видов топлива; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

Методика выполнения работы

Котлоагрегаты котельных работают на различных видах топлива, и выбросы загрязняющих веществ зависят как от количества и вида топлива, так и от вида теплоагрегата. Учитываемыми загрязняющими веществами, выделяющимися при сгорании топлива, являются: твердые частицы (зола), оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, пятиокись ванадия.

Выброс твердых частиц (золы) в дымовых газах котельных определяется по формуле:

(15)

где q_т – зольность топлива, %;

m – количество израсходованного топлива за год, т;

f – безразмерный коэффициент, зависящий от типа топки и топлива; для котельных, работающих на мазуте, принять f = 0,01; на угле f = 0,0023;

L_т – эффективность золоуловителей; при использовании циклона для очистки отходящих газов котельной L_т = 0,8.

Таблица 10

Таблица характеристики топлив

Вид топлива	qт, %	Sr, %	Qir, МДж/кг
Мазут:
малосернистый	0,1	0,5	40,3
сернистый	0,1	1,9	39,85
высокосернистый	0,1	4,1	38,89
Уголь:
Черемховский	27	1	17,93
Азейский	14,2	0,4	16,96
Канско-Ачинский	6,7	0,2	15,54
Бурятский	16,9	0,7	16,88
Минусинский	17,2	0,5	20,16

Выброс оксида углерода рассчитывается по формуле:

(16)

где q₁ потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %; для мазута q₁ = 0,5, для угля q₁ = 5,5;

С_СО – выход окиси углерода при сжигании топлива, кг/т:

(17)

где q₂ – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания, %; для котельных предприятий железнодорожного транспорта принимается q₂ = 0,5;

R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания: R = 1 для твердого топлива; R = 0,5 для газа; R = 0,65 для мазута;

Q_i^r – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (табл.9).

Выброс оксидов азота, т/год, определяется по формуле:

(18)

где K_NO2 – параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж для различных видов топлива в зависимости от производительности котлоагрегата; для мазута K_NO2 = 0,11; для угля K_NO2 = 0,23;

β - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксида азота в результате применения технических решений. Для котлов производительностью до 30 т/час β = 0.

Выброс оксидов серы, т/год, определяется только для твердого и жидкого топлива по формуле:

(19)

где S^r – содержание серы в топливе, %;

– доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для углей Канско-Ачинского бассейна принимается равной 0,2, экибастузских – 0,02, прочих углей- 0,1; мазута – 0,2;

– доля оксидов серы, улавливаемая в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной 0.

Расчет выбросов пятиокиси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, выполняется по формуле:

(20)

где - количество израсходованного мазута за год, т;

– содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе, г/т; (при отсутствии результатов анализа топлива для мазута с S^r >0,4% определяют по формуле представленной ниже;

– коэффициент оседания пятиокиси ванадия на поверхности нагрева котлов: 0,07 – для котлов с промежуточными паронагревателями, очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии; 0,05 – для котлов без промежуточных паронагревателей при тех же условиях очистки (принять при расчетах); 0 – для остальных случаев;

– доля твердых частиц в продуктах сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов (оценивается по средним показателям работы улавливающих устройств за год). В практической работе принимается = 0,85.

Содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе ориентировочно определяют по формуле

(21)

Для каждого источника загрязнения воздушной среды устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. ПДВ устанавливаются с учетом ПДК загрязняющих веществ, уровня их фоновых концентраций, гидрологических, гидрохимических, климатологических, геофизических характеристик территорий и природных объектов. Сущность внедрения ПДВ – ограничение разовых выбросов.

Предельно-допустимый выброс (ПДВ) – масса загрязняющих веществ, выброшенная в воздушный бассейн в единицу времени, которая не создает в приземном пространстве уровень загрязнения выше, чем ПДК.

Платежи предприятия за нормативный выброс загрязняющих веществ в атмосферу, тыс. руб./год, определяются зависимостью

при М_i ≤ М_ПДВi, (22)

где П_уд.нi – ставка платы за выброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах ПДВ, руб.;

М_i – фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества, т/год;

М_ПДВi – масса предельно-допустимого выброса i-го загрязняющего вещества, т/год.

Ставка платы, руб./т, за нормативный выброс i-го загрязняющего вещества определяется по формуле

(23)

где Н_бл.i базовый норматив платы за выброс i-го загрязняющего вещества, руб./т;

К_э.атм – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы; для К_э.атм = 1,4;

К_и – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России). В практической работе принимается К_и = 90.

При отсутствии нормативов ПДВ для источника выбросов в атмосферу плата за загрязнение считается сверхнормативной и взимается в пятикратном размере. В практической работе требуется определить массы выбросов загрязняющих веществ в зависимости от вида и количества израсходованного топлива (М_i), годовой ущерб от загрязнения атмосферы каждым из загрязняющих веществ (П_i) и суммарные значения этих величин (М, П). Результаты расчетов сводятся в таблицу по типу таблицы 11. Исходные данные к практической работе приведены в таблице 10.

Таблица 11

Таблица индивидуальная таблица расчетов ущербов от загрязнения атмосферы

i	Ингредиенты загрязнения	Mi, т/год	Нбл.i, руб./т		Пi, тыс.руб./год
			уголь	мазут
1	Зола		0,17	8,25
2	Оксид углерода (CO)		0,005
3	Оксиды азота (NOх)		0,42
4	Оксиды серы (SOх)		0,33
5	Пятиокись ванадия (V2O5)		-	8,25
	Итого	∑			∑

Таблица 12

Таблица исходные данные по вариантам

№ вар.	Вид топлива	Расход топлива, т/год
1	уголь Азейский	10000
2	мазут высокосернистый	2400
3	уголь Черемховский	12000
4	мазут сернистый	2700
5	уголь Канско-Ачинский	15000
6	мазут малосернистый	3000
7	уголь Бурятский	13000
8	уголь Минусинский	12500
9	уголь Черемховский	16000
10	уголь Азейский	20000