1. Исходные данные

Котельная находится в г. Сургут . Для этой местности температура в летний период времени составляет: +19,6 ⁰С, в зимний: – 21,2 ⁰С.

Коэффициент неравномерности загрузки оборудования: 0,8;

Число часов работы в год: 8000

Характеристика топлива и котлов представлена в таблицах №1 и №2.

Таблица 1.1

Характеристика котлов, параметры источников

Характеристика котлов и топлива				Параметры источников и дымовых газов					Примечание
Марка, количество котлов	Расход топлива на котельную т/ч; тыс. м3/ч	Топливо	Высота м		Диаметр устья, м	Температура дымовых газов на выходе из трубы, 0С	Координаты источников, Х1/У1
ДКВР 10/13 3 шт.	2,90	Мазут сернистый М-100	35		1,2	160	0/100	αт=1,2 αк=1,4 q3=0.5% q4ун=0,1% аун=0,9 R6=40% qv=430 кВт/м3
E-10-14ГМ 4 шт.	5,1	Газ (смесь из Западной Сибири)	30		1,1	150	50/100	αт=1,2 αк=1,3 q3=0,4% qv=360 кВт/м3

Таблица 1.2

Характеристика топлива

Вид топлива	Марка топлива	Характеристика топлива				Характеристика продуктов сгорания
		Зольность Ар, %	Содержание серы Sp, %	Низшая теплота сгорания топлива , МДж/кг	Объем воздуха (α=1) ; м3/кг; нмЗ/нмЗ		Выход продуктов сгорания, , м3/кг; нм3/нм3
Жидкое	Мазут сернистый М-100	0,14	2,0	40,40	10,45		11,28
Газообразное	Газ (смесь из Западной Сибири)	-	-	36,84	9,72		10,91

2. 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;

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

3. Расчет количеств загрязняющих веществ Источник № 1 (мазут)

Оксиды азота (валовый выброс):

М= В_р× ×К_NO2×βt×βα×(1- β_r)×(1- β_δ)×k_n, т/год,

где: В_р- расчетный расход топлива, т/год;

В_р=В×(1- q₄/100),

В – фактический расход топлива, т/год;

q₄ – потери тепла с уносом вследствие механической неполноты сгорания топлива,%

В = 2,90×8000×0,8 = 18560 т/год

В_р = 18560×(1-0,1/100) = 18541,44 т/год

В = 2,90/3600×1000 = 0,81 кг/с

В_р = 0,81×(1-0,1/100) = 0,81 кг/с

– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

К_NO2 – удельный выброс оксидов азота при сжигании мазута, г/МДж:

для водогрейных котлов:

К_NO2 = 0,0113× + 0,1

Q – фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт

Q = B_p×Q_в^p , МВт

где В_р – расчетный расход топлива, кг/с

Q_в^p - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг

Q = 0,81×40,40 = 32,72 МВт

К_NO2= 0,0113× +0,1 = 0,0113× +0,1= 0,165

β_t – безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения; β_t = 1+0,002(t-30), где t – температура горячего воздуха. β_t принять равным 1;

β_α – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота; при работе котла в соответствии с режимной картой равен 1;

β_r - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота, при подаче газов рециркуляции в смеси с воздухом, β_r = 0,17 , где r – степень рециркуляции дымовых газов, %. β_r принять равным 0;

β_δ – безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру; принимать равным 0;

k_n – коэффициент пересчёта, при определении т/год k_n = 10^-3

М = 18541,44 ×40,4×0,165×1×1×(1-0)×(1-0)×10^-3 = 123,6 т/год

При расчете г/с (максимальных) выбросов:

В – максимальный расход топлива, кг/с.

М = 0,81×40,4×0,165×1×1×(1-0)×(1-0)×1= 5,40 г/с

Диоксид серы (валовый выброс):

М=0,02×В×S^P×(1-η_SO2^’)×(1-η_SO2^”), т/год,

где: В – расход натурального топлива за рассматриваемый период, т/год;

S^р – содержание серы в топливе,%;

η_SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива; равен – 0,02;

η_SO2^” – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе; η_SO2^”=0.

М=0,02×18541,44×2,0×(1-0,02)×(1-0)= 726,82 т/год

При расчете г/с (максимальных) выбросов

В – максимальный расход топлива, г/с

М=0,02×810×2,0×(1-0,02)×(1-0)= 31,75 г/с

Мазутная зола (валовый выброс в пересчёте на ванадий):

М = G_v×B×(1- η_ос)×(1-η_зу/100)×k_n, т/год

где: G_v – количество ванадия, находящегося в 1т мазута, г/т

G_v = 2222×А^r,

где А^r – содержание золы в мазуте на рабочую массу в %;

G_v = 2222×0,14 = 311,08 г/т

В – расход натурального топлива, при определении выбросов в т/год;

η_ос – доля ванадия, оседающего с твердыми частицами на поверхности нагрева мазутных котлов, принимать равным 0,05;

η_зу – степень очистки дымовых газов от мазутной золы в золоулавливающих установках в % , принимаем равным 0;

k_n – коэффициент пересчёта

при определении выбросов в т/год k_n = 10^-6, а при г/с - k_n = 0,278×10^-3

М = 311,08×18541,44×(1-0,05)×(1-0/100)×10^-6 = 5,48 т/год

При расчете г/с (максимальных) выбросов

В – максимальный расход топлива, т/ч

М = 311,08×2,9×(1-0,05)×(1-0/100)×0,278×10^-3 = 0,238 г/с

Сажа (валовый выброс):

М=0,01×В×q₄× ×(1-η_з), т/год,

где: η_з – доля частиц сажи, улавливаемая в золоуловителях, равна 0.

М =0,01×18541,44×0,1× ×(1-0) = 22,99 т/год

При расчете г/с (максимальных) выбросов:

В – максимальный расход топлива, г/с.

М=0,01×810×0,1× ×(1-0) = 1,0 г/с

Оксид углерода (валовый выброс):

М=0,001×q₃×R× ×В×(1-q₄/100), т/год,

где: q₃- потери тепла вследствие химической неполноты сгорания, %;

R - коэффициент, зависящий от вида топлива; для мазута равен 0,65.

q₄ -потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.

М=0,001×0,5×0,65×40,4×18541,44×(1-0,1/100) = 243,21 т/год

При расчете г/с (максимальных) выбросов:

В – максимальный расход топлива, г/с.

М=0,001×0,5×0,65×40,4×810×(1-0,1/100) = 10,62 г/с