Защита окружающей среды при работе теплоэнергетических установок

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ Й НАУКИ УКРАЇНИ ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Контрольна робота Захист навколишнього середовища при роботі теплоенергетичних установок Виконав: ст.гр. ТП-0506

Катеров М. В Керівник: Пашковський В.Н.

Одеса 2009

Содержание Вступление

1. Исходные данные

2. Определение выходов окислов серы и азота

3. Расчет батарейного циклона

4. Расчет каплеуловителя с трубой Вентури

5. Расчет массовых выбросов золы

6. Расчет данных для ЭВМ

7. Действительные затраты на дымовой тракт Выводы Список литературы Вступление Токсичными веществами называются вещества отрицательно влияющие на природу и человека. Таковыми при работе ТЭЦ являются:

— сернистый газ ₂. Это бесцветный газ, хорошо растворяется в воде с резким запахом. При концентрациях 0,3 нарушается фотосинтез растений и деревья усыхают. Люди заболевают бронхитом, астмой, коронарными изменениями в сердце. ₂ соединяясь с водой образовывает кислотные дожди, которые попадая в озера убивают рыб. Кроме того они вызывают коррозию металлических конструкций.

— окислы азота ₂. Хорошо растворяются в крови человека. Они раздражающе действуют на органы дыхания, особенно легкие, вызывая при больших концентрациях ожег. Кроме того раздражающе действуют на слизистую оболочку глаз. При значительных концентрациях приводит к хлорозу растений.

— зола — негорючий остаток, который остается при пропаливании пробы топлива во внутренней печи при температуре. И другие вредные вещества.

В топках с твердым шлакоудалением выпадают лишь 5% золы, а 95% выносятся дымовыми газами. Для того, чтобы предотвратить выброс этой массы золы в атмосферу, за котлом устанавливаются золоуловители.

Дымовые газы от ТЭЦ должны выводиться на значительную высоту, где они, перемешавшись с атмосферным воздухом, будут иметь концентрацию токсичных веществ на уровне человеческого роста меньше ПДК. При выборе дымовой трубы нужно помнить следующее, если высота трубы стандартная больше оптимальной, то улучшается экологическая обстановка, но возрастает стоимость дымового тракта.

1. Исходные данные:

КотелТП -170

т/ч Топливо № 44

n=10

м³

м

z=3

ТШУ

2. Определение выходов окислов серы и азота

2.1 Паропроизводительность котла: Д_пе=170 т/ч

2.2 Число котлов n=10

2.3 Мощность станции:

==515

2.4 Теплота сгорания топлива:

2.5 КПД станции:

2.6 Расход топлива:

2.7 Содержание серы в топливе:

2.8 Выход окислов серы:

2.9 Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки :

2.10 Присосы воздуха из топки. В топках с твердым шлакоудалением и мет. обшивкой труб экрана:

2.11 Коэффициент избытка воздуха в зоне горения:

2.12 Теоретический объем воздуха: =4,40 м³/кг

2.13 Теоретический объем газов :

2.14 Объем газов, образующихся при сжигании 1 кг топлива:

2.15 Расход дымовых газов:

2.16 Объем топки:

2.17 Энерговыделения топки:

2.18 Эквивалентный диаметр топки:

2.19 Выход окислов азота:

2.20

2.21

2.22

3. Расчет батарейного циклона

3.1 Дисперсный состав пыли:

Д_2,5=12%

Д_7,5=19%

Д₁₅=25%

Д₂₅=14%

Д₃₅=12%

Д₅₀=10%

Д₇₀=5%

Д₉₀=3%

3.2 Коэф. избытка воздуха в уходящих газах:

3.3 Объем дым. газов обр. при сжигании 1 кг топлива:

3.4 Температура уходящих газов:

3.5 Расход дымовых газов:

3.6 Число аппаратов: Z=1

3.7 Рекомендованная скорость газов в циклоне:

3.8 Предварительное сечение батарей в циклоне:

3.9 Выбираем типоразмер:

БЦУ — 4*10*m

3.10 Сечение одного элемента:

3.11 Предварительное число элементов:

3.12 Действительное число циклонов:, БЦУ- 4*10*12

3.13 Действительное сечение батарейного циклона:

3.14 Действительная скорость газа:

3.15 Параметр улавливания каждой фракции:

3.16 Проскок каждой фракции:

0,40

3.17 Суммарный проскок:

3.18 Степень улавливания:

??=

3.19 Плотность газа:

3.20 Сопротивление батарейного циклона:

4. Расчет каплеуловителя с трубой Винтури

4.1 Расход дымовых газов:

— из расчета батарейного циклона.

4.2 Рекомендованная скорость газов, принимаем:

4.3 Число котлов n=10

4.4 Задаемся числом аппаратов z=2

4.5 Сечение каплеулавителя:

4.6 Действительное сечение:

4.7 Сечение горловины:

4.8 Скорость газов горловины:

4.9 Суммарный проскок:

— из расчета батарейного циклона.

4.10 Параметр улавливания:

П=-ln=-ln0,091=2,4

4.11 Удельный расход орошающей жидкости:

4.12 Расход воды на котел:

5. Расчет массовых выбросов золы

5.1 Зольность топлива:

А=18,6%

5.2 Потеря тепла с механическим недожогом:

так как

5.3 Теплота сгорания топлива:

5.4 Теплота сгорания углерода:

МДж/кг

5.5 Степень улавливания:

??=0,909

5.6 Параметр, учитывающий скорость оседания частиц в воздухе. Так как ??=0,9180,9, то F=2,0

5.7 Расход топлива:

В=79 кг/с

5.8 Доля золы уносимая дымовыми газами в топках с твердым шлакоудалением при сжигании пылевидного топлива :

5.9 Массовый выброс золы:

5.10

5.11

Вывод: так как, то дальнейшие расчеты ведем по

6. Расчет данных для ЭВМ

6.1 Коэф. зависящий от температурной стратификации атмосферы:

А=180 мг/с^2/3*к^1/3

6.2 Температура уходящих газов:

6.3 Температура холодного воздуха:

6.4 Расход дымовых газов:

6.5 Число дымовых труб: Z=3

6.6

6.7 Предварительная высота дымовой трубы:

6.8 1.22*6.9 6.10

6.11

6.12 Плотность воздуха:

6.13 Плотность уходящих газов:

6.14

6.15 Коэф. амортизационных отчислений :

Ра=0,1

6.16 Нормативный коэф. Эффективности:

Ен=0,125

6.17 Коэф. зависящий от стоимости материала фундамента:

тыс.грн.

6.18 Коэф. зависящий от состояния грунта:

Кгр=0,97

6.19 Коэф. учитыв. влияние скорости ветра на фундамент:

Кф.в.= 1.05

6.20 КПД двигателя =0,80

6.21 КПД дымососа =0,93

6.22 Удельные затраты на электроэнергию:

2*(Р_а+ Е_н)* z* В_ф* К_гр* К_ф.в.** */(** *)= 2*(0.1+0.125)*3*1.03*10^-3*0.97*1.05*19,3^{, 45}*0.8*0.93/(10^-6*75*872*0.859)=0,0711

6.24 Коэф. учитывающий цены на материал. Принимаем трубу с вентиляционным зазором: Вс=3,13*10^-3 тыс. грн

6.25 Коэф. учитывающий температуру уходящих газов:

К_t =0.7+2*10^-3*=0.7+2*10^-3*150=1

6.26

6.27 Коэф. трения для ж/б труб:

??=0,05

6.28

6.30

7. Действительные затраты на дымовой тракт

7.1Стандартная высота дымовой трубы:

7.2 Оптимальная скорость:

7.3 Оптимальный диаметр устья:

7.4 Температура уходящих газов:

7.5 Температура холодного воздуха:

7.6 Параметр учитывающий выход дымовых газов из устья дымовой трубы:

7.7

7.8 Расход дымовых газов:

7.9 Коэф. зависящий от температурной стратификации атмосферы:

А=180 мг/с^2/3*к^1/3

7.10 Выброс окислов серы:

7.11 Концентрация окислов серы:

7.12 Выход окислов азота:

7.13 Концентрация окислов азота:

7.14 Концентрация трехатомных газов:

7.15 Параметр учитывающий скорость оседания частиц: F=2,0

7.16 Выход золовых частиц:

7.17 Концентрация золовых частиц:

7.18 Коэф. зависящий от стоимости материала фундамента:

тыс.грн.

7.19 Коэф. зависящий от состояния грунта: Кгр=0,97

7.20 Коэф. учитывающий влияние скорости ветра на фундамент: Кф.в.= 1.05

7.21 Стоимость фундамента:

7.22 Коэф. учитывающий цены на материал. Принимаем трубу с вентиляционным зазором: Вс=3,13*10^-3

7.23 Коэф. учитывающий температуру уходящих газов: К_t =0.7+2*10^-3*=0.7+2*10^-3*150=1

7.24 Коэфф. учитывающий влияние ветровой нагрузки на ствол: Ксв=1,30

7.25 Показатель степени учитывающий возр-е ветровой нагрузки с ростом трубы:

7.26 Коэф. Учитывающий возрастание нижней части трубы с ростом трубы:

0.84+

7.27 Стоимость ствола:

7.28 Коэф. Трения для железобетонных труб: ??=0,05

7.29 Уклон трубы: i=0.015

7.30 Плотность уходящих газов:

7.31 Плотность воздуха:

7.32 ??дв=0,8

7.33 ??дым=0,93

7.34 Мощность тяго-дутьевых устройств:

7.35 Удельные затраты на электроэнергию:

7.36 Коэф. амортизационных отчислений: Ра=0,1

7.37 Нормативный коэф. Эффективности: Ен=0,125

7.38 Затраты на дымовой тракт:

7.39 Пульсационная скорость ветра:

7.40 Безразмерный параметр:

7.41 Расстояние от станции с max концентрацией вредных веществ:

Выводы каплеуловитель дымовой труба циклон В данной расчетно-графической работе был проведен расчет выбросов окислов серы=474г/с, азота=230г/с и золы Мзол=1297г/c. Был рассчитан батарейный циклон, у котрого степень улавливания Ю=0,909 и каплеуловитель с трубой Вентури. Далее были рассчитаны данные для ЭВМ на основании которых были определены оптимальные параметры дымового тракта. По этим значениям была подобрана дымовая труба высотой 150 м, она выбирается по оптимальной 150,3507 м, следовательно улучшается экологическая обстановка и концентрация вредных веществ менше ПДК, что приводит к тому, что затраты на дымовой тракт 374 тыс.грн. меньше по сравнению с оптимальными 375,82 тыс. грн.

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод).

2. Ветошкин А. Г. — Процессы и аппараты окружающей среды.

3. Защита окружающей среды В. И. Сметанин; под ред. Н. М. Щербаковой. — учеб. Изд. — М. :Колос, 2003