 |
Практическая работа № 2. Расчет количества и состава продуктов сгорания топлива
|
|
|
|
Практическая работа № 2. Расчет количества и состава продуктов сгорания топлива
Цель: приобретение навыков расчетов выбросов, образующихся при сжигании топлива в котлоагрегатах с паропроизводительностью до 30 т/час.
Общие сведения:
Расчет выбросов взвешенных веществ (ВВ) (твердых частиц летучей золы и недогоревшего топлива) (г/с), в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени при сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле
, (2)
гдеB – расход топлива на сжигание, г/с;
Ar – зольность топлива, %кг/ккал (приложение 4);
х– константа, зависящая от типа топки и качества используемого угля (приложение В);
η з– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях(0, 1÷ 0, 4).
Теоретическая концентрация взвешенных веществ, ( 
, г/м3), в дымовых газах энергосиловых установок определяется по формуле:
, (3)
где Vд. г – объем дымовых газов, образующихся при сжигании угля, м3/с.
Для упрощения расчетов принимаем, что органическая часть угля содержит только углерод (С – 100%), а при сжигании угля образуется диоксид углерода.
Сжигание угля в потоке воздуха описывается стехиометрическим уравнением
. (4)
При сжигании 1 моля углерода образуется 4, 76 моля (СО2 + N2) дымовых газов, а при сжиганииВ, г/с, угля образуется объем дымовых газов (Vд. г. , м3/с), составляющий:
, (5)
где0, 0224 м3 – объем, занимаемый 1 молем углерода при нормальных условиях;
mC – молярная масса углерода = 12.
Расход диоксида углерода(GCO2, г/с) определяется по формуле
, (6)
где mCO2 – молярная масса оксида углерода = 44.
Практическая концентрация твердых частиц ( 
, г/м3), в дымовых газах после энергосиловых установок составляет:
|
|
|
, (7)
где α в- коэффициент избытка воздуха, равный для котлоагрегатов 1, 05 – 1, 1.
Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO2(г/с), в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле
, (8)
где B – расход топлива, г/с;
Sr – содержание серы в топливе на рабочую массу, %кг/ккал(приложение 5);
η /SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива, при сжигании сланцев эстонских и ленинградских принимается равной 0, 8; остальных сланцев - 0, 5; для углей Канско-Ачинского бассейна – 0, 2; для торфа – 0, 15; для экибастузских углей – 0, 02; прочих – 0, 1; мазута – 0, 02; газа – 0;
η //SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителях: для сухих золоуловителей принимается равной 0, для мокрых – в зависимости от щелочности орошающей воды.
Определение теоретической концентрации сернистого ангидрида ( 
, г/м3) в дымовых газах выполняется по формуле:
. (9)
С учетом поправки на реальные условия эксплуатации энергосиловых установок практическая концентрация, ( 
г/м3), сернистого ангидрида в дымовых газах составляет:
. (10)
Расчет выбросов окиси углерода (г/с), в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле
, (11)
где B – расход топлива, г/с;
q2 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %.
Значения q2 принимаются по прил. 6.
RCO – выход монооксида углерода при сжигании топлива, кг/т, определяется по формуле:
, (12)
где КСО– параметр, характеризующий количество оксидов углерода, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж (приложение)
–низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг(приложение Г) (1000 ккал/кг = 4, 1868 Мдж/кг).
Определение теоретической концентрациимонооксида углерода ( 
, г/м3) в дымовых газахвыполняется по формуле
|
|
|
. (13)
С учетом поправки на практические условия эксплуатации энергосиловых установок практическая концентрация монооксида углерода ( 
, г/м3) в дымовых газах составит
. (14)
Расчет выбросов оксидов азота(в пересчета на NO2) (г/с), в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле
, (15)
где B – расход топлива, г/с;
–низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
КNO2 – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж (Приложение Е); определяется для различных видов топлива в зависимости от тепловой мощности котлоагрегатаQ, кВт, по формуле:
(16)
где B – расход топлива, кг/час.
Исходя из данного значения тепловой мощности определяется параметр КNO2 (приложение 7);
β – коэффициент, зависящий от степени снижения азота в результате применения технических природоохранных решений, принимаем равным 0.
Теоретическая концентрация оксидов азота ( 
, г/м3), в дымовых газах рассчитывается по формуле:
(17)
С учетом поправки на реальные условия эксплуатации энергосиловых установок практическая концентрация оксидов азота ( 
, г/м3), в дымовых газах составит:
(18)
Задание: Используя методику расчета, представленную выше, необходимо рассчитать концентрации загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива в котлоагрегатах (таблица 2. 1. ).
Таблица 2. 1.
Варианты заданий для расчетов
| Вариант | Тип топки | Марка угля | Месторождение | Расход топлива (т/час) |
| С пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой | Б2Р | Шахта Щекинская | 5, 5 | |
| Б2Р | Шахта Западная | 5, 0 | ||
| Б2Р | Шахта Мостовская | 4, 8 | ||
| Б2Р | Шахта Ломинцевская | 4, 5 | ||
| Б2Р | Шахта Липковская | 5, 3 | ||
| ДР | Кузнецкий бассейн | 3, 8 | ||
| Г | Кузнецкий бассейн | 4, 0 | ||
| Б1 | Итатское месторождение | 5, 0 | ||
| ДР | Шахта Абаканская | 3, 8 | ||
| Д | Бейское | 3, 9 | ||
| С пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой прямого хода | АР | Горловский бассейн | 3, 5 | |
| ДСШ | Шахта Енисейчкая | 4, 2 | ||
| Ж | Кузнецкий бассейн | 4, 0 | ||
| К | Кузнецкий бассейн | 3, 4 | ||
| ДР | Изыхейское | 4, 0 | ||
| ДР | Разрез Черногорский | 3, 8 | ||
| ДМСШ | Шахта Хакасская | 2, 9 | ||
| Б2 | Березовское | 5, 0 | ||
| Б2 | Абанское | 3, 4 | ||
| ДСШ | Кузнецкий бассейн | 3, 9 |
|
|
|
Представление результатов расчетов: Результаты расчетов по определению выбросов вредных веществ в отходящих дымовых газахпредставить в табл. 2. 2, где указать, какие природоохранные мероприятия следует провести.
Таблица 2. 2.
Результаты расчетов
| Параметры | Выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) | |||
| ВВ | СО | SO2 | NO2 | |
| Расход топлива, (В)г/с |
| |||
| Объем дымовых газов, (Vд. г. )м3/с |
| |||
| Концентрация ЗВ, г/м3 ─ теоретическая ─ практическая | ||||
| ПДК ЗВ, г/м3 | 0, 00005 | 0, 003 | 0, 00005 | 0, 00004 |
| Превышение ПДК | ||||
|
|
|
