Расчет выбросов вредных веществ при сжигании топлива в котлах

производительностью до 30 т/ч.

Методика предназначена для расчета выбросов вредных веществ с газообразными продуктами сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках действующих промышленных и коммунальных котлоагрегатов и бытовых теплогенераторов.

Твердые частицы. Расчет выбросов твердых частиц печей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле:

Птв = В х А^rХ (1 – ŋ), (3.5.)

где В – расход натурального топлива (т/год, г/с);

А^r– зольность топлива на рабочую массу (%);

ŋ – доля твердых частиц, удавливаемых в золоуловителях;

Х = a_ун/(100-Гун); a_ун– доля золы топлива в уносе;

Гун – содержание горючих в уносе (%).

Значения А^r, Гун, a_ун, ŋ принимаются по фактическим средним показателям: при отсутствии этих данных А^rопределяется по характеристикам сжигаемого топлива (см. таблица 2.1.); ŋ – по техническим данным применяемых золоуловителей, а Х – по таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Значения коэффициентов Х и Ксо в зависимости от типа топки

и топлива

Тип топки	Топливо	Х	Ксо,кг/ГДЖ
1	2	3	4
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые и каменные угли	0,0023	1,9
Шахтная	Твердое топливо	0,0019	2,0

Оксиды серы. Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO₂(т/год, т/ч, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле:

П_SO2 = 0,02 ВS^r(1-η_SO2) (1 - η′_sо2), (3.6)

где S^r– содержание серы в топливе на рабочую массу (Х); для газообразного топлива мг/куб.м;

η′_sо2– доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для сланцев – 0,5% торфа – 0,15; экибастузских углей – 0,02; прочих углей – 0,1; мазута – 0,02;Sгаза – 0,0; η′_sо2– доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной нулю, для мокрых – в зависимости от щелочности орошающей воды.

При наличии в топливе сероводорода расчет выбросов дополнительного количества оксидов серы в пересчете на SO₂ведется по формуле:

П _SO2= 1,88 х 10^-2, (3.7)

где - содержание сероводорода в топливе (%).

Ориентировочная оценка выбросов оксида углерода (т/год, г/с) может проводиться по формуле:

Псо = 0,001ВQ^r_iКсо(1 -) , (3.8)

где Ксо – количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж); принимается по таблице 3.5.

Оксиды азота. Количество оксидов азота ( в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:

П_NO2 = 0.001 B Q^r_i K_NO2(1-β), (3.9)

где Q^r_i– теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг, МДж/куб.м);K_NO2– параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж);β– коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

Таблица 3.6 - Характеристика топок котлов малой мощности

Тип топки и котла	Топливо	α	g 3	g 4
1	2	3	4	5
Топка с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые угли Каменные угли Антрациты	1,6 1,5 1,7	2,0 2,0 1,0	8,0 7,0 10,0
Топка с пневмо-механическими забрасывателями и цепной решеткой прямого хода	Угли типа кузнецких Угли типа донецких Бурые угли	1,3-1,4 1,3-1,4 1,3-1,4	0,5-1 0,5-1 0,5-1	5,5/3 6/3,5 5,5/4
Шахтная топка с наклонной решеткой	Бурые угли Каменные угли	1,4	2	2

Таблица 3.7 - Характеристика топлив Республики Казахстан

Бассейн, место-рождение	Марка, класс	Wr,%	A^r,%	S^r, %	Qi ^r,МДж/кг	Ur^o м^3/кг
1	2	3	4	5	6	7
Сарыадырское месторождение Карагандинский бассейн. Куучекинское месторождение Экибастузский бассейн - в целом - по группам - зольности Ленгерское месторождение Сарыкольское месторождение	ГР КР КСШ К2Р ССР-1 ССР-2 ССР-3 Б3Р, Б3СШ Б3	5,0 8,5 9,5 7,0 6,0 5,0 5,0 28,0 23,3	41,8 37,5 32,6 40,9 42,3 40,4 45,6 14,4 23,0	0,66 0,82 0,81 0,74 0,56 0,56 0,57 1,80 0,18	15,57 17,12 18,55 16,79 15,49 16,12 14,61 15,33 14,53	4,78 4,89 5,33 4,90 4,47 4,65 4,23 4,87 4,54

Расчет категории опасности предприятия производится по формуле:

КОП = ^ai, (3.10)

где M_i – масса выброса i-го вещества, т/год;

ПДКi – среднесуточная ПДК i-го вещества, мг/м²;

n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;

ai – константа, позволяющая соотнести вредность i-го вещества с

вредностью диоксида серы, определяется по таблице 3.5.

Таблица 3.8

Константа, ai	Класс опасности
	1	2	3	4
	1,7	1,3	1,0	0,9

Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления выбросов вредных веществ в атмосферу до санитарно-гигиенических критериев с учетом класса опасности вещества.

Значение КОП рассчитывается при условии, когда M_i/ПДК > 1. При M_i/ПДК < 1 КОП не рассчитывается и приравнивается к нулю.

Таблица 3.9

Категория опасности предприятия	Значение КОП
1 2 3 4	КОП ≥ 10^6 10^6>КОП≥10^4 10^4>КОП≥10^3 КОП < 10^3

При отсутствии информации о классе опасности вещества его приравнивают к 3-ему классу, а значение aiберут равным 1. Если есть только класс опасности вещества в рабочей зоне, то используют его.

1. Содержание расчетно-графической работы

1. Выбрать номер варианта задания по двум признакам: первой букве фамилии и последней цифре зачетной книжки.

2. Определить валовые выбросы предприятия.

3. Рассчитать КОП по цехам и по предприятию в целом. Данные свести в таблицу.

Наименование цеха	Наименование вещества	Класс опасности вещества	ПДКм.р. мг/м^3	ПДКс.с. мг/м^3	Выброс т/год	КОП

4. Сделать выводы и предложения по работе.

3. Задание на расчетно-графическую работу

На предприятии размещены следующие цеха и производства:

котельная, гальванический, механический цеха, сварочный участок и гараж. Определить категорию опасности производства, если предприятие работает в две смены по 8 ч. каждая 260 дней в году.

Исходные данные приведены в таблицах 3.10.

Таблица 3.10 - Исходные данные для расчетно-графической работы

цех	Первая буква фамилии, последняя цифра зачетной книжки	А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н, О, Р, С
		1	2	3	4	5	6	7	8		9		10
Механический	Наименование станка, количество
	Круглошли-фовальные	100	120	98	200	50	175	30	140		160		150
	заточные	20	25	23	40	15	51	20	75		70		50
	токарные	50	150	130	50	100	125	50	80		110		80
	Время работы	2000	1850	1700	1300	1500	2100	4000	3500		3000		3400
Сварочный участок	Марка электродов	УОНИ-13/45	АНО-1	АНО-3	АНО-4	АНО-5	АНО-6	АНО-7		АНО-9		АНО-11		АНО-15
	Масса расход. мат-ов, кг/год	1000	800	850	350	450	500	1200		1400		900		970
гальванический	Общ.площадь ванн. при про-цессе обезжи-ривания; м^2.
	а) орг.раств-лем	80	70	90	100	85	75	65		60		55		70
	б) электрохим.-е	80	65	55	60	85	70	80		110		95		70
	в)время работы	4300	3260	4160	4000	3900	4100	3950		3500		3600		3650
гараж	Пробег, км
	а) грузовые бенз.ДВС	15000	20000	16000	17000	18000	19000	21000		22000		23000		24000
	б) автобусы с бенз.ДВС	13500	17000	18000	19000	20000	13000	14000		15000		16000		12000
	г) автобусы дизельные	10000	12000	11000	13000	11500	12500	13500		14000		14500		15000
	в) служебные легковые	35000	25000	27000	28000	29000	30000	31000		32000		33000		34000
Котельная	Расход натуральн. топлива	40	45	50	55	60	65	70		75		80		85
	Марка топлива	БЗ	ГР	КР	КСШ	К2Р	ССР-1	ССР-2		ССР-3		БЗР		БЗСШ
	Коэф.очистки воздуха ЗУ	0	75	63	64	68	70	71		72		73		74
	Вид топки: а) шахтная	+		+		+		+				+
	б) с неподвижной решеткой, ручным выбросом топлива		+		+		+			+				+
	КNO2	0.25	0,2	0,15	0,17	0,19	0,21	0,23		0,24		0,16		0,17

Продолжение таблицы 3.10

цех	Первая буква фамилии, последняя цифра зачетной книжки	Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я
		1	2	3	4	5	6	7	8		9		10
Механичес-кий	Наименование станка количество
	Кругло шли-фовальные	95	115	93	185	70	160	45	147		151		90
	заточные	40	37	34	31	29	27	25	23		39		36
	токарные	65	68	72	75	77	80	83	86		89		92
	Время работы	2000	1850	1700	1300	1500	2100	4000	3500		3000		3400
Сварочный участок	Марка электродов	УОНИ-13/45	АНО-1	АНО-3	АНО-4	АНО-5	АНО-6	АНО-7		АНО-9		АНО-11		АНО-15
	Масса расход. мат-ов, кг/год	800	850	900	950	1000	500	550		600		650		700
Гальванический	Общ.площадь ванн. при про-цессе обезжи-ривания; м^2.
	а) орг.раств-лем	95	120	115	105	95	98	87		93		48		53
	б) электрохим.-е	87	40	43	45	47	49	51		53		55		57
	в)время работы	4150	3160	4460	4010	3950	4150	3950		3500		3600		3650
Гараж	Пробег, км
	а) грузовые бенз.ДВС	25000	27000	29000	31000	43000	50000	44000		45000		46000		47000
	б) автобусы с бенз.ДВС	12500	17500	18500	19500	20500	13500	14500		15500		16500		12500
	г) автобусы дизельные	15500	30000	32000	33000	34000	35500	36500		37000		38000		39000
	в) служебные легковые	36000	37000	38000	39000	40000	41000	42000		43000		44000		45000
Котельная	Расход натуральн. топлива	90	43	41	43	47	49	51		53		57		59
	Марка топлива	БЗ	ГР	КР	КСШ	К2Р	ССР-1	ССР-2		ССР-3		БЗР		БЗСШ
	Коэф.очистки воздуха ЗУ	78	80	83	85	87	89	91		69		67		65
	Вид топки: а) шахтная	+		+		+		+				+
	б) с неподвижной решеткой, ручным выбросом топлива		+		+		+			+				+
	КNO2	0,23	0,25	0,24	0,22	0,21	0,2	0,19		0,18		0,17		0,23