Министерство
общего и профессионального образования Российской Федерации

Архангельский
государственный технический университет

Кафедра ЭА и
МЛК

Расчётно-практическая
работа по теме:

“Расчёт концентраций
в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах тепловых станций”

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ В
ДЫМОВЫХ ГАЗАХ

Основные компоненты,
выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в энергоустановках,-
нетоксичные диоксид углерода СО₂ и водородный пар Н₂О. Однако
кроме них в атмосферу выбрасываются также свободные вещества, как оксид
углерода СО, оксиды серы SO_n, азота NO_n, сажа, соединения свинца,
канцерогенные вещества (бенз(а)пирен) и др.

3. РАСЧЕТ СУММАРНОГО РАСХОДА
ТОПЛИВА

Расход топлива одним
колом, г/с,

,

где  — номинальная
паропроизводительность i-го
котла, , , ;

 — энтальпия пара при сжигании
угля, , ;

 — энтальпия питательной воды, , ;

 — низшая теплота сгорания
топлива, , ;

 — коэффициент полезного действия
котла, ,

,

.

Суммарный расход топлива
всеми котлоагрегатами тепловой станции , ,

,

.

4. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ
ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Выбросы твердых веществ
(золы), ,

,

где  — зольность топлива на
рабочую массу, %, ;

 — безразмерный коэффициент,
зависящий от типа топок и вида топлива, ;

 — коэффициент полезного действия
золоуловителя, ,

.

Выбросы оксидов серы, ,

,

где  — содержание серы в
топливе на рабочую массу, %, ;

 — доля оксидов серы, связываемых
летучей золой топлива, ;

 — доля оксидов серы, улавливаемых
в золоуловителе, ,

.

Выбросы оксидов азота, ,

где  — количество оксидов
азота, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива, , ;

 — коэффициент, учитывающий
степень снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических
решений, ,

Расчет выбросов окиси
углерода, ,

,

где  — количество оксидов
углерода, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива, , ;

   — потери тепла вследствие
механической неполноты сгорания топлива, %, ,

.

5. РАСЧЕТ ВЫСОТЫ
ДЫМОВОЙ ТРУБЫ

Объем дымовых газов,
выходящих из трубы за 1 с, ,

,

где  — температура уходящих
газов, , ;

 — действительный суммарный объем
продуктов сгорания на один кг топлива, ,

,

где  — теоретический объем
продуктов сгорания соответственно трехатомных газов, азота, водяных паров и
воздуха на 1 кг топлива, , ; ; ; ; ,

,

.

Диаметр устья дымовой
трубы, м,

,

где  — средняя скорость
выхода газовоздушной смеси из устья дымовой трубы, , ,

.

Предварительное значение
минимальной высоты дымовой трубы, м,

,

где  — коэффициент,
учитывающий метеорологические условия местности, ;

 — масса i-го вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, ;

 — безразмерный коэффициент,
учитывающий скорость оседания твердых частиц в атмосфере, ; ;

 — максимальная разовая предельно
допустимая концентрация i-го
вещества в атмосферном воздухе, , ; ; ;

 — фоновая концентрация i-го вещества, характерная для данной
местности, ,
;

 — разность между температурой
выбрасываемой газовоздушной смеси  и средней температурой
окружающего атмосферного воздуха самого жаркого месяца  , , , ,

;

;

;

;

;

Принимаем

Из ряда кирпичных дымовых
труб ;

6. ПРОВЕРКА
ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБОРА ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ

Действительная скорость
выхода дымовых газов

,

где  — диаметр устья трубы,
м,

Безразмерные параметры :

  ;

  ;

  ;

, так как >2

Максимальная приземная
концентрация каждого вредного вещества:

  ;

;

  ;

  .

7. АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИ
КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ОТ РАССТОЯНИЯ ДО ИСТОЧНИКА ВЫБРОСОВ ПРИ
НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Расстояние ,м от источника
выбросов, на котором приземная концентрация i-го вещества при неблагоприятных метеорологических условиях достигает
максимального значения :

,

где  — безразмерный
коэффициент, при <100 и >2

  ;

,

, .

Значение опасной скорости
,м/с на
уровне земли, при которой достигается наибольшее значение приземной
концентрации вредных веществ:

При >2  

Приземная концентрация i-го вредного вещества , в атмосфере по оси
факела выброса на различных расстояниях Х, м от источника выброса при опасной
скорости ветра :

,

атмосфера
сжигание топливо примесь

где  — безразмерный
коэффициент, определяемый в зависимости от отношения ,

для золы:

при , ,

;

при   ,

;

при   ,

;

при   , ;

при , ;

при , ;

для , , :

при   ,

;

при   ,

;

при   ,

;

при , , ;

при , , ;

при , , .

;

;

;

.

Результаты расчетов
занесем в Таблицу 1.

Таблица 1 Значения
концентраций вредных примесей

На основании полученных
значений с_i построим
график зависимости концентраций вредных веществ от расстояний источника выброса
рисунок 1.

Рисунок 1 Зависимость
приземной концентрации вредных примесей от расстояния источника выбросов.

ЛИТЕРАТУРА

Пугин Б.И. Расчёт концентраций в
атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах тепловых станций:
Методические указания к выполнению расчетно-графической работы. Архангельск:
Изд-во АГТУ, 2000. — 16 с.