Файл: ВосточноСибирский государственный университет технологий и управления.pdf

Рисунок 13 Схема котла типа «КВТС-20» Котлы предназначены для сжигания твердого топлива в слое. В зависимости от вида топлива и его характеристик котлы предусматривают работу как с подогревом воздуха (с воздухоподогревателем), таки без подогрева. При этом необходимо учитывать следующие ограничения а) для влажных бурых углей (Wp=25-40%) воздухоподогреватель обязателен б) для малозольных углей с приведенной зольностью А- 2% кг/тыс. ккал. и высокой калорийностью (Q= 6000 ккал/кг) применение подогрева воздуха недопустимо из-за возможного пережога колосников. На всех остальных типах углей котлы могут работать как с подогревом воздуха, таки без него. Котлы теплопроизводительностью 10, 20, 30 Гкал/час отличаются лишь глубинами топочной камеры и конвективной шахты и имеют единый профиль. Несущий каркасу котлов отсутствует. Блоки котла - топочный и конвективный - имеют опоры, приваренные к нижним коллекторам. Воздухоподогреватель устанавливается на раму опорную. Топочная камера, имеющая горизонтальную компоновку, экранирована трубами Ø60×3,5 мм, входящими в коллекторы Ø219×10 мм. Конвективная поверхность нагрева расположена в вертикальной, полностью экранированной шахте и набирается из образных ширм из труб мм.

Котлы оборудуются механическими топками с пневмомеханическими забрасывателями и решетками обратного хода ТЧЗМ [45]. Для котла КВ-Р-23,26-150 (КВ-ТС-20) - ТЧЗМ 2-2,7/6,5. В котлах применено устройство возврата уноса угольной мелочи и острое дутье. Унос угольной мелочи собирается в двух зольных бункерах, расположенных под конвективной шахтой, откуда удаляется системой возврата уноса и сбрасывается в топку. Подача воздуха на эжектор возврата уноса для котлов осуществляется вентилятором 19ЦС63. Для работы на влажных бурых углях котлы снабжаются трубчатым воздухоподогревателем, который располагается в отдельном вертикальном газоходе за конвективным газоходом. Котлы имеют облегченную натрубную обмуровку. В таблице 10 описана техническая характеристика. Таблица 10 Техническая характеристика котла типа «КВТС-20» Наименование параметра Значение
1 2
Теплопроизводительность номинальная, Мвт
23,26 Вид топлива Уголь Давление воды на входе в котѐл, не более МПа
1.6 Давление воды на выходе из котла, не менее, МПа
1.0 Температура воды на входе, С
70 Температура воды на выходе, С
150 Гидравлическое сопротивление, МПа
0,25 Продолжения таблицы 10 1
2 Диапазон регулирования теплопроизводительности по отношении к номинальной, %
30-100 Расход воды, т/ч
247 Расход расчѐтного топлива, кг/ч
4320 Температура уходящих газов, С, без воздухоподогревателя/ с воздухоподогревателем
230/199 КПД котла не менее, без воздухоподогревателя / с воздухоподогревателем
80,9/84,2

Тип топки Механические забрасыватели и цепная решетка обратного хода Потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, q 4, %
3,5-4,0 Низшая теплота сгорания топлива, Q r , МДж/кг
21,77-20,26 Потери тепла с уносом, . q4 ун %
1,0 В котельной «Юго-Западная» филиала ОАО «ТГК-14» «Улан-Удэнский энергетический комплекс эксплуатируется 5 пылеулавливающих установок (батарейные циклоны сухой инерционной очистки, предназначенные для очистки выбросов дымовых газов квартальной котельной от твердых частиц (золы угольной, сажи, бензапирена). Батарейные циклоны БЦ-2-7х(5+3) 2 штуки и БЦ-2-6х(4+3) 3 штуки. Батарейные циклоны представляет собой золоуловитель, составленный из параллельно установленных циклонных элементов, представляющих собой выхлопные трубы с закручивающими лопатками, в количестве 56 шт, объединенных водном корпусе и имеющих общие подводи отвод газов, а также сборный бункер. Также на котельной основным элементом является конвейер (ширина 1,6 метра, длина
130 метра. Лента конвейерная, является составной частью ленточного конвейера, выполняющая одновременно функции грузонесущего и тягового органа. Лента конвейерная применяется для транспортирования угля в топку [33].
2.5 Объекты вспомогательного производства Вспомогательное производство предназначено для обеспечения основного производства. К объектам вспомогательного производства относятся стояночные боксы гаража, посты газовой, электродуговой сварки,
цехи технического обслуживания и подсобных производств, открытое распределительное устройство ОРУ, гидротехнические сооружения, топливнотранспортное хозяйство и административно-служебная зона на пристанционной площадке. Вспомогательные корпуса размещены со стороны постоянного торца главного корпуса, что обеспечивает наиболее удобную связь сними Склад угля и шлакоотвала Складирование угля находится на ровной площадки с твердым покрытием, открыт с х сторон, количество перерабатываемого материала 171640 т/год, площадью 5500 м
, чистые освобожденные от мусора, в сухом незатопляемом месте с предусмотренным стоком поверхностных вод. Угольный склад надежно огражден, имеет достаточное количество проездов и подъездов, обеспечивающие возможность удобного проезда и маневрирования пожарных машин и других транспортных средств. Склад шлака представляет собой асфальтированную площадку открытую с х сторон, количество перерабатываемого материала 14280, площадью 1200 м. Он служит для хранения и последующей утилизации продуктов от сжигания угля. Гараж Гараж предприятия предназначен для бесперебойного обеспечения структурных подразделений предприятия автомобильным транспортом и содержания автотранспортных средств в надлежащем состоянии. В таблице 11 представлены данные о марках машин их количества и используемого топлива. Таблица 11 – Марка автотранспортных средств и их количества используемого топлива. Наименование котельной Марка автотранспорта
Кол-во единиц Вид топлива Расход за год ой единицы техники шт кол-во ед.изм.
Юго-Западная бульдозер Т 1
ДТ
68168 л погрузчик ПК-
2703 1
ДТ
17335 л ГАЗ 2 бензин
10610 л
ЗИЛ-ММЗ-4502 1 бензин
11475 л
КАМАЗ-5511 3
ДТ
18653 л тепловоз ТЭМ-2 1
ДТ
43725 кг Сварочный пост электродуговой сварки По большей части ремонтный цех представлен сварочным участком. На данном участке применяется газовая сварка и резка металла, а также электродуговая сварка штучными электродами. Газовая сварка проводится ацетилено-кислородным пламенем и использованием пропанобутановой смеси. При электродуговой сварке используются электроды. В таблице 12 представлены наименования используемых материалов. Таблица 12 – Материалы и их расход Наименование Наименование Расход материалов

котельной используемых материалов
Кол-во
Ед. изм.
Юго-Западная Электроды МР-3, МР-4 0,5 т/год Пропан
0,6 т/год Административное здание Административное здание предназначено для руководства и организации труда [40]. А также вспомогательное оборудование котельной это система топливоподачи; золоуловители, применяемые при сжигании твердых видов топлива и предназначенные для очистки отходящих дымовых газов и улучшающих состояние атмосферного воздуха вблизи котельной дутьевые вентиляторы, необходимые для подачи воздуха в топку котлов дымососы

подпиточные насосы, необходимые для подачи воды в котлы сетевые насосы, обеспечивающие циркулирование воды в системе

водоподготовительные устройства, предотвращающие накипеобразование в котлах и их коррозию водяной экономайзер, служащий для подогрева питательной воды до ее поступления в котел

воздухоподогреватель, для подогрева воздуха перед его поступлением в топку горячими газами, покидающими котлоагрегат; дымовая труба теплообменники - кожухотрубчатые или пластинчатые приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
3 ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРЕДПРИЯТИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
3.1 Оценка влияния на атмосферный воздух расчѐтным методом
Расчѐт выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников загрязнения атмосферы. Расчет выбросов и загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатов котельной.

При сгорании твердого топлива в атмосферу поступают твердые и газообразные загрязняющие вещества. К твердым веществам относятся пыль неорганическая с содержанием диоксида кремния 20-70%, сажа, бенз(а)пирен, к газообразным – оксид и диоксид азота, оксид углерода, оксиды серы. Исходными данными для расчета выбросов загрязняющих веществ при сжигании твердого топлива являются характеристики топлива и котлоагрегата. Основными характеристиками твердого топлива являются тип угля, гранулометрический состав (R, %), сернистость (S, %), зольность (А, %), расход топлива. Основные характеристики угля указаны в сертификате на уголь, а расход топлива определяется по фактическим данным предприятия. При этом для расчета валовых выбросов загрязняющих веществ используют значение годового расхода топлива (т/год), а для расчета максимально разовых выбросов используют расход топлива при максимальной нагрузке котла (кг/с). К эксплуатационным характеристикам котлоагрегата относятся потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива
(q4,%), химической неполноты сгорания топлива (q3,%), потери тепла с уносом (q4ун, %), площадь зеркала горения (F, м ), доля золы, уносимой газами из котла (аун,%), температура насыщения (н, оС), коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки и др. Все указанные данные являются справочными величинами. Их можно найти в справочниках по котельным установкам или паспортах на котельные установки. Исходные данные для расчетов выбросов загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от котлоагрегатов, работающих на угле представлены в таблице 13. Рассчитать валовые и максимально разовые выбросы загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатах котельной, при пересыпке и хранении угля и шлака, в результате работы поста электродуговой сварки [35]. Таблица 13 – Исходные данные для расчетов выбросов загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от котлоагрегатов, работающих на угле
Наименование параметра Исходные данные
1 2 Потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, q 4, %
3,5 Низшая теплота сгорания топлива, Q r , МДж/кг
20,25 Потери тепла с уносом, . q4 ун %
1 Коэффициент избытка воздуха в топке, α т Характеристика гранулометрического состава, R6,
%
40 Степень рециркуляции дымовых газов, r, %
0

Безразмерный коэффициент, β r
1 Площадь зеркала горения, F, м 2 14,9 Потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, q 3, %
0,75 Коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания, х
1 Содержание серы в топливе на рабочую массу, S r ,
%
0,38 Доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле, ɳ SO2 0,1 Доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе, ɳ // SO2 0 Доля золы, уносимой газами из котла, а ун
0,75 Зольность топлива, А
, %
25,4 Коэффициент, характеризующий температурный уровень экранов, R
350 Температура насыщения, tн,°С
160 Коэффициент, характеризующий тип колосниковой решетки и вид топлива, А
2,5 Коэффициент, учитывающий снижение улавливающей способности, z
0,8 Температура уходящих газов, С
142 Расчет выбросов оксида азота, диоксида азота При расчете выбросов оксидов азота (NO, NO2) сначала рассчитывают суммарные выбросы окислов азота (ха после с помощью коэффициентов трансформации, основанных на молекулярных массах веществ, делят их на выбросы NO и NO2. Валовый суммарный выброс оксидов азота (МNОx , т/год) рассчитывают по формуле 1.
(1) где Вр – расчетный расход топлива, определяемый по формуле (2), т/год;
Qi r – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
К
Т
NO2
– удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, определяемый по формуле (3), г/Мдж;

br – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота, определяемый по формуле
(2) где В – фактический расход топлива, т/год; q4 – потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.
(
) Удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива.
√
(3) где т – коэффициент избытка воздуха в топке
R6 – характеристика гранулометрического состава топлива – остаток на сите с размером ячеек менее 6 мм, %; q
R
– тепловое напряжение зеркала горения, определяется по формуле (4) МВт/м2 :
(
) √ Тепловое напряжение зеркала горения.
(4) где F – площадь зеркала горения, м
Qt – тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт, определяется по формуле (5):
(5) где В p
– расчетный расход топлива для максимальной нагрузки на котел, определяемый по формуле (6), кг/с.
(6) где В – фактический расход топлива при максимальной нагрузке на котел, кг/с.
(
) Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота.
√ (7) где r – степень рециркуляции дымовых газов, %;
√

Валовый выброс диоксида азота (МNО2, т/год) и оксида азота (МNО, т/год) рассчитывают по формулам (8,9):
(8)
(9) где 0,8 и 0,13 – коэффициенты трансформации О в NO2 и NO соответственно. Расчет максимально разовых выбросов окислов азота (GNOx, гс) аналогичен расчету валовых выбросов окислов азота (М, т/год) по формуле (1), но при условии, что фактический расход топлива будет принят при максимальной нагрузке котла (В, кг/с). Расчет
GNOx проводится по формуле (10):
(10) Все коэффициенты для расчета по формуле (10) аналогичны использованным выше при расчете валовых выбросов окислов азота. Максимально разовый выброси рассчитывается также с использованием коэффициентов трансформации по формулам (11,12):
(11)
(12) Расчет выбросов оксида углерода
Валовый выброс оксида углерода (М
СО
, т/год) рассчитывают по формуле (13):
(13) где В – фактический расход топлива, т/год; q
4
– потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.
(
)
С
со
– выход оксида углерода при сжигании топлива, г кг, определяемый по формуле (14):
(14) где q
3
– потери тепла вследствии химической неполноты сгорания топлива, % ; х – коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, для твердого топлива х
Q
i r
– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Максимально разовый выброс оксида углерода (СО, гс) рассчитывают по формуле (15):
, (15) где В – фактический расход топлива при максимальной нагрузке на котел, кг/с.
(
) Расчет выбросов оксидов серы
Валовый выброс оксидов серы (МSО
2
, т/год) рассчитывают по формуле (16):
(16) где В – фактический расход топлива, т/год;
Sr – содержание серы в топливе на рабочую массу
/SO
2
– доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле
”SO
2
– доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц. Максимально разовый выброс оксидов серы (О, гс) рассчитывают по формуле (17):
(где В – фактический расход топлива при максимальной нагрузке на котел, кг/с. Расчет выбросов бенз(а)пирена
Валовый выброс бенз(а)пирена (М
БП
, т/год) рассчитывают по формуле (18):
(18) где Вр – расчетный расход топлива, определяемый по формуле (2), т/год; с – объем сухих дымовых газов, образующийся при полном сгорании 1 кг топлива, в расчетах допускается принять с = 1 нм с – концентрация бензапирена в сухих дымовых газах при слоевом сжигании твердого топлива, мг/нм3, определяемая по формуле (19).
(19) где А – коэффициент, характеризующий тип колосниковой решетки и вид топлива, для угля А = 2,5;
Q
i r
– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; т – коэффициент избытка воздуха в топке н – температура насыщения при давлении в барабане паровых котлов или на выходе из котла для водогрейных котлов

R – коэффициент, характеризующий температурный уровень экранов для tн>150оС R = 350 для tн<150оС R = 290
(
)
К
Д
– коэффициент, учитывающий нагрузку котла, определяется по формуле (20):
(
)
(20) где Н – номинальная нагрузка котла, кг/с ф – фактическая нагрузка котла, кг/с (в расчетах принять равным Bmax, кг/с.
(
)
КЗУ – коэффициент, учитывающий степень улавливания бензапирена золоуловителем и определяемый по формуле (21):
(21) где зу – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях z – коэффициент, учитывающий снижение улавливающей способности золоуловителем бензапирена, для сухих золоуловителяе принимается равным z=0,8, если температура газов перед золоуловителем больше или равна 185 оС; z=0,7, если температура газов перед золоуловителем меньше оС. Максимально разовый выброс бензапирена (GБП , гс) рассчитывают по формуле (22):
(22) где В p
– расчетный расход топлива для максимальной нагрузки на котел, определяемый по формуле (6), кг/с. Расчет выбросов пыли неорганической с содержанием диоксида кремния 20-70% и сажи Для расчета выбросов пыли неорганической с содержанием диоксида кремния 20-70%
(М
пыль
) и сажи (МС) сначала рассчитывают суммарное количество твердых частиц (Мтв), поступающих с газами из котла.
Валовый выброс твердых частиц (М
ТВ
, т/год) рассчитывают по формуле (23):
(23) где В – фактический расход топлива, т/год; аун – доля золы, уносимой газами из котла А – зольность топлива на рабочую массу, %;

q4ун – потери тепла с уносом, %;
Q
i r
– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; зу – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях.
(
) Максимально разовый выброс твердых частиц (G
ТВ
, гс) рассчитывают по формуле (24):
(24)
(
) где В – фактический расход топлива при максимальной нагрузке на котел, кг/с.
Валовый выброс пыли неорганической с содержанием диоксида кремния 20-70%
(Мпыль, т/год) рассчитывают по формуле (25):
(25) Максимально разовый выброс пыли неорганической с содержанием диоксида кремния 20-
70% (пыль, гс) рассчитывают по формуле (26):
(26)
Валовый выброс сажи (МС, т/год) рассчитывают по формуле (27):
(27) где М
тв
– валовый выброс твердых частиц, рассчитанный по формуле (23), т/год;
М
пыль
– валовый выброс пыли неорганической с содержанием диоксида кремния 20-70%, рассчитанный по формуле (25), т/год. Максимально разовый выброс сажи (С, гс) рассчитывают по формуле (28):