Технические науки/5. Энергетика
К.т.н. Илиев А.Г.
Институт сферы обслуживания и
предпринимательства (филиал) Донского государственного технического
университета, Россия
Определение ПДВ и
способы очистки дымовых газов при осуществлении нагрева рабочего теплоносителя
в системе отопления предприятий сервиса
Загрязняющие вещества,
выбрасываемые в атмосферу котельными предприятий сервиса, перемещаются в
вертикальной и горизонтальной плоскости. Наибольшую опасность представляют
примеси, находящиеся в приземном (до 10 м) слое атмосферы.
Распределение концентраций
загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы зависит от многих факторов:
высоты источника выброса, температуры выбрасываемой в атмосферу газовоздушной
смеси, температуры воздуха, скорости и направления ветра, рельефа прилегающей к
источнику выброса местности и др.
Для каждого источника
загрязнения устанавливается предельно допустимый выброс в соответствии с
требованиями ГОСТ 17.2.3.02-78. Предельно допустимый выброс (ПДВ)
устанавливается
из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника и совокупности
источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий
сервиса и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создадут концентрацию в
приземном слове атмосферы, превышающую максимальную разовую.
Предельно
допустимый выброс (ПДВ) устанавливается для каждого выбрасываемого вещества с
учетом фоновой концентрации СФ данного вещества, т.е. концентрации, создаваемой
выбросами других источников. Поэтому критерием качества воздуха является
выражение (1):
(1)
.Если на предприятии сорвиса имеется несколько источников выбросов
данного загрязняющего вещества, то
устанавливается суммарный предельно допустимый выброс.
Дымовые газы, выходящие в
атмосферу из дымовой трубы котельных предприятий сервиса с теплопроизводительностью от
0,5 Гкал до 3 Гкал имеют температуру от 90°С до 300°С.
ПДВ
загрязняющих веществ для источника теплоснабжения определяется по формуле (2):
(2)
где
ПДК - предельно допустимая
концентрация, мг/м ;
F - коэффициент, учитывающий температурную стратификацию
атмосферы;
А - коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в
атмосферном воздухе;
H - высота дымовой трубы;
η - поправка на рельеф;
т,
п, Н, V, ΔT - величины, зависящие от
конструктивных и технологических параметров котельной и вида сжигаемого
топлива.
Рассмотрим более подробно эти
величины (3):
(3)
Где
Диаметр дымовой трубы (4):
(4)
С учетом формул последних формул, получаем формулу
(5):
(5)
Для котельных небольшой
производительности принимаются следующие значения W0 = 8 м/с; T=473K n=1.Таким образом, приняв, что
температура воздуха T = 300K
получаем (6):
(6)
Объём выхлопных газов (7):
, м3/с (7)
Приняв для слоевых топок α =1,4 и учитывая, что; где QР – тепловая нагрузка
котельной, ккал/час; η – к.п.д. котельной установки выражение для
определения объёма дымовых газов можно привести к виду (8):
, м3/с (8)
Для твердых видов топлив значения величин принимаются ≈1,29·10-3 и ≈1,12·10-3, соответственно.
С учётом этих значений: V1 = 1,31·10-6QР, получаем (9):
(9)
Предприятия сервиса находятся, как правило в городах, где отсутствуют
резкие перепады отметок рельефа местности, вследствие чего η = 1.
В конечном
итоге, без учета фоновых загрязнений, значения ПДВ для котельных могут
определяться по формуле (10):
(10)
Значения ПДВ для различных климатических зон в зависимости от тепловой
нагрузки котельной и высоты дымовой трубы. Например, мазуты, как топливо,
характеризуются некоторыми особенностями.
1. Объем дымовых газов и теоретически необходимое количество
воздуха VГ
практически одни и те же для различных марок мазута и составляют:
VГ = 11,5 м3/кг; V0= 10,5 м3/кг.
2. Низшая теплота
сгорания QР различных марок
мазута также
приблизительно одинаковая и
колеблется в пределах 9320-9745 ккал/кг. В среднем для мазутов можно принять:
QР = 0,9595 ккал/кг.
3. Коэффициент избытка воздуха при сжигании
мазута принимается равным α = 1,1.
С учетом этих особенностей выражение для определения ПДВ при сжигании мазута
можно привести к виду (11).
(11)
Значение ПДВ для различных климатических зон в
зависимости от высоты трубы Н и тепловой нагрузки котельной Ор приведены в таблице 2, При
сжигании газа загрязняющим веществом являются окислы азота, ПДВ которых
может быть определен по формуле (12):
(12)
На основании вышеизложенного материала можно сделать вывод, что при
подготовке рабочего теплоносителя предприятия сервиса ПДВ при функционировании
котельной установки на газе необходимы
следующие данные: точное месторасположение котельной, тип и количество
установленных котлов, тип топок, применяемое топливо, наличие зальных
помещений, количество дымовых труб, высота и диаметр устья трубы, наличие
пылегазоочистного оборудования и степень очистки дымовых газов, температура
уходящих газов, средняя температура воздуха в 13 часов наиболее жаркого месяца
года, фоновые концентрации в районе котельной по всем веществам, выбрасываемым
в атмосферу данной котельной, форма рельефа прилегающей к территории котельной
в радиусе 50 высот трубы, но не менее 2 км, если в этой зоне имеется перепад
отметок местности, превышающей 50 м на 1 км.
Для очистки дымовых газов от
пыли рекомендуется установка системы пылеочистки с циклонами различных типов.
Для снижения содержания сернистого ангидрида, двуокиси азота и окиси углерода
могут быть рекомендованы следующие мероприятия:
- оптимизация режимов работы котлов;
- снижение нагрузки котельной путем экономии тепловой
энергии (изоляция трубопроводов, устранение пролетного пара, использование пара
вторичного вскипания);
-
использование малосернистых топлив;
-
использование тепла конденсата;
-
использование высококалорийных топлив;
-
оснащение котлов острым дутьем;
- рассеяние
дымовых газов на значительные расстояния за счет увеличения высоты дымовых
труб.
Литература:
1.
Исаев, В. В. Эффективный
способ энергосбережения [Текст] / В. В. Исаев // Текстильная промышленность. –
2003. - № .10.
2.
Илиев, А. Г. Применение
системы автоматизированного учета водных ресурсов с целью рационализации
водопотребления в системе жилищно-коммунального хозяйства /А.Г. Илиев, В.И.
Тимченко// MaterialyVIII Midznarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Aktuane
problemy nowoczesnych nauk - 2012» Volume 45 Tecniczne nauki.: Przemysl. Nauka
I studia – 96 str. 65-67
3.
Занина, И.А. Применение
рекуперативного теплообменного аппарата
качестве первичной ступени подготовки холодного теплоносителя при
внедрении малоотходной системы теплотехнологии /И.А Занина, А.Г. Илиев //
Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической
конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и
транспорте - 2012» - Выпуск 2. Том8. – Одесса: КУПРИЕНКО, 2012-94с., стр. 3-6
4.
Илиев, А.Г.Определение
энергоэффективности системы автоматизированного учета водных ресурсов / Сапронов А.А., Тимченко В.И., Занина
И.А.// Наука и инновации в области дорожного движения: междунар. сб. науч.
трудов/ под ред. Б.Ю, Калмыкова [и др.]; Южно-Рос. Гос. ун-т экономики и
сервиса. – Шахты: ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС» 2011. – 136с.: ил