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                                       (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                                    (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