Природоохранные технологии в теплоэнергетике: Рабочая программа, задание на контрольную работу, методические указания к практическим занятиям

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплотехники и теплоэнергетики

ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ Рабочая программа Задание на контрольную работу Методические указания к практическим занятиям Ф а к у л ь т е т энергетический Направление подготовки дипломированного специалиста 650800 – теплоэнергетика Специальности 100500 – тепловые электрические станции 100700 – промышленная теплоэнергетика

Направление подготовки бакалавра 550900 - теплоэнергетика

Санкт-Петербург 2004

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 502.55: 621.311.22 Природоохранные технологии в теплоэнергетике: Рабочая программа, задание на контрольную работу, методические указания к практическим занятиям. - СПб: СЗТУ, 2004. - 16 с. Методический сборник составлен в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 650800 – «Теплоэнергетика» (специальности 100500 – «Тепловые электрические станции» и 100700 – «Промышленная теплоэнергетика») и направлению подготовки бакалавра 550900 – «Теплоэнергетика». Сборник содержит рабочую программу, задание на контрольную работу и методические указания к практическим заданиям. Рассматриваются проблемы охраны воздушного и водного бассейнов, радиационной безопасности при работе энергетических предприятий, техникоэкономических обоснований природоохранных мероприятий.

Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и теплоэнергетики 21.01.2004 г., одобрено методической комиссией факультета 21.01.04.

Р е ц е н з е н т ы : кафедра теплотехники и теплоэнергетики СЗТУ (зав. каф. З.Ф.Каримов, д-р техн. наук, проф,); В.Д.Иванов, канд. техн. наук, доц. С.Петербургского технологического университета растительных полимеров.

Составитель В.Г.Лабейш, д-р техн. наук, проф.

© Северо-Западный

государственный заочный технический

университет, 2004

2

ПРЕДИСЛОВИЕ Целью изучения дисциплины «Природоохранные технологии в теплоэнергетике» является формирование у студентов знаний в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов в энергетике. Дисциплина является основной в комплексной программе непрерывной экологической и природоохранной подготовки по специальностям 100500, 100700. Задачи изучения курса - освоение методов определения характеристик выбросов и сбросов теплоэнергетических систем и их влияния на окружающую среду и человека; методов очистки и сокращения газообразных выбросов и сточных вод теплоэнергетического оборудования; методов расчета рассеивания вредных выбросов в атмосфере; проектирования очистных сооружений; радиационной безопасности и способов защиты от радиоактивных излучений; методов и приборов для определения содержания вредных примесей в выбросах, сбросах и окружающей среде; оценки экономической эффективности природоохранных мероприятий. Природоохранная дисциплина базируется на курсах «Физика», «Химия», «Гидрогазодинамика», «Водоподготовка» и связана с дисциплинами «Котельные установки и парогенераторы», «Тепловые и атомные электростанции», «Режимы работы и эксплуатация ТЭС», «Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий». Знания и умения, полученные при изучении дисциплины, используются при дипломном проектировании (раздел по охране окружающей среды).

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (объем курса 75 часов)

ВВЕДЕНИЕ (8 часов) [1], с.3…15; [2], с. 6…28; [3], с. 6…33 Влияние технического прогресса на окружающую среду. Проблемы глобального загрязнения окружающей среды – парниковый эффект, кислотные дожди, загрязнение водоемов. Природоохранное законодательство, государственный и ведомственный контроль. Основные токсичные выбросы теплоэнергетического оборудования в атмосферу: зола, сажа, диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, пятиокись ванадия, бенз(а)пирен. Процессы превращения вредных выбросов в атмосфере. Влияние вредных выбросов на природу и человека.

3

Сбросы теплоэнергетического оборудования в водный бассейн. Сточные воды ТЭС и промпредприятий. Воздействие сточных вод на режим водоемов. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязнений в атмосферном воздухе и воде (среднесуточные и максимально-разовые), предельно допустимый выброс (ПДВ) и сброс (ПДС) загрязнений. Допустимая концентрация вредности при совместном действии нескольких загрязнителей. ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ (28 часов) [1], с.14…41; [2], с.33…88, 105…131; [3], с.68…114 Газовые выбросы теплоэнергетики. Оксиды углерода и водяной пар. Влияние избытка воздуха на выброс оксида углерода Выброс оксидов серы. Уменьшение содержания серы и ее соединений в топливе до сжигания. Методы очистки дымовых газов от оксидов серы: известковый, магнезитовый, аммиачный, сульфитный, их сравнительные характеристики. Образование оксидов азота в топках. Основные факторы, влияющие на образование оксидов азота. Методы снижения выбросов оксидов азота при работе теплоэнергетического оборудования: рециркуляция дымовых газов, замена вихревых горелок на прямоточные, двухстадийное сжигание топлива, снижение избытка воздуха. Твердые частицы. Характеристики золы, выбрасываемой теплоэнергетическим оборудованием: дисперсность, плотность, электропроводность. Степень очистки и проскок частиц. Скорость дрейфа при инерционной очистке. Параметр золоулавливания. Аппараты сухой очистки газов от твердых частиц: пылеосадительные, инерционные. Циклоны, батарейные циклоны. Циклоны с улиточным завихрителем. Расчет очистки газов в циклонах. Аппараты мокрой очистки: барботажные пылеуловители, скрубберы, скрубберы Вентури. Расчет аппаратов мокрой очистки. Фильтрационная очистка газов: тканевые фильтры, фильтры с набивкой и насыпным фильтрующим слоем. Электрофильтры. Расчет электрофильтров. Улавливание электрофильтрами золы с неблагоприятными электрофизическими свойствами. Сравнительный анализ и выбор аппаратов для улавливания золы теплоэнергетических систем и промпредприятий. Рассеивание в атмосфере выбросов из дымовых труб ТЭС и промпредприятий. Сведения о строении атмосферы, вертикальном градиенте температуры, температурной стратификации, слоях инверсии. Уравнение турбулентной диффузии примесей. Аэродинамический подъем и тепловое всплытие дымового факела над устьем трубы. Методика расчета концентрации вредных примесей на уровне дыхания при выбросе из дымовых труб ТЭС и промпредприятий. Влияние реальных метеоусловий на распространение дымового факела и концентрацию вредных примесей.

4

Методы и приборы для определения концентрации вредных примесей в выбросах и атмосфере. Технико-экономический анализ мероприятий по защите атмосферы от вредных выбросов теплоэнергетического оборудования. СБРОСЫ В ВОДНЫЙ БАССЕЙН. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД (16 часов) [1], с.42…50; [2], с.154…241, 248…292; [3], с.114…164 Прямоточные и оборотные системы водоснабжения ТЭС и промпредприятий. Основные источники загрязнения сточных вод теплоэнергетического оборудования: химводоочистка, мазутное хозяйство, системы смазки, процессы обмывок и химпромывок котлов, консервация оборудования. *) Методы очистки сточных вод промпредприятий. Физико-механическая очистка: решетки, песколовки, отстойники, гидроциклоны. Нефтеловушки, их расчет. Очистка от нефтепродуктов методом флотации. Очистка сточных вод методами хлорирования, озонирования, адсорбцией, ионным обменом. Аэробная биохимическая очистка сточных вод. Анаэробная биохимическая переработка отходов. Утилизация активного ила и других осадков сточных вод. **) Очистка сточных вод ТЭС и АЭС. Очистка сточных вод установок водоподготовки и конденсатоочистки. Очистка сточных вод ТЭС от нефтепродуктов. Очистка вод обмывок поверхностей котлов, химпромывок и консервации оборудования. Сокращение сброса сточных вод ТЭС и АЭС. Методы и приборы для определения концентрации загрязнений в стоках и водном бассейне. Технико-экономический анализ мероприятий по защите водоемов от загрязнения сточными водами. Тепловое загрязнение водоемов при работе ТЭС и АЭС. Сбросы теплоты в атмосферу, градирни. Применение оборотного водоснабжения. РАДИОАКТИВНЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ. РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (12 часов) [1], с.48…69; [2], с.28…33, 88…105; [4], с.16…23, 37…52, 138…158 Виды радиоактивного излучения. Закон радиоактивного распада, постоянная распада и период полураспада. Короткоживущие и долгоживущие радионуклиды. Активность радионуклидов, единицы измерения активности. Взаимодействие излучения с веществом и биологическими объектами. Доза: экспозиционная, поглощенная, эквивалентная. Единицы измерения дозы. Мощность дозы. Естественный радиационный фон. Предельно допустимая доза для персонала АЭС. Допустимая мощность дозы и предельно допустимое поступление радионуклидов в организм человека. Защита от радиоактивного излучения. Нормы радиационной безопасности. **) Поступление радиоактивных загрязнений от работающей АЭС в помещения, атмосферу и водный бассейн. Защита персонала АЭС от излучений. Проблемы нейтрализации и захоронения радиоактивных отходов, вывода оборудования атомной энергетики из эксплуатации. 5

Методы и приборы для измерения радиоактивности: ионизационные, люминесцентные, химреагенты. ЭКОНОМИКА ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ (11 часов) [1], с.67…77; [3], с.87…93, 162…164 Плата за выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. Базовые нормативы платы, коэффициенты экологической ситуации и экологической значимости. Расчет платы в пределах ПДВ (ПДС), лимита, сверх лимита. Экологический паспорт предприятия. Экономическая эффективность природоохранных мероприятий. Экологическое страхование. Государственные органы управления охраной природы.

1.2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНО-ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ (16 часов) 1. Введение. Глобальные проблемы экологии. Топливно-энергетический баланс Российской Федерации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 часа 2. Газовые выбросы энергетики в атмосферу, их очистка . . . . . . . . . . .4 « 3. Выбросы золы и их подавление.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 « 4. Распространение в атмосфере выбросов из дымовых труб. . . . . . . . 2 « 5. Очистка сточных вод теплоэнергетических предприятий. Тепловое загрязнение окружающей среды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 2 « 6. Радиоактивные загрязнения. Радиационная безопасность. . . . . . . . . 2 « 7. Технико-экономические обоснования природоохранных мероприятий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 «

1.3.ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (8 часов) 1. Расчет выбросов ТЭС в воздушный бассейн. . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 часа 2. Расчет инерционных золоуловителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 « 3. Расчет платежей за выбросы загрязнений в атмосферу. . . . . . . . . 1 час *) 4. Расчет нефтеловушки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 « **) 4. Расчет экранов от γ - излучения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 « *) Раздел не обязателен для сп. 100500. **) Раздел не обязателен для сп. 100700.

6

2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основной: 1. Лабейш В.Г. Природоохранные технологии в теплоэнергетике. – СПб.:СЗТУ, 2002. – 82с. 2. Рихтер Л.А., Волков Э.П., Покровский В.Н. Охрана водного и воздушного бассейнов ТЭС. - М.: Энергия, 1981. - 296с. 3. Жабо В.В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 240с. Дополнительный: 4. Шаров Ю.Н., Шубин Н.В. Дозиметрия и радиационная безопасность. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 280с. 5. Родионов А.И., Кузнецов Ю.П., Зенков В.В. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов. - М.: Химия, 1985.-352с. 6. Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Шубин Н.В. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987.- 226с. Нормативные документы 7. ГОСТ 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения. - М.: Госстандарт СССР, 1984. 8. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. - М.: Госстандарт СССР, 1978. 9. ГОСТ 17.2.3.01-77. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля загрязнения воздуха. - М.: Госстандарт СССР, 1977. 10. Методика расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 11. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. - М.: Изд-во Минздрава СССР, 1975. 12. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). - М.: Энергоатомиздат, 1999. 13. Правила эксплуатации энергоустановок потребителей. - М.: Энергоатомиздат, 1992.

7

3. ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ Студенты выполняют одну контрольную работу, состоящую из четырех задач. Работа выполняется в отдельной тетради. На обложке указать название дисциплины, специальность, курс, фамилию и инициалы студента, шифр. Записываются полностью условия задачи и данные своего варианта. Требуемая точность расчетов - три значащих цифры. График по задаче 1 строится в масштабе. Для каждой найденной величины надо указывать размерность (невыполнение этого требования равносильно ошибке). Необходимые справочные данные содержатся в рекомендованной литературе. При выборе исходных данных по согласованию с преподавателем могут быть приняты параметры оборудования, соответствующие условиям предприятия, на котором работает студент. Консультации по разработке и внедрению результатов обеспечивает кафедра. ЗАДАЧА 1. Произвести расчет рассеивания вредных выбросов в атмосфере при работе котельной, оборудованной тремя котлами. Тип котлов и их основные параметры приведены в табл.1. Котлы работают с номинальной производительностью. Топливо - мазут с содержанием серы S p = 3%. Климатическая зона - СЗ. Паропроизводительность паровых котлов D, мощность N водогрейных котлов, КПД брутто котла ηбр, высоту дымовой трубы Н и диаметр ее устья Dу , температуру уходящих газов tух принять по табл. 1. Коэффициент избытка воздуха в топке αт = 1,07, на выходе из газового тракта αух = 1,40, расчетный удельный расход дымовых газов для мазута V0 = 10,3 м3/кг. Фоновая концентрация загрязнений, приведенная к диоксиду серы, Cф = 0,02 мг/м3. Понижение температуры дымовых газов на погонный метр трубы принять равным 0,2 оС/м. Задачу решить для расчетной зимней тепловой нагрузки котельной Ленинградской области (температура воздуха минус 26оС) при опасной скорости ветра. В результате расчета определить суммарную концентрацию загрязнений на уровне дыхания на расстоянии до 10 км по оси факела выброса через каждый километр. Результаты расчета свести в таблицу. Построить график продольного изменения концентрации загрязнений. Сделать выводы о соответствии загрязнений санитарным нормам и дать рекомендации по уменьшению концентрации загрязнений. Л и т е р а т у р а : [1], с. 17…22, 31…35; [2], с. 12...16, 130...134; [3], с. 98...100.

8

Таблица 1 Исходные данные - по последней цифре шифра H, м Dу, м Вари- Тип котла D, т/ч N, Мвт ηбр,% ант 1 ДЕ 10-14 10 90,8 50 1,4

174

2

ПТВМ-30

-

25,8

87,9

60

2,0

180

3

ДЕ 16-14

16

-

90,1

60

1,6

173

4

ПТВМ-50

-

43,0

86,0

70

2,5

90

5

ДЕ 25-14

25

-

91,4

70

2,0

172

6

КВ-ГМ-50

-

43,0

91,1

80

2,5

180

7

ДКВР 10-13

10

-

89,5

50

1,6

175

8

КВ-ГМ-100

-

86,0

91,3

90

3,0

180

9

ДКВР 20-13

20

-

89,5

60

4,0

190

0

КВ-ГМ-180

-

154,8

90,9

100

4,0

180

tух, оC

ЗАДАЧА 2. Произвести расчет очистки дымовых газов котла на твердом топливе от золы с помощью серийных батарейных циклонов ЦБ-2. Внутренний диаметр циклона 231 мм, число циклонов в секции 20; 25; 30. Паропроизводительность котла D, избыточное давление острого пара pизб , температура перегретого пара tпп , температура питательной воды tпв, температура дымовых газов tух, КПД брутто котла ηбр, коэффициент избытка воздуха α - принять по табл. 2, характеристики топлива и летучей золы - по табл. 3. Унос золы из топки принять равным αун = 0,82, механический недожог топлива q4 = 1,5%. Определить количество циклонов в батареях, степень улавливания золы (или проскок частиц) по фракциям и суммарную, расход твердых частиц, выбрасываемых в атмосферу, а также потерю давления в циклонах. Плотность дымовых газов допустимо определить по уравнению состояния, приняв газовую постоянную R = 284 Дж/(кгК). Л и т е р а т у р а : [1], с. 23…27; [3], с. 46…47 ЗАДАЧА 3 (для сп.100500). Узкий пучок γ - излучения с энергией Ео проходит через экран толщиной d из свинца или бетона (линейные коэффициенты ослабления для свинца µсв, для бетона µб). Какую долю составит интенсивность проходящего излучения от первоначального? Какую толщину должны иметь экраны из свинца или бетона для ослабления излучения в 100 раз? Данные принять из табл.4. Л и т е р а т у р а : [1], с.17…22, 31…34; [2], с. 31…32, 36…37.

9

Таблица 2 Исходные данные - по последней цифре шифра tпв, tух, Вари- Марка Тип D, pизб , tпп, о о о C C ант угля котла т/ч МПа C 1 Донецк.АШ ДКВР 10-13 10 1,3 насыщ. 100 145

ηбр, α, % % 84 1,45

2

Кузнецк.Т

ДКВР 20-13 20

1,3

насыщ. 100

145

85

1,45

3

Экибаст.СС

К 35-40

35

4,0

440

145

130

88

1,40

4

Подмоск.Б2

КЕ-10-14-С

10

1,4

насыщ. 100

145

82

1,45

5

Канско-Ач.Б

К-50-40

50

4,0

440

145

135

90

1,40

6

Донецк.АШ

БКЗ-75-39

75

4,0

440

145

131

89

1,40

7

Кузнецк.Т

Е-100-24

100

2,4

250

104

140

93

1,42

8

Экибаст.СС

Е-100-14

100

1,4

250

104

135

92

1,42

9

Подмоск.Б2

Е-160-24

160

2,4

250

104

135

92

1,42

0

Канско-Ач.Б

Е-160-14

160

1,4

250

104

135

92

1,42

Таблица 3 Марка

р

Q н,

А,

Характеристики топлива и золы V , Распределение золы Фi, %, по диаметрам Di, мкм

угля

МДж

%

нм3 Di 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-60 60-80 80-100

р

кг

0

кг

Di ср 2,5

7,5

15

25

35

50

70

90

АШ

22,6

22,9 6,79

8

9

14

11

11

20

17

10

Т

22,8

13,2 7,22

12

19

31

9

6

10

5

8

СС

16,8

38,1 4,79

6

9

46

21

8

7

-

-

Б2

10,5

25,2 3,57

11

18

22

14

18

12

8

4

Б

15,7

4,7

4

8

22

19

10

19

8

10

5,01

ЗАДАЧА 3 (для сп. 100700). Произвести расчет горизонтальной нефтеловушки (отстойника) для очистки сточных вод от нефтепродуктов. Расход сточных вод Q и скорость всплывания частиц нефти w приведены в табл.5. Ширина лотка нефтеловушки 2 м. В результате расчета определить геометрические размеры отстойника (длину, глубину проточной части) и число секций нефтеловушки. Привести схему установки. Л и т е р а т у р а : [1], с.46…47; [2], с. 202…206; [5], с.143…144. 10

Таблица 4 Исходные данные Варианты

Параметры 1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Последняя цифра шифра Ео , МэВ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

µ св,1/см

4,28

2,50

4,28

2,50

1,92

0,98

80

0,52

0,48

0,55

µ б, 1/см

0,40

0,29

0,25

0,22

0,20

0,17

0,15

0,10

0,067 0,053

9

10

Предпоследняя цифра шифра d , см

2

3

4

5

6

7

8

11

Таблица 5 Исходные данные Варианты

Параметры 1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

0,08

0,09

0,10

0,28

0,32

0,38

Последняя цифра шифра Q, м3/с

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

Предпоследняя цифра шифра w, мм/с

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,22

Задача 4. По результатам решения задачи 1 рассчитать размер платы за загрязнение атмосферного воздуха выбросами котельной в течение 1 квартала (январь-февраль-март). Загрузка котлов составила 70% от номинальной. Значения ПДВ и лимита выброса МЛИМ загрязнений, приведенные к диоксиду серы, представлены в табл. 6. Базовый норматив платы НSO2 = 330 руб/т. Коэффициент экологической ситуации атмосферного воздуха для Северо-Запада Кэа = 1,5. Коэффициент индексации платы принять равным 8. Сделать выводы о повышении рентабельности теплоснабжения. Л и т е р а т у р а : [1], с. 69…73.

11

Таблица 6 Параметр

Исходные данные – по последней цифре шифра Вариант 1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

ПДВ, т/кв

215

700

340

1200

550

1200

215

2400

430

4300

МЛИМ, т/кв

245

780

380

1330

610

1340

245

2680

480

4800

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ 1. Газовые выбросы в атмосферу Расход топлива паровых котлов определяется из соотношения B = D (h1 - h2) / (Qpн ηбр), кг/с, где D - паропроизводительность котла, кг/с, h1 - энтальпия острого пара, h2 энтальпия питательной воды, кДж/кг, Qpн - теплота сгорания топлива, кДж/кг, ηбр - КПД брутто котла. Для водогрейных котлов B = N / (Qpн ηбр), кг/с, где N – мощность котла, кВт. Объемный расход дымовых газов определяется по приближенному соотношению Vг = αух Vo B (tвых + 273)-/ 273, м3 /с, где αух – коэффициент избытка воздуха на выходе из газового тракта (с учетом присосов), Vo – удельный расход воздуха для данного вида топлива, м3 / кг. Массовый выброс диоксида серы при работе котла в отсутствии газоочистки определяется формулой МSO2 = 20 В Sр, г/с, где Sр - содержание серы в топливе в процентах. 12

Массовый выброс диоксида азота определяется соотношением МNO2 = 0,34*10-4 К В Qpн β1 β2 β3 β4 β5 , г/с, где коэффициент К учитывает тип и нагрузку котла, коэффициенты β1…β5 определяются техническими и технологическими мероприятиями по подавлению выброса оксидов азота, данные по которым приведены в [1], с.20…22. Суммарный выброс вредных газов, приведенный к диоксиду серы, определяется с учетом соотношения ПДК диоксидов серы и азота: МΣ = МSO2 + 5,85 МNO2, г/с. Максимальная концентрация загрязнений в выбросе из дымовой трубы при опасной скорости ветра определяется по методике ОНД-86 из выражения Сmax = А МΣ m n / [H2 (V ∆T )0,33] , мг/м3 , где А – климатический коэффициент (для Северо-Запада А = 160); F – коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц (для газовых примесей F = 1); m - коэффициент порядка единицы, учитывающий тепловое и аэродинамическое всплытие факела (рассчитывается по методике, изложенной в [1], с. 32…33); n - коэффициент, учитывающий характер выброса (для предприятий энергетики n = 1); H - высота трубы в метрах; ∆T - разность температур уходящих газов и атмосферного воздуха. Расстояние от трубы до точки максимума концентрации вредных примесей по оси факела распыла при опасной скорости ветра определяется из соотношения хм оп = d H, м, безразмерный коэффициент d определяется по методике, изложенной в [1], с. 33. Продольное изменение концентрации вредных примесей по оси дымового факела определяется выражением Сx = S1 Сmax , мг/м3, в котором коэффициент S1 определяется в зависимости от безразмерного расстояния от трубы x = x / хм оп по вспомогательным графикам рис. 1.9 в [1] или по формулам S1 = 3 x 4 - 8 x 3 + 6 x 2 при x < 1, S1 = 1,13 / (0,13 x 2 + 1) при 1 < x < 8, S1 = x / (3,58 x 2 - 35,2 x + 120 ) при x > 8.

13

2. Расчет выбросов золы и очистки в батарейных циклонах Массовый выброс золы при сжигании твердого топлива определяется из выражения Mз = 10 B αун (Ар + q4 Qpн / 32,7), г/с, где αун - коэффициент уноса золы из топки (для пылеугольных котлов αун = 0,6…0,85); Ар - зольность топлива в процентах; q4 - механический недожог топлива в процентах; Qpн - теплота сгорания топлива в МДж/кг; 32,7 – теплота сгорания чистого углерода в МДж/кг. Параметр золоулавливания i-й фракции золы в стандартных батарейных циклонах определяется соотношением Пi = 0,2 ( w ) 0,5 ( Di ср ) 0,67 , где w - средняя скорость течения газов через камеру циклона (по данным завода-изготовителя оптимальная скорость равна 4,5 м/с), Di ср - средняя крупность i- й фракции золы, мкм. Проскок частиц i- й фракции золы определяется выражением εi = exp (-Пi ), суммарный проскок εΣ = Σ εi Фi , %. i

Потери давления в циклонах определяются по формуле ∆р = ζ ρ w2 /2, Па, где ζ – коэффициент сопротивления (для стандартных циклонов около 80), ρ – плотность дымовых газов. 3. Расчет нефтеловушки Для эффективной работы нефтеловушки в ней должен обеспечиваться ламинарный режим течения, при котором число Рейнольдса Re = wср H / ν ≤ 5000. Здесь wср – средняя скорость течения в лотке, ν – кинематический коэффициент вязкости воды, H – глубина лотка. Длина нефтеловушки L определяется из условия всплывания на поверхность капель нефтепродуктов из глубинных слоев:

14

L = wср τ = wср H / wвсп , м, где wвсп - скорость всплывания капель, τ – время течения по лотку. 4. Расчет экранов от γ - излучения Энергия γ - излучения, ослабленная экраном, равна Е = Е0 exp (- µ d ), МэВ, где Е0 - первоначальная энергия излучения, падающего на экран, в МэВ, d толщина экрана в см, µ - линейный коэффициент ослабления вещества экрана в 1/см.. Для ослабления излучения в n раз необходимо использовать экран толщиной dn = ln n / µ , см. 5. Расчет платы за выброс загрязнений в атмосферу Плата за выброс загрязнений в пределах ПДВ исчисляется по соотношению ППДВ = Кэа Σ Нi Мi , руб, i

где Кэа – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости региона (для Северо-Запада Кэа = 1,5), Нi - базовый норматив платы за выброс i-го загрязнителя, руб/т (определяется по табл. 4.1 в [1], Мi - массовый выброс загрязнителя за отчетный период в тоннах. Если выброс превышает ПДВ, но остается в пределах лимита МЛИМ, установленного на отчетный период, то за превышение Мi - ПДВ, т, плата ПЛИМ назначается в пятикратном размере. Если превышен также и лимит, то за превышение Мi – МЛИМ, т, плата ПСВЛИМ назначается в двадцатипятикратном размере. Суммарная плата составляет ПСУМ = ППДВ + ПЛИМ + ПСВЛИМ , руб и умножается на коэффициент индексации.

15

СОДЕРЖАНИЕ Предисловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . с.3 1.Содержание дисциплины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2.Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 3.Задание на контрольную работу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 4. Методические указания к практическим занятиям. . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Редактор И.Н.Садчикова Сводный темплан 2004 г. Лицензия ЛР 020308 от 14.02.97 Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.933.П.005641.11.03 от 2003 г. Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Б.кн.-журн. П.л. 1,0. Б.л. 2,0. РТП РИО СЗПИ Тираж 150 Заказ Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5

16