Сборник задач по экологии энергетики (1154175), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Расход мазута наодин котел B := 75 т/ч. Объемный расход дымовых газов от одногокотла V := 490 м3/с при температуре уходящих газов tух := 160 °С.Принять коэффициенты m := 1, n := 1, η := 1. Температура наружного воздуха tв := 20 °С. Принять фоновые концентрации равныминулю.Задача 3.13.
Сравнить концентрации оксидов серы (SO2) в при-земном слое атмосферы (в мг/м3 и ppm), создаваемые выбросамиТЭС мощностью 900 МВт (три энергоблока по 300 МВт) и ТЭСмощностью 1200 МВт (четыре энергоблока по 300 МВт). Дымовыегазы ТЭС мощностью 900 МВт выбрасываются через одну дымовуютрубу (z1 := 1) высотой h1 := 210 м, а ТЭС мощностью 1200 МВт —через две дымовые трубы (z2 := 2) высотой h2 := 180 м. ТЭС расположены в районе Урала, для которого коэффициент стратификацииравен A1 := 180.
Котлы работают на мазуте (Sр := 3 %). Расход мазута B := 75 т/ч. Мероприятия по борьбе с выбросами не проводятся.Объемный расход дымовых газов от одного котла V := 490 м3/с притемпературе уходящих газов tух := 160 °С. Принять коэффициентыm := 1, n := 1, η := 1. Температура наружного воздуха tв := 20 °С.Фоновые концентрации принять равными нулю.Решение. Находим выбросы в атмосферу оксидов серы, г/с, в пересчете на SO2 (берем расход мазута, выраженный в г/с):от одного котлаpB⋅SM SO := 20 ⋅ ---------------- ,23.63M SO = 1.25 ⋅ 10 ;249от трех котловpM SO23B⋅S:= 3 ⋅ 20 ⋅ ---------------- ,3.63M SO = 3.75 ⋅ 10 ;3от четырех котловpM SO24B⋅S:= 4 ⋅ 20 ⋅ ---------------- ,3.6M SO243= 5 ⋅ 10 .Разность температур, °С,ΔT := tух – tв,ΔT = 140.Для газообразных выбросов коэффициентF1 := 1.Определяем максимальную приземную концентрацию, мг/мпри работе трех блоковA 1 ⋅ F 1 ⋅ m ⋅ n ⋅ η ⋅ M SO 32c макc1 := ---------------------------------------------------------------------- ⋅2h13z1------------------------,3 ⋅ V ⋅ ΔT3z2------------------------,4 ⋅ V ⋅ ΔT3cмакc1 = 0.259;при работе четырех блоковA 1 ⋅ F 1 ⋅ m ⋅ n ⋅ η ⋅ M SO 42c макc2 := ---------------------------------------------------------------------- ⋅2h2cмакc2 = 0.539.Учитывая, что Vm := 22.4 л, а μ SO := 64 г, пересчитаем макси2мальные приземные концентрации на объемные концентрации SO2,выраженные в ppm, пренебрегая поправкой на температуру и давление газовой пробы:50при работе трех блоковVμc V 1 := c макc1 ⋅ ------------- ,μ SO2cV1 = 0.091;при работе четырех блоковVμc V 2 := c макc2 ⋅ ------------- ,μ SO2cV2 = 0.189.Изменение концентрации в приземном слое, мг/м3,Δc := cмакc2 – cмакc1,Δc = 0.279или, в ppmΔcV := cV2 – cV1,ΔcV = 0.098.Ответ.Изменение3концентрацииSO2вприземномслоеΔc = 0.279 мг/м или ΔcV = 0.098 ppm.Задача 3.14.
Во сколько раз изменится максимальная приземнаяконцентрация вредного вещества от выбросов от ТЭС зимой по сравнению с летним периодом?. Принять зимнюю температуру воздухаtз := –20 °С, а летнюю tл := 20 °С, температура уходящих газовtух := 120 °С. Все остальные условия, влияющие на приземную концентрацию, для зимы и лета одинаковы, фоновые концентрациивредного вещества равны нулю.Задача 3.15. Сравнить концентрацию оксидов азота (NO2) в дымовых газах, составляющую 125 мг/м3, с максимальной приземной3концентрацией (в мг/м и ppm) их от выбросов ТЭС мощностью1200 МВт (энергоблоки по 300 МВт, k := 4).
Дымовые газы ТЭСвыбрасываются через одну дымовую трубу (z1:= 1) высотойh1 := 210 м. ТЭС расположена в районе Урала, для которого коэф-51фициент стратификации A1 := 180. Котлы работают на природномгазе. Объемный расход дымовых газов от одного котла V := 420 м3/спри температуре уходящих газов tух := 120 °С. Коэффициентыm1 := 1, n1 := 1, η1 := 1. Температура наружного воздуха tв := 20 °С.Фоновая концентрация оксидов азота (NO2) cф := 0.05 мг/м3.Решение. Удельные нормативные выбросы оксидов азота, мг/м3,для энергоблока 300 МВт при работе на газе находим из табл. П.2:c1 := 125.Учитывая, что Vμ := 22.4 л, а μ NO := 46 г, пересчитаем концент2рацию на объемную концентрацию NO2, выраженную в ppm, пренебрегая поправкой на температуру и давление газовой пробы:Vμc V 1 := c 1 ⋅ ------------- ,μ NO2cV1 = 60.87.Объемный расход сухих газов, м3/с, для энергоблокаVсх := 275.Определяем выбросы оксидов азота NOx, г/с, для блока 300 МВт:M NO := k ⋅ c 1 ⋅ V cx ⋅ 10x–3,M NO = 137.5 .xНаходим выбросы оксидов азота, г/с, в пересчете на NO2 для блока 300 МВт:M NO := 0.8 ⋅ M NO ,2xM NO = 110.2Для четырех блоковM c2 := 4 ⋅ M NO ,2M c2 = 440.52Разность температур, °С,ΔT := tух – tв,ΔT = 100.Для газообразных выбросов коэффициентF1 := 1.Максимальная приземную концентрацию, мг/м3, от выбросовТЭС (см.
(3.3)) при работе четырех блоковA 1 ⋅ F 1 ⋅ m 1 ⋅ n 1 ⋅ η ⋅ M c2z1,c макc := -------------------------------------------------------------------- 3 ------------------------24 ⋅ V ⋅ ΔTh1cмакc = 0.033.С учетом фоновой концентрации максимальная приземная концентрация NO2, мг/м3,cсум := cмакc – cф,cсум = 0.083.Пересчитаем концентрацию cсум в приземном слое на объемнуюконцентрацию NO2, выраженную в ppm, пренебрегая поправкой натемпературу и давление газовой пробы:Vμc V 2 := c сум ⋅ ------------- ,μ NO2cV2 = 0.04.Изменение концентрации, мг/м3, в дымовых газах по сравнению сконцентрацией в приземном слое будет составлятьΔc := c1 – cсум,Δc = 124.917или, в ppmΔcV := cV1 – cV2,ΔcV = 60.829.53Ответ. Изменение концентрации NO2 в приземном слое по срав-нению с концентрацией в дымовых газах Δc := 124.91 мг/м3 илиΔcV := 60.829 ppm.Задача 3.16.
Сравнить концентрацию оксидов азота (NO2) в дымовых газах, соответствующую нормативному удельному выбросупо ГОСТ Р 50831—95, с максимальной приземной концентрацией(в мг/м3 и ppm), создаваемой выбросами ТЭС мощностью 600 МВт(два энергоблока по 300 МВт, k := 2). Дымовые газы ТЭС выбрасываются через одну дымовую трубу (z1 := 1) высотой h1 := 150 м.ТЭС расположена в районе, для которого коэффициент стратификации A1 := 180. Котлы работают на природном газе. Объемный расходдымовых газов от одного котла V := 420 м3/с при температуре уходящих газов tух := 120 °С.
Коэффициенты m1 := 1, n1 := 1, η1 := 1.Температура наружного воздуха tв := 25 °С. Фоновая концентрацияоксидов азота (NO2) cф := 0.02 мг/м3.544. РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ ВЫСОТЫДЫМОВОЙ ТРУБЫОсновные формулы1. Необходимая высота дымовых труб h, м, (при одинаковых дымовых трубах) вычисляется по формулеh=AmnFηM---------------------------pфПДК – c3z----------- ,VΔT(4.1)где обозначения те же, что и в формуле (3.3).2. При суммировании выбросов NO2 и SO2 формула (4.1) для определения необходимой высоты дымовой трубы h, м, с учетом приведения выбросов к SO2, будет иметь видh=AmnFηM---------------------------------фpПДК SO – c c3z----------- ,VΔT(4.2)2везде обозначения те же, что и в формуле (3.3).Задачи (MathCad документы)Задача 4.1.
Суммарный массовый выброс вредных веществ напредприятии снижен в 2 раза. Во сколько раз уменьшится необходимая высота дымовой трубы при сохранении всех остальных условийнеизменными?Решение. Суммарный массовый выброс вредных веществ до сниженияMс1 := Mс;после сниженияMс2 := 0.5æMс.Определяем необходимую высоту дымовой трубы, м, по формуле(4.1):h 1 :=A 1 ⋅ F 1 ⋅ m ⋅ n ⋅ η ⋅ M c1-------------------------------------------------------------- ⋅фПДК – c3z----------------- ;V ⋅ ΔTh 2 :=A 1 ⋅ F 1 ⋅ m ⋅ n ⋅ η ⋅ M c2-------------------------------------------------------------- ⋅фПДК – c3z----------------- .V ⋅ ΔT55При этом изменение максимальной приземной концентрацииM c1---------- = 1.414 .M c2Ответ. Необходимая высота дымовой трубы при снижении выбросов уменьшится вM c1---------- = 1.414 раз.M c2Задача 4.2. Имеются два энергопредприятия в Московской области.
На первом предприятии выбрасываются только оксиды серы, а навтором — только частицы нетоксичной золы. На каком предприятиинужна более высокая дымовая труба (и во сколько раз выше) приусловии равенства массовых выбросов и фоновых концентраций пооксидам серы и золе, объемных расходов и температур дымовыхгазов и коэффициентов, учитывающих условия выхода дымовых газов из трубы?Решение. Поскольку значение ПДКр по оксидам серы и нетоксичной золе равны (0,5 мг/м3) и равны фоновые концентрации, то приусловии задачи высоты дымовых труб будут различаться только из-закоэффициента F, учитывающего скорость оседания примеси. Для газообразных веществ F = 1, а для золовых частиц F ≥ 2 (примемF = 2).
Отсюда высота дымовой трубы для второго энергопредприятия будет выше в 2 = 1.414 раз.Ответ. Высота дымовой трубы для второго энергопредприятиядолжна быть выше в 1.414 раз.Задача 4.3. Во сколько раз изменится (увеличится или снизится)необходимая высота дымовой трубы для энергопредприятия, выбрасывающего только оксиды серы, при увеличении фоновой концентффрации с c 1 := 0.1 мг/м3 до c 2 := 0.25 мг/м3 и сохранении всех ос-тальных условий и величин неизменными?Задача 4.4. Максимальная концентрация вредного вещества вприземном слое атмосферы в районе энергопредприятия наблюдается на расстоянии xm := 4000 м от дымовой трубы и составляетc := 0.3 мг/м3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
