Помощь студентам в учебе
Оценка влияния режимных факторов на образование вредных выбросов от котлов ТЭЦ - 6
|
Введение 7
1 Основная часть 9
1.1 Описание ТЭЦ-6 9
1.2 Описание котлоагрегата БКЗ-320-140 14
1.3 Тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-320-140 18
1.4 Оценка влияния режимных факторов на образование вредных веществ от колов
БКЗ-320-140 ТЭЦ-6 44
1.4.1 Поведение азота топлива при подготовке угля к сжиганию 44
1.4.2 Исследование содержания токсичных микроэлементов в топливе и продуктах
его сгорания 48
1.4.3 Влияние содержания азота топлива на концентрацию NOX в уходящих газах .. 55
1.4.4 Свойства золы ирша-бородинских углей 58
1.4.5 Определение концентрации б(а)п и других токсичных веществ в дымовых
газах 60
1.4.6 Оценка сероулавливания золой котла 67
1.4.7 Повышение экологических характеристик ТЭЦ-6 при сжигании ирша-бородинского угля 70
2 Экология 74
3 Экономическая часть 82
4 Безопасность проектируемого объекта 86
5 Заключение 113
Список использованных источников 115
1 Основная часть 9
1.1 Описание ТЭЦ-6 9
1.2 Описание котлоагрегата БКЗ-320-140 14
1.3 Тепловой расчет котлоагрегата БКЗ-320-140 18
1.4 Оценка влияния режимных факторов на образование вредных веществ от колов
БКЗ-320-140 ТЭЦ-6 44
1.4.1 Поведение азота топлива при подготовке угля к сжиганию 44
1.4.2 Исследование содержания токсичных микроэлементов в топливе и продуктах
его сгорания 48
1.4.3 Влияние содержания азота топлива на концентрацию NOX в уходящих газах .. 55
1.4.4 Свойства золы ирша-бородинских углей 58
1.4.5 Определение концентрации б(а)п и других токсичных веществ в дымовых
газах 60
1.4.6 Оценка сероулавливания золой котла 67
1.4.7 Повышение экологических характеристик ТЭЦ-6 при сжигании ирша-бородинского угля 70
2 Экология 74
3 Экономическая часть 82
4 Безопасность проектируемого объекта 86
5 Заключение 113
Список использованных источников 115
Складывающаяся топливно-энергетическая ситуация не оставляет сомнений том, что тепловые электростанции останутся основным источником энергообеспечения на реальную перспективу. При этом прогнозируется усиление к проблеме совершенствования производства электроэнергии на базе относительно дешевых низкосортных топлив. Также налицо обострение проблемы использования угля в энергетическом производстве из-за прогрессирующего загрязнения окружающей среды. Это препятствует широкому вовлечению низко-сортных углей в топливно-энергетический баланс.
Кардинальные изменения в проблеме невозможны без достижения вначале стабильных тенденций снижения токсичных выбросов по каждой действующей электростанции, а в дальнейшем ориентации экологических показателей на пороговые уровни экологически чистой ТЭС.
Целесообразность комплексного подхода к экологичности конкретной тепловой электростанции, наиболее сложного для осуществления в условиях необходимости эксплуатации оборудования с несоответствующими современным требованиям экологическими характеристиками, предполагает расширение информации о составе выбросов в окружающую среду, их токсичности и биологической опасности, оценки условий соблюдения допустимых концентраций и техногенной нагрузки от выпадения ряда высокотоксичных элементов и соединений с целью разработки и внедрения приоритетных природоохранных технических решений.
Негативное воздействие вредных атмосферных выбросов тепловой электростанции (ТЭС) на окружающую среду можно рассматривать в нескольких аспектах, которые как в отдельности, так и во взаимосвязи друг с другом составляют, по-видимому, наиболее острые на сегодня вопросы экологической проблемы теплоэнергетики.
Глобальными факторами воздействия тепловых электростанций на окружающую среду наряду с другими теплосжигающими объектами являются выбросы углекислого газа, повышение содержания которого в атмосфере способствует развитию “парникового” эффекта и нарушению в связи с этим природно-климатических условий, а также выбросы оксидов азота, участвующих в каталитическом разрушении озонового слоя, который защищает планету от жесткого ультрафиолетового космического излучения.
Во-вторых, следует назвать вовлечение в силу природных условий в трансграничный перенос оксидов азота и серы. Известно, что после выхода из дымовой трубы в шлейфе дымовых газов продолжается процесс их трансформации, связанный с доокислением. Соединяясь с атмосферной влагой, оксиды сер и азота образуют слабые растворы серной и азотистой кислот, которые являются причиной выпадения кислотных дождей. Последние приводят к закислению почв и обеднению их питательными элементами, а также к увеличению кислотности поверхностных водоемов. Наличие данных, свидетельствующих о распространении загрязнений на большие расстояния, говорит о надгосударственном характере проблемы кислотных дождей и соответственно путях ее решения.
В-третьих, местные территории подвержены совокупному техногенному воздействию осадков от выбросов газообразных вредных веществ, а также от выпадения золы. Длительное выпадение выбросов ТЭС на территориях создает техногенную нагрузку, в зависимости от степени которой развивается угнетение и изменение природной среды.
В-четвертых, выбросы в атмосферу продуктов сгорания оказывают максимальное совокупное и прямое воздействие на человека и природную среду в пределах локальной зоны ТЭС, где, кроме перечисленных токсинов, могут быть существенными по влиянию и содержащиеся в продуктах сгорания фтор, хлор и их производные, канцерогенные углеводороды, токсичные и канцерогенные микроэлементы.
В силу сложившейся практики размещения производственных объектов при концентрации значительных мощностей различных отраслей индустрии и источников их энергоснабжения образуются зоны с чрезвычайно опасной экологической ситуацией в районах промузлов как результат многофакторного воздействия на природную силу выбросов в атмосферу и водный бассейн различных токсичных и канцерогенных химических веществ и микроэлементов. В этих условиях оценка воздействия ТЭС на окружающую среду для прогнозирования последствий и доли ответственности в конкретной экологической ситуации представляется упрощенной и недостаточной, если она исходит только от знания выбросов в атмосферу золы, оксидов, серы и азота.
В Иркутской области экологически неблагополучными являются такие города, как Иркутск, Ангарск, Братск, Зима, Черемхово, Усолье-Сибирское, Тулун.
В Братске основными источниками загрязнения являются Братский алюминиевый за-вод (БрАЗ), Братский лесопромышленный комплекс (БЛПК) и ТЭЦ-6.
В связи с вышесказанным существует необходимость проведения мероприятий по снижению объемов вредных выбросов. В данной работе рассмотрены способы снижения выбросов на ТЭЦ-6. Дана оценка свойств золы сжигаемого на ТЭЦ ирша-бородинского угля и возможности ее дальнейшего использования.
Кардинальные изменения в проблеме невозможны без достижения вначале стабильных тенденций снижения токсичных выбросов по каждой действующей электростанции, а в дальнейшем ориентации экологических показателей на пороговые уровни экологически чистой ТЭС.
Целесообразность комплексного подхода к экологичности конкретной тепловой электростанции, наиболее сложного для осуществления в условиях необходимости эксплуатации оборудования с несоответствующими современным требованиям экологическими характеристиками, предполагает расширение информации о составе выбросов в окружающую среду, их токсичности и биологической опасности, оценки условий соблюдения допустимых концентраций и техногенной нагрузки от выпадения ряда высокотоксичных элементов и соединений с целью разработки и внедрения приоритетных природоохранных технических решений.
Негативное воздействие вредных атмосферных выбросов тепловой электростанции (ТЭС) на окружающую среду можно рассматривать в нескольких аспектах, которые как в отдельности, так и во взаимосвязи друг с другом составляют, по-видимому, наиболее острые на сегодня вопросы экологической проблемы теплоэнергетики.
Глобальными факторами воздействия тепловых электростанций на окружающую среду наряду с другими теплосжигающими объектами являются выбросы углекислого газа, повышение содержания которого в атмосфере способствует развитию “парникового” эффекта и нарушению в связи с этим природно-климатических условий, а также выбросы оксидов азота, участвующих в каталитическом разрушении озонового слоя, который защищает планету от жесткого ультрафиолетового космического излучения.
Во-вторых, следует назвать вовлечение в силу природных условий в трансграничный перенос оксидов азота и серы. Известно, что после выхода из дымовой трубы в шлейфе дымовых газов продолжается процесс их трансформации, связанный с доокислением. Соединяясь с атмосферной влагой, оксиды сер и азота образуют слабые растворы серной и азотистой кислот, которые являются причиной выпадения кислотных дождей. Последние приводят к закислению почв и обеднению их питательными элементами, а также к увеличению кислотности поверхностных водоемов. Наличие данных, свидетельствующих о распространении загрязнений на большие расстояния, говорит о надгосударственном характере проблемы кислотных дождей и соответственно путях ее решения.
В-третьих, местные территории подвержены совокупному техногенному воздействию осадков от выбросов газообразных вредных веществ, а также от выпадения золы. Длительное выпадение выбросов ТЭС на территориях создает техногенную нагрузку, в зависимости от степени которой развивается угнетение и изменение природной среды.
В-четвертых, выбросы в атмосферу продуктов сгорания оказывают максимальное совокупное и прямое воздействие на человека и природную среду в пределах локальной зоны ТЭС, где, кроме перечисленных токсинов, могут быть существенными по влиянию и содержащиеся в продуктах сгорания фтор, хлор и их производные, канцерогенные углеводороды, токсичные и канцерогенные микроэлементы.
В силу сложившейся практики размещения производственных объектов при концентрации значительных мощностей различных отраслей индустрии и источников их энергоснабжения образуются зоны с чрезвычайно опасной экологической ситуацией в районах промузлов как результат многофакторного воздействия на природную силу выбросов в атмосферу и водный бассейн различных токсичных и канцерогенных химических веществ и микроэлементов. В этих условиях оценка воздействия ТЭС на окружающую среду для прогнозирования последствий и доли ответственности в конкретной экологической ситуации представляется упрощенной и недостаточной, если она исходит только от знания выбросов в атмосферу золы, оксидов, серы и азота.
В Иркутской области экологически неблагополучными являются такие города, как Иркутск, Ангарск, Братск, Зима, Черемхово, Усолье-Сибирское, Тулун.
В Братске основными источниками загрязнения являются Братский алюминиевый за-вод (БрАЗ), Братский лесопромышленный комплекс (БЛПК) и ТЭЦ-6.
В связи с вышесказанным существует необходимость проведения мероприятий по снижению объемов вредных выбросов. В данной работе рассмотрены способы снижения выбросов на ТЭЦ-6. Дана оценка свойств золы сжигаемого на ТЭЦ ирша-бородинского угля и возможности ее дальнейшего использования.
I Испытания котла БКЗ-320-140-ПТ ст. № 7 при сжигании ПВК под разрежением показали:
1 С увеличением апп от 1,1 до 1,3 в диапазоне нагрузок 215-300 т/ч концентрации Б(а)П уменьшаются, а концентрации оксидов азота увеличиваются. С дальнейшим ростом апп до 1,5 концентрации оксидов азота снижаются, а Б(а)П - увеличиваются. Концентрации оксидов серы остаются без изменения.
2 Концентрации Б(а)П с увеличением паротопливного отношения (дп)с 10% до 13% уменьшаются, а концентрации оксидов азота увеличиваются. Увеличение дп с 13% до 17% приводит к увеличению концентраций Б(а)П, а концентрации оксидов азота остаются без изменения. Впрыск пара практически не влияет на изменение концентраций оксидов серы.
3 Подача ПВК через пылепитатели нижнего яруса горелок без отключения по воздуху верхнего яруса горелок приводит к снижению концентраций оксидов азота на 30%.
II Испытания котла БКЗ-320-140-ПТ ст. № 5 показали:
1 Концентрации оксидов азота и серы при сжигании ПВК в диапазоне нагрузок 205-297 т/ч и апп =1,18-1,32 близки к таковым в дымовых газах котла ст. № 7, а концентрации Б(а)П значительно выше.
2 Сброс сушильного агента в топку котла при работе пылесистемы Б, В обеспечивает минимальный выброс вредных веществ. При сбросе сушильного агента в газоход перед циклоном при работе пылесистемы А, Г выбросы вредных веществ в исследованном диапазоне нагрузок и апп максимальные.
III Коэффициент связывания оксидов серы минеральной составляющей топлива практически не зависит от нагрузки, апп , дп и способа сброса сушильного агента и составляет не менее 74%.
Таким образом, при комплексном применении вышеуказанных методов из расчета на один котлоагрегат предотвращенный экологический ущерб от загрязнения атмосферного воз-духа составит 28071,9 тыс.руб., суммарный экономический эффект ведет к снижению платы за выбросы, загрязняющие окружающую природную среду и составляет 167005,65 руб/год.
Сэкономленные средства возможно использовать для модернизации устаревшего оборудования, проведения различных испытаний для повышения эффективности его работы.
1 С увеличением апп от 1,1 до 1,3 в диапазоне нагрузок 215-300 т/ч концентрации Б(а)П уменьшаются, а концентрации оксидов азота увеличиваются. С дальнейшим ростом апп до 1,5 концентрации оксидов азота снижаются, а Б(а)П - увеличиваются. Концентрации оксидов серы остаются без изменения.
2 Концентрации Б(а)П с увеличением паротопливного отношения (дп)с 10% до 13% уменьшаются, а концентрации оксидов азота увеличиваются. Увеличение дп с 13% до 17% приводит к увеличению концентраций Б(а)П, а концентрации оксидов азота остаются без изменения. Впрыск пара практически не влияет на изменение концентраций оксидов серы.
3 Подача ПВК через пылепитатели нижнего яруса горелок без отключения по воздуху верхнего яруса горелок приводит к снижению концентраций оксидов азота на 30%.
II Испытания котла БКЗ-320-140-ПТ ст. № 5 показали:
1 Концентрации оксидов азота и серы при сжигании ПВК в диапазоне нагрузок 205-297 т/ч и апп =1,18-1,32 близки к таковым в дымовых газах котла ст. № 7, а концентрации Б(а)П значительно выше.
2 Сброс сушильного агента в топку котла при работе пылесистемы Б, В обеспечивает минимальный выброс вредных веществ. При сбросе сушильного агента в газоход перед циклоном при работе пылесистемы А, Г выбросы вредных веществ в исследованном диапазоне нагрузок и апп максимальные.
III Коэффициент связывания оксидов серы минеральной составляющей топлива практически не зависит от нагрузки, апп , дп и способа сброса сушильного агента и составляет не менее 74%.
Таким образом, при комплексном применении вышеуказанных методов из расчета на один котлоагрегат предотвращенный экологический ущерб от загрязнения атмосферного воз-духа составит 28071,9 тыс.руб., суммарный экономический эффект ведет к снижению платы за выбросы, загрязняющие окружающую природную среду и составляет 167005,65 руб/год.
Сэкономленные средства возможно использовать для модернизации устаревшего оборудования, проведения различных испытаний для повышения эффективности его работы.