Экологически чистая ТЭС в городе Барнаул, работающая на природном газе

1.

Экологически чистая ТЭС в
городе Барнаул, работающая
на природном газе
Защита курсовой работы
Вариант №1
Студент группы 5БМ35 - Буслов Д.А.

2.

1.Расчет расхода топлива и объема сухих
газов
qэ Nэ
,
В данном разделе мы определяем расход топлива Β = р
Qн ηк 3600
Полученное значение расхода топлива потребуется нам в
дальнейшем для:
М СО
CО
103 ,
- расчета массовой концентрации оксида углерода,
VСГ В
- расчета теплонаряжения топочного пространства ПК (расчет
бенз(а)пирена, СГБП ;
- расчета требуемого объема мазута (резервного топлива),VМ ;
- расчета (подбора) дымовой трубы, Н.

3.

1.Расчет расхода топлива и объема сухих
газов
Расчет удельных объемов дымовых газов :
n
V0 = 0,0476 [0,5 CO 0,5 H 2 1,5 H 2S m C mH n O 2 ]
4
0
VH2O
= 0,01 [H2 H2S 0,5 n CmHn 0,124 d г.тл ] 0,0161 V0
VГ0 = 0,01 [CO2 CO H 2S m Cm H n ] 0,79 V 0
0
VС.Г. = VГ0 + 1 V 0 VН2О
,
N2
0
VH2O
100
Позволяет нам оценить объемы дымовых газов, воздуха, водяных
паров при сжигании 1 м3 топлива, а полученное значение VС.Г.
мы используем в расчете массовой концентрации оксидов азота и
углерода

4.

2. Расчет выбросов в атмосферу от
экологически чистой ТЭС
В 1995 г. Постановлением Госстандарта Российской Федерации был введен в действие ГОСТ Р 50831-95
[8], который отменил действующие ранее и ввел в действие новые нормативы удельных выбросов
загрязняющих веществ в атмосферу для КУ ТЭС. ГОСТ Р 50831 распространяется на котельные
установки паропроизводительностью от 160 до 3950 т/ч на абсолютное давление перегретого пара от 9,8
до 25,0 МПа. В соответствии с ГОСТ Р 50831-95 НУВ загрязняющих веществ в атмосферу для КУ,
работающих на природном газе (при н.у.), составляют:
- для оксида азота (NOx) – 125 мг/м3;
-для оксида углерода (СО) – 300 мг/м3;
- для бенз(а)пирена – 1мкг/м3
Расчет вышеуказанных выбросов мы проводили для 3
энергоблоков на базе паровых котлов Еп-670-13,8-545 ГМН (ТГМЕ206)

5.

2.1. Расчет выбросов и выбор методов
уменьшения диоксида азота
В формуле для расчета суммарного кол-ва выбросов диоксидов азота:
MNOx Bp Qнр KгNO2 k t (1 г ) (1 ) k n ,
Для уменьшения массовой концентрации диоксидов азота в данной КР
были реализованы следующие мероприятия:
– для сжигания топлива, приняты дутьевые горелки напорного типа;
– предусмотрен подогрев воздуха перед сжиганием его в топочной камере до температуры выше
температуры питательной воды, поступающей в экономайзер. Данное решение является экономически
выгодным, так как позволяет повысить производительность газогорелочных устройств и КПД парового
котла;
– предусмотрена рециркуляция дымовых газов в топочную камеру.

6.

Путем подбора значений доли воздуха подаваемого в
промежуточную зону факела (20%) и степени рециркуляции
дымовых газов в топочную камеру при (30%) нам удалось достичь
нормативное значение массовой концентрации диоксидов азота
равным 125 мг /м3

7.

2.2. Расчет оксидов углерода
При отсутствии данных инструментальных замеров оценка суммарного (массового) количества
выбросов СО, г/с (т/год) вычисляется по следующей формуле:
МСО 10 3 В ССО (1
q4
),
100
Расчет выбросов в атмосферу СО для котельных установок ТЭС по следующей формуле:
CО
М СО
103 ,
VСГ В
Полученное нами значение СО=0,28755 мг/м3 оказалось ниже нормативного значения равным 300 мг/м3

8.

2.3. Расчет бенз(а)пирена
• Расчет бенз(а)пирена был произведен на основании реализации
первичных мероприятий по подавлению оксидов азота. Для
определения максимальных и валовых выбросов расчет
"
бенз(а)пирена проводился при Т 1,40
• Полученные значения концентрации бенз(а)пирена равной
0,12224 мкг/м3 оказались ниже нормативного.

9.

2.4 Расчет выбросов углеводородов от
мазутного хозяйства
• На ТЭС, работающей на природном газе, должен быть обеспечен запас мазута, обеспечивающий
работу ТЭС в течении 10 суток при условии доставки мазута железнодорожным транспортом .
• На основании расчета определены: объем необходимого запаса мазута, количество резервуаров для
хранения мазута, тоннажный выброс углеводородов для холодного и теплого периода года.
• Тоннажный выброс углеводородов от резервуарного парка хранения мазута был определен на
основании суммировании потерь из шести наиболее теплых ( 2 и з квартала) и шести наиболее
холодных месяцев года по следующей формуле:
МНФ М6 с К1 К2 10 6 ,

10.

Вывод по разделу 2. Расчет выбросов
• Реализация первичных мероприятий по подавлению оксидов
азота и оценка полученных значений выбросов оксидов углерода
и бенз(а)пирена, позволила достигнуть нормативные значения по
выбросам, соответствующей экологически чистой ТЭС

11.

3. Определение параметров строительства
экологически чистой ТЭС
• 3.1 Подбор дымовой трубы (ДТ)
Расчет параметров ДТ производился с учетом того, что работа
экологически чистой ТЭС будет осуществляться от 3 энергоблоков.
Подбор ДТ производился на основании значений массовых выбросов
диоксида азота
3 мг/м3.
СМ , мг / м
Подбор ДТ заключался в определении:
- Объема дымовых газов (на основании расхода топлива и удельного
объема дымовых газов);
- Оптимальной скорости дымовых газов на выходе из ДТ на основании
выбора. На основании диаметра устья и достижения оптимальной
скорости из стандартной таблица типоразмеров мы выбрали высоту
ДТ
NO 2

12.

3.2 Определение рассеивания зоны выбросов с ТЭС и их
соответствие ПДК
Расчет зоны выбросов с ТЭС производился на основании
определения приземной концентрации диоксидов азота с учетом
местных условий эксплуатации для г. Барнаула. По результатам
расчет мы сравнили полученное значение См 0,015 Сi с ПДК
для NO2 С i
Затем мы определили опасную скорость ветра и расстояние от ДТ
при которой будет наблюдается максимальная приземная
концентрация диоксида азота
NO2
ПДК
ПДК

13.

3.3 Определение района строительства экологически чистой ТЭС
Район строительства ТЭС в г. Барнауле мы определяли на основании
существующего расположения ТЭЦ и особенностей розы ветров в
холодное и теплое время года.
В соответствии с разделом 7 в г. Барнауле существует проблема
загрязнения жилых зон города от существующих ТЭЦ, например:
Неблагоприятное состояние воздушного бассейна объясняется не только большими объемами выбросов
вредных веществ промпредприятиями и автотранспортом, но и нерациональным расположением Власихинской
и Центральной (Южной) промышленных зон. Так, Власихинская промзона расположена неблагоприятно
относительно селитебных зон по розе ветров. Превалирующие южные и юго-западные ветры легко доносят
выбросы вредных веществ от ТЭЦ-3, завода искусственного волокна, ЗКПД и других предприятий до спальных
районов города (Урожайный, Близкие и Дальние Черемушки и др.). Ещё неудачнее расположены предприятия
Центральной промзоны (промузла), находящиеся внутри жилой застройки (заводы АЗА, БАМЗ, мебельная
фабрика и др.) и не имеющие никаких санитарно-защитных зон.
Оптимальным месторасположения ТЭС является северо-западная часть
города.

14.

4. Расчет негативного воздействия
экологически чистого ТЭС
4.1 Расчет зоны активного загрязнения (ЗАЗ)
Площадь ЗАЗ мы определили на основании расчета внутреннего и
внешнего радиуса окружности вокруг ТЭС. Пространство
заключенное между окружностями и является ЗАЗ

15.

4.2. Расчет предотвращенного экономического ущерба от
диоксидов азота
Расчет предотвращенного экономического ущерба производился
на основании исключения реализации первичных мероприятий
подавления выбросов диоксида азота с целью определения
суммарного количества выбросов в атмосферу.
Затем путем определения показателей удельного ущерба
атмосферному воздуху, коэффициента относительной экологоэкономической опасности и учета коэффициента инфляции было
оценено денежное выражение предотвращенного экономического
ущерба от работы 3 энергоблоков ТЭС.

16.

5. Выбор и обоснование ВПУ современного
типа без регенерационных вод
Задачей данного раздела являлось определить схему и тип ВПУ
работа которой бы исключала образование регенерационных вод.
В качестве ВПУ мы выбрали ВПУ на основе ИМТ.
Реализация ВПУ с ИМТ хорошо зарекомендавали себя на
Первомайской ТЭЦ (г. Санкт-Петербург), Краснодарской ТЭЦ и
Ставропольской ГРЭС.
Данный тип ВПУ исключает необходимость нейтрализации
агрессивных стоков и их разбавления.

17.

6. Оценка возможности проектирования
системы прямоточного овдоснабжения
• В России сейчас при строительстве новых ТЭС
применять прямоточные системы запрещается «Водный
кодекс Российской Федерации» от 03.06.2006 № 74-ФЗ
(ред. от 04.08.2023) (с изм. и доп., вступ. в силу с
01.09.2023).

18.

7. Определение рисков эксплуатации
экологически чистой ТЭС в г. Барнауле
• Резюме по разделу: г. Барнаул является одним из самых
промышленных городов Алтайского края. В городе сосредоточены
следующие промышленное предприятия АО «Химволокно», завод
синтетического волокна, шинный завод, АО «Барнаултрансмаш»,
овчино-меховая фабрика итд. Крупные предприятия и существующие
ТЭЦ загрязняют атомсферный воздух и сбрасываю сточные воды в
водные объекты (р. Объ, р. Барнаулка, р. Пивоварка)
• Ежегодные отчеты по экологической обстановке в городе, фиксирует
рост средней концентрации за год повзвешенных веществ, диоксида
серы, сажи и бенз(а)пирена.
• Общая экологическая обстановка в городе желает оставлять лучшего
Вывод: работа ТЭС в городе не создаст дополнительную нагрузку на
экологию

19.

8. Оценка возможности увеличения
производства электрической и тепловой
энергии – увеличение кол-во энергоблоков
• Алтайский край имеет дефицит электрической энергии , по
данным министерства промышленности и энергетики Алтайского
края разработан план перспективного развития
электроэнергетической отрасли.
• Увеличение энергоблоков с 3 до 5 необходимо.