Мы поможем в написании ваших работ!
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
|
Веществ при сжигании топлива
(выбор топлива с учетом платежей)
В РФ нормативными актами предусматривается определение количества выбросов загрязняющих веществ либо по результатам проводимых в соответствии с существующим регламентом непосредственных замеров, либо расчетным путем по утвержденным методикам расчета для каждого вида производства и применяемого технологического оборудования.
В данной задаче используются рекомендуемые методы расчета выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах малой производительности (формулы даны для случая отсутствия установок по улавливанию или обезвреживанию отходящих газов). Рассматривается использование только твердого топлива - угля. В этом случае рассчитываются выбросы твердых частиц (летучая зола и несгоревшее топливо), оксиды серы (в пересчете на SO2), оксид углерода СО и оксиды азота (в пересчете на NO2). В задаче рассчитываются годовые выбросы.
Выброс твердых частиц Птв рассчитывается по формуле:
, т/год (8)
где
· В - расход топлива, т/год;
· Аг - зольность топлива, %;
· х - коэффициент, характеризующий условия сгорания (зависит от типа топки).
Количество оксидов серы Пso (в пересчете на SO2) определяется по уравнению:
, т/год (9)
где
- Sr - содержание серы в топливе, %;
- Nso1 - доля оксидов серы, связываемая золой.
Выброс оксида углерода Псорассчитывается следующим образом:
т/год (10)
где
- Qi - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
- Ксо - количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива, кг/ГДж - зависит от типа топки;
- q4 - потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, % -зависит от типа топки.
Оксиды азота Пт рассчитываются по формуле:
т/год (11)
где
- V0 - объем продуктов сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха (а) равном 1,0, мэ/кг;
- а - коэффициент избытка воздуха (зависит от типа топки).
Коэффициент 0,0002 учитывает экспериментальные данные по содержанию оксидов азота в дымовых газах и приведение к одной размерности.
Определение количества выбросов необходимо для их нормирования и расчета платежей. Последние построены таким образом, что должны способствовать принятию предприятием мер по сокращению выброса загрязняющих веществ в атмосферу. Наиболее отработан этот механизм именно для процессов сжигания топлив в энергетике. Однако он реально ощутим и для котельных с котлами малой производительности. Решаемая задача и представляет собою; пример экономической оптимизации деятельности предприятия исходя из экологических требований.
Условие к задаче № 4
На товарно-сырьевой бирже предлагается 5 сортов углей по одной цене-1,0 руб./ГДж. требуется определить (с учетом экологических свойств различных видов и сортов углей) наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом.
В предыдущем периоде предприятие использовало топливо (см. таблицу характеристик углей - табл.8), соответствующее номеру решаемого варианта. Соответственно лимиты выбросов в атмосферу на текущий период виданы были из расчета использования этого сорта топлива.
Потребность предприятия в топливе, тип топки котельной и предлагаемые виды углей приведены в таблице исходный данных (табл.9).
Характеристики различных видов топок приведены в справочной таблице (табл.10).
Котельная предприятия не оборудована золоуловителем и другими какими-либо устройствами, снижающими выбросы вредных веществ в атмосферу. Доля серы, связываемой золой, принимается для кузнецких и печорских углей - 0.1, для канско-ачинских и подмосковных - 0,2.
Нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составляют:
твердые частицы (пыль нетоксичная)
• при выбросах в пределах лимита 0,05 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 0.12 руб/т;
оксиды серы
• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;
оксид углерода
• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;
оксид азота
• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;
• при выбросах сверх лимита 120 руб./т.
Итогом решения является определение следующих данных:
Ø сорта наиболее выгодного для предприятия угля (N по табл. характеристик углей);
Ø уменьшения расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант;
Ø сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (N по табл. характеристик углей);
Ø раэница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам.
Решение задачи представить в форме таблицы (см. форму 4).
При расчетах расход топлива В (т/год) и количество выбросов всех видов загрязняющих веществ допускается округлять до 0,01т.
Таблица 8
ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВ
№п/n
| Угольный бассейн, объединение, шахта
| Зольность Аг.%
| Содержание серы Sr, %
| Объем продуктов сгорания при а=1, V0
| Низшая теплота сгорания Q1, МДж/кг
|
| Подмосковный, Тулуголь, ш. Щекинская
| 37,6
| 3,7
| 2,71
| 10,38
|
| Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Северная
| 28,5
|
| 3,21
| 11,24
|
| Кузнецкий (откр добыча),разрез Моховский
| 11,1
| 0,4
| 6,62
| 23,56
|
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Колмогорский
|
| 0,5
| 7,12
| 25,53
|
| Канско-Ачинский, разрез Ирша-Борогдинский
| 6,7
| 0,2
| 4,53
| 15,54
|
| Подмосковный ш.Россошинская
| 35,7
| 2,5
| 2,82
| 10,3
|
| Подмосковный, Тулуголь,ш. Западная
|
| 3,5
| 2,93
| 10,47
|
| Кузнецкий (откр добыча),разрез Байдаевский
| 9,2
| 0,4
| 7,39
| 26,67
|
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский
| 13,5
| 0,3
| 6,81
| 24,36
|
| Канско- Ачинский, разрез Назаровский
| 7,3
| 0,4
| 3,92
| 13,06
|
| Подмосковный, Тулуголь, ш. Московская
| 36,4
| 3,6
| 2,68
| 10,09
|
| Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Горняк
| 28,8
| 4,1
| 3,22
| 11,48
|
| Кузнецкий (откр. добыча), разрез Новосергиевский
| 13,8
| 0,5
| 7,11
| 25,83
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Прокопьевский
|
| 0,4
| 7,38
| 26,71
| Продолжение табл. 8
| Канско- Ачинский, Березовское месторождение.
| 4,7
| 0,2
| 4,62
| 15,7
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 53
| 36,1
| 7,7
| 2,83
| 10,34
|
| Подмосковный, Новомосковску голь, ш.Дубовская
| 35,9
| 5,3
| 3,11
| 10,97
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский
| 7,4
| 0,4
| 7,58
| 27,63
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский
| 17,1
| 0,4
| 6,59
| 23,68
|
| Канско-Ачинский, Барандатское месторождение
| 4,4
| 0,2
| 4,38
| 14,86
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 57
| 36,5
| 6,8
| 3,15
| 10,8
|
| Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская
| 41,6
| 3,7
| 2,57
| 9,29
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский
| 14,6
| 0,5
| 7,07
| 24,4
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский
| 15,6
| 0,3
| 7,21
| 25,87
|
| ПечерскиЙ, Интауголь
|
| 3,2
| 5,62
| 17,54
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 3
| 35,5
| 7,8
| 3,07
| 10,59
|
| Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Соколовская
| 30,8
| 5,7
| 3,25
| 11,35
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Сибиргинский
| 15,6
| 0,3
| 7,17
| 25,87
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Листвянсхий
| 18,4
| 0,5
| 6,68
| 24,44
|
| Печерский, Воркутауголь
|
| 0,6
| 7,64
| 27,47
|
| Подмосковный ш.Россошинская
| 35,7
| 2,5
| 2,82
| 10,3
|
| Подмосковный, Тулуголь,ш. Западная
|
| 3,5
| 2,93
| 10,47
|
| Кузнецкий (откр добыча),разрез Байдаевский
| 9,2
| 0,4
| 7,39
| 26,67
|
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский
| 13,5
| 0,3
| 6,81
| 24,36
|
| Канско- Ачинский, разрез Назаровский
| 7,3
| 0,4
| 3,92
| 13,06
|
| Подмосковный, Новомосковску голь, ш.Дубовская
| 35,9
| 5,3
| 3,11
| 10,97
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский
| 7,4
| 0,4
| 7,58
| 27,63
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский
| 17,1
| 0,4
| 6,59
| 23,68
|
| Канско-Ачинский, Барандатское месторождение
| 4,4
| 0,2
| 4,38
| 14,86
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 57
| 36,5
| 6,8
| 3,15
| 10,8
|
| Канско-Ачинский, Барандатское месторождение
| 4,4
| 0,2
| 4,38
| 14,86
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 57
| 36,5
| 6,8
| 3,15
| 10,8
|
| Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская
| 41,6
| 3,7
| 2,57
| 9,29
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский
| 14,6
| 0,5
| 7,07
| 24,4
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский
| 15,6
| 0,3
| 7,21
| 25,87
|
| ПечерскиЙ, Интауголь
|
| 3,2
| 5,62
| 17,54
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 3
| 35,5
| 7,8
| 3,07
| 10,59
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский
| 7,4
| 0,4
| 7,58
| 27,63
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский
| 14,6
| 0,5
| 7,07
| 24,4
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский
| 15,6
| 0,3
| 7,21
| 25,87
|
| Печерский, Интауголь
|
| 3,2
| 5,62
| 17,54
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 3
| 35,5
| 7,8
| 3,07
| 10,59
|
| Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Соколовская
| 30,8
| 5,7
| 3,25
| 11,35
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Сибиргинский
| 15,6
| 0,3
| 7,17
| 25,87
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Листвянсхий
| 18,4
| 0,5
| 6,68
| 24,44
|
| Печерский, Воркутауголь
|
| 0,6
| 7,64
| 27,47
|
| Подмосковный, Тулуголь, ш. Щекинская
| 37,6
| 3,7
| 2,71
| 10,38
|
| Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Северная
| 28,5
|
| 3,21
| 11,24
| Продолжение табл. 8
| Кузнецкий (откр добыча),разрез Моховский
| 11,1
| 0,4
| 6,62
| 23,56
|
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Колмогорский
|
| 0,5
| 7,12
| 25,53
|
| Канско-Ачинский, разрез Ирша-Борогдинский
| 6,7
| 0,2
| 4,53
| 15,54
|
| Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Северная
| 28,5
|
| 3,21
| 11,24
|
| Кузнецкий (откр добыча),разрез Моховский
| 11,1
| 0,4
| 6,62
| 23,56
|
| Канско- Ачинский, Березовское месторождение.
| 4,7
| 0,2
| 4,62
| 15,7
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 53
| 36,1
| 7,7
| 2,83
| 10,34
|
| Подмосковный, Новомосковску голь, ш.Дубовская
| 35,9
| 5,3
| 3,11
| 10,97
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский
| 7,4
| 0,4
| 7,58
| 27,63
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский
| 17,1
| 0,4
| 6,59
| 23,68
|
| Канско-Ачинский, Барандатское месторождение
| 4,4
| 0,2
| 4,38
| 14,86
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 57
| 36,5
| 6,8
| 3,15
| 10,8
|
| Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская
| 41,6
| 3,7
| 2,57
| 9,29
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский
| 14,6
| 0,5
| 7,07
| 24,4
|
| Кузнецкий (откр. добыча), разрез Новосергиевский
| 13,8
| 0,5
| 7,11
| 25,83
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Прокопьевский
|
| 0,4
| 7,38
| 26,71
|
| Канско- Ачинский, Березовское месторождение.
| 4,7
| 0,2
| 4,62
| 15,7
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 53
| 36,1
| 7,7
| 2,83
| 10,34
|
| Подмосковный, Новомосковску голь, ш.Дубовская
| 35,9
| 5,3
| 3,11
| 10,97
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский
| 7,4
| 0,4
| 7,58
| 27,63
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский
| 17,1
| 0,4
| 6,59
| 23,68
|
| Канско-Ачинский, Барандатское месторождение
| 4,4
| 0,2
| 4,38
| 14,86
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский
| 17,1
| 0,4
| 6,59
| 23,68
|
| Печерский, Воркутауголь
|
| 0,6
| 7,64
| 27,47
|
| Канско-Ачинский, Барандатское месторождение
| 4,4
| 0,2
| 4,38
| 14,86
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 57
| 36,5
| 6,8
| 3,15
| 10,8
|
| Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская
| 41,6
| 3,7
| 2,57
| 9,29
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский
| 14,6
| 0,5
| 7,07
| 24,4
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский
| 15,6
| 0,3
| 7,21
| 25,87
|
| ПечерскиЙ, Интауголь
|
| 3,2
| 5,62
| 17,54
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 3
| 35,5
| 7,8
| 3,07
| 10,59
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский
| 7,4
| 0,4
| 7,58
| 27,63
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский
| 14,6
| 0,5
| 7,07
| 24,4
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский
| 15,6
| 0,3
| 7,21
| 25,87
|
| Канско- Ачинский, Березовское месторождение.
| 4,7
| 0,2
| 4,62
| 15,7
|
| Подмосковный, Скопинское, ш. N 53
| 36,1
| 7,7
| 2,83
| 10,34
|
| Подмосковный, Новомосковску голь, ш.Дубовская
| 35,9
| 5,3
| 3,11
| 10,97
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский
| 7,4
| 0,4
| 7,58
| 27,63
|
| Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский
| 17,1
| 0,4
| 6,59
| 23,68
|
| Канско-Ачинский, Барандатское месторождение
| 4,4
| 0,2
| 4,38
| 14,86
|
| Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский
| 13,5
| 0,3
| 6,81
| 24,36
|
| Канско- Ачинский, разрез Назаровский
| 7,3
| 0,4
| 3,92
| 13,06
|
Исходные данные к задаче №4 Таблица 9
Номер варианта
| Расчётная потребность котельной в топливе, ГДж/год
| Тип топки (по таблице характеристик топок)
| Возможные марки углей (по табл. Характеристик)
|
|
|
| 1-5
|
|
|
| 1-5
|
|
|
| 1-5
|
|
|
| 1-5
|
|
|
| 1-5
|
|
|
| 6-10
|
|
|
| 6-10
|
|
|
| 6-10
|
|
|
| 6-10
|
|
|
| 6-10
|
|
|
| 11-15
|
|
|
| 11-15
|
|
|
| 11-15
|
|
|
| 11-15
|
|
|
| 11-15
|
|
|
| 16-20
|
|
|
| 16-20
|
|
|
| 16-20
|
|
|
| 16-20
|
|
|
| 16-20
|
|
|
| 21-25
|
|
|
| 21-25
|
|
|
| 21-25
|
|
|
| 21-25
|
|
|
| 21-25
|
|
|
| 26-30
|
|
|
| 26-30
|
|
|
| 26-30
|
|
|
| 26-30
|
|
|
| 26-30
|
|
|
| 31-35
|
|
|
| 31-35
|
|
|
| 31-35
|
|
|
| 31-35
|
|
|
| 31-35
|
|
|
| 36-40
|
|
|
| 36-40
|
|
|
| 36-40
|
|
|
| 36-40
|
|
|
| 36-40
|
Продолжение табл. 9
|
|
| 41-45
|
|
|
| 41-45
|
|
|
| 41-45
|
|
|
| 41-45
|
|
|
| 41-45
|
|
|
| 46-50
|
|
|
| 46-50
|
|
|
| 46-50
|
|
|
| 46-50
|
|
|
| 46-50
|
|
|
| 51-55
|
|
|
| 51-55
|
|
|
| 51-55
|
|
|
| 51-55
|
|
|
| 51-55
|
|
|
| 56-60
|
|
|
| 56-60
|
|
|
| 56-60
|
|
|
| 56-60
|
|
|
| 56-60
|
|
|
| 61-65
|
|
|
| 61-65
|
|
|
| 61-65
|
|
|
| 61-65
|
|
|
| 61-65
|
|
|
| 66-70
|
|
|
| 66-70
|
|
|
| 66-70
|
|
|
| 66-70
|
|
|
| 66-70
|
|
|
| 71-75
|
|
|
| 71-75
|
|
|
| 71-75
|
|
|
| 71-75
|
|
|
| 71-75
|
|
|
| 76-80
|
|
|
| 76-80
|
|
|
| 76-80
|
|
|
| 76-80
|
|
|
| 76-80
|
|
|
| 81-85
|
|
|
| 81-85
|
|
|
| 81-85
|
|
|
| 81-85
|
|
|
| 81-85
| Продолжение табл. 9
|
|
| 86-90
|
|
|
| 86-90
|
|
|
| 86-90
|
|
|
| 86-90
|
|
|
| 86-90
|
|
|
| 91-95
|
|
|
| 91-95
|
|
|
| 91-95
|
|
|
| 91-95
|
|
|
| 91-95
|
|
|
| 96-100
|
|
|
| 96-100
|
|
|
| 96-100
|
|
|
| 96-100
|
|
|
| 96-100
|
ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПОК
Таблица 10
Номер
топки
|
Тип топки
| Коэффициент избытка воздуха
а
| Доля твердых
частиц в уносе
X
| Кол-во СО на ед.теплоты
Ксо,
кг/ГДж
| Потери теплоты
от неполноты
сгорания
q4 , %
|
| С неподвижной решет-
кой и пневмомеханиче-
ским забросом
|
1,5
|
0,0026
|
0,7
|
8,7
|
| С неподвижной решет-
кой и ручным забросом
|
1,4
|
0,0023
|
1,9
|
5,0
|
| С цепной решеткой и
забрасывателями
|
1,6
|
0,0035
|
0,7
|
10,4
|
| Шахтно-цепная
| 1,3
| 0,0019
| 2,0
| 3,5
|
| Камерная с твердым
шлакоудалением
| 1,2
| 0,0013
| 7,0
|
3,0
|
| Слоевая
| 1,4
| 0,0011
| 16,0
| 3,2
| Форма представления результатов расчёта к задаче №4 Форма 4
Рассматриваемые сорта углей
|
|
|
|
|
| Затраты на топливо, руб.
|
|
|
|
|
| Годовая потребность в натуральном исчислении В, т
|
|
|
|
|
| Выброс вредных веществ, т/год
־ Твердые частицы Птв
־ Оксиды серы Пso
־ Оксид углерода Псо
־ Оксиды азота Ппо
|
|
|
|
|
| Выброс вредных веществ пределах лимитов, т/год
־ Твердые частицы Птв
־ Оксиды серы Пso
־ Оксид углерода Псо
־ Оксиды азота Ппо
|
|
|
|
|
| Выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год
־ Твердые частицы Птв
־ Оксиды серы Пso
־ Оксид углерода Псо
־ Оксиды азота Ппо
|
|
|
|
|
| Плата за выброс вредных веществ в пределах лимитов, руб.
־ Твердые частицы Птв
־ Оксиды серы Пso
־ Оксид углерода Псо
־ Оксиды азота Ппо
|
|
|
|
|
| Плата за выброс вредных веществ сверх лимитов, руб.
־ Твердые частицы Птв
־ Оксиды серы Пso
־ Оксид углерода Псо
־ Оксиды азота Ппо
|
|
|
|
|
| Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб.
|
|
|
|
|
| Полные расходы предприятия, руб
|
|
|
|
|
| Сорт наиболее выгодного для предприятия угля (№ по табл.хар-к)
|
| Уменьшение расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант, руб.
|
| Сорт наиболее невыгодного (дорогого) вариант (№ по табл. характеристик углей)
|
| Разница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам, руб.
|
| Задания составлены с использованием следующих источников:
1. Ставров О.А., Ю.В. Трофименко. Методические указания по расчётно-практическим заданиям по курсу «основы промышленно-транспортной экологии», М./МАДИ(ТУ), 1977г.
2. Ставров О. А. Методические указания к расчётно-практическим работам по курсу «экология», М/ МАДИ(ТУ) 1998г.
[1] - Используется при расчете маршрутных автобусов, «м»
[2] - Используется при расчете прочих автобусов, «п»
|