VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В работе выполнена экологическая оценка котельной как источника загрязнения воздушного бассейна. Котельная оборудована 4-мя водогрейными котлами КСВа-2,5 Гс работающими на природном газе и одним котлом ДКВр-10/13, переведённом в водогрейный режим и работающем на древесных отходах расположенного в непосредственной близости деревоперерабатывающего завода. Уходящие дымовые газы отводятся по трём дымовым трубам, две из которых объединяют дымовые тракты от двух газовых котлов каждая, а третья дымовая труба отводит продукты сгорания от котла ДКВр-10/13.

Во время работы котлов в атмосферу выбрасывается огромное количество вредных веществ [3, 4]. В их число входят: диоксид азота NO₂, оксид азота NO, оксид углерода CO, оксид серы SO₂, твердые частицы (зола и сажа при сжигание твердого топлива), бенз(а)пирен. Наиболее опасным загрязняющим веществом является бензапирен, вызывающий раковые заболевания.

Задачами исследований явилось определение концентраций вредных веществ, выделяющихся при работе котельной в режимах максимальной производительности, анализ необходимости проведения мероприятий по очистке выбросов котельной и оценка экологической безопасности котельной.

Расчет выполнен в соответствии с нормативным методом и ОНД-86 [1, 2]. Используя нормативный метод можно рассчитать концентрации вредных и любых других примесей в составе выбрасываемых газов в двухметровом слое над поверхностью земли (приземная концентрация), а также рассчитать концентрации выбросов в вертикальных и горизонтальных сечениях факела выбросов. Расчет рассеивания вредных выбросов выполняется по данной методике для двух режимов работы котельной в зимний период.

Зимний период, режим 1. Рассмотрена работа четырех водогрейных котлов КСВа-2,5 Гс, работающих на природном газе. Расход газа одним котлом составляет 293,75 м³/ч. максимальный суммарный расход газа составляет 1175 м³/ч.

Зимний период, режим 2. Рассмотрена совместная работа двух водогрейных котлов КСВа-2,5 Гс, работающих на природном газе и одного котла ДКВр-10/13, переведенного в водогрейный режим и работающего на древесных отходах. Максимальный суммарный расход газа для второго режима составляет 587,5 м³/ч. Расход топлива котлом ДКВр-10/13 составляет 3196 кг/ч (3,196 т/ч).

Количество теплоты, вырабатываемое одним котлом ДКВр-10/13, работающем на древесных отходах, составляет около 5 МВт, что соответствует выработке теплоты двумя котлами КСВа-2,5 Гс, работающими на природном газе. Таким образом, работа котельной во втором режиме позволяет экономить ископаемое углеводородное топливо. Следует отметить, что замена природного газа на возобновляемое местное топливо – отходы деревоперерабатывающего завода – может быть не только частичной, но и полной, например, во время переходного или летнего периодов.

Таблица 1. Параметры выбросов загрязняющих веществ

Режим работы котельной	Наименование токсичных веществ	Класс опас-ности	ПДК, мг/м3	Сф, мг/м3	См, мг/м3
					Источник загрязнения
					Четыре котла КСВа-2,5 Гс	Два котла КСВа-2,5 Гс	Котел ДКВр-10/13
Зимний период, режим 1	Оксид углерода	4	5	2,5	0,0377	-	-
	Оксид азота	3	0,4	0,2	0,00012	-	-
	Диоксид азота	2	0,2	0,1	0,0074	-	-
	Сажа	3	0,15	0,08	-	-	-
	Зола	2	0,3	0,15	-	-	-
	Бенз(а)пирен	1	10Е-5	10Е-7	4,27Е-9	-	-
Зимний период, режим 2	Оксид углерода	4	5	2,5	-	0,0188	0,0301
	Оксид азота	3	0,4	0,2	-	0,0006	0,00077
	Диоксид азота	2	0,2	0,1	-	0,0037	0,0048
	Сажа	3	0,15	0,08	-	-	9,31Е-5
	Зола	2	0,3	0,15	-	-	0,00069
	Бенз(а)пирен	1	10Е-5	10Е-7	-	2,13Е-9	8,38Е-8

Сравнение полученных при расчете численных значений концентраций вредных веществ с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) показало, что при работе котельной в зимний период в обоих режимах превышения ПДК нет, следовательно, котельная является экологически безопасной. Данные концентрация загрязняющих веществ приведены в табл. 1. Мероприятия по очистке выбросов от вредных веществ не требуются.

По результатам расчета выполнено построение полей приземных концентраций вредных веществ на примере диоксида азота NO₂, как наиболее близкого по концентрации к ПДК для обоих рассматриваемых режимов (рис. 1.). Помимо этого построены соответствующие зоны влияния источника загрязнения.

а)

б)

Рис. 1 Поля приземных концентраций диоксида азота NO₂ при работе котельной

в зимний период – а) в режиме 1, б) в режиме 2.

Таким образом, проведенные исследования доказывают возможность применения энергосберегающих технологических решений с целью снижения затрат на дорогостоящее ископаемое топливо. При этом совместная работа газовых котлов и котла, использующего в качестве топлива древесные отходы местного деревоперерабатывающего завода, является экологически безопасной для окружающей среды.

Список использованных источников

1. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. – М. – Л.: Госэнергоиздат, 1973. – 296 с.

2. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий : утв. Госкомгидромет 4.08.1986 : взамен СН 369-74 : дата введ. 01.01.1987. – Л.: Гидрометеоиздат, I987.

3. Лебедева Е.А., Гордеев А.В., Любимов А.Ю. Пути снижения теплового и химического загрязнения воздушного бассейна стационарными топливосжигающими установками //Экология урбанизированных территорий. 2006. №2. С.119-123.

4. Лебедева Е.А., Лощилова Е.А Совершенствование методов очистки выбросов промышленных котельных //Приволжский научный журнал. 2010. №2. С.154 -159.

Код для цитирования: Скопировать