Влияние установок по производству электроэнергии и тепла на окружающую среду

ЛЕКЦИЯ 33

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ОЧИСТКА ДЫ’ОВЫХ ГАЗОВ

Содержащиеся в дымовых газах летучая зола, частицы несгоревшего топлива, окислы азота, сернистые газы загрязняют атмосферу и оказывают вредное влияние на живые организмы, увеличивают износ механизмов, вызывают коррозию металлов, разрушают строительные конструкции зданий и сооружений.

К основным мероприятиям, обеспечивающим чистоту воздушного бассейна и должные санитарно-гигиенические условия населенных пунктов и промышленных зон, относятся: использование в энергоустановках газообразного и малосернистого жидкого топлива; глубокая очистка дымовых газов от золы и сервистых соединений; устройство высоких дымовых труб; создание санитарнозащитных зон между электростанцией в жилым массивом.

Система очистки дымовых газов па электростанции должна быть такой, чтобы по выходе из трубы они не создавали в воздухе у поверхности земли концентрацию вредных примесей, превышающую предельно допустимую. Допустимьте нормы загрязнения атмосферного воздуха населенных мест на уровне земли, обусловливаемые <Саиювтарнымв юiормамюiв, приведены в табл. 9.1.

Сернистый антгидрид	Пыль нетоксическая
Сажа (копОть)	Окислы азота (0)
(зола) (802)	0,500
0,500	0,150
0,085	0,050

Табл. Предельно допустимая Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов

загряанятощие вещества

Предельно допустимая концентрация мг/м’

максимальная

среднесуточная

разовая

Дымовые трубы (ДТ) ТЭС обеспечивают рассеивание летучих продуктов сгорания органического топлива на большие расстояния и тем самым снижение приземных концентраций вредных веществ – окиси углерода, окислов азота, серы и т.д.

На пылеугольных станциях обеспечивается золошлакоудаление (ЗШУ), т.е. транспортировка твердых продуктов горения топлива на золошлакоотвал механическим, пневматическим или гидравлическим способом. Последний означает гидрозолошлакоудаление, осуществляемое путем смешивания шлака и золы с сырой (технической) водой и направления багерным насосом образовавшейся смеси (пульпы) по специальным пульпопроводам на золошлакоотвалы (ЗШО). При строительстве ТЭС на твердом топливе нужно предусмотреть места для ЗШО, рассчитанные не менее чем на 25 лет работы станции.

Очевидно, что с увеличением мощности котельных агрегатов появляется необходимость многократного использования воды в системе гидрозолошлакоудаления. Для этого вода, использованная для транспортировки золы и шлака, осветляется с помощью отстойных прудов или дренажных систем на территории ЗШО и заново направляется для пульпообразования.

Максимальная концентрация вредных примесей в атмосфере земли на расстоянии двадцати ВЫСОТ (20 II) ог дымовой трубы

где А коэффициент температурной стратификации вертикального и

горизонтального рассеивания выбросов В Воздухе; ДЛЯ Центра ЕврОпейскОй части СССР А = 120; для северной, северо-западной части СССР, 1 Iотзолжья, Урала и Украины А = 160; для Центральной Сибири, Казахстана и Средней Азии А = 240; М — суммарный выброс золы (МЗОЛ), сернистого газа (М8о2) и окислов азота (Мю) из труб, г/с; Е — коэффициент, учитывающий характер выбрасываемых загрязнений; ДЛЯ 802 и Ы0 Е 1, для ВОЛЬ’ при к. п. д. золоуловителей более 90% Е 2; т коэффициент, учитывающий скорость выхода дымовых газов из устья трубы i ДЛЯ = 10—15 м/с,л= 1; ДЛя =20—25 м/с т= = 0,9; для ш = 30—35 м/с т = 0,8; Н — геометрическая высота дымовой трубы, м; п — число труб одинаковой высоты; 1/ — суммарный объем дымовых газов, вьтбрасываемых из труб, м3/с; АТ — разность температур выходящих из трубы дымовых газов и окружающего воздуха, °С; принимается по самому жаркому месяцу в 13 ч дня.

Количество загрязненой, выбрасьтваемых мэ дымовых труб электростанции. определяется во слдуiощим формулам:

ность рабочей массы топлйва, %; З — содержание оii,ооi ческой и колчеданной серы в рабочей массе топлива,

— к. п. д. золоуловителя, %; — потеря тепла с мехи ническим недожогом, %; доля золы, уносимой гаэамя

-—низшая теплота сгорания натурального топлива, кдж/кг; 1? — коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1 т сжигаемого топлива, приближенно = 28Вiа

1000+1’

Вка — паропроизводительность котлоагрегата (или 1 корпуса), т/ч. При осуществлении специальных мероприятий по подавлению образования окислов азота (применение углового расположения горелок, рециркуляции 20—25 % газов в горелки) величина 1 может быть снижена в 1,5—2 раза.

Необходимо стремиться, чтобы Сшах = 0,8 причем сумма

не должна превышать единицы.

По известной величине Сщах или из выражения (9.1) может быть найдена высота дымовой трубы Н.

Если в районе сооружения (расширения) электростанции атмосферный воздух загрязнен вредными примесями действующих объектов, то при определении высоты дымовых труб следует учитывать начальную (фоновую) концентрацию Сф, причем сумма Сах + Сф не должна превышать значения. В этом случае высота дымовой трубы

где Н0 — высота трубы, найденная без учета Сф, м.

для электростанций с трубами разной высоты о различным характером выброса значения Сшах определяются вначале отдельно для каждой трубы, затем, суммттруя их на одинаковом расстоянии от труб, получают велоiiину Сшах для всей системы труб.

дымовые трубы обеспечивают отвод в атмосферу дымовых газов и рассеяние в атмосфер ном воздухе не уловленных в газоочистителытых устройствах частиц золы и

В — часовой расход сжигаемого натурального топлива при максимальной нагрузке электростанции, т/ч; А0— зольность

окислов серы. Чем выше труба, а также температура в скорость газов п устье трубы, тем ва более значительное расстояние рассеиваются дымовые газы и меньше концентрация ВРСДНЫХ примесей на уровне дыхания. Выбор высоты и количества устанавливаемых на электростанции дымовых ‘груб производится из условия, чтобы загрязнение iiрвземного слоя воздуха выбросами из дымовых труб не превышало предельно допустимой концентрации вредных примесей (см. табл. 9.1).

Количество ДЫМОВЫХ труб определяется мощностью электростанции. Обычно устанавливается по одной трубе на 2—4 котла. Сокращение числа труб позволяет существенно снизить затраты на их сооружение, уменьшить их высоту и одновременно повысить эффектiiiвiость рассеивания газов по сравнению с установкой нескольких труб такого же суммарного сечения. Целесообразно подключать к одной дымовой трубе несколько блоков общей мощностью 1500—2400 МВт. Экономическая скорость газов на выходе из труб высотой 10—32О м (табл. 9.2) находится в пределах 35—45 м/с.

В некоторых случаях при использовании на мощных электростанциях вьтсокосернистых топлив даже установка высоких дымовых труб не обеспечивает допустимых норм концентрации 502. В связи с этим тiрименение сернистого топлива лимитирует мощность электростанции, поскольку проблема эффективных и экономичных методов очистки дымовых газов от сернистых соединений до

сих пор не решена.

Зололовители осуществляют улавливание твердых частиц золы из потока дымовых газов. По физическому принципу действия они подразделяются на инерционные (сухие в мокрые) и электростатические.

Выбор типа золоуловвтеля определяется диснерсвьтм составом, физическими свойствами и количеством улавливаемой золы, санитарными нормами и технико-экоiiомическими соображениями.

Высота трубы,

Диаметр устья

м

трубьт,

м

Величина О может быть найдена из выражения

О,О1Ва11А + О,О1В 3280

В качестве сухих инерционных золоуловителей в настоящее время на станциях применяются лишь батарейные циклоны, состоящие из большого числа отдельных циклонов небольшого диаметра, включенных параллельно. Степень очистки дымовых газов в батарейных циклонах достигает 70—80%, поэтому они применяются главным образом в качестве 1 ступени комбинированной системы золоулавливания (с элсктрофильтрами) при высокой начальной концентрации золы.

Среди мокрых инерционных золоуловителей iтаибольшее распространение на электростанциях получили мокрые прутковые аппараты. Улавливание золы в этом золоуловителе происходит главным образом в орошаемой водой прутковой решетке.

Мокрые прутковые золоуловители имеют расчетную степень очистки газов 85—90% и способны улавливать как мелкие, так и крупные фракции летучей золы. Они характеризуются низкой стоимостью и простотой обслуживания. Однако возможное увлажнение дымовых газов и растворенве в воде окислов серы, содержащихся в газах, накладывают определенные ограничения на использование мокрых золоуловителей. Они могут применяться для топлив с гiрпведепным содержанием серы в свобод- пой извести не более 1 % п с содержанием щелочц не более 20% при жесткости смывюй воды не свыше 15 мг —- экв/л. Температура газов после золоуловвтеля не должна быть ниже 120°С.

Удельный расход воды на мокрый золоуловитель равен 0,15—0,3 кг/м3 газа. Гидравлическое сопротивление золоуловителя составляет 0,8—- 1 кПа.

Эффективность работы золоуловителя характервз е е я степенью очистки дымовых газов, представляющей отноше ние весового количества уюiоса, уловленного в аппарате,

к весу уноса, содержаншегося в дымовых газах до их

поступления в аппарат, С:

б зол

100%.

Табл. 9.2. Характеристика дымовых труб

150 6,0;7,2

180 7,2;8,4

250 9,6

320 7,8

Ппимечание. Трубы ВЫСОТОЙ 180 и 250 м—железобетонные, ВЫСОТОЙ 320 м—металлические многоствольные.

Дата добавления: 2014-01-11