ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И ГЕОИНФОРМАТИКИ
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
«Расчет предельно-допустимых выбросов котельной»
Выполнила ________________ Я. А. Скурихина
Проверила _________________ А. Ж. Фоменко
Тюмень – 2009
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение 3
1. Природно-климатические особенности района 4
2. Характеристика котельной 6
2.1. Описание тепловой установки 6
2.2. Насосы 7
2.3. Основные сведения об организации эксплуатационного обслуживания котельных 8
2.4. Права и обязанности оператора котельной 9
3. Теория по расчету предельно-допустимых выбросов 11
3.1. Понятие о предельно-допустимых выбросах 11
3.2. Нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу 12
3.3. Понятие о санитарно-защитной зоне 17
3.3.1. Озеленение санитарно-защитной зоны 18
4. Расчетная часть 19
4.1. Расчет ПДВ котельной 19
4.2. Расчет безопасного расстояния до жилой застройки 21
4.3. Построение границ санитарно-защитной зоны 22
5. Воздухоохранные мероприятия 24
Заключение 27
Список литературы 28
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной курсовой работы является анализ котельной, определение ПДВ и минимальной высоты трубы котельной, составление схемы санитарно-защитной зоны и предложение комплекса необходимых воздухоохранных мероприятий по снижению приземных концентраций вредных веществ для уменьшения их влияния на население.
1. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЙОНА
Территория области лежит в глубине континента на значительном удалении от океанов. Континентальное положение сильно сказывается на климате и почвенно-растительном района.
Климат области континентальный, с жарким, сопровождающимся суховеями летом и холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Абсолютная амплитуда колебаний между крайними значениями температур велика и достигает 85 °С. Зима отличается постоянством отрицательных температур и суровыми морозами, достигающими от -40 °С до -49 °С. Лето солнечное и жаркое, в дневные часы, особенно в июле, температура нередко поднимается до +40 °С (табл. 1.1) [4].
Таблица 1.1 – Температура воздуха
| Месяц | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь |
| Абсолютный максимум, оС | 5 | 6 | 18 | 31 | 37 | 40 | 42 | 41 | 38 | 27 | 19 | 6 |
| Средняя температура, оС | -14 | -13 | -6 | 7 | 15 | 20 | 22 | 20 | 14 | 4 | -3 | -10 |
| Абсолютный минимум, оС | -43 | -40 | -37 | -26 | -6 | -1 | 5 | -1 | -5 | -20 | -38 | -39 |
Вегетационный период около ста восьмидесяти дней. Характерной чертой климата области является его засушливость. Выпадающие летом осадки не успевают впитываться в почву, так как высокие температуры воздуха способствуют их быстрому испарению. Осадки на территории области распространяются неравномерно. Их количество убывает с северо-запада (450 мм в год) на юго-восток (260 мм в год). Примерно шестьдесят-семьдесят процентов годового количества осадков приходится на теплый период, что несколько сглаживает засушливость климата.
Низкая обеспеченность степей влагой часто приводит к засухе. За последнее столетие в северо-западных районах области сильные и средние засухи наблюдались один раз в три-четыре года, а в южных районах один раз в два-три года.
Продолжительность залегания снегового покрова составляет от ста тридцати пяти дней на юге до ста пятидесяти четырех дней на севере. Средняя из наибольших декадных высот снежного покрова за зиму колеблется от шестидесяти до двадцати сантиметров, уменьшаясь с севера на юг. Глубина промерзания почвы достигает в среднем на северо-западе 70 см, в восточных районах – 1 м [3].
Для района характерны жестокие метели, наблюдающиеся при сильном ветре и низкой температуре, которые называются буранами (табл. 1.2).
Таблица 1.2 – Роза ветров на участке эксплуатации котельной
| Среднегодовая повторяемость ветров (роза ветров) | |||||||
| С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ |
| 7 | 11 | 8 | 4 | 18 | 20 | 22 | 10 |
2. ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЕЛЬНОЙ
Котельная представляет собой двухэтажное здание, построена из красного кирпича, общая площадь равна 92 м2. На первом этаже котельной расположен бак для сбора конденсата, конденсатный насос, на втором – котел.
Котельная предназначена для отопительно-производственных целей и оборудована одними паровым котлом паропроизводительностью 4 т/ч. Котельная вырабатывает насыщенный пар с рабочим давлением 0,8 МПа. Тепловая нагрузка котельной с учетом потерь тепла в паропроводах и наружных тепловых сетях при максимально-зимнем режиме составляет: на производство 1,2 Гкалл/ч; на отопление и вентиляцию 2,3 Гкалл/ч. Высота трубы 15 м, диаметр трубы 1,5 м, температура выброса паров около 143 оС, объем выброса 5,2 м/с.
Котельная работает на угле. Концентрации загрязнителей, измеренные в трубе (отходящих газах) котельной, и фоновые концентрации вредных веществ на участке котельной представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Концентрации вредных веществ
| Концентрация, мг/м3 | ||||
| SО2 | NO2 | СО | Сажа | |
| Фоновое загрязнение | 0,1 | 0,011 | 1,1 | 0,08 |
| Отходящие газы котельной | 602 | 57 | 180 | 140 |
| ПДКм.р. | 0,5 | 0,085 | 3,0 | 0,15 |
Водоснабжение котельной осуществляется из подземных источников. Забор воздуха на горение осуществляется с улицы и непосредственно с котельного помещения. Тяга дымовых газов осуществляется дымососами. Котельная обслуживает около семидесяти пяти одноэтажных домов поселка.
Насыщенный пар из котлов с рабочим давлением Р = 0,8 МПа поступает в общую паровую магистраль котельной, из которой часть пара отбирается на оборудование установленное в котельной, а именно на подогреватель воды и деаэратор. Другая часть пара направляется на производственные нужды котельной.
Конденсат от производственных нужд самотеком возвращается, в размере 30 % и при температуре 80 оС, в конденсатосборник и далее конденсатным насосом направляется в бак горячей воды.
Подогрев воды производится паром в последовательно включённых двух подогревателях, при этом подогреватели работают без конденсатоотводчиков. Отработанный конденсат направляется в деаэратор.
В деаэратор, также поступает химически очищенная вода, восполняющая потери конденсата.
Насосом сырой воды вода из подземного источника направляется на очистку и в бак горячей воды.
Деаэрированная вода с температурой около 104 оС питательным насосом нагнетается в экономайзеры и далее поступает в котлы.
Подпиточная вода для системы теплоснабжения забирается подпиточным насосом из бака горячей воды.
Питательный насос. Питание котлов водой должно быть надежным. При снижении уровня воды ниже допустимых пределов кипятильные трубы могут оголиться и перегреться, что в свою очередь может привести к взрыву котла. Котлы с давлением выше 0,07 МПа с паропроизводительностью 2 т/ч и выше должны иметь автоматические регуляторы питания, которые установлены на данной котельной.
Для питания котлов устанавливают не менее двух насосов, из которых один должен быть с электроприводом, а другой – с паровым приводом. Производительность одного насоса с электроприводом составляет не менее 110 % номинальной производительности всех рабочих котлов.
Производительность насоса с паровым приводом составляет не менее 50 % номинальной производительности котла. Можно устанавливать все питательные насосы только с паровым приводом, а при двух или нескольких источниках питания электроэнергией – только с электрическим приводом. Насосы с паровым приводом потребляют от 3 до 5 % вырабатываемого пара, поэтому их используют как резервные.
Выхлопной пар поршневого прямодействующего насоса удаляется в атмосферу. Этим паром подогревают воду в особом теплообменнике, конденсат выбрасывают. В котел его возвращать нельзя, так как он загрязнён маслом, а плёнка масла на трубках ухудшает теплопередачу.
Конденсатный насос. Производительность конденсатного насоса равна часовому расходу конденсата от технологического потребителя. К этому расходу прибавляют расход конденсата от сетевого подогревателя отопления, так как в случаи повышения жесткости конденсат сбрасывают в конденсатный бак. Повышение жесткости может быть вызвано разрывом нескольких латунных трубок в самом подогревателе и вследствие чего попадания сетевой воды с довольно большой жесткостью в конденсат. Такой конденсат нельзя направлять в деаэратор, где требуется жесткость равная 0,02 мг·экв/кг.
Сетевой насос системы отопления и вентиляции. Этот насос служит для циркуляции воды в тепловой сети. Его выбирают по расходу сетевой воды из расчета тепловой схемы. Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии тепловой сети, где температура сетевой воды не превышает 70 оС.
Подпиточный насос предназначен для восполнения утечки воды из системы теплоснабжения, количество воды необходимое для покрытия утечек определяется в расчете тепловой схемы. Необходимый напор подпиточных насосов определяется давлением воды в обратной магистрали и сопротивлением трубопроводов и арматуры на линии подпитки, число подпиточных насосов – два, один из которых резервный.