Имитационное моделирование представлено на примере предприятия топливно-энергетического комплекса ООО «Башкирская генерирующая компания» кумертауская ТЭЦ, которое в качестве топлива использует газ и бурый уголь в равном процентном соотношении. на предприятии кумертауская ТЭЦ работают 2 паровых котла типа е-170/100 номинальной паропроизводительностью 170 т/час (давление пара в барабане 110 атмосфер, температура 510 °а ) и 4 паровых котла типа е-220/100 (ТП-14) номинальной паропроиз-водительностью 220 т/час (давление пара в барабане 110 атмосфер температура 540 с). Получение пара происходит при сжигании топлива факельным способом [5, 6].
В основу имитационной модели технологического процесса положены статистические данные о характере выбросов кумертауской ТЭЦ. согласно режимным картам для каждого энергетического котла и всех вместе при моделировании внесены значения содержания диоксида азота, сернистого ангидрида и золы бурого угля с учетом кПд и нагрузки (рис. 6, 7, 8, 9).
рисунок 6 - Зависимость концентрации оксидов азота от нагрузки при функционировании всех рассматриваемых котлоагрегатов
рисунок 7 - Зависимость концентрации диоксида серы от нагрузки при функционировании всех рассматриваемых кот-лоагрегатов
Обработка данных с использованием специальной программы «Curve Expert» позволила получить систему графиков, дополненных уравнениями, отражающими зависимости концентраций NOх, SO2, золы бурого угля и кПд от величины нагрузки.
Графическое представление этого процесса приведено на рисунке 10. Предлагаемая модель позволяет при фиксированном значении нагрузки, при заданном кПд, определять значения концентраций вредных выбросов, а также находить интервалы изменения, входящих в уравнения переменных. При фиксировании каждой переменной поочередно, были получены интервалы значений концентрации NOх, SO2, золы бурого угля и кПд от величины нагрузки. Так при нагрузке 150 т/ч, интервалы вышеперечисленных параметров будут иметь следующие значения: кПд от 92,26 до 93,70 %, сNOх от 133,17 до 251,42 мг/м3, сSO2 от 2,69 до 4,23 мг/м3, Cзбу от 14,58 до 17,79 г/м3.
Таким образом, при достаточно высоком значении кПд, но при оптимальной нагрузке 150 т/ч значения выбросов находятся на минимальном уровне и соответственно снижаются в 1,2, 2,1 и 1,2. Это позволит снизить годовые выбросы исследуемых загрязняющих веществ на 121,04, 4464,77 и 2991,18 т/год соответственно.
для определения экономического эффекта снижения нагрузки на котлоагрегаты произведен расчет платы за выброс загрязняющих веществ от стационарных источников при максимальных значениях нагрузки и при расчетном оптимальном значении в 150 т/ч
Таким образом, при оптимальном значении нагрузки в 150 т/ч произойдет снижение годовых выбросов, и размер платы снизится соответственно в 1,3 раза или на 947118,20 рублей.
Разработанная модель может быть адаптирована для других предприятий топливно-энергетического комплекса и использована с целью определения наиболее приемлемых режимов с позиции экологической безопасности и выбора оптимальных режимов работы ТЭЦ,а также для использования в системах автоматизированного управления отдельными агрегатами процесса горения и системой в целом.
Значения концентраций выбросов ниже минимальных можно получить изменением конструкции агрегата, вмешательством в технологию процесса производства энергии, либо применяя дополнительную очистку топлива и уходящих газов.
Таблица 1 - расчет платы за выброс загрязняющих веществ предприятием кумертау-ская ТЭЦ при разных значениях нагрузки
|
наименование вещества
|
При максимальной нагрузке
|
При оптимальной нагрузке
|
|
масса, т/год
|
плата за выброс, руб/год
|
масса, т/год
|
плата за выброс, руб/год
|
|
зола бурых углей
|
17947,07
|
3512241,60
|
14955,89
|
2926867,67
|
|
диоксид серы
|
8523,66
|
647798,16
|
4058,89
|
308475,64
|
|
оксиды азота
|
726,23
|
71751,52
|
605,19
|
59792,77
|
|
другие
|
628,40
|
11625,17
|
628,40
|
11625,17
|
|
иТОГО
|
27825,36
|
4243416,45
|
20248,37
|
3296298,25
|
список литературы:
1. адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. адлер, е. В. маркова, Ю. В. Грановский. - м. : наука, 2000. - 280 с.
2. айвазхян с. а. Прикладная статистика и основы эконометрики / с. а. айвазхян, В. с. мхитарян. - м. : ЮниТи, 1998. - 122 с.
3. дубров а. м. многомерные статистические методы / а. м. дубров, В. с. мхитарян, л. и. Трошин. - м. : Финансы и статистика, 2000. - 352 с.
4. израэль Ю. а. Экологический мониторинг и регулирование состояния природной среды / Ю. а. израэль, л. м. Филиппова, Г. Э. инсаров // журн. Проблемы фитогигиены и охрана окружающей среды. - Зоологический институт, 2001. - с. 15 - 17.
5. Проект «Предельно допустимый выброс кумертауской ТЭЦ».
6. Программы и данные по испытаниям котельного цеха кумертауской ТЭЦ.
7. частухин В. и. Топливо и теория горения : учебное пособие / В. и частухин, В. В. частухин. - киев : Выща шк. Головное изд-во, 1999. - 186 с.
