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 выданы были из расчета использования этого сорта топлива.
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
6 Подмосковный ш.Россошинская
35,7 2,5 2,82 10,3
7 Подмосковный, Тулуголь,ш. Западная 37 3,5 2,93 10,47
8 Кузнецкий (откр добыча),разрез Байдаевский
9,2 0,4 7,39 26,67
9 Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский
13,5 0,3 6,81 24,36
10 Канско- Ачинский, разрез Назаровский 7,3 0,4 3,92 13,06
Потребность предприятия в топливе, тип топки котельной и предлагаемые виды углей приведены в таблице исходный данных (табл.9).
Номер варианта Расчётная потребность котельной в топливе, ГДж/год Тип топки (по таблице характеристик топок) Возможные марки углей (по табл. Характеристик)
6 3000 6 6-10
Характеристики различных видов топок приведены в справочной таблице (табл.10).
ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПОК
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 , %
6 Слоевая 1,4 0,0011 16,0 3,2
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:
сорта наиболее выгодного для предприятия угля (N по табл. Характеристик углей);
уменьшения расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант;
сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (N по табл. характеристик углей);
разница 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.
Решение
Затраты на топливо: 3000 ГДж/год ∙1руб/ГДж=3000 руб/год
В = РП/(Q(1-0,01q4)
В6 = 3000/(10,3(1-0,01∙3,2)) =3000/9,9704=300,89 т/год
В7 = 3000/(10,47(1-0,01∙3,2)) =3000/10,13496=296,01 т/год
В8 = 3000/(26,67(1-0,01∙3,2)) =3000/25,81656=116,20 т/год
В9 = 3000/(24,36(1-0,01∙3,2)) =3000/24,01896=124,90 т/год
В10 = 3000/(13,06(1-0,01∙3,2)) = 3000/12,64208=237,30 т/год
Выброс твердых частиц Птв рассчитывается по формуле
Птв=0,01 ∙В ∙Аr ∙х, т/год
где В - расход топлива, т/год;
Аr - зольность топлива, %;
х - коэффициент, характеризующий условия сгорания (зависит от типа топки).
Птв6=0,01 ∙ 300,89 ∙35,7 ∙0,0011 = 0,118 т/год
Птв7=0,01 ∙ 296,01 ∙37,0 ∙0,0011 = 0,120 т/год
Птв8=0,01 ∙116,20 ∙9,2 ∙0,0011 = 0,012 т/год
Птв9=0,01 ∙ 124,90 ∙13,5 ∙0,0011= 0,019 т/год
Птв10=0,01 ∙ 237,30 ∙7,3 ∙0,0011 = 0,019 т/год
Количество оксидов серы Пso,(в пересчете на SО2) определяется по уравнению:
Пso =0,02 ∙ В∙ Sr ∙(1-Nso1), т/год
где Sr - содержание серы в топливе, % ;
Nso1- доля оксидов серы, связываемая золой.
ПSO6 =0,02 ∙ 300,89 ∙2,5 ∙ (1-0,2) = 12,036 т/год
ПSO7 =0,02 ∙ 296,01 ∙3,5 ∙ (1-0,2) = 16,576 т/год
ПSO8 =0,02 ∙ 116,20∙ 0,4∙ (1-0,1) = 0,837 т/год
ПSO9 =0,02∙124,90 ∙0,3∙ (1-0,1) = 0,674 т/год
ПSO10 =0,02 ∙ 237,30 ∙ 0,4 ∙ (1-0,2) = 1,519 т/год
Выброс оксида углерода ПСО рассчитывается следующим образом:
ПСО = 0,001 ∙ В∙Q1 ∙ Ксо ∙ (1- 0,01 ∙ q4), т/год
где Q1 низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
Кcо - 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.
ПСО6 = 0,001 ∙ 300,89 ∙10,3 ∙ 16,0 ∙ (1- 0,01 ∙ 3,2) = 47,999 т/год
ПСО7 = 0,001 ∙ 296,01 ∙10,47 ∙ 16,0 ∙ (1- 0,01 ∙ 3,2) = 48,001 т/год
ПСО8 = 0,001 ∙ 116,20∙26,67∙ 16,0 ∙ (1- 0,01 ∙ 3,2) = 47,998 т/год
ПСО9 = 0,001 ∙ 124,90 ∙24,36 ∙16,0 ∙ (1- 0,01 ∙ 3,2) = 47,123 т/год
ПСО10 = 0,001 ∙ 237,30 ∙13,06 ∙ 16,0 ∙ (1- 0,01 ∙ 3,2) = 47,999 т/год
Оксиды азота Ппо рассчитываются по формуле:
Ппо=0,0002 ∙ Vo ∙ а ∙ В ∙ (1- 0,01∙ q4), т/год
где Vо - объем продуктов сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха (а) равном 1, м3/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.
Ппо6=0,0002 ∙ 2,82∙ 1,4 ∙ 300,89∙ (1- 0,01∙3,2) =0,229 т/год
Ппо7=0,0002 ∙ 2,93∙ 1,4 ∙ 296,01 ∙ (1- 0,01∙3,2) =0,235 т/год
Ппо8=0,0002 ∙ 7,39∙ 1,4 ∙ 116,20∙ (1- 0,01∙3,2) =0,233 т/год
Ппо9=0,0002 ∙ 6,81∙ 1,4 ∙124,90 ∙ (1- 0,01∙3,2) =0,231 т/год
Ппо10=0,0002 ∙ 3,92∙1,4 ∙ 237,30 ∙ (1- 0,01∙3,2) = 0,252 т/год
Форма представления результатов расчёта к задаче №4
Рассматриваемые сорта углей №6 №7 №8 №9 №10
Затраты на топливо, руб
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
