Б – доля бенз(а)пирена, улавливаемого в зависимости от эффективности золоулавливания ( з), определяется по формуле

Б = 0,75 з' ,

Коч – коэффициент, учитывающий увеличение концентрации бенз(а)пирена в уходящих газах во время дробевых очисток поверхностей нагрева котла, принимаемый равным 1,5.

Объем дымовых газов (Vг) в кубических метрах на килограмм при сжигании мазута, в кубических метрах на кубический метр при сжигании газа определяют по формулам

Vг (Vго 0,3V о ) 1,3 ,

ух

где Vго ,Vо - соответственно теоретический объем продуктов сгорания и

теоретически необходимый объем воздуха на горение при нормальных условиях, м3/кг, м3/м3 соответственно для мазута и газа;

ух – коэффициент избытка воздуха перед дымососом;

при сжигании твердого топлива

Vг (Vго 0,5V o ) 1,5 , м3/кг.

ух

2.1.7. Расчет выбросов диоксида углерода при сжигании органического топлива

При определении валовых выбросов углекислого газа за отчетный период (квартал, полугодие, 9 месяцев, год) значения исходных величин, входящих в

286

расчетные формулы, следует брать по отчетным данным предприятий, усредняя их за этот период.

Объем выбросов диоксида углерода при сжигании органического топлива зависит от вида и состава топлива, от режима сжигания и совершенства топочных устройств.

Количество диоксида углерода М т.ж в тоннах за расчетный период,

СО2

выбрасываемое в атмосферу с дымовыми газами при сжигании твердого или жидкого топлива, вычисляется по формуле

Ср – содержание углерода в рабочей массе топлива, %; В – расход натурального топлива за расчетный период, т/год и т.п.;

q3 – потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива,

%;

q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %.

Количество диоксида углерода М СОг 2 в тоннах за отчетный период,

выбрасываемое в атмосферу с дымовыми газами при сжигании газообразного топлива, вычисляется по формуле

где 1,964 – удельный вес диоксида углерода, т/тыс.м3;

ССО ,ССmHn ,ССО2 - содержание в топливе оксида углерода, углеводородов,

диоксида углерода, %; В – расход натурального топлива за расчетный период, тыс.м3/год и т.п.;

m, n – число атомов соответственно углерода и водорода в углеводородах;

q3 – потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, % q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания, %.

Значения q3 и q4 – принимаются по эксплуатационным данным или по нормам.

Расчет диоксида углерода по удельному выходу СО2.

287

На основании усредненных характеристик мазутов (табл. 2.6), природного газа из газопровода Торжок-Минск-Ивацевичи и попутного газа Белорусского ГПЗ (Речицкое месторождение нефти) (табл. 2.7) рассчитаны

288

Количество СО2, образующееся:

при сжигании мазута определяется по формуле

где Вмусл. – расход условного топлива за расчетный период, т у.т./год и т.п.;

при сжигании природного газа определяется по формуле

где Вгусл. – расход условного топлива за расчетный период, т.у.т./год и т.п.;

при сжигании попутного газа определяется по формуле

где Вгусл. – расход условного топлива за расчетный период, т у.т./год и т.п.; q3 – потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %; q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания, %.

Значения q3 и q4 принимаются по эксплуатационным данным или по нормам.

При сжигании газообразного топлива в случае, если в его состав входит СО2, необходимо к выбросам СО2, образующимся при сжигании газа добавить количество СО2, содержащееся в топливе.

Количество СО2, содержащееся в газообразном топливе, определяется по формуле

МСО"г 2 1,964 0,01 ССО2 Вг , т,

где 1,964 – удельный вес СО2, т/тыс.м3; ССО2 - содержание СО2 в газе, %;

Вг – расход натурального топлива за расчетный период, тыс.м3.

Пример расчета выбросов диоксида углерода от ТЭЦ

Определить выбросы СО2 от ТЭЦ, сжигающей мазут и природный газ. Исходные данные:

289

Годовой расход мазута Вм = 112 тыс.т (155,1 тыс. т у.т.). Годовой расход природного газа Вг = 515,4 млн.м3 (587,3 тыс. т у.т.).

Содержание углерода в рабочей массе мазута Ср = 82,5 %. Состав природного газа (газопровод Торжок-Минск-Ивацевичи):

1 вариант расчета (по расчетным формулам)

Количество СО2, образующееся за год при сжигании:мазута

II вариант расчета (по удельным выбросам СО2)

Удельный выход СО2 при сжигании: мазута – 2,187 т СО2/т у.т.

природного газа (газопровод Торжок-Минск-Ивацевичи) – 1,732 т СО2/т у.т. Следовательно:

1. Количество СО2 при сжигании мазута

290

Удельные выбросы NОх для режимов работы ГТУ с регистровыми камерами сгорания можно рассчитать на основании приведенных в табл. 4.8 и 4.9 данных по концентрации на номинальных режимах ГТУ

где об и обн - коэффициенты избытка воздуха в отработавших газах ГТУ,

соответствующие условиям исследуемого и номинального режимов; СNOн x - концентрация NОх на номинальном режиме (табл. 2.8, 2.9).

Таблица 2.8.

Фактические концентрации оксидов азота на номинальных режимах действующих ГТУ (по результатам измерений, проведенных в промышленных условиях)

292

Vгн - объем сухих дымовых газов на номинальном режиме работы ГТУ, вычисляемый при равенстве об и обн .

При использовании в энергетических ГТУ высокофорсированных камер сгорания с последовательным вводом воздуха в зону горения и микрофакельных камер сгорания с подачей всего воздуха через фронтовое устройство концентрация оксидов азота приближенно вычисляется по формуле

С = а Кт Кр,

где а – коэффициент, зависящий от вида топлива. Для высокофорсированных камер сгорания: а = 1,8 – при сжигании природного газа и 2,4 – при сжигании газотурбинного и дизельного топлива. Для микрофакельных камер сгорания: а = 6,2 – для природного газа и 7,7 для жидких топлив.

Кт – коэффициент, учитывающий влияние температуры газов перед турбиной (Тгт) на образование, NОх.

Для высокофорсированных камер сгорания указанная зависимость применима для режимов близких к рабочему, а для микрофакельных в широком

диапазоне изменения режимных параметров об = 3-8, Твозд = 200-350 оС. Зависимости Кт от Тгт для камер сгорания обоих типов представлены на

рис. 2.2, 2.3.

Рис. 2.2. Зависимость коэффициента Кт от температуры для высокофорсированных камер сгорания

Рис. 2.3. Зависимость коэффициента Кт от температуры для микрофакельных камер сгорания

293

Рис. 2.4. Зависимость коэффициента Квл от относительного расхода влаги (пара или воды) в камеру сгорания

Кр – коэффициент, учитывающий зависимость концентрации NОх от давления в камере сгорания, определяется как

16Р 0,23 К р 6Рвв 0,77 ,

где Рв – давление в камере сгорания.

Эффективным способом снижения концентрации оксидов азота в уходящих газах энергетических ГТУ без коренного изменения конструкции камеры сгорания является впрыск воды или ввод пара в зону горения.

Снижение концентрации оксидов азота при подаче влаги в зону горения можно оценить следующей зависимостью

где СNОх , СNсухОх - концентрация оксидов азота, соответственно, при подаче влаги

и без нее; Квл – коэффициент, учитывающий влияние расхода влаги, определяется

по рис. 4.6 в зависимости от отношения количества вводимой влаги (Gвл) к расходу топлива (В).

Для сравнения концентрации NОх в продуктах сгорания различных ГТУ по действующим отечественным и зарубежным нормативно-техническим документам концентрацию оксидов азота в продуктах сгорания ГТУ приводят к содержанию кислорода О2 = 15,0 % по формуле

294