топлива и выработанной тепловой энергии должны подвергаться регулярной государственной или ведомственной поверке);
q4- потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %, принимаются по эксплуатационным данным, а при их отсутствии - в соответствии с [4]. Для котлов, работающих на твердом топливе, значения q4приведены в таблице В.1., при сжигании газообразного топлива принимается q4=0, при сжигании мазута принимается q4=0,02 %.
Определение выбросов газообразных загрязняющих веществ расчетными методами
Количество серы диоксида MSO2, г/с (т/год), поступающее в атмосферный воздух с дымовыми газами при сжигании твердого, жидкого и газообразного4 топлива, определяется по формуле
М |
SO2 |
0,02 B |
р |
(1 ,SO2 ) (1 ,,SO2 ) (1 |
(1 |
|
n0 |
) К |
р |
|
|
|
|
SO2 |
SO2 n |
|
где Вр -то же, что и в формуле (1); |
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
Sr- содержание серы в топливе на рабочую массу, %; |
|
| ,SO2 - доля серы оксидов, связываемых |
летучей золой в котле. Значения |
,SO2 при сжигании различных видов топлива приведены в Г.1;
,,SO2 - доля серы оксидов, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с
твердыми частицами. Доля серы оксидов ( ,,SO2 ), улавливаемых в сухих
золоуловителях (электрофильтрах, батарейных циклонах), принимается равной нулю. В
мокрых золоуловителях эта доля зависит от расхода и общей щелочности орошающей воды, а также от приведенной сернистости топлива Spr. При характерных для эксплуатации удельных расходах воды на орошение золоуловителей 0,1-0,15 дм3/м3, ,,SO2 определяется по рисунку Г.2;
SO2 - доля серы оксидов, улавливаемых в сероулавливающей установке;
n0 и nk- длительность работы сероулавливающей установки и котла соответственно, ч/год;
Кр- коэффициент пересчета; при определении выбросов в г/с равен 0,278 103 в т/год равен 1.
2.1.3. Расчет выбросов оксидов углерода
Количество оксидов углерода (МСО) в тоннах в год или в граммах в секунду, выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива вычисляют по формуле
МСО 0,001 ССО В(1 100q4 ) Кр ,
где ССО – выход оксида углерода при сжигании твердого и жидкого (кг/т) или газообразного (кг/тыс.м3) топлива, определяемый по формуле
ССО q3 RQнр ,
1013
где q3 – потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %, R – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в дымовых газах окиси углерода: для твердого топлива – 1,0; для газа – 0,5; для мазута – 0,65; Qнр -
низшая теплота сгорания натурального топлива, кДж/кг, кДж/м3; В – расход топлива за рассматриваемый период, т/год, тыс.м3/год, г/с, дм3/с; q4 – потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %.
Значения q3 и q4 принимают по эксплуатационным данным. При отсутствии этих данных допускается принимать ориентировочно нормативные значения q3 и q4.
Для газомазутных котлов, работающих с малыми избытками воздуха ( = 1,01-1,03), следует принимать q3 = 0,15 %.
Кр – режимный коэффициент. При определении годовых выбросов оксида углерода он характеризует отношение длительности переходных периодов (nреж, час), при которых происходит недожог топлива, к длительности работы котла (n, час)
Кр nрежn ,
где nреж=mпуск nпуск+mпер nпер,
здесь mпуск – количество пусков котла в год; nпуск – длительность пуска котла, час;
mперех – количество дней в году, в течение которых меняется режим работы;
nперех – длительность переходного режима, час.
При определении максимальных выбросов оксидов углерода значение Кр равно 1.
Количество углерода оксида МСО, г/с (т/год), поступающее в атмосферный воздух с дымовыми газами, определяется по формуле
МСО=ССО Вр Кр
где ССО-выход оксида углерода при сжигании топлива при эксплуатационном режиме работы котла, г/кг, г/м3;
Вр – расчетный расход топлива на котел: т/ч (тыс.м3/ч) – при определении выбросов в г/с; т/год (тыс. м3/год) – при определении выбросов в т/год, определяемый по показаниям прибора - расходомера топлива или по обратному тепловому балансу на основании результатов измерений выработанной тепловой энергии на котле (приборы для измерения расхода топлива и выработанной тепловой энергии должны подвергаться регулярной государственной или ведомственной поверке); Кр-коэффициент пересчета, при определении выбросов в г/с равен 0,278; в т/год равен 10-3.
Выход углерода оксида ССО, г/кг (г/м3) определяется по формуле
С q3 R Qnr ,
СО 1,013
где q3-потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %, принимаемые:
при сжигании газообразного топлива - 0,04 % при сжигании жидкого топлива - 0,09 % при сжигании твердого топлива - 0,2 %.
R - коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания углерода оксида, принимается: для твердого топлива 1,0, для газа - 0,5; для мазута - 0,65;
Qnr - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг, МДж/м3.
При совместном сжигании различных видов топлива выбросы серы диоксида и углерода оксида рассчитываются отдельно для топлива каждого вида и результаты суммируются.
Концентрация i-ro загрязняющего вещества в сухих дымовых газах при0 =1,4 и нормальных условиях Сi, мг/м3, определяется по формуле
Ci ВрMVi sg Кр ,
275
где Мi;- количество i-ro загрязняющего вещества, поступающее в атмосферный воздух с дымовыми газами, определяемое для серы диоксида, для азота оксидов, для углерода оксидов, г/с; Вр- расчетный расход топлива на котел, т/ч (тыс.м3/ч) - при определении
выбросов серы диоксида и углерода оксида, т усл.топл./ч - при определении выбросов азота оксидов; Кр - коэффициент пересчета, равный 3,6-103.
2.1.4. Расчет выбросов оксидов ванадия
Количество оксидов ванадия в пересчете на пятиокись ванадия ( МV2О5 ) в
тоннах в год или в граммах в секунду, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, вычисляют по формуле
МV2О5 10 6 GV2О5 В(1 ос )(1 ч ) ,
где GV2О5 - содержание оксидов ванадия в жидком топливе в пересчете на
V2О5, г/т; В – расход натурального топлива за рассматриваемый период, т/год, г/с; ос – коэффициент оседания оксидов ванадия на поверхностях нагрева котлов, равны:
0,07 – для котлов с промежуточными пароперегревателями, очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии;
0,05 – для котлов без промпароперегревателей при тех же условиях очистки;
0 – для остальных случаев;ч – доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива,
улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов. Значения ч оцениваются для средних условий работы улавливающих устройств за год.
При отсутствии результатов анализа топлива содержание оксидов ванадия GV2О5 в сжигаемом топливе определяется ориентировочно при Sр 0,4
% по формуле:
GV2О5 = 95,4Sр-31,6,
где Sр – содержание серы в мазуте на рабочую массу, %.
2.1.5. Расчет выбросов оксидов азота от котлов
Нижеприведенная формула для расчета выбросов оксидов азота эмпирическая и приемлема для энергетических котлов паропроизводительностью более 30 т/ч и водогрейных котлов с тепловой производительностью более 125 ГДж/ч.
Для расчета выбросов оксидов азота от котлов меньшей мощности следует применять методику Института горючих ископаемых / /.
Суммарное количество оксидов азота (NO +NO2) в пересчете на двуокись азота ( МNОх ) в тоннах в год или в граммах в секунду,
выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива, вычисляют по формуле
|
МNОх 10 3 КВ(1 |
|
q4 |
) 1 (1 1r) 2 3 2 (1 аз |
nаз ) , |
|
100 |
|
|
|
nк |
где В – расход условного топлива за рассматриваемый период, т/год, г/с; К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т
условного топлива;
1 – коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (содержание Nг);
3 – коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления. При жидком шлакоудалении – 1,4; во всех остальных случаях принимается равным единице;
1 – коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов на снижение NОх в зависимости от условий подачи их в топку;
2 – коэффициент, характеризующий снижение выбросов оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании), определяется по рис. 4.2 при условии сохранения общего избытка воздуха за котлом;
r – степень рециркуляции дымовых газов;
аз – доля оксидов азота, улавливаемых в азотоочистной установке; nаз, nк – длительность работы азотоочистной установки и котла.
Коэффициент К для котлов паропроизводительностью D 70 т/ч при сжигании газа и мазута во всем диапазоне нагрузок, а также при высокотемпературном сжигании твердого топлива с нагрузками выше 75 % номинальной вычисляют по формуле
где Dном и Dф – номинальная и фактическая паропроизводительности котла (корпуса), т/ч.
При высокотемпературном сжигании твердого топлива с нагрузками котла ниже 75% номинальной в формулу вместо Dном подставляют 0,75Dном.
Для котлов паропроизводительностью менее 70 т/ч коэффициент К определяется по формуле
К D20ф ,
а для водогрейных котлов К определяется из выражения
где Qном и Qф – номинальная и фактическая теплопроизводительность котла, ГДж/ч.
При низкотемпературном сжигании твердого топлива в формулы для определения К вместо Dф и Qф подставляются Dном и Qном.
Значения 1 для энергетических котлов, в которых сжигается твердое топливо, вычисляют по формуле
1 =0,178+0,47Nг,
где Nг – содержание азота в топливе на горючую массу, %.
При сжигании в энергетических котлах жидкого и газообразного топлива значения коэффициента 1 принимаются равными при
коэффициенте избытка воздуха в топочной камере т" |
1 |
|
|
|
более 1,05 |
|
|
1,0 |
1,05 |
|
1,03 |
0,9 |
|
|
менее 1,03 |
|
|
0,75 |
При одновременном сжигании в топках энергетических котлов двух видов топлива с расходом одного из них более 90 % значение коэффициента
1 следует принимать по основному виду топлива. В остальных случаях
коэффициент 1 определяют как средневзвешенное значение составляющих. Так, для двух видов топлива
где 1' , 1" , B' , B" - соответствуют значениям коэффициентов 1 и расходам каждого вида топлива на котел.
Значения коэффициента 1 при номинальной нагрузке и степени рециркуляции менее 30 % принимают равным:
при сжигании газа и мазута и вводе газов рециркуляции:
278
|
в под топки (при расположении горелок на |
|
|
стенах топки) |
0,0025 |
через шлицы под горелками |
0,015 |
по наружному каналу горелок |
0,025 |
|
в воздушное дутье |
0,025 |
в рассечку двух воздушных потоков |
0,035 |
при высокотемпературном сжигании твердого топлива и вводе газов |
рециркуляции: |
0,10 |
|
в первичную аэросмесь |
|
во вторичный воздух |
0,005 |
при нагрузках, меньших номинальной, коэффициент 1 умножают на коэффициент f, определяемый по рис. 4.3.
Величины диоксида (NО2) и монооксида (NО) азота в суммарном содержании NОх в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах следует определять по следующим формулам:
|
МNО2 |
0,8МNОх , |
|
|
|
|
|
М |
|
(1 0,8)М |
|
NO |
0,13М |
|
|
NО |
NОх NOх |
NOх |
|
|
|
|
где NO , NOх - молекулярные веса NO и NO2;
0,8 – коэффициент трансформации монооксида азота в диоксид.
Суммарное количество азота оксидов МNOх в пересчете на азота
диоксид (NO2), г/с (т/год), поступающее в атмосферный воздух с дымовыми газами при сжигании газообразного, жидкого и твердого топлива, рассчитывается по формуле
M |
В |
р |
К |
NOх |
(1 |
r) |
2 |
|
3 |
|
2 |
(1 n |
n0 |
) К |
р |
|
|
NOx |
|
1 |
3 |
|
|
|
az |
nk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Bp-расчетный расход топлива, т усл.топл./ч (т усл.топл./год), пересчитанный в условное топливо;
КNO2 удельный выброс азота оксидов, кг/т усл.топл;
1 коэффициент, учитывающий влияние на выход азота оксидов вида
сжигаемого топлива;2 - коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, принимается для
вихревых равным 1, для прямоточных равным 0,85;3 - коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления, принимается при
твердом шлакоудалении равным 1, при жидком шлакоудалении равным 1,6;
1 коэффициент, характеризующий эффективность воздействия
рециркулирующих газов на выход азота оксидов в зависимости от условий подачи их в топку;2 - коэффициент, характеризующий уменьшение выбросов азота оксидов
(при двухступенчатом сжигании топлива) при подаче части воздуха в
помимо основных горелок при условии сохранения общего избытка воздуха за котлом, определяемый по рисунку Д.1;
r- степень рециркуляции дымовых газов, %;
az - доля азота оксидов, улавливаемых в азотоочистной установке;
nо и nk - длительность работы азотоочистной установки и котла
соответственно,ч/год; Кр- коэффициент пересчета: при определении выбросов в г/с равен 0,278; в т/год равен 10-3.
Удельный выброс азота оксидов КNO2 кг/т усл.топл., определяется по
эмпирическим формулам:
- для водогрейных котлов производительностью более 20 Гкал/ч при сжигании жидкого и газообразного топлива КNO2 определяется по формуле
при сжигании твердого топлива по формуле
где Qf и Qn фактическая и номинальная нагрузка котла, ГДж/ч.
-для паровых котлов производительностью до 200 т/ч при сжигании жидкого
игазообразного топлива KNO2 определяется по формуле
при сжигании твердого топлива по формуле
где Дf и Дn - фактическая и номинальная нагрузка котла, т/ч;
