1. Определение расчетного расхода топлива и

объема сухих дымовых газов

При вычислении объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу определяющей является величина расхода топлива, расчет которой выполняется на основе нормативного метода [3].

Полный расход натурального топлива для одного котла, кг/с (м³/с), определяется по уравнению обратного теплового баланса:

,

(1.1)

где – тепло, полезно отданное в котельном агрегате, кДж/ч; зависит от типа котельных агрегатов;

– рабочее располагаемое тепло топлива, МДж/кг (МДж/м³); без учета тепла, внесенного в топку с горячим воздухом, и физического тепла топлива [3] ( – низшая рабочая теплота сгорания топлива, МДж/кг или МДж/м³);

 КПД котельного агрегата, принимается по справочнику [2] или по данным тепловых испытаний.

Для паровых котлов

,

(1.2)

где , – соответственно номинальный расход насыщенного (перегретого) пара и продувочной воды, кг/ч, принимаются по справочнику [2];

, ,  соответственно энтальпия насыщенного (перегретого) пара, продувочной и питательной воды, кДж/кг, определяются по справочнику [4].

Для водогрейных котлов , принимается по справочнику [2] или по данным тепловых испытаний.

Для определения максимального расхода топлива котельной в целом величина B вычисляется для каждого котлоагрегата, затем полученные значения складываются.

Полный расход натурального топлива котельной за расчетный период (год, отопительный или летний сезон), т/год (тыс. м³/год), рассчитывается по формуле:

,

(1.3)

где  коэффициент использования тепловой нагрузки котельной, порядок расчета коэффициента использования приведен в учебном пособии [5];

N  число типов котельных агрегатов;

 расход топлива котельным агрегатом i-го типа, кг/с (м³/с), определяемый по формуле (1.1);

 число котельных агрегатов i-го типа;

 число суток работы котлоагрегата i-го типа в расчетном периоде, сут./год.

Расчетный расход натурального топлива, кг/с (м³/с), рассчитывается по формуле:

,

(1.4)

где – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %; значения для паровых котлов производительностью более 30 т/ч и водогрейных котлов мощностью более 23 МВт приведены в методических указаниях [6], для паровых котлов производительностью менее 30 т/ч и водогрейных котлов мощностью менее 23 МВт – в работе [1, табл. П.4.1].

Для жидкого и газообразного топлива расчетный расход натурального топлива равен полному.

В некоторых случаях для расчета выбросов используется значение расхода условного топлива, кг/с, которое может быть определено из соотношения:

,

(1.5)

где и  соответственно расход, кг/с (м³/с), и низшая рабочая теплота сгорания, МДж/кг (МДж/м³), натурального топлива;

и  соответственно расход, кг/с, и теплота сгорания, МДж/кг, условного топлива; = 29,33 МДж/кг [2].

Через значение секундного полного или расчетного расхода натурального или условного топлива рассчитывается максимальный выброс загрязняющего вещества (оксида азота, оксида серы, оксида углерода и т. д.) М, г/с, по формулам, приведенным в разд. 2 настоящих методических указаний и работе [1, разд. 1].

Валовой годовой выброс для каждого из выбрасываемых вредных веществ, т/год, определяется с учетом значения полного расхода топлива за расчетный период, т. е. по формуле, аналогичной (1.3):

,

(1.6)

где  максимальный секундный выброс загрязняющего вещества от i-го котлоагрегата, г/с.

Для определения объема выбросов также используется значение объема сухих дымовых газов на выходе из котла, расчет которого проводится по химическому составу сжигаемого топлива. Химический состав твердого, жидкого и газообразного топлива приведен в работах [2, 3, 6].

Объем сухих дымовых газов, м³/кг (м³/м³), при нормальных условиях рассчитывается по уравнению:

,

(1.7)

где , и – соответственно объем дымовых газов, воздуха и водяных паров при полном сжигании 1 кг (1 м³) топлива, м³/кг (м³/м³), с теоретически необходимым количеством воздуха;

  коэффициент избытка воздуха на выходе из котла, порядок расчета  приведен в работе [6] (в общем случае значение  рекомендуется принимать равным 1,4).

Для твердого и жидкого топлива расчет объема дымовых газов, воздуха и водяных паров выполняют по формулам:

	;	(1.8)
	;	(1.9)
	,	(1.10)

где , , , и – соответственно содержание углерода, серы (органической и колчеданной), водорода, кислорода и азота в рабочей массе топлива, %;

– влажность рабочей массы топлива, %;

для газообразного топлива –

	;	(1.11)
	;	(1.12)
,		(1.13)

где СО, , , , , и – соответственно содержание оксида углерода, диоксида углерода, водорода, сероводорода, углеводородов, азота и кислорода в исходном топливе, %;

m и n – число атомов углерода и водорода соответственно;

– влагосодержание газообразного топлива, г/м³, при температуре природного газа 20 C = 19,4 г/м³ [1].

Объем сухих дымовых газов, м³/кг (м³/м³), также можно рассчитать по приближенной формуле, приведенной в источнике [11]:

,

(1.14)

где K – коэффициент, учитывающий характер топлива и равный для газа 0,345, мазута, нефти, дизельного и других видов жидкого топлива – 0,355, каменных углей  0,365, бурых углей  0,375, сланцев, торфа и дров  0,375.