Газообразного топлива 

,

(2.29)

где – плотность диоксида углерода, кг/м³, принимается по указаниям [12] равной 1,9768 кг/м³.

Значение валового выброса за расчетный период определяется по формуле (1.6).

Результаты расчета оформляются в виде табл. 3.

При сжигании в котлах (раздельном или совместном) нескольких видов или марок топлива расчет валового выброса диоксида углерода производится отдельно по каждому виду или марке топлива, а результаты суммируются.

2.5. Бенз(а)пирен

Среди вредных компонентов дымовых газов особое место занимает большая группа полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), многие из которых обладают высокой канцерогенной и (или) мутагенной актив-ностью, участвуют в процессе образования фотохимического смога и способны накапливаться в живых организмах.

Молекулы ПАУ образуются в результате неполного сгорания углеводородных видов топлива из-за торможения реакции окисления углеводородов топлива холодными стенками топочных устройств, а также неудовлетворительным смешением топлива и воздуха.

Ввиду большого количества разных ПАУ в дымовых газах и трудности измерения их концентрации принято уровень канцерогенной загрязненности продуктов сгорания оценивать по концентрации наиболее сильного и стабильного канцерогена – бенз(а)пирена.

Условия образования бенз(а)пирена в процессе сжигания органического топлива наиболее благоприятны при значениях температуры 700  800 С, поэтому возможность его образования вероятна при внедрении мероприятий, направленных на подавление оксидов азота (низкотемпературные методы), а также для мелких котлоагрегатов со слоевым сжиганием топлива и крупных котлов с методом сжигания в стационарном (пузырьковом) или циркулирующем кипящем слое.

Факторами, влияющими на уменьшение образования ПАУ, являются улучшение перемешивания топлива с воздухом, увеличение избытка воздуха и температуры в топке.

Так как температура плавления бенз(а)пирена равна 179 С, возможно его удаление в твердом состоянии вместе с твердыми частицами в системах золоулавливания. При этом степень улавливания бенз(а)пирена в электрофильтрах и комбинированных золоуловителях достигает 60 – 80 %, а в «мокрых» золоуловителях – 60  70 %.

2.5.1. Расчет выбросов бенз(а)пирена в дымовых газах паровых котлов мощностью более 30 т/ч

Расчет выполняется на основании методики [13] в следующем порядке.

1) Определяется полный расход натурального топлива, кг/с (м³/с), для каждого котла и котельной в целом.

2) На основании геометрических размеров топки рассчитывается теплонапряжение лучевоспринимающей поверхности зоны активного горения, МВт/м², по формуле:

,

(2.30)

где – расчетный расход топлива, м³/с (кг/с), при наличии в топке двусветного экрана принимается на одну ячейку;

– ширина топки (в свету), м (при наличии двусветного экрана – ширина одной ячейки);

– глубина топки (в свету), м;

– число ярусов горелок;

– расстояние между ярусами горелок, м.

Для топок с одноярусным расположением горелок (единичной мощ-ностью от 30 до 60 МВт) величина равна 3 м.

3) Рассчитывается коэффициент избытка воздуха в дымовых газах на выходе из топки по нормативному методу [3] или методическим указаниям [6], при > 1,08 в формулах (2.36) и (2.37) равно 0,135;

4) Рассчитывается значение теплонапряжения топочного объема , кВт/м³. При сжигании проектного топлива берется из технической документации на котельное оборудование или справочника [8], при сжигании непроектного топлива  рассчитывается по формуле:

,

(2.31)

где  объем топочной камеры, м³, принимается по паспортным данным котла или справочнику [2].

5) Рассчитываются вспомогательные коэффициенты:

а) влияние рециркуляции на выход бенз(а)пирена при сжигании жидкого и газообразного топлива учитывается коэффициентом, определяемым по формуле:

,

(2.32)

где d – коэффициент, характеризующий влияние рециркуляции дымовых газов на выброс бенз(а)пирена: при вводе в под топочной камеры d равен 1; при вводе в воздух или отдельный канал горелки  4; при вводе в шлицы (сопла) напротив горелок  2; при вводе в шлицы под горелками  2,7;

б) влияние нагрузки котла на выход бенз(а)пирена учитывается коэффициентом , определяемым по формуле:

при сжигании жидкого и газообразного топлива 

;

(2.33а)

при факельном сжигании твердого топлива (углей) 

;

(2.33б)

в) влияние ступенчатого сжигания топлива на выход бенз(а)пирена при сжигании жидкого и газообразного топлива учитывается коэффициентом, определяемым по формуле:

,

(2.34)

где  – доля воздуха, подаваемого во вторую ступень горения, %.

b – коэффициент, учитывающий воздействие воздуха, подаваемого во вторую ступень горения; при отключении половины горелок верхнего яруса по топливу b равен 1,0 (для мазута) и 0,2 (для газа); для схемы, реализующей ступенчатое сжигание по «вертикали»,  7, по «горизонтали»  2,7;

г) влияние подачи влаги при сжигании жидкого и газообразного топлива учитывается коэффициентом, определяемым по формуле:

,

(2.35)

где  – коэффициент, учитывающий воздействие влаги; при вводе ее в пристенную зону топки и зональном впрыске  равен 15, в дутьевой воздух  2;

g – водотопливное отношение при подаче влаги в зону горения;

д) увеличение выброса бенз(а)пирена при очистке конвективных поверхностей нагрева на ходу котла при сжигании жидкого и газообразного топлива учитывается коэффициентом , значение которого принимается по табл. 5;

Таблица 5

_{Значения коэффициента}

Период между очистками, ч	При дробевой очистке конвективных поверхностей нагрева	При обдувке регенеративных воздухоподогревателей
12 – 24	1,2	1,1
40 – 48	1,5	1,25
72	2,0	1,5

е) при сжигании твердого топлива степень улавливания бенз(а)пирена золоуловительной установкой определяется коэффициентом, рассчитываемым по формуле:

,

(2.36)

где  степень очистки газов в золоуловителе (по золе), %, принимается в зависимости от типа золоулавливающей установки по работе [14];

Z – коэффициент, учитывающий снижение улавливающей способности бенз(а)пирена золоуловителями; для «сухих» аппаратов равен 0,7, для «мокрых»  0,8.

6) Рассчитывается концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов, мкг/м³, приведенная к коэффициенту избытка воздуха в уходящих газах , равному 1,4, по формуле:

при сжигании жидкого топлива 

;

(2.37)

при сжигании газообразного 

;

(2.38)

при факельном сжигании твердого топлива (углей) (концентрация за золоуловителями) 

,

(2.39)

где А – коэффициент, характеризующий конструкцию нижней части топки: при жидком шлакоудалении А равен 0,378, при твердом  0,521.

При совместном сжигании различных видов топлива концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, мкг/м³, приведенная к коэффициенту избытка воздуха в уходящих газах , равному 1,4, определяется по формуле:

,

(2.40)

где – низшая теплота сгорания i-го вида топлива, МДж/кг (МДж/м³);

– расход каждого i-го вида топлива, кг/с (м³/с);

– концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, формируемая каждым из i-х видов топлива, определяется по формулам (2.36)  (2.38), мкг/м³;

N  число видов топлива.

7) Рассчитывается масса выброса бенз(а)пирена, г/с, по формуле:

,

(2.41)

где – концентрация бенз(а)пирена в сухом дымовом газе, мкг/м³, приведенная к , равному 1,4, определяемая в зависимости от вида сжигаемого топлива и мощности котельного агрегата;

– объем сухих дымовых газов, м³/кг (м³/м³), при , равном 1,4, определяется по формуле (1.7).

При совместном сжигании разных видов топлива масса выброса бенз(a)пиpенa, г/с, определяется по формуле (2.41), при этом расход топлива В, кг/с (м³/с),

,

(2.42)

а объем сухих дымовых газов определяется по формуле (1.7) через следующие величины:

	;	(2.43)
	;	(2.44)
	.	(2.45)