3.5 Оксиды азота. Расчёт выбросов оксидов азота в пересчёте на no2 (т/год, г/с, …), выполняется по формуле2:
(3.8),
где К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота (кг/т условного топлива); коэффициент, учитывающий влияние содержания азота в топливе на выход оксидов азота; коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок , для прямоточных =0,85); 3 – коэффициент учитывающий вид шлакоудаления. При жидком шлакоудалении 3=1,4, во всех остальных случаях 3=1; коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий их подачи в топку; 2 – коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании), определяется по рис.3.2 при условии сохранения общего избытка воздуха за котлом; r – степень рециркуляции дымовых газов (%).
1 Для котлов, сжигающих жидкое топливо.
2Формула даёт приближённое значение ПN2 O5 и рекомендуется для котлов паропроизводительностью более 30т/ч, водогрейных котлов тепловой мощностью более 125 ГДж/ч (30 Гкал/ч). При проектировании котлов необходим учёт дополнительных факторов, влияющих на значение выбросов NO2.
Рис. 3.2. График для определения значений коэффициента :
1 – газ, мазут; 2 – уголь; доля воздуха, подаваемого помимо основных горелок.
Коэффициент К для котлов паропроизводительностью более 70 т/ч при сжигании газа и мазута во всем диапазоне нагрузок, а также при высокотемпературном сжигании твёрдого топлива с нагрузками выше 75% номинальной определяется по формуле:
(3.9),
где D и Dф – номинальная и фактическая паропроизводительность котла (т/ч).
Для котлов паропроизводительностью 30-70 т/ч
(3.10).
Для водогрейных котлов мощностью более 125 ГДж/ч коэффициент К определяется по формуле:
(3.11),
где Q, Qф – номинальная и фактическая тепловая мощность котла (ГДж/ч).
При высокотемпературном сжигании твёрдого топлива с нагрузками котла ниже 75% номинальной в формулы (3.9) - (3.11) вместо Dф подставляется 0,75D.
При низкотемпературном сжигании твердого топлива в формулы (3.9) - (3.11) вместо Dф и Qф подставляется D и Q.
Значения для энергетических котлов, в которых сжигается твёрдое топливо, определяется по формуле:
(3.12),
где NГ – содержание азота в топливе (%).
При сжигании жидкого и газообразного топлива с различными коэффициентами избытка воздуха в топочной камере (Т) коэффициенты принимаются равными:
Т……………….. >1,05 1,05-1,03 <1,03
При одновременном сжигании в топках энергетических котлов двух видов топлива с расходом одного из них более 90% значение коэффициента должно приниматься по основному виду топлива. В остальных случаях коэффициент определяется как средневзвешенное значение. Так, для двух видов топлива
(3.13),
где’,”B’, B” соответствуют значениям коэффициентов и расходам каждого вида топлива на котёл.
Значения коэффициента 1 при номинальной нагрузке и r<30% принимаются равными:
а) при сжигании газа и мазута и вводе газа рециркуляции
в подтопки (при расположении горелок на вертикальных экранах) 0,002
через шлицы под горелками 0,015
по наружному каналу горелок 0,020
в воздушное дутьё 0,025
в рассечку двух воздушных потоков 0,030
б) при высокотемпературном сжигании твёрдого топлива и вводе газов рециркуляции
в первичную аэросмесь 0,010
во вторичный воздух 0,005
При нагрузках, меньших номинальной, коэффициент 1 умножается на коэффициент f, определяемый по графику (см. рис. 3.3).
0
0,06
10
0,12
0,18
Sr,
кг/МДж
Рис. 3.3. Безразмерный коэффициент f в зависимости от паропроизводительности котла.
Задача. Рассчитать количество выбросов загрязняющих веществ (зв) от котла электростанции, если отсутствуют системы очистки выбросов; коэффициент избытка воздуха т=1,02; горелки – вихревые. Условие смотри в таблицах № 3.1, 3.2.
Пример решения.
Условие. Котёл использует малосернистый мазут с расходом 3000 г/с.
Гун,% |
аун |
q3,% |
q4,% |
К, кг/т |
|
|
|
, % |
r,% |
3,1 |
0,1 |
0,15 |
0,1 |
7 |
1 |
1 |
0,015 |
10 |
5 |
Решение. 1) Расчёт твёрдых частиц. Расчёт выбросов твёрдых частиц летучей золы и несгоревшего топлива производится по формуле:
2) Расчёт выбросов оксидов серы. Расчёт выбросов оксидов серы в пресчёте на SO2 выполняется по формуле:
3) Расчёт
выбросов оксидов углерода.
,
.
4) Оксиды ванадия. Расчёт выбросов оксидов ванадия в пересчёте на пентаксид ванадия выполняется по формуле:
.
5) Оксиды азота. Расчёт выбросов оксидов азота в пересчёте на NO2 вычисляется по формуле2:
Таблица № 3.1
Вид топлива |
Sr,% |
Nr,% |
Ar,% |
Qir, МДж/кг |
Qнr, МДж/кг |
мазут (малосернистый) |
0,5 |
0,9 |
0,1 |
40,30 |
36,58 |
мазут (сернистый) |
1,9 |
0,8 |
0,1 |
39,85 |
34,64 |
мазут (высокосернистый) |
4,1 |
0,4 |
0,1 |
38,89 |
33,72 |
торф |
0,3 |
0,6 |
12,8 |
8,12 |
7,81 |
горючие сланцы |
1,6 |
0,9 |
50,5 |
11,34 |
10,95 |
уголь |
3,5 |
0,4 |
28,0 |
18,50 |
17,85 |
Таблица № 3.2
В-т № |
Вид топлива |
B, т/год |
Гун,% |
аун |
q3,% |
q4,% |
К, кг/т |
|
|
|
, % |
r,% |
1 |
мазут (м/сернистый) |
105 |
2,1 |
0,1 |
0,15 |
0,1 |
9 |
1 |
1 |
0,002 |
5 |
25 |
2 |
торф |
105 |
1,9 |
0,7 |
0,19 |
1,0 |
6 |
0,85 |
1,4 |
0,015 |
10 |
30 |
3 |
горючие сланцы |
105 |
1,6 |
5,1 |
0,36 |
0,9 |
9 |
0,85 |
1,4 |
0,020 |
15 |
14 |
4 |
мазут (сернистый) |
105 |
2,9 |
0,2 |
0,15 |
0,4 |
8 |
1 |
1 |
0,025 |
20 |
18 |
5 |
уголь |
105 |
3,0 |
1,2 |
0,29 |
0,1 |
4 |
0,85 |
1,4 |
0,030 |
5 |
17 |
6 |
мазут (м/сернистый) |
105 |
1,4 |
0,1 |
0,15 |
0,8 |
8 |
0,85 |
1 |
0,015 |
10 |
10 |
7 |
торф |
105 |
1,5 |
3,5 |
0,19 |
0,2 |
6 |
1 |
1,4 |
0,020 |
15 |
15 |
8 |
мазут (в/сернистый) |
105 |
2,4 |
0,1 |
0,15 |
0,5 |
4 |
0,85 |
1 |
0,030 |
20 |
13 |
9 |
горючие сланцы |
105 |
2,6 |
6,9 |
0,36 |
0,3 |
9 |
0,85 |
1,4 |
0,025 |
5 |
19 |
10 |
уголь |
105 |
1,1 |
5,1 |
0,29 |
0,6 |
4 |
1 |
1,4 |
0,002 |
10 |
22 |