УТВЕРЖДЕНИЮ
Управлением нормирования и надзора за выбросами в природную среду
Госкомгидромета
И.о. начальника
Управления В.П. Антонов
Старший эксперт
С.Т. Евдокимова
УТВЕРЖДЕНЫ Государственным
комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды 5 августа 1985
г.
Заместитель
Председателя
Государственного
комитета В.Г. Соколовский
Методика
предназначена для расчета выбросов вредных веществ с газообразными продуктами
сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках действующих
промышленных и коммунальных котлоагрегатов и бытовых теплогенераторов
(малометражные отопительные котлы, отопительно-варочные аппараты, печи).
ηз - доля твердых
частиц, улавливаемых в золоуловителях;
;
aун - доля золы
топлива в уносе, %;
Гун - содержание
горючих в уносе, %.
Значения Ar, Гун,
aун, ηз принимаются по
фактическим средним показателям; при отсутствии этих данных Ar определяется по
характеристикам сжигаемого топлива (см. приложение 1), ηз - по
техническим данным применяемых золоуловителей, а f - по табл. 1.
где
B - расход,
т/год, т/ч, г/с (твердого и жидкого топлива); тыс. м3/год, тыс. м3/ч,
л/с (газообразного топлива);
Sr - содержание
серы в топливе на рабочую массу, %, (для газообразного топлива в кг/100 м3);
- доля окислов
серы, связываемых летучей золой топлива, принимается при сжигании сланцев
эстонских и ленинградских равной 0,8; остальных сланцев - 0,5; для углей
Канско-Ачинского бассейна - 0,2 (для березовских - 0,5); для торфа - 0,15;
экибастузских углей - 0,02; прочих углей - 0,1; мазута - 0,02; газа - 0,0;
- доля окислов
серы, улавливаемых в золоуловителе, принимается равной нулю для сухих
золоуловителей, для мокрых - в зависимости от щелочности орошающей воды.
При наличии в
топливе сероводорода расчет выбросов дополнительного количества окислов серы в
пересчете на SO2 ведется по
формуле
CCO - выход окиси
углерода при сжигании топлива, в кг на тонну или на тыс. м3 топлива.
Рассчитывается по формуле
; (5)
q3 - потери тепла
вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;
R - коэффициент,
учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива,
обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания окиси углерода,
принимается для твердого топлива - 1,0; газа - 0,5; мазута - 0,65;
- параметр,
характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж;
b - коэффициент,
учитывающий степень снижения выбросов окислов азота в результате применения
технических решений.
Значение определяется по графикам (рис. 1 и 2) для
различных видов топлива в зависимости от номинальной нагрузки котлоагрегатов.
При нагрузке котла, отличающейся от номинальной, следует умножить на или на ,
где
Qн, Qф -
соответственно номинальная и фактическая теплопроизводительность, кВт, Гкал;
Dн, Dф -
соответственно номинальная и фактическая паропроизводительность, т/ч.
Если имеются
данные по содержанию окислов азота в дымовых газах (%), то выброс (кг/год)
вычисляется по формуле
, (8)
где
-
известное содержание окислов азота в дымовых газах, об. %.
Значения (мг/м3)
для маломощных котлов приведены в табл. 3.
V - объем
продуктов сгорания топлива при ayx, м3/кг;
; значения для некоторых
топлив даны в приложении 1. Для газообразного топлива определяется
по данным Приложения 2.
B - расход
топлива, т/год, тыс. м3 /год.
Для расчета
содержания окислов азота при сжигании мазута и газа на стадии проектных
разработок рекомендуется следующий метод.
Необходимыми
исходными данными для расчета содержания окислов азота являются:
Bг - расход
топлива на горелку, кг/с для мазута, м3/с для газа. Если расход на
горелку известен в т/ч или в 1000 м3/ч, то эта величина делится на
3,6;
Рис. 2. Зависимость от
паропроизводительности котлоагрегата для различных топлив
Расчет
содержания окислов азота в дымовых газах проводится в следующем порядке:
1. На диаграмме
рис. 3
на шкале, обозначенной как dг (диаметр
горелки), берется точка, соответствующая диаметру амбразуры горелки (м), и из
неё проводится вертикальная линия (на рис. 3 она показана стрелкой 1).
2. После этого
на шкале, обозначенной Bг (расход газа или
мазута на горелку), берется точка, соответствующая расходу топлива на горелку в
кг/с для мазута или в м3/с для газа, и проводится кривая,
параллельная нарисованным, до пересечения с прямой 1 (на рис. 3 эта
кривая показана стрелкой 2).
3. Из точки
пересечения первой и второй линий проводится горизонтальная прямая (на рис. 3 она
показана стрелкой 3) до пересечения с той кривой, которая соответствует
имеющимся условиям. Возможны варианты сжигания газа в смеси с холодным
воздухом, сжигание газа при наличии подогрева воздуха, сжигание мазута с
холодным воздухом и сжигание мазута с подогретым воздухом. (На рис. 3 стрелка
3 проведена до прямой, отвечающей сжиганию газа с холодным воздухом.) Из точки
пересечения прямой 3 с кривой опускается вертикаль, до шкалы NO (концентрация
окислов азота в об. % при aг = 1). На рис. 3 -
прямая 4.
В случае, если
коэффициент избытка воздуха в горелках aг ≠ 1, то проводится пересчет
полученной концентрации окислов азота по формуле
, (9)
где - концентрация
окислов азота при aг ≠ 1, об.
%;
- концентрация
окислов азота при aг = 1, об. %;
Ka - поправочный
коэффициент, определяемый по графику рис. 4.
Значения могут быть
пересчитаны в единицы г/м3 продуктов сгорания топлива и в кг/ГДж по
формулам
г/м3, (10)
кг/ГДж, (11)
где
V - объем
продуктов сгорания единицы топлива при имеющихся условиях aг, м3/кг.
Рассмотрим
пример расчета концентрации окислов азота в дымовых газах котла ДКВР-10-13,
работающего на природном газе.
Исходные данные:
топливо - природный газ. Расход топлива на горелку Bг = 0,17 м3/с.
Объем продуктов сгорания при aг = 1, Vг = 10,73 м3/м3.
Рис. 3.
Диаграмма для определения концентрации окислов азота в продуктах сгорания
жидкого и газообразного топлива
Диаметр горелки dг = 0,42 м.
Коэффициент избытка воздуха в горелке aг = 1,05. Подогрева воздуха нет. Ход определения
концентрации окислов азота в продуктах сгорания газа показан на рис. 3 именно
для этого случая. = 0,0085 об. %. По рис. 4
определяем соответствующий aг = 1,05
коэффициент Ka = 1,07.
Рис. 4.
Поправочный коэффициент Ka
Соответствующая
концентрация окислов азота будет равна
г/м3.
Учитывая, что на
котле установлены 2 горелки, получаем количество дымовых газов
м3/ч.
Общий выброс
окислов азота составит
кг/ч.
Таблица 1
Значения
коэффициентов f и KCO в зависимости
от типа топки и вида топлива
Топки с пневмомеханическим
забрасывателем и цепной решеткой прямого хода
Угли типа кузнецких
1,3-1,4
0,5-1
5,5/3
Угли
типа донецкого
1,3-1,4
0,5-1
6/3,5
Бурые
угли
1,3-1,4
0,5-1
5,5/4
Топки с пневмомеханическими
забрасывателями и цепной решеткой обратного хода
Каменные угли
1,3-1,4
0,5-1
5,5/3
Бурые
угли
1,3-1,4
0,5-1
6,5/4,5
Топки
с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой
Донецкий
антрацит
1,6-1,7
0,5-1
13,5/10
Бурые
угли типа подмосковных
1,4-1,5
0,5-1
9/7,5
бородинских
1,4-1,5
0,5-1
6/3
Угли
типа кузнецких
1,4-1,5
0,5-1
5,5/3
Шахтные
топки с наклонной решеткой
Дрова,
дробленые отходы, опилки, торф кусковой
1,4
2
2
Топки
скоростного горения
Дрова,
щепа, опилки
1,3
1
4/2
Слоевые топки котлов
паропроизводительностью более 2 т/ч
Эстонские сланцы
1,4
3
3
Камерные
топки с твердым шлакоудалением
Каменные
угли
1,2
0,5
5/3
Бурые
угли
1,2
0,5
3/1,5
Фрезерный
торф
1,2
0,5
3/1,5
Камерные
топки
Мазут
1,1
0,5
0,5
Газ
(природный, попутный)
1,1
0,5
0,5
Доменный
газ
1,1
1,5
0,5
Примечание: aт - коэффициент избытка воздуха;
меньшие значения - для парогенераторов D > 10 т/ч.
q4 - большие значения - при
отсутствии средств уменьшения уноса; меньшие - при остром дутье и наличии
возврата уноса, а также для котлов производительностью 25, 35 т/ч.
Таблица 3
Образование
токсичных веществ в процессе выгорания топлив в отопительных котлах мощностью
до 85 кВт
* По данным ЗапСибНИИ. См. также:
Энергетическое топливо СССР (ископаемые угли, горючие сланцы, торф, мазут,
горючий природный газ). Справочник. М.: Энергия, 1979.