МЕТОДИКА РАСЧЕТА СО 153-34.02.316-2003
ОАО «ВТИ» Разработано Открытым акционерным обществом «Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт» (ОАО «ВТИ») Исполнитель С.Я. АНИЧКОВ (ОАО «ВТИ») Утверждено Министерством энергетики Российской Федерации приказом № 286 от 30.06.2003
Срок цервой проверки
настоящего СО - 2009 г., Ключевые слова: бенз(а)пирен, оксиды азота, твердые частицы, выброс вредных веществ, котлы, топочная камера, топливо. Содержание
Дата введения 2003-07-01 Настоящая методика устанавливает правила расчета выбросов бенз(а)пирена с дымовыми газами котлов паропроизводительностью свыше 30 т/ч при факельном сжигании жидкого, газообразного и твердого топлив, а также смеси указанных топлив. Методика дает возможность рассчитывать как удельный выброс бенз(а)пирена, так и валовый. Методика предназначена для расчета выбросов бенз(а)пирена при проведении инвентаризации выбросов, при оценке воздействия тепловых электростанций на окружающую природную среду и в научно-исследовательских целях. 1 РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗ(А)ПИРЕНА В УХОДЯЩИХ ГАЗАХ КОТЛОВ ПРИ СЖИГАНИИ МАЗУТА И ПРИРОДНОГО ГАЗА1.1 Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов при сжигании мазута см (мкг/м3), приведенная к избытку воздуха в газах a = 1,4, рассчитывается по формуле: Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов при сжигании природного газа сг (мкг/м3), приведенная к избытку воздуха в дымовых газах a = 1,4, рассчитывается по формуле: qпг- теплонапряжение поверхности зоны активного горения, МВт/м2, qv -теплонапряжение топочного объема, кВт/м3 (является проектной величиной, определяется из технической документации на котел); Кa - коэффициент, учитывающий влияние коэффициента избытка воздуха в дымовых газах на выходе из топки (принимается по таблице 1, при в формулах (1) и (2) Кa = 0,135); Таблица 1
Кr - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции, Кд - коэффициент, учитывающий нагрузку котла,
Кст - коэффициент, учитывающий ступенчатое сжигание топлива, Квл - коэффициент, учитывающий подачу влаги, Коч - коэффициент, учитывающий увеличение выброса бенз(а)пирена при очистке конвективных поверхностей нагрева на ходу котла (принимается по таблице 2). Таблица 2 - Значения Коч
- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/м3); В - расход топлива на котел, кг/с (м3/с) (при наличии в топке двухсветного экрана В принимается на одну ячейку); zяр - число ярусов горелок; hяр - расстояние по высоте между осями соседних горелок, м (для топок с однорядным расположением горелок единичной мощностью от 30 до 60 МВт произведение zяр´hяр = 3 м); ат - ширина топки (в свету), м (при наличии двухсветного экрана - ширина одной ячейки); bт - глубина топки (в свету), м; d - коэффициент, характеризующий влияние рециркуляции дымовых газов на выброс бенз(а)пирена: - при вводе в под топочной камеры d = 1; - при вводе в воздух или отдельный канал горелки d = 4; - при вводе в шлицы (сопла) напротив горелок d = 2; - при вводе в шлицы под горелками d = 2,7; r - степень (доля) рециркуляции дымовых газов. При содержании СО в уходящих газах котла менее 20 мг/м3 (при a = 1,4) и r < 0,2 принимать в формулах (1) и (2) значение Кr = 1,2. При содержании СО в уходящих газах котла более 20 мг/м3 (при a = 1,4) расчет К, проводить по формуле (4) независимо от степени рециркуляции r; Дф - фактическая паропроизводительность (нагрузка) котла, кг/с; Дн - номинальная паропроизводительность котла, кг/с; b -коэффициент, учитывающий воздействие воздуха, подаваемого во вторую ступень горения: - при отключении половины горелок верхнего яруса по топливу b = -1 (для мазута) и b = -0,2 (для газа); - для схемы, реализующей ступенчатое сжигание по «вертикали», b = 7; - для схемы, реализующей ступенчатое сжигание по «горизонтали», b = -2,7; d - доля воздуха, подаваемая во вторую ступень горения. При содержании СО в уходящих газах котла менее 20 мг/м3 (при a = 1,4) для схемы, реализующей ступенчатое сжигание по «вертикали» и d < 0,25 принимать в формулах (1) и (2) значение Кст = 1,25. Во всех остальных случаях рассчитывается по формуле (6). При совместном применении рециркуляции дымовых газов (r < 0,2), ступенчатого сжигания по «вертикали» (d < 0,25) и содержании СО в уходящих газах котла менее 20 мг/м3 (при a = 1,4) принимать в формулах (1) и (2) Кr × Кст = 1,25; λ - коэффициент, учитывающий воздействие влаги при вводе ее: - в пристенную зону топки и при зональном впрыске λ = 15; - в дутьевой воздух λ = 2; g - водотопливное отношение при подаче влаги в зону горения. 2 РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ БЕЮ(А)ПИРЕНА ПРИ СЖИГАНИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВАКонцентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов за золоуловителями при факельном сжигании углей ст (мкг/м3), приведенная к избытку воздуха в газах a = 1,4, рассчитывается по формуле: где А - коэффициент, характеризующий конструкцию нижней части топки. - при жидком шлакоудалении A = 0,378, - при твердом шлакоудалении А = 0,521; Qr - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки; Кд - коэффициент, учитывающий нагрузку котла, Кзу - коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз(а)-пирена золоуловителями, Дф - фактическая нагрузка котла, кг/с; Дн - номинальная нагрузка котла, кг/с; hзу - КПД золоуловителя (по золе), %; Z - коэффициент, учитывающий снижение улавливающей способности бенз(а)пирена золоуловителями: - для сухих аппаратов Z = 0,7; - для мокрых аппаратов Z = 0,8. 3 РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ БЕНЗ(А)ПИРЕНА3.1 Масса выброса бенз(а)пирена МБП (г/с) рассчитывается по формуле: где B - расход топлива, кг/с (м3/с); Vcг - объем сухих дымовых газов при a = 1,4, м3/кг (м3/м3); сБП - концентрация бенз(а)пирена в сухом дымовом газе (мкг/м3), приведенная к a = 1,4, определяется по формулам (1), (2), (8) в зависимости от вида сжигаемого топлива. 3.2 При совместном сжигании различных топлив концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах (мкг/м3), приведенная к a =1,4, определяется по формуле:
где q1 q2 … qi - доля тепловыделения в топке каждого из видов топлив,
-низшая теплота сгорания указанных топлив, МДж/кг (МДж/м3); Вi - расход каждого из видов топлива, кг/с (м3/с); Qr - суммарное тепловыделение в топке, МВт; (сБП)1, (сБП)2, ... (сБП)i- концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, формируемая каждым из видов топлив, определяется по формулам (1), (2), (8), мкг/м3. Тогда
где -соответственно, объем дымовых газов, воздуха и водяных паров при стехиометрическом сжигании 1 кг (м3) топлив, м3/кг (м3/м3). Если в топку или горячий воздух вводится дополнительно влага, она также должна учитываться. При совместном сжигании различных топлив масса выброса бенз(а)пирена МБП (г/с) рассчитывается по формуле: Примечание - По формулам (11)* и (15)* могут рассчитываться и валовые выбросы бенз(а)пирена, т/год. |