НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ БЕНЗ(А)ПИРЕНА РД 153-34.1-02.316-99 PAЗРАБОТАН Всероссийским дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом (ВТИ) РАЗРАБОТЧИКИ С.И. Аничков, А.Ф. Гаврилов, О.В. Морозов УТВЕРЖДЕН Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС России" 14.05.99 г. Первый заместитель начальника Департамента стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС России" А.И. Берсенев СОГЛАСОВАН Государственным комитетом Российской Федерации по охране окружающей среды (письмо № 05-19/35-42 от 29.03.99) Заместитель Председателя Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды А.А. Соловьянов ВЗАМЕН РТМ ВТИ 02.003-88 Периодичность проверки - 5 лет KJIЮЧЕВЫЕ СЛОВА: бенз(а)пирен, оксиды азота, твердые частицы, выброс вредных веществ, котлы, топочная камера, топливо ОТРАСЛЕВОЙ РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
Дата введения с 01.06.99 г. Настоящая методика устанавливает правила расчета выбросов бенз(а)пирена с дымовыми газами паровых котлов тепловых электростанций 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 валовой. 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. I. Рacчет концентрации бенз(а)пирена в уходящих газаx 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 газаx a = 1,4, рассчитывается по формуле: См = Кг·Кд·Кст·Кпл×Коч (1) 1.2. Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов при сжигании природного газа Cr (мкг/м3), приведенная к избытку воздуха в дымовых газах a = 1,4, рассчитывается по формуле: Сr = Кг·Кд·Кст·Кпл (2) qпг - теплонапряжение поверхности зоны активного горения, МВт/м2; qv - теплонапряжение топочного объема, кВт/м3 (является проектной величиной, определяется из технической документации на котел); aт" - коэффициент избытка воздуха в дымовых газах на выходе из топки (при aт" > 1,08 в формулах (1) и (2) принимать = 0,135); Кг - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции; Кд - коэффициент, учитывающий нагрузку котла; Кст - коэффициент, учитывающий ступенчатое сжигание топлива; Кпл - коэффициент учитывающий подачу влаги; Коч - коэффициент, учитывающий увеличение выброса бенз(а)пирена при очистке конвективных поверхностей нагрева на ходу котла; (принимается по табл. 1). Кг = 1 + d · r (4) Кд = (2-Дф/Дн)2,4 (5) Кст = 1 + b · d (6) Kпл = еxp(- l · g) (7) Q - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/м3); В - расход топлива на котел, кг/с (м3/с) (при наличии в точке 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; r - степень (доля) рециркуляции дымовых газов; 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; Дф - фактическая паропроизводительность (нагрузка) котла, кг/с; Дм - 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; g - водо-топливное отношение при подаче влаги в зону горения; l - коэффициент, учитывающий воздействие влаги при вводе ее: и пристенную зону топки II зональном впрыске l = 15; и дутьевой воздух l = 2. Таблица 1 Значения Коч
Погрешность расчетного определения концентрации бенз(а)пирена в дымовых газах по формулам (1) и (2) составляет » 20 %; большая точность обеспечивается при температуре дутьевого (горячего) воздуха 280 - 350 °С. II. Расчет концентрации бенз(а)пирена при сжигании твердого топлива2.1. Концентрация 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: Ст = × Кд · Кзу (8) где: А - коэффициент, характеризующий конструкцию нижней части топки: · при жидком шлакоудалении А = 0,378; · при твердом шлакоудалении А = 0,521; Q - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; aт¢¢ - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки; Кд - коэффициент, учитывающий нагрузку котла; Кзу - коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз(а)пирена золоуловителями Kд = (Дф/Дн)1,1 (9) Кзу = 1 - hзу · Z/100 (10) 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. III. Расчет выбросов бенз(а)пирена3.1. Масса выброса бенз(а)пирена Мбп в граммах в секунду рассчитывается по формуле: Мбп = В Vcr Сбп·106 (11) * где: В - расход топлива, кг/с (м3/с); Сбп - концентрация бенз(а)пирена в сухом дымовом газе, приведенная к a = 1,4, мкг/м3, определяется но формулам (1), (2), (8) в зависимости от вида сжигаемого топлива; Vcr - объем сухих дымовых газов при a = 1,4, м3/кг (м3/м3) Vcr = V + 0,984(a - 1) · V - (12) где: V, V, - соответственно объем дымовых газов, воздуха и водяных паров при стехиометрическом сжигании одного кг (м3) топлив в м3/кг (м3/м3). Если в топку или горячий воздух вводится дополнительно влага, она также должна учитываться. * примечание: По формуле (11) могут рассчитываться и валовые выбросы бенз(а)пирена, г/год. IV. Расчет выбросов бенз(а)пирена при совместном сжигании разных топлив4.1. При совместном сжигании различных топлив концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, приведенная к a = 1,4, мкг/м3, определяется по формуле: Сбпсм = q1 · (Cбп)1 + q2 · (Cбп)2 + ... (13) где: q1, q2 … - доля тепловыделения в топке каждого из видов топлива: qi = Q · Bi/Qr (14) где: Qr - суммарное тепловыделение в топке, МВт; Вi - расход каждого из видов топлива, кг/с (м3/с); Q - низшая теплота сгорания указанных топлив, МДж/кг (МДж/м3) (Cбп)1, (Cбп)2 …. - концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, формируемая каждым из видов топлива определяется по формулам (1), (2), (8), мкг/м3. 4.2. Масса выброса бенз(a)пиренa при совместном сжигании разных топлив Mбп, г/с, определяется по формуле (11) по значениям Vcr, м3/кг (м3/м3) и В, кг/с (м3/с) В = В1 + В2+... (15) Vcr = V + (a - 1) × V - (16) V = (17) V = (18) (19) |