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 комитетаВ.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.