Документ на русском языке

Приложение № 20 к приказу Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан от 18 апреля 2008 года № 100-п

Методика расчета выбросов бензапирена в атмосферу паровыми котлами электростанций

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.

1. Расчет концентрации бенз(а)пирена в уходящих газах котлов при сжигании мазута и природного газа

1.1. Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов при сжигании мазута С_м (мкг/м³ ), приведенная к избытку воздуха в газах a = 1,4, рассчитывается по формуле:

С _м = К _г ·К _д ·К _ст ·К _пл ×К _оч (1)

1.2. Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов при сжигании природного газа C_r ( мкг/м³ ). приведенная к избытку воздуха в дымовых газах a = 1,4, рассчитывается по формуле:

Сr = К _г ·К _д ·К _ст ·К _пл (2)

В формулах (1) и (2):

q_пг - теплонапряжение поверхности зоны активного горения, МВт/м² ;

q_v - теплонапряжение топочного объема, кВт/м³ (является проектной величиной, определяется из технической документации на котел);

a_т " - коэффициент избытка воздуха в дымовых газах на выходе из топки (при a_т " > 1,08 в формулах (1) и (2) принимать = 0,135);

К_г - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции;

К_д - коэффициент, учитывающий нагрузку котла;

К_ст - коэффициент, учитывающий ступенчатое сжигание топлива;

К_пл - коэффициент учитывающий подачу влаги;

К_оч - коэффициент, учитывающий увеличение выброса бенз(а)пирена при очистке конвективных поверхностей нагрева на ходу котла;

(принимается по табл.1).

q _пг = (3)

К _г = 1 + d · r (4)

К_д = (2-Д_ф /Д_н )^2,4 (5)

К _ст = 1 + b · d (6)

K _пл = еxp(- l · g) (7)

В формулах (3) - (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);

z_яр - число ярусов горелок;

h_яр - расстояние по высоте между осями соседних горелок м;

(для топок с однорядным расположением горелок единичной мощностью от 30 до 60 МВт произведение z_яр · h_яр = 3 м);

а_т - ширина топки (в свету), м (при наличии двухсветного экрана - ширина одной ячейки);

b_т - 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;

Д_ф - фактическая паропроизводительность (нагрузка) котла, кг/с;

Д_м - 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 К _оч

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 топлива

2.1. Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов за золоуловителями при факельном сжигании углей С_т (мкг/м³ ), приведенная к избытку воздуха в газах a = 1,4, рассчитывается по формуле:

С_т = × К_д · К_зу (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;

a_т ¢¢ - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки;

К_д - коэффициент, учитывающий нагрузку котла;

К_зу - коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз(а)пирена золоуловителями

K_д = (Д_ф /Д_н )^1,1 (9)

К_зу = 1 - h_зу · Z/100 (10)

В формулах (9) и (10):

Д_ф - фактическая нагрузка котла, кг/с;

Д_н - номинальная нагрузка котла, кг/ с;

h_зу - 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)пирена

3.1. Масса выброса бенз(а)пирена М_бп в граммах в секунду рассчитывается по формуле:

М_бп = В ♦ V_cr ♦ С_бп ·10⁶ (11) *

где:

В - расход топлива, кг/с (м³ /с);

С_бп - 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;

V_cr - объем сухих дымовых газов при a = 1,4, м³ /кг (м³ /м³ )

V _cr = 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.

* п римечание: По формуле (11) могут рассчитываться и валовые выбросы бенз(а)пирена, г/год.

IV. Расчет выбросов бенз(а)перина при совместном сжигании разных топлив

4.1. При совместном сжигании различных топлив концентрация 6енз(а)пирена в сухих дымовых газах, приведенная к a = 1,4, мкг/м³ , определяется по формуле:

С _бп ^см = q ₁ · (Cб _п ) ₁ + q ₂ · (C _бп ) ₂ +... (13)

где:

q ₁ , q ₂ … - доля тепловыделения в топке каждого из видов топлива:

q _i = Q · B _i /Q _r (14)

где:

Q _r - суммарное тепловыделение в топке, МВт;

В _i - расход каждого из видов топлива, кг/с (м ³ /с);

Q - низшая теплота сгорания указанных топлив, МДж/кг (МДж/м ³ )

(C _бп ) ₁ , (C _бп ) ₂ …. - концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, формируемая каждым из видов топлива определяется по формулам (1), (2), (8), мкг/м ³

4.2. Масса выброса 6енз(a)пиpенa при совместном сжигании разных топлив M _бп , г/с, определяется по формуле (11) по значениям V _cr , м ³ /кг (м ³ /м ³ ) и В, кг/с (м ³ /с)

В = В ₁ + В ₂ +... (15)

V _cr = V + (a - 1) × V - (16)

V = (17)

V = (18)

(19)