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

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.

1.1. 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:

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 Cr ( 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):

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).

q пг  =    (3)

К г  = 1 + d · r (4)

Кд = (2-Дф /Дн )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);

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.

Значения К оч 

	

		

			
Период между очистками, ч
			
При дробевой очистке конвективных поверхностей нагрева
			
При обдувках регенеративных воздухоподогревателей
		
		

			
12-24
			
1,2
			
1,1
		
		

			
40-48
			
1,5
			
1,25
		
		

			
72
			
2,0
			
1,5
		
	

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.

2.1. 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)

В формулах (9) и (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.

3.1. 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 )

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.

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)