Загрязняющих веществ расчетными методами

2.1 Оксиды азота

2.1.1 Расчет выбросов оксидов азота при сжигании природного газа

Суммарное количество оксидов азота в пересчете на (в г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, определяются по формуле

, (14)

где - расчетный расход топлива, нм /с (тыс. нм /год);

при работе котла в соответствии с режимной картой с достаточной степенью точности может быть принято - фактическому расходу топлива на котел;

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/нм ;

- удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, г/МДж.

Для паровых котлов

, (15)

где - фактическая паропроизводительность котла, т/ч.

Для водогрейных котлов

, (16)

где - фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт, определяемая по формуле

, (17)

- безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки.

Для всех дутьевых горелок напорного типа (т.е. при наличии дутьевого вентилятора на котле) принимается =1,0.

Для горелок инжекционного типа принимается =1,6.

Для горелок двухступенчатого сжигания (ГДС) =0,7.

- безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения

, (18)

где - температура горячего воздуха, °С.

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота.

В общем случае значение =1,225.

При работе котла в соответствии с режимной картой =1.

Для котлов с напорными (дутьевыми) горелками или горелками ГДС при наличии результатов испытаний котла с измерением и для более точного учета избытка воздуха используется формула*

, (19)

где - концентрация кислорода в дымовых газах за котлом, %;

- относительная тепловая нагрузка котла, равная отношению

или ,

где , , и - соответственно фактические и номинальные тепловая нагрузка и паропроизводительность котла, MВт, т/ч.

______________________

* Снижение коэффициента (т.е. уменьшение выбросов ) за счет снижения концентрации кислорода ограничивается ростом концентрации сверх 0,01%. Увеличивать концентрацию кислорода для снижения не рекомендуется по причине роста потерь с уходящими газами .

Для котлов с инжекционными горелками влияние избытка воздуха учитывается коэффициентом

, (20)

где - разрежение в топке, кгс/м (мм вод. ст.)

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота.

При подаче газов рециркуляции в смеси с воздухом

, (21)

где - степень рециркуляции дымовых газов, %.

- безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру

, (22)

где - доля воздуха, подаваемого в промежуточную зону факела (в процентах от общего количества организованного воздуха);

- коэффициент пересчета;

при определении выбросов в граммах в секунду =1;

при определении выбросов в тоннах в год = .

При определении максимальных выбросов оксидов азота в граммах в секунду по формуле (14) значения входящих в формулу величин определяются при максимальной тепловой мощности котла.

При определении валовых выбросов оксидов азота за год значения входящих в формулу (14) величин определяются по средней за рассматриваемый промежуток времени нагрузке котла.

2.1.2 Расчет выбросов оксидов азота при сжигании мазута

Суммарное количество оксидов азота в пересчете на (в г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, определяется по формуле

, (23)

где - расчетный расход топлива, кг/с (т/год), определяемый по формуле

, (24)

где - фактический расход топлива на котел, кг/с (т/год);

- потери тепла от механической неполноты сгорания, %;

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

- удельный выброс оксидов азота при сжигании мазута, г/МДж.

Для паровых котлов

, (25)

где - фактическая паропроизводительность котла, т/ч.

Для водогрейных котлов

, (26)

где - фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, определяемая по формуле (17).

Приведенные зависимости от и справедливы для мазутов, поставляемых отечественными НПЗ.

- безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения; определяется по формуле (18);

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота при сжигании мазута.

В общем случае значение =1,113.

При работе котла в соответствии с режимной картой =1.

При наличии результатов испытаний котла с измерением и для более точного учета избытка воздуха используют формулу*

, (27)

где - концентрация кислорода в дымовых газах за котлом, %;

- относительная тепловая нагрузка котла, равная отношению

или ,

где , , и - соответственно фактические и номинальные тепловая нагрузка и паропроизводительность котла, МВт, т/ч.

______________________

* Снижение коэффициента (т.е. уменьшение выбросов ) за счет снижения концентрации кислорода ограничивается ростом концентрации сверх 0,01%. Увеличивать концентрацию кислорода для снижения не рекомендуется по причине роста потерь с уходящими газами .

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота.

При подаче газов рециркуляции в смеси с воздухом

, (28)

где - степень рециркуляции дымовых газов, %.

- безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру:

, (29)

где - доля воздуха, подаваемого в промежуточную зону факела (в процентах от общего количества организованного воздуха);

- коэффициент пересчета;

при определении выбросов в граммах в секунду =1;

при определении выбросов в тоннах в год = .

2.1.3 Расчет выбросов оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива

Для котлов, оборудованных топками с неподвижной, цепной решеткой, с пневмомеханическим забрасывателем и для шахтных топок с наклонной решеткой суммарное количество оксидов азота в пересчете на (в г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу c дымовыми газами, определяется по формуле

, (30)

где - расчетный расход топлива, определяемый по формуле (24), кг/с (т/год);

- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

- удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж.

Величина определяется по формуле

, (31)

где - коэффициент избытка воздуха в топке, определяемый по формуле

, (32)

где - концентрация кислорода в дымовых газах за котлом, %;

при отсутствии информации о концентрации кислорода в дымовых газах за котлом можно принимать =2,5;

- характеристика гранулометрического состава угля - остаток на сите с размером ячеек 6 мм, %;

принимается по сертификату на топливо;

- тепловое напряжение зеркала горения, МBт/м .

Величина определяется по формуле

, (33)

где - зеркало горения (определяется по паспортным данным котельной установки), м ;

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подаваемых в смеси с дутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота;

, (34)

где - степень рециркуляции дымовых газов, %;

- коэффициент пересчета;

при определении выбросов в граммах в секунду =1;

при определении выбросов в тоннах в год = .

В связи с установленными раздельными ПДК на оксид и диоксид азота и с учетом трансформации оксидов азота суммарные выбросы оксидов азота разделяются на составляющие, расчет которых проводится согласно п.1.6 данной Методики.

2.2 Оксиды серы

Суммарное количество оксидов серы , выбрасываемых атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), вычисляют по формуле

, (35)

где - расход натурального топлива за рассматриваемый период, г/с (т/год);

- содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

- доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле;

- доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц.

Ориентировочные значения при сжигании различных видов топлива составляют:

Топливо
торф	0,15
сланцы эстонские и ленинградские	0,8
сланцы других месторождений	0,5
экибастузский уголь	0,02
березовские угли Канско-Ачинского бассейна
для топок с твердым шлакоудалением	0,5
для топок с жидким шлакоудалением	0,2
другие угли Канско-Ачинского бассейна
для топок с твердым шлакоудалением	0,2
для топок с жидким шлакоудалением	0,05
угли других месторождений	0,1
мазут	0,02
газ

Доля оксидов серы (), улавливаемых в сухих золоуловителях, принимается равной нулю. В мокрых золоуловителях эта доля зависит от общей щелочности орошающей воды и от приведенной сернистости топлива .

, (36)

При характерных для эксплуатации удельных расходах воды на орошение золоуловителей 0,1-0,15 дм /нм определяется по рисунку Б1 Приложения Б.

При наличии в топливе сероводорода к значению содержания серы на рабочую массу в формуле (35) прибавляется величина

, (37)

где - содержание на рабочую массу сероводорода в топливе, %.

Примечание - При разработке нормативов предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ, ВСВ) рекомендуется применять балансово-расчетный метод, позволяющий более точно учесть выбросы диоксида серы. Это связано с тем, что сера распределена в топливе неравномерно. При определении максимальных выбросов в граммах в секунду используются максимальные значения фактически использовавшегося топлива. При определении валовых выбросов в тоннах в год используются среднегодовые значения .

2.3 Оксид углерода

Расчет количества выбросов выполняется по данным инструментальных замеров в соответствии с разделом 1 данной Методики.

При отсутствии данных инструментальных замеров оценка суммарного количества выбросов оксида углерода, г/с (т/год), может быть выполнена по соотношению

, (38)

где - расход топлива, г/с (т/год);

- выход оксида углерода при сжигании топлива, г/кг (г/нм ) или кг/т (кг/тыс. нм ). Определяется по формуле

, (39)

где - потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %;

- коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода; принимается для

- низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (МДж/нм );

- потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.

При отсутствии эксплуатационных данных значения , принимаются по таблице В1 Приложения В.

Ориентировочная оценка суммарного количества выбросов оксида углерода , (г/с, т/год), может проводиться по формуле

, (40)

где - количество оксида углерода, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива, кг/ГДж; принимается по таблице В2 Приложения В.