РД 153-34.1-02.316-99
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
Методика расчета выбросов бенз(а)пирена
в атмосферу паровыми котлами
электростанций
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
Периодичность проверки - 5 лет
KJIЮЧЕВЫЕ СЛОВА: бенз(а)пирен, оксиды азота, твердые частицы, выброс вредных веществ, котлы, топочная камера, топливо
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ БЕНЗ(А)ПИРЕНА В АТМОСФЕРУ ПАРОВЫМИ КОТЛАМИ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ РД 153-34.1-02.316-99
Взамен
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 газа
1.1. Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов при сжигании мазута См (мкг/м3), приведенная к избытку воздуха в газаx ( = 1,4, рассчитывается по формуле:
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 ( = 1,4, рассчитывается по формуле:
Кг·Кд·Кст·Кпл (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);
= 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).
(3)
Кг = 1 + d · r (4)
Кд = (2-Дф/Дн)2,4 (5)
Кст = 1 + b · ( (6)
Kпл = еxp(- ( · g) (7)
В формулах (3) - (7):
- 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;
Š
Œ
î
H*
H*
j¢
+, реализующей ступенчатое сжигание по "горизонтали", b = 2,7;
( - доля воздуха, подаваемая во вторую ступень горения;
g - водо-топливное отношение при подаче влаги в зону горения;
( - коэффициент, учитывающий воздействие влаги при вводе ее:
и пристенную зону топки II зональном впрыске ( = 15;
и дутьевой воздух ( = 2.
Таблица 1
Значения Коч
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.
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 Ст (мкг/м3), приведенная к избытку воздуха в газах ( = 1,4, рассчитывается по формуле:
( Кд · Кзу (8)
где:
А - коэффициент, характеризующий конструкцию нижней части топки:
( при жидком шлакоудалении А = 0,378;
( при твердом шлакоудалении А = 0,521;
- низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;
(т(( - 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 - (зу · Z/100 (10)
В формулах (9) и ( HYPERLINK "" \l "PO0000015" \o "Формула 10" 10 ):
Дф - фактическая нагрузка котла, кг/с;
Дн - номинальная нагрузка котла, кг/с;
(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 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 ( = 1,4, мкг/м3, определяется но формулам ( HYPERLINK "" \l "PO0000003" \o "Формула 1" 1 ), ( HYPERLINK "" \l "PO0000005" \o "Формула 2" 2 ), ( HYPERLINK "" \l "PO0000013" \o "Формула 8" 8 ) в зависимости от вида сжигаемого топлива;
Vcr - объем сухих дымовых газов при ( = 1,4, м3/кг (м3/м3)
(12)
где:
- 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 ( HYPERLINK "" \l "PO0000018" \o "Формула 11" 11 ) могут рассчитываться и валовые выбросы бенз(а)пирена, г/год.
IV. Расчет выбросов бенз(а)пирена при совместном сжигании разных топлив
4.1. При совместном сжигании различных топлив концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах, приведенная к ( = 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:
· Bi/Qr (14)
где:
Qr - суммарное тепловыделение в топке, МВт;
Вi - расход каждого из видов топлива, кг/с (м3/с);
- 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 ( HYPERLINK "" \l "PO0000003" \o "Формула 1" 1 ), ( HYPERLINK "" \l "PO0000005" \o "Формула 2" 2 ), ( HYPERLINK "" \l "PO0000013" \o "Формула 8" 8 ), мкг/м3.
4.2. Масса выброса бенз(a)пиренa при совместном сжигании разных топлив Mбп, г/с, определяется по формуле ( HYPERLINK "" \l "PO0000018" \o "Формула 11" 11 ) по значениям Vcr, м3/кг (м3/м3) и В, кг/с (м3/с)
В = В1 + В2+... (15)
(16)
(17)
(18)
(19)