Методика расчета нормативов выбросов вредных веществ от стационарных дизельных установок

Назва: 
Методика расчета нормативов выбросов вредных веществ от стационарных дизельных установок

Download

Приложение  № 14 к 

 приказу  Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан

от  «18» 04 2008г. №100 -п

Методика расчета нормативов выбросов вредных веществ от стационарных дизельных установок

1.Общие сведения.

1. Настоящая методика предназначена для определения подлежащих нормированию  и контролю выбросов окислов азота NOх (как сум­мы NО и NO2 в приведении к NO2), окиси углерода (СО) и не нор­мируемых (сернистого ангидрида SO2, акролеина C3H4O, фор­мальдегида СН2О, углеводородов  , сажи С) вредных компонентов отработавших газов стационарных дизельных установок.

2. Данная методика рекомендуется к применению при расчете нормативов выбросов промышленных и энергетических стационар­ных дизельных установок, как имеющих свободный выброс газов в атмосферу, так и оборудованных средствами газоочистки, укомплек­тованных и отрегулированных по ТУ завода-изготовителя, находящи­хся в исправном техническом состоянии и работающих в соответствии с назначением.

3. Термины и определения.

Стационарная дизельная установка - установка для выработки электрической, гидравлической, тепловой или иного вида энергии, отдаваемой стороннему потребителю, в качестве первичного источ­ника в которой используется дизель, работающий по нагрузочной характеристике.

Нагрузочная характеристика - режим работы дизеля при посто­янной частоте вращения (поддерживаемой с точностью, обеспечивае­мой автоматическим регулятором) и нагрузкой, изменяющейся в пре­делах от минимальной до максимальной, допускаемой ТУ на дизель.


Выброс вредного (загрязняющего) вещества на 1 кг топлива (е), г/кг -масса в граммах вредного (загрязняющего) вещества, вы­деленная в атмосферу с отработавшими  газами при сгорании в ди­зельной установке 1 кг топлива.

Скорость выделения вредного (загрязняющего) вещества Е, г/сек - масса в граммах вредного(загрязняющего) вещества, выделенная в атмосферу с отработавшими газами в течение 1 сек эксплуатации дизельной установки на отдельно оговоренном режиме.

Эксплуатационный цикл работы дизельной установки - совокуп­ность условных режимов работы, характеризующихся одинаковой с ре­альной эксплуатацией средней нагрузкой и типичным составом нагру­зочных режимов.

Or- отработавшие газы дизеля (дизельной установки);

I - индекс обозначения отдельного вредного компонента ОГ;

J - индекс обозначения отдельного режима работы дизеля (дизельной установки);

Э - индекс, обозначающий значения параметров, относящиеся к эксплуатационному циклу.

Значения выбросов на 1 кг топлива:

 - на дискретном режиме работы дизеля (дизельной установки);

еэ- среднее для эксплуатационного цикла (среднеэксплуатационное);

Значения скоростей выброса, г/сек:

Емр - максимальная для данной установки на дискретном режи­ме ре боты (максимально разовая);

Еэ - средняя для эксплуатационного цикла (среднеэксплуатационная);

Егод- средняя за год (среднегодовая), либо за иной учетный период времени.

Значения расхода топлива дизельной установкой, кг/час:

 - на дискретном режиме работы;

G - средний за эксплуатационный цикл;

G- количество топлива, израсходованное дизельной установ­кой за год эксплуатации, кг/год;

00- количество вредного (загрязняющего) вещества, выброшен­ное дизельной установкой за год эксплуатации, кг/год;

ВВ - вредное (загрязняющее) вещество;


2.   Расчет нормативов выбросов.

4. Выбросы отдельных вредных (загрязняющих) веществ определяются раздельно,  и не суммируется между собой.

Расчет параметров выбросов производится по формулам:

 выброс вредного (загрязняющего) вещества за год

                                                                  кг/год

где 3,1536 * 10 - коэффициент размерности, полученный как  частное  от деления числа секунд   в год на число г в кг.

Среднегодовая скорость выделения ВВ:

                  , г/сек

где 1,141 20 - коэффициент размерности, равный обратной вет­чине числа часов в году.

Среднеэксплуатационная скорость выделения ВВ:

              , г/сек

где 2,778 1 * 10-4 - коэффициент размерности, равный обратной вели­чине числа секунд в часу.

Максимальная скорость выделения ВВ:

                            , г/сек

5. Значения выбросов на 1 кг топлива и расхода топлива для диск­ретного режима работы дизельной установки и среднеэксплуатационные их значения берутся из технико-экологической характеристики дизельной установки, имеющейся в сопровождающей ее технической документации (ТУ на изготовление дизеля либо установки, техничес­кий паспорт дизеля либо установки, представленные заводом-изго­товителем, протоколы периодических испытаний дизеля), а при их отсутствии - отделяет­ся по методу, приведенному в Приложении 1.

Значение расхода топлива за год эксплуатации берется по от­четным данным об эксплуатации установки.


Результаты расчета оформляются в виде таблицы по Приложению  2.


Приложение 1.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ СТАЦИОНАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

1. Определение выброса вредных веществ на 1 кг топлива на дискретном режиме работы дизельной установки

Выброс вредного вещества "j" на любом уста­новившемся дискретном режиме «j»   работы дизельной установки определяется по формуле:

, г/кг топл.      (1)

где   μi- молекулярная масса компонента;

Cis - концентрация определяемого компонента в сухих отходящих газах в %.

 Cairj  - воздуха двигателем, кг/сек;

Кн - коэффициент обезвреживания ОГ.

Значения молекулярной массы для отдельных компонентов берут­ся до табл. 1.

Таблица 1.

Компонент

Молекулярная μ масса

1. Нормируемые компоненты по ГОСТ 24585-81

Окислы азота NOx (NO2)

46

Окись углерода СО

28

2. Ненормируемые компоненты

Окись азота NO

30

Двуокись азота NO2

46

Сернистый ангидрид SO2

64

Углеводороды по эквиваленту

13,85

Акролеин  

56

Формальдегид

30

Сажа С

12

Условная объемная концентрация сажи для расчётов по формуле (1) определяется с помощью номограммы на рис. 1.

Значение коэффициента обезвреживания, равного отношению массы выбрасываемого компонента после обезвреживающего устройства к его массе до обезвреживающего устройства берется из технического паспорта обезвреживающего устройства.

Для установок, не оборудованных обезвреживающими устройствами, либо снабженных только устройствами для разбавления отходящих газов воздухом значение коэффициента обезвреживания принимается равным 1.

В случае, если дизельная установка имеет встроенное обезвреживающего  устройство, а также при непосредственном определении выбросов у дизельной установки, оборудованной обезвреживающими  устрой­ствами, выброс вредного (загрязняющего) вещества определяется по формуле:        

, г/кг        (2)

где Cjs   - концентрация  компонента, измеренная после обезвреживающего и разбавляющего устройстве, кг/сек

Cairj  -  расход воздуха с учётом разбавления отходящих газов

где   Cairдоб -  расход добавочного воздуха в разбавляющем уст­ройстве, кг/сек.

Если известны значения удельных выбросов полученные при испытаниях, то  можно определить по формуле:

                , г/кг топл                                                     (3)

       где  bj- удельный расход топлива дизеля на режиме «j»  , г/(кВт.ч).

При определении максимальной скорости выделения вредного ве­щества на каждом режиме нагрузочной характеристики вычисляется произведение   и выбирается режим, на котором это про­изведение имеет максимальное значение.

Следует учесть, что для разных вредных компонентов, отходящих газов режимы, соответствующие максимальным значениям произведения  могут быть разными, поэтому их определяют для каждого компонента раздельно.

2. Среднеэксплуатационное значение выброса на 1 кг топлива.

Среднеэксплуатационное значение выброса вредного (загрязняю­щего) вещества на 1 кг топлива для  стационарной дизельной уста­новки определяется  по формуле

где    WJ    - весовой коэффициент режима.

Если цикл состоит только из рабочих режимов (без холостого
хода) для каждого из которых известно значение удельных выбро­сов ,  то:        

, г/кг топл        (4)

где Рj, bj     - относительная мощность и относительный удель­ный расход топлива на режиме j

Рном * bном – то же на режиме  мощности

 ;                          

При пользовании формулой (4) необходимо учесть, что удель­ные расходы топлива  b, мощность Р и удельный выброс  должны быть согласованы по объекту, т.е. должны быть взяты либо для дизеля, либо для дизельной установки, использование смешан­ных данных не допускается.

3. Режимы эксплуатационного рабочего цикла и их весовые коэффициенты.

При определении выбросов эксплуатационный рабочий цикл ди­зельной установки в общем случае имеет вид по табл. 2.

Общее количество и состав режимов принимаются произвольно в  соответствии со спецификой эксплуатации установки.

Таблица 2

Общий  вид эксплуатационного цикла

№№ режима

Относительная мощность в долях единицы Р.

Относительная частота вращения в долях единицы nj

Весовой коэффициент режима wj

1

2

3

N

n1

n2

n3

nN

w1

w2

w3

wN

При отсутствии других соображений, для расчётов рекомендует­ся использовать четырехступенчатый эксплуатационный цикл, приня­тый специалистами СЗЗ для апробации нормирования выбро­сов промышленных дизелей  (табл. 3).

Таблица  3

Рекомендуемый эксплуатационный цикл для стационарных ди­зельных установок

№№ режима

Относительная мощность Р.

Относительная частота вращения nj

Весовой коэффициент wj

1

2

3

4

1,00

0,75

0,50

0,25

1,00

1,00*

1,00*

1,00*

0,30

0,30

0,30

0,10

Примечание: ( *) - отклонение частоты вращения от номинальной в пределах регулярной характеристики.

При пользований формулой (4) значение суммы в знаменате­ле по обобщенным данным характеристик дизелей для цикла по табл. 3 можно принять:

4.   Оценочные величины среднецикловых выбросов.

При отсутствии точных данных для расчёта выбросов рекоменду­ется использовать оценочные значения среднецикловых выбросов на I кг топлива по табл. 4

Таблица 4.

Оценочные значения среднецикловых выбросов на 1 кг топлива для стационарных дизельных установок

Компонент ОГ

Оценочные значения среднециклового выброса , г/кг топлива

1. Нормируемые компоненты по ГОСТ 24585-81

Окислы азота NOx (NO2)

90

Окись углерода СО

25

2. Ненормируемые компоненты

Окись азота NO

39

Двуокись азота NO2

30

Сернистый ангидрид SO2

10

Углеводороды по эквиваленту

12

Акролеин  

1,2

Формальдегид

1,2

Сажа С

5

5. Порядок использования методики.

Значения выбросов нормируемых компонентов в табл. 4 опре­делены исходя из предположения, что на каждом дискретном режиме они равны предельно  допустимым.  Действительные  их значения практически всегда будут ниже приведенных в табл. 4, причем разность может составлять от 5-10% до 2-3 раз и более. Поэтому оценки параметров выбросов по данным табл.4 как правило будут завышены и фактическая экологическая ситуация в действительности будет более благоприятной.

Данными табл.4 целесообразно пользоваться в тех случаях, когда установленные мощности дизельных установок малы, а также, если по местным условиям установки не приводят к существенному ухудшению  состояния воздушного бассейна (имеется запас по ПДК).

В случае отсутствия запаса по ПДК или их превышения, выбросы нормируемых вредных компонентов должны быть определены по данным непосредственных измерений либо на основе данных заводских испытаний (имеющихся в технической документации, сопровождающей уста­новку) с использованием формул (1) либо (2).

При отсутствии специальной необходимости определение выбросов целесообразно ограничить нормируемыми компонентами (NOх и СО), сажей и окислами серы.

При использовании на установках мокрых газоочистных устройств (скрубберов, барботеров, оросителей и т.п.) выброс сажи должен определяться на основе прямых измерений сажесодержания газов.


Приложение 2

Результаты расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ стационарной дизельной установки с годовым расходом топлива……….. кг/год

Наименование вредного компонента ОГ

Среднеэксплуатационный выброс ВВ на 1 кг топлива , г/кг тонн

Максимальная скорость выделения ВВ Емр, г/с

Среднеэксплуатационная скорость выделения ВВ Еэ, г/с

Среднегодовая скорость выделения ВВ Егод, г/с

Годовой выброс ВВ GВВгод, кг/год

1. Нормируемые компоненты по ГОСТ 24585-81

Окислы азота NOx (NO2)

         

Окись углерода СО

         

2. Ненормируемые компоненты

Окись азота NO

         

Двуокись азота NO2

         

Сернистый ангидрид SO2

         

Углеводороды по эквиваленту

         

Альдегиды RCНO(по акролеину)

         

Сажа С

         

Download