Методика расчета выбросов бенз(а)пирена в атмосферу паровыми котлами электростанций

Назва: 
Методика расчета выбросов бенз(а)пирена в атмосферу паровыми котлами электростанций

Download

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
И КОТЕЛЬНЫХ

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

ВЗАМЕН РТМ ВТИ 02.003-88

Периодичность проверки - 5 лет

KJIЮЧЕВЫЕ СЛОВА: бенз(а)пирен, оксиды азота, твердые частицы, выброс вредных веществ, котлы, топочная камера, топливо

ОТРАСЛЕВОЙ РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ БЕНЗ(А)ПИРЕНА В АТМОСФЕРУ ПАРОВЫМИ КОТЛАМИ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

РД 153-34.1-02.316-99

Взамен

РТМ ВТИ 2.003.88.

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.

1. 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 a = 1,4, рассчитывается по формуле:

См = 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 a = 1,4, рассчитывается по формуле:

Сr = 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);

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).

qпг =                                          (3)

Кг = 1 + d · r                                                                     (4)

Кд = (2-Дфн)2,4                                                               (5)

Кст = 1 + b · d                                                                   (6)

Kпл = 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) (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.

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 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 = (Дфн)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.

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 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 (м33)

Vcr = 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 (м33). Если в топку или горячий воздух вводится дополнительно влага, она также должна учитываться.

* примечание: 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:

Сбпсм = q1 · (Cбп)1 + q2 · (Cбп)2 + ...                                   (13)

где:

q1, q2 … - доля тепловыделения в топке каждого из видов топлива:

qi = Q · Bi/Qr                                                         (14)

где:

Qr - суммарное тепловыделение в топке, МВт;

Вi - расход каждого из видов топлива, кг/с (м3/с);

Q - 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 (1), (2), (8), мкг/м3

4.2. Масса выброса 6енз(a)пиpенa при совместном сжигании разных топлив Mбп, г/с, определяется по формуле (11) по значениям Vcr, м3/кг (м33) и В, кг/с (м3/с)

В = В1 + В2+...                                                    (15)

Vcr = V + (a - 1) × V -                                        (16)

V =                                     (17)

V =                                            (18)

                                (19)

Download