Расчет выброса загрязняющих веществ при сжигании
топлива в котлах производительностью до 30 т/ч.
Программа
реализует ’Методику определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при
сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или
менее 20 Гкал в час’, Москва, 1999. Утверждена Госкомэкологии
России 09.07.1999 г.
Программа
учитывает методическое письмо НИИ Атмосфера № 335/33-07 от 17.05.2000 "О
проведении расчетов выбросов вредных веществ в атмосферу по ’Методике
определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в
котлах производительностью до 30 тонн пара в час или менее 20 ГКал в час’"
Программа
учитывает методическое письмо НИИ Атмосфера № 838/33-07 от 11.09.2001
’Изменения к методическому письму НИИ Атмосфера № 335/33-07 от 17.05.2000’.
Программа
учитывает ’Методическое пособие по расчёту, нормированию и контролю выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух’, Санкт-Петербург
2002г.
Утверждена
Госкомэкологии России 09.07.1999 г.
(c) ИНТЕГРАЛ 1996-2003 ’Котельные’ (Версия 3.3).
Организация:
ООО "ТЭРМ"
Название
источника: Пример
расчета
Площадка:
0
Цех: 0
Источник: 1
Вариант: 0
Источник
выделения: Котел
№ 1
Выброс
источника:
Код |
Наименование
выброса |
Максимально-разовый
выброс [г/с] |
Валовой
выброс [т/год] |
0301 |
Азот
(IV) оксид (Азота диоксид) |
1.7319846 |
1.731985 |
0304 |
Азот
(II) оксид (Азота оксид) |
0.2814475 |
0.281448 |
0328 |
Углерод
черный (Сажа) |
0.7972289 |
0.797229 |
0330 |
Cера диоксид |
47.9431680 |
47.943168 |
0337 |
Углерод
оксид |
5.6392671 |
5.639267 |
0703 |
Бенз/а/пирен
(3, 4-Бензпирен) |
0.00000397203 |
0.00000396885 |
2904 |
Мазутная
зола электростанций |
53.4195285 |
53.376827 |
Исходные
данные.
Наименование
топлива: Мазут высокосернистый
Тип
топлива: Мазут
Характер
топлива: Мазут, нефть, диз. топл.
Фактический
расход топлива (B, B’).
В
= 1120[т/год]
В’
= 1120[г/с]
Котел
паровой. Фактическая паропроизводительность котла D =
10[т/ч]
Расчетные
формулы:
1. Расчет
выбросов оксидов азота при сжигании мазута.
Расчетный
расход топлива (Bр, Bр’).
Потери
тепла от механической неполноты сгорания q4 = 0.1[%]
Вр = В*(1-q4/100) = 1118.88[т/год]
Вр’ = В’*(1-q4/100) = 1.11888[кг/с]
Низшая
теплота сгорания топлива (Qr).
Qr = 38.77[МДж/кг]
Удельный
выброс оксидов азота при сжигании мазута (Kno2, Kno2’).
Котел
паровой.
Фактическая
паропроизводительность котла D = 10[т/ч]
Kno2
= Kno2’ = 0.01*(D**0.5)+0.1 = 0.1316228[г/МДж]
Коэффициент,
учитывающий принципиальную конструкцию горелок (bк).
Тип
горелки: Дутьевая напорного типа или отсутствует
bк = 1
Коэффициент,
учитывающий температуру воздуха (bt).
Температура
горячего воздуха tгв = 30[°С]
bt = 1+0.002*(tгв-30) = 1
Коэффициент,
учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота (ba).
Котел
работает в соответствии с режимной картой.
ba = 1
Коэффициент,
учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование
оксидов азота (br).
Степень
рециркуляции дымовых газов r= 10[%]
br = 0.17*(r**0.5) = 0.53759
Коэффициент,
учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру (bd).
Доля
воздуха, подаваемого в промежуточную факельную зону d = 10[%]
bd = 0.018*d = 0.18
Выброс
оксидов азота (Mnox, Mnox’,
Mno, Mno’, Mno2, Mno2’).
kп = 0.001 (для валового)
kп = 1 (для
максимально-разового)
Mnox = Bp*Qr*Kno2*bt*ba*(1-br)*(1-bd)*kп
= 1118.88*38.77*0.1316228*1*1*(1-0.5375872)*(1-0.18)*0.001=2.1649808 [т/год]
Mnox’ = Bp’*Qr*Kno2’*bt*ba*(1-br)*(1-bd)*kп
= 1.11888*38.77*0.1316228*1*1*(1-0.5375872)*(1-0.18)=2.1649808 [г/с]
Mno = 0.13 * Mnox = 0.2814475
[т/год]
Mno’ = 0.13 * Mnox’ =
0.2814475 [г/с]
Mno2
= 0.8 * Mnox = 1.7319847 [т/год]
Mno2’
= 0.8 * Mnox’ = 1.7319847 [г/с]
2. Расчет
выбросов диоксида серы.
Расход
натурального топлива за рассматриваемый период (B, B’).
В
= 1120 [т/год]
В’
= 1120 [г/с]
Содержание
серы в топливе на рабочую массу (Sr, Sr’)
Sr = 2.8[%] (для валового)
Sr’ = 2.8[%] (для максимально-разового)
Доля
оксидов серы, связываемых летучей золой в котле (hso2’):
Тип
топлива : Мазут
hso2’ = 0.02
Доля
оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием
твёрдых частиц (hso2’’): 0.22
Выброс
диоксида серы (Mso2, Mso2’).
Mso2
= 0.02*B*Sr*(1-hso2’)*(1-hso2’’) = 47.943168 [т/год]
Mso2’
= 0.02*B’*Sr’*(1-hso2’)*(1-hso2’’) = 47.943168 [г/с]
3. Расчет
выбросов оксида углерода.
Расход
натурального топлива за рассматриваемый период (B, B’).
В
= 1120 [т/год]
В’
= 1120 [г/с]
Выход
оксида углерода при сжигании топлива (Cco).
Потери
тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива (q3) :0.2 [%]
Коэффициент,
учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива,
обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода (R):
Мазут.
R=0.65
Низшая
теплота сгорания топлива (Qr): 38.77 [МДж/кг
(МДж/нм3)]
Cco = q3*R*Qr = 5.0401 [г/кг (г/нм3) или кг/т
(кг/тыс.нм3)]
Потери
тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива (q4) :0.1 [%]
Выброс
оксида углерода (Mco, Mco’).
Mco = 0.001*B*Cco*(1-q4/100) = 5.6392671 [т/год]
Mco’ = 0.001*B’*Cco*(1-q4/100) = 5.6392671 [г/с]
4. Расчет
выбросов твердых частиц. (теоретическим методом)
4.1.
Данные для расчета количества твердых частиц.
Расход
натурального топлива (B, B’).
В
= 1120 [т/год]
В’
= 1120 [г/с]
Зольность
топлива на рабочую массу (Ar, Ar’):
Для
валового выброса Ar = 0.1 [%]
Для
максимально-разового выброса Ar’ = 0.1 [%]
Доля
твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях nз = 0.4
Содержимое
горючих в уносе Гун
= 6 [%]
4.2.
Расчет количества сажи при сжигании мазута (Mк, Mк’).
Mк = 0.01*B*(1-nз)*(q4 уноса*Qr/32.68)
= 0.7972289 [т/год]
Mк’ = 0.01*B’*(1-nз)*(q4 уноса*Qr/32.68)
= 0.7972289 [г/с]
4.3.
Расчет мазутной золы в пересчете на ванадий (Mмз, Mмз’).
Расход
натурального топлива (Bр, Bр’).
В
= 1120 [т/год]
В’
= 1120 [г/с] = 4.032 [т/ч]
Доля
ванадия, оседающего с твердыми частицами на поверхности нагрева мазутных котлов
nос = 0.05
Степень
очистки дымовых газов от мазутной золы в золоулавливающих установках nзу
Общая
степень улавливания твердых частиц, образующихся при сжигании мазута nзу.общ =65[%]
Степень
очистки дымовых газов от мазутной золы в золоулавливающих устройствах nзу.
nзу = 0.076*(nзу.общ)**1.85 - 2.32*nзу.общ = 20.8735161[%]
Коэффициент
пересчета (kп)
kп = 0.000001 (для валового)
kп = 0.000278 (для максимально-разового)
Расчет
производился по результатам химического анализа.
Фактическое
содержание элемента ванадия в мазуте av =6.34[%]
Выброс
мазутной золы (Mмз, Mмз’).
Mмз = 10000*av*B*(1-nос)*(1-nзу/100)*kп
= 53.376827 [т/год]
Mмз’ = 10000*av*B’*(1-nос)*(1-nзу/100)*kп
= 53.4195285 [г/с]
5. Расчёт
выбросов бенз(а)пирена
паровыми котлами.
Коэффициент,
учитывающий влияние нагрузки котла на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания (Kд).
Относительная
нагрузка котла Dотн = 1
Kд = 2.6-3.2*(Dотн-0.5) = 1
Коэффициент,
учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах
сгорания (Kр).
Степень
рециркуляции в дутьевой воздух или кольцевой канал вокруг горелок: 10[%]
Kр = 4.15*0.1+1 = 1.415
Коэффициент,
учитывающий влияние ступенчатого сжигания на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания (Kст).
Доля
воздуха, подаваемая помимо горелок (над ними) Kст’: 0
Kст = Kст’/0.14+1 = 1
Теплонапряжение топочного объема (Qv).
Расчётный
расход топлива на номинальной нагрузке (Вр):
Вр = Вн*(1-q4/100) =
0[кг/с];
Фактический
расход топлива на номинальной нагрузке (Вн): 0[кг/с];
Низшая
теплота сгорания топлива (Qr): 38770[кДж/кг];
Объем
топочной камеры (Vт): 1[м3];
Qv = Bp*Qr/Vт = 0*38770/1 = 0[кВт/м3].
Концентрация
бенз(а)пирена (Cбп).
Коэффициент
избытка воздуха на выходе из топки (aT’’): 1;
Котел
с паромеханической форсункой. R = 0.75.
Cбп = 0.001*(R*(0.34+0.00042*Qv)/Exp(3.8*(aT’’-1))*Kд*Кр*Kст
= 0.0003608 [мг/м3]
Концентрация
бенз(а)пирена, приведенная
к избытку воздуха aО=1.4 (Cбп).
Cбп = Cбп’*aT’’/aО = 0.0002577 [мг/м3]
Расчет
объёма сухих дымовых газов при нормальных условиях (ao=1.4), образующихся при
полном сгорании 1кг (1нм3) топлива . (Vсг)
Расчет
производится по приближенной формуле.
Коэффициент,
учитывающий характер топлива (К): 0.355
Низшая
теплота сгорания топлива (Qr): 38.77 [МДж/кг
(МДж/нм3)]
Vсг = К*Qr = 13.76335 [м3/кг
топлива] ([м3/м3 топлива])
Выброс
бенз(а)пирена (Mбп, Mбп’).
Mбп = Cбп * Vcг * Bp * kп
Расчетный
расход топлива (Bp, Bр’)
Вр = В*(1-q4/100) = 1118.88[т/год] (тыс.м3/год)
Вр’ = В’*(1-q4/100)*0.0036 = 4.02797[т/ч] (тыс.м3/ч)
Cбп = 0.0002577 [мг/м3]
kп = 0.000001 (для валового)
kп = 0.000278 (для максимально-разового)
Mбп = 0.0002577*13.763*1118.88*0.000001 = 0.00000396885
[т/год]
Mбп’ = 0.0002577*13.763*4.027968*0.000278 =
0.00000397203 [г/с]