Методика расчета выбросов бенз(а)пирена в атмосферу паровыми котлами электростанций (взамен РТМ ВТИ 02.003-88)

ОТРАСЛЕВОЙ РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

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

Дата введения с 01.06.99 г.

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;

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 С_м (мкг/м³), приведенная к избытку воздуха в газаx α = 1,4, рассчитывается по формуле:

С_м = К_г·К_д·К_ст·К_пл·К_оч (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 α = 1,4, рассчитывается по формуле:

С_r = К_г·К_д·К_ст·К_пл (2)

В формулах (1) и (2):

q_пг - теплонапряжение поверхности зоны активного горения, МВт/м²;

q_v - теплонапряжение топочного объема, кВт/м³ (является проектной величиной, определяется из технической документации на котел);

α_т" - коэффициент избытка воздуха в дымовых газах на выходе из топки (при α_т" > 1,08 в формулах (1) и (2) принимать = 0,135);

К_г - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции;
К_д - коэффициент, учитывающий нагрузку котла;
К_ст - коэффициент, учитывающий ступенчатое сжигание топлива;
К_пл - коэффициент учитывающий подачу влаги;

К_оч - коэффициент, учитывающий увеличение выброса бенз(а)пирена при очистке конвективных поверхностей нагрева на ходу котла;

(принимается по табл.1).

q_пг = (3)

Кг = 1 + d · r - (4);
К_д = (2-Д_ф/Д_н)2,4 - (5);
К_ст = 1 + b ·δ - (6);
K_пл = еxp(-λ · g) - (7);

В формулах (3) - (7):

Q - 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);

z_яр - число ярусов горелок;
h_яр - расстояние по высоте между осями соседних горелок м;

(для топок с однорядным расположением горелок единичной мощностью от 30 до 60 МВт произведение z_яр · h_яр = 3 м);

а_т - ширина топки (в свету), м (при наличии двухсветного экрана - ширина одной ячейки);
b_т - 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;
Д_ф - фактическая паропроизводительность (нагрузка) котла, кг/с;
Д_м - 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;
δ - доля воздуха, подаваемая во вторую ступень горения;
g - водо-топливное отношение при подаче влаги в зону горения;
λ - коэффициент, учитывающий воздействие влаги при вводе ее:
и пристенную зону топки II зональном впрыске λ = 15;
и дутьевой воздух λ = 2;

Таблица 1

Значения К_оч

Погрешность расчетного определения концентрации бенз(а)пирена в дымовых газах по формулам (1) и (2) составляет приблизительно 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 С_т(мкг/м³), приведенная к избытку воздуха в газах α = 1,4, рассчитывается по формуле:

С_т=К_д · К_зу - (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;
α_т" - коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки;
К_д - коэффициент, учитывающий нагрузку котла;
К_зу - коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз(а)пирена золоуловителями;
K_д = (Д_ф/Д_н)^1,1 - (9)
К_зу = 1 - η_зу · Z/100 - (10)

В формулах (9) и (10):

Д_ф - фактическая нагрузка котла, кг/с;
Д_н - номинальная нагрузка котла, кг/с;
η_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:

М_бп = В · V_cr · С_бп·10⁶ - (11) *

где В - расход топлива, кг/с (м³/с);

С_бп - концентрация бенз(а)пирена в сухом дымовом газе, приведенная к α = 1,4, мкг/м³, определяется но формулам (1), (2), (8) в зависимости от вида сжигаемого топлива;

V_cr - объем сухих дымовых газов при α = 1,4, м³/кг (м³/м³)

V_cr = V + 0,984(α - 1) · V - - (12)

где V , V, - 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 (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 α = 1,4, мкг/м³, определяется по формуле:

С_бп^см = q₁ · (Cбп)₁ + q₂ · (Cбп)₂ + ... - (13);

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

q_i = Q · B_i/Q_r - (14);

где: Q_r - суммарное тепловыделение в топке, МВт;
В_i - 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 M_бп, г/с, определяется по формуле (11) по значениям V_cr, м³/кг (м³/м³) и В, кг/с (м³/с)

В = В₁ + В₂+... - (15);
V_cr = V + ( α - 1) · V - - (16);

V = - (17);

V = - (18);

- (19);

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

Скачать документ (RAR, 16КБ)