1 раздел РЗ. 1 Расчёт вредных выбросов из топочных устройств 1 Расчёт выбросов твёрдых частиц

• Название: 1 Расчёт вредных выбросов из топочных устройств 1 Расчёт выбросов твёрдых частиц
• Дата: 21.03.2019
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: 1 раздел РЗ.docx
• Тип: Документы; #71115
• страница: 1 из 4

1 Расчёт вредных выбросов из топочных устройств
1.1 Расчёт выбросов твёрдых частиц
В случае сжигания твёрдого топлива в атмосферу будут выбрасываться твёрдые частицы (летучая зола и несгоревшее топливо). Суммарное количество твёрдых частиц, поступающих в атмосферу с дымовыми газами котла, может быть определено по фор- муле, г/с:

, (1)

где В_р– расход натурального топлива, г/с (т/год);

– доля золы топлива, уносимой газами из топок; принимается по таблице 1.
Таблица 1 – Доля золы для различных топочных устройств

Тип топочного устройства
Открытые топки с твёрдым шлакоудалением	0,95
Открытые топки с жидким шлакоудалением	0,70 ÷ 0,85
Полуоткрытые топки с жидким шлакоудалением	0,60 ÷ 0,80
Двухкамерные топки	0,50 ÷ 0,60
Топки с вертикальными предтопками	0,20 ÷ 0,40
Горизонтальные циклонные топки	0,10 ÷ 0,15
Газомазутные топки	1,0

– зольность топлива на рабочую массу, %;

– потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %;

– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/(м³);

32,68– теплота сгорания углерода, МДж/кг;

– доля твёрдых частиц, улавливаемых в золоуловителях с учётом залповых выбросов (в расчёте не учитывается влияние сероулавливающих установок); принимается .

При включении в схему сухого циклона количество золы и недогоревшего топлива после него составит, г/с:

, (2)

где – доля твёрдых частиц, улавливаемых в циклонах; принимается .

Твёрдые частицы при сжигании твердого топлива выбрасываются в виде летучей золы и несгоревшего топлива (кокса). Количество летучей золы, г/с (т/год), входящее в суммарное количество твёрдых частиц, уносимых в атмосферу, вычисляют по формуле:

. (3)

Количество коксовых остатков при сжигании твёрдого топлива, г/с (т/год), образующихся в топке в результате механического недожога топлива и выбрасываемых в атмосферу, определяют по формуле:

. (4)

Концентрация золы в газах на выходе из топок, г/м³:

, (5)

где – удельный объём уходящих газов при нормальных условиях на 1 кг сгоревшего топлива, м³/кг (м³/м³); определяется по формуле:

, (6)

где – объём продуктов сгорания, образовавшихся при стехиометрическом сжигании топлива, определяется по формуле:

; (7)

– температура газов на входе в дымовую трубу, принимается: при сухих золоуловителях на 10 ÷ 30 ºС ниже температуры уходящих газов; при мокром золоулавливании = 70 ÷ 90 ºС;

В_р– расход натурального топлива, кг/с.
1.2 Расчет выбросов мазутной золы в пересчете на ванадий
Мазутная зола представляет собой сложную смесь, состоящую в основном из оксидов металлов. В качестве контролирующего показателя принят ванадий, по содержанию которого в золе установлен санитарно-гигиенический норматив (ПДК).

Суммарное количество мазутной золы в пересчете на ванадий, г/с, поступающей в атмосферу с дымовыми газами котла при сжигании мазута, можно рассчитать по формуле:

, (8)

где – количество ванадия, находящегося в 1 т мазута, г/т. При отсутствии данных химического анализа вычисляют по приближенной формуле, г/т:

, (9)

где 2222 – эмпирический коэффициент;

– содержание золы в мазуте на рабочую массу, %;

– расход натурального топлива, т/ч;

– доля ванадия, оседающего с твердыми частицами на поверхностях нагрева мазутных котлов, принимая равной:

0,07 – для котлов с промежуточным пароперегревателем;

0,05 – для котлов без промежуточного пароперегревателя;

0 – для остальных котлов;

– степень очистки дымовых газов от мазутной золы в золоулавливающих установках, %.

При использовании для очистки газов от мазутной золы батарейных циклонов, определяют по формуле:

, (10)

где 0,076 и 2,32 – эмпирические коэффициенты;

1,85 – эмпирический показатель степени;

– общая степень улавливания твёрдых частиц, образующихся при сжигании мазута, принимается %.

При совместном сжигании мазута и твёрдого топлива в пылеугольных котлах, определяют по формуле:

, (11)

где – общая степень улавливания твердых частиц при сжигании угля, принимается %;

С – коэффициент, равный: 0,6 – для электрофильтров; 0,5 – для мокрых аппаратов; 0,3 – для батарейных циклонов.

При отсутствии золоулавливающих устройств .

– коэффициент пересчета:

– при определении выбросов в граммах в секунду ;

– при определении выбросов в тоннах в год .

Количество сажи при сжигании мазута, г/с (т/год) определяют по формуле:

. (12)

При сжигании дизельного топлива и других лёгких жидких топлив определяются только выбросы сажи по формуле (11).

Концентрация мазутной золы перед дымовой трубой составит, г/м³:

. (13)
1.3 Расчет выбросов моноокисида углерода
Количество моноокисида углерода (СО) (г/с), выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами в единицу времени при сжигании природного газа, определяется по формуле:

, (14)

где В_р– секундный расход топлива, м³/с;

– удельный массовый расход моноокисда углерода при сжигании твёрдого, жидкого или газообразного топлива (г/кг, г/м³), определяется по формуле:

, (15)

где – потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %, при сжигании твёрдого топлива и мазута %, при сжигании газа %;

– коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания окиси углерода. Для твёрдого топлива , для газа , для мазута .

Количество моноокисида углерода (СО) (г/с), выбрасываемого в атмосферу с дымовыми газами в единицу времени при сжигании твёрдого топлива и мазута, определяется по формуле:

. (16)

Концентрация окиси углерода перед дымовой трубой составит, г/м³:

. (17)
1.4 Расчёт выбросов оксидов серы
Суммарное количество оксидов серы SO₂ и SO₃, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами в пересчёте SO₂вычисляют по формуле, г/с:

, (27)

где – содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

– доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива в газоходах котла, принимается по таблице 4;
Таблица 4 – Доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива в газоходах котла

Вид топлива
Березовские угли Канско-Ачинского бассейна: для топок с твёрдым шлакоудалением для топок с жидким шлакоудалением	0,50 0,20
Другие угли Канско-Ачинского бассейна (ирша-бородинский, назаровский, абаканский, боготольский, итатский, барандатский, черногорский, артемовский, харанорский, бикинский): для топок с твердым шлакоудалением для топок с жидким шлакоудалением	0,20 0,05
Экибастузские каменные угли	0,02
Угли других месторождений	0,10
Торф	0,15
Сланцы эстонские и ленинградские	0,80
Сланцы других месторождений	0,50
Мазут	0,02
Газ	0

– доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе. Величина принимается для сухих золоуловителей равной нулю; для мокрых – зависит от общей щелочности орошающей воды и приведенной сернистости топлива S^пр, (%⋅кг)/МДж. При характерных для эксплуатации удельных расходах воды на орошение золоуловителей (0,1ﱢч0,15 дм³/м³) определяется по рисунку 1.



Рисунок 1 – Определение доли оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе:

1 – щелочность орошающей воды 10 мг-экв/дм³; 2 – щелочность орошающей воды

5 мг-экв/дм³; 3 – щелочность орошающей воды – отсутствует
Можно приблизительно значение принять по таблице 5.
Таблица 5 – Доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе

Тип золоуловителя
Сухие золоуловители (электрофильтры, батарейные циклоны)	0
Мокрый циклон, орошаемый нейтральной средой	0,015
Мокрый циклон, орошаемый щелочной средой	0,02÷0,03

Концентрация оксидов серы перед дымовой трубой без применения специальных методов сероулавливания, г/м³:

. (28)

В случае применения специальных методов сероулавливания (известковых, магнезиальных, аммиачно-циклический) найденную массу М_SO2 можно уменьшить до (0,01 М_SO2), при этом температура газов снизится до = 30 ºC и концентрация составит:

. (29)

Для лучшего рассеивания дымовых газов в атмосфере требуется дополнительное тепло на подогрев газов до ≥ 100 ÷ 150 ºC.
1.5 Расчет выбросов бенз(а)пирена
Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов при сжигании мазута и природного газа , мкг/м³, приведённая к избытку воздуха в газах рассчитывается по формулам:

, (30)

, (31)

где – теплонапряжение поверхности зоны горения, МВт/м²;

– теплонапряжение топочного объёма, кВт/м² (проектная величина, определяется по технической документации на котёл);

– коэффициент избытка воздуха в дымовых газах на выходе из топки (при в формулах (21) и (22) рекомендуется принимать ;

– коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции;

– коэффициент, учитывающий нагрузку котла;

– коэффициент, учитывающий ступенчатое сжигание топлива;

– коэффициент, учитывающий подачу влаги;

– коэффициент, учитывающий увеличение выброса бенз(а)пирена при очистке конвективных поверхностей нагрева при работе котла, принимается по таблице 6.
Таблица 6 – Значение в зависимости от условий очистки

Период между очистками, ч	Дробевая очистка конвективных поверхностей нагрева	Обдувка регенративных воздухоподогревателей
12 ÷ 24	1,2	1,10
40 ÷ 48	1,5	1,25
72	2,0	1,50

Значение и остальных коэффициентов определяется по формулам:

, (32)

, (33)

, (34)

, (35)

, (36)

где – расход топлива на котёл, кг/с (м³/с) (при наличии в топке двухсветного экрана значение принимается на одну ячейку);

– ширина топки (в свету), м (при наличии двухсветного экрана принимается ширина одной ячейки);

– глубина топки (в свету), м;

– число ярусов горелок;

– расстояние по высоте между осями соседних горелок, м (для топок с однорядным расположением горелок единичной мощностью от 30 до 60 МВт произведение м);

– коэффициент, характеризующий влияние рециркуляции дымовых газов на выброс бенз(а)пирена:

– при вводе в под топочной камеры ;

– при вводе в воздух или отдельный канал горелки ;

– при вводе в шлицы (сопла) напротив горелок ;

– при вводе в шлицы над горелками ;

– степень (доля) рециркуляции дымовых газов;

– фактическая нагрузка котла, кг/с;

– номинальная нагрузка котла, кг/с;

– коэффициент, учитывающий воздействие воздуха, подаваемого во вторую ступень горения:

– при отключении половины горелок верхнего яруса по топливу (для мазута);

– при отключении половины горелок верхнего яруса по топливу (для газа);

– для схемы, реализующей ступенчатое сжигание «по вертикали» ;

– для схемы, реализующей ступенчатое сжигание «по горизонтали» ;

– доля воздуха, подаваемого во вторую ступень горения;

– коэффициент, учитывающий воздействие влаги при вводе её в пристенную зону топки:

– при зональном впрыске ;

– в дутьевой воздух ;

– водотопливное отношение при подаче влаги в зону горения.

Концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах котлов за золоулавителями при факельном сжигании углей для пылеугольных котлов , мкг/м³, приведённая к избытку воздуха в газах рассчитывается по формуле:

, (37)

где – коэффициент, характеризующий конструкцию нижней части топки:

– при жидком шлакоудалении ;

– при твёрдом шлакоудалении ;

– КПД золоуловителя (по золе), %;

– коэффициент, учитывающий снижение способности золоуловителей улавливать бенз(а)пирен:

– для сухих аппаратов ;

– при мокрых аппратов .