Расчет выбросов от котельной на природном газе. Образец

Расчет выбросов от котельной на природном газе представлен на конкретном примере водогрейного котла Compact-CA-200 водогрейный. Указанный расчет может пригодится для расчета нормативов допустимых выбросов.

 

Постепенно в этой статье появятся и расчеты выбросов от котельных, оборудованных другими марками котлов.

Исходные данные:

Вид топлива: природный газ, низшая теплота сгорания: 34.37МДж/м3 Время работы: 5640 часов в год. Расход: за год – 90 тыс. м3; часовой- 0.0795 тыс. м3; секундный -0.02208м3/сек

Котел:Compact-CA-200 водогрейный. Количество в работе: 3. Тип горелки : 3 / двухступенчатого сжигания. Рециркуляция дымовых газов (тип):1 отсутствует. Степень рециркуляции (%) r = 0. Подогрев воздуха:отсутствует tп =20. Наличие режимной карты: есть. Ступенчатый ввод воздуха или доля воздуха, подаваемая помимо горелок (%) δ= 0. Нагрузка котла – принимается равной : 0.9. Объем топочной камеры : 0.179м3. Теплонапряжение топочного объема : 1413кВт/м3. Коэффициент избытка воздуха : 1.3.

Расчет объема дымовых газов, выделяющихся при сжигании природного газа при избытке воздуха в зоне горения,производится по формуле: Vсг = Vr + (α – 1) * V – Vв

Значения Vr, V, Vв берутся из таблицы 32 для газопровода Серпухов-Ленинград {1}.

Vr =11.22 V =10 Vв =2.21 Vсг =12.010м3/м3

[adsp-pro-1]

Расчет выбросов загрязняющих веществ.

Оксид углерода.

Расчет проводится по формулам 38, 39 {1}{3}:

Мсо = q3 * R * Qi * B * (1 – q4 / 100) * Кп

где:

q3 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, (%) = 0.2,

q4 – потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, (%) = 0,

R – коэффициент, для газа =0.5,

Qi – низшая теплота сгорания топлива, (Мдж/м3),

В – расход топлива, (тыс.м3/год, м3/сек),

Кп – коэффициент пересчета: при расчете выбросов в г/сек Кп = 1 при расчете выбросов в т/год Кп = 0.001.

Мсо = 0.076 г/сек

Мсо =0.30933 т/год.

Оксиды азота.

Расчет суммарного количества проводится по формуле 14 {1}:

М(Nox) = Bр * Qi * K * βk * βt * βα * (1 – βr) * (1 – β) * Кп

где:

Вр – расчетный расход топлива, м3/сек (тыс.м3/год): при работе котла с режимной картой может быть принято Вр=В – фактическому расходу топлива на котел;

К – удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, (г/МДж): для водогрейных котлов:

К = 0,0113 * √Qт + 0,03 (формула 16 {1});

Qт – фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, (МВт):

определяется по формуле 17 {1}: Qт = Вр * Qi =0.76

для расчетов т/год Qт = 0.15; Для расчетов г/сек К = 0.0398, для расчетов т/год К = 0.0344

βк – безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки,

для данного типа горелки βк =0.7 βt – безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемому для горения, = 1;

βα- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота: βα =1;

βr – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота: βr = 0,16*√r =0 (формула 21 {1});

β – безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру: β = 0,022 * δ =0 (формула 22 {1});

Кп – коэффициент пересчета: при расчете выбросов в г/сек: Кп = 1 при расчете выбросов в т/год: Кп = 0.001.

М(NOx)= 0.0212 г/сек М(NOx)=0.07451т/год

В связи с установленными раздельными ПДК для оксида и диоксида азота с учетом трансформации оксида азота в атмосферном воздухе суммарные выбросы оксидов азота разделяются на составляющие:

M(NO2) = 0,8 * M(NOx) (формула 12 {1})

M(NO) = (1-0,8) * M(NOx) *µ(NO) / µ(NO2) = 0,13 * M(NOx) (формула 13 {1})

M(NO2)= 0.017 г/сек М(NO2)=0.05961т/год M(NO)= 0.003 г/сек М(NO)=0.009686т/год

Бенз(а)пирен.

Расчет проводится по формуле 53 {1}:

Сбп = 0,000001 * R * (0,13 * q – 5) * Кд * Кр * Кст /[1,3 * e^(3,5 *(α-1))]

где:

q – теплонапряжение топочного объема, кВТ/м3;

Кр – коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания = 1;

Кд – коэффициент, учитывающий влияние нагрузки котла на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания = 1.25;

Кст- коэффициент, учитывающий влияние ступенчатого сжигания на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания – коэффициент, для газа = 1.

Сбп =1.8E-04мг/м3

Суммарное количество бенз(а)пирена (г/сек, т/год) рассчитывается по уравнению 1 {1}:

Мбп = Сбп’ * V * B * Кп

где:

Кп – коэффициент пересчета: при расчете выбросов в г/сек Кп = 0.000278 при расчете выбросов в т/год Кп = 0.000001

Сбп’ = Сбп* α /1,4 =1.7E-04

Мбп=4.4E-08г/сек Мбп=1.8E-07т/год

Литература:

1. Методика 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;
2. Методическое письмо НИИ Атмосфера №335/33-07 от 17 мая 2000 г. “О проведении расчетов выбросов вредных веществ в атмосферу по “Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу”, Санкт-Петербург,2000;
3. Изменения к методическому письму НИИ АТМОСФЕРА №335/33-07, 11.09.2001.

Таким образом, по указанному образцу расчета выбросов, образующихся от эксплуатации котельной, работающей на природном газе, используя вышеперечисленную литературу – вы сможете сделать расчет выбросов ЗВ от вашей котельной.