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.
I. 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-Дф/Дн)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/с) (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 = (Дф/Дн)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 (м3/м3)
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 (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)пирена при совместном сжигании разных топлив
4.1. При совместном сжигании
различных топлив концентрация бенз(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 бенз(a)пиренa при совместном сжигании разных топлив Mбп, г/с, определяется по
формуле (11)
по значениям Vcr, м3/кг (м3/м3) и В, кг/с
(м3/с)
В = В1 + В2+... (15)
Vcr = V
+ (a - 1) × V
- 
(16)
V
= 
(17)
V
= 
(18)
(19)
