Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций

Сжигание топлива на тепловых электростанциях и вкотельных приводит к выбросу в атмосферу продуктов сгорания органическоготоплива, содержащих токсичные оксиды азота NОх (главнымобразом монooксид NO и в меньшей степени диоксид NO2).

Количество образующихся оксидов азота зависит отхарактеристик топлива, режимных и конструктивных параметров топочной камеры.Поэтому на стадии проектирования или реконструкции котлов необходимо провестирасчет ожидаемых выбросов оксидов азота и предусмотреть меры по снижению их довеличин, не превышающих нормативы удельных выбросов NO, в атмосферу,приведенных в ГОСТР 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. ОбщиеПрофессиональный требования».

В уходящих газах паровых и водогрейных котловмоносксид азота NO составляет 95-99 % общего выброса NОх,в то время как содержание более токсичного диоксида азота NO2 не превышает1-5 %. После выброса дымовых газов в атмосферу под воздействием природныхфакторов большая часть NO конвертирует в NO2. Поэтому расчет массовыхконцентраций и выбросов оксидов азота NОх ведется в пересчетена NO2.

В связи с установленными раздельными ПДК ватмосферном воздухе на монооксид NO и диоксид азота NO2 и с учетом трансформацииоксидов азота в атмосфере при расчете загазованности и нормировании выбросовТЭС суммарные массовые выбросы оксидов азота разделяются на составляющие (сучетом различия в молярной массе этих веществ):

                                                                                                       (1.1)

                                                                  (1.2)

где  и  — молярные массы NO и NO2, равные 30 и 46соответственно; 0,8 — коэффициент трансформации оксида азота в диоксид.Численное значение коэффициента трансформации может устанавливаться по методикеГоскомэкологии России на основании данных фактических измерений местных органовРосгидромета, но не более 0,8.

Источниками оксидов азота является молекулярный азотвоздуха, используемого в качестве окислителя при горении, и азотсодержащиекомпоненты топлива. В связи с этим принято делить оксиды азота на воздушные итопливные. Воздушные, в свою очередь, можно разделить на термические,образующиеся при высоких температурах за счет окисления молекулярного азотавоздуха, и так называемые «быстрые» оксиды азота, образующиеся во фронте факелапри сравнительно низких температурах в результате реакции углеводородныхрадикалов с молекулой азота.

2ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ

Для количественной Монтаж газообразныхвыбросов котлов используют объемные и массовые концентрации вредных веществ, атакже их удельные или валовые (массовые) выбросы.

2.1 Объемные концентрации СV представляют собойотношение объема, занимаемого данным газообразным веществом, к объему всейгазовой пробы. Объемные концентрации СV могутизмеряться в % об или ppm. Единицаизмерения 1 ppm (part per million) представляет собой однумиллионную часть объема:

1 ppm = 10-6= 10-4 % об = 1 см3/м3.(2.1)

Важным преимуществом измерения содержания газовыхкомпонентов в объемных концентрациях является то, что объемные концентрации независят от давления и температуры среды и, следовательно, расчетные или опытныерезультаты газового анализа, выраженные в % об или ppm, не требуют приведения к каким-либо заданным условиям по температуре идавлению.

2.2 Массовые концентрации Сm характеризуют количество(массу) данного вещества в одном кубическом метре продуктов сгорания. С ихпомощью оценивается содержание в продуктах сгорания как твердых, так игазообразных компонентов. Массовые концентрации измеряются в г/м3или мг/м3.

В отличие от объемной массовая концентрация зависитот давления и температуры среды, поэтому ее приводят в пересчете на нормальныеусловия (0 °С, р0 =760 мм рт. ст. = 101,3 кПа), для чего используется следующее выражение:

                                                                                            (2.2)

где  — массоваяконцентрация, полученная опытным путем при температуре  и давлении  газовой пробы.

2.3 Связьмежду объемными (ppm) и массовыми (г/м3)концентрациями устанавливается следующим соотношением:

                                                                                                               (2.3)

где ki — коэффициентпересчета, равный

                                                                                    (2.4)

 — молярная масса i-го вещества, г;

 — его молярный объем, л (в качестве первогоприближения за  может быть принятобъем идеального газа, равный 22,41 л);

 — температура и рг — давление газовой пробы передгазоанализатором (последнее приравнивается к фактическому атмосферномудавлению). Значения коэффициента пересчета kiприведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Значения коэффициента пересчета для реальных газов принормальных условиях (0 °С; 101,3 кПа)

Вещества

Молярная масса Mi, г

Молярный объем , л

Коэффициент пересчета ki

NO

30,0061

22,39

1,34·10-3

NO2

46,0055

22,442

2,05·10-3

2.4 Длякорректного сопоставления опытных и расчетных данных полученныемассовые или объемные концентрации пересчитываются на стандартные условия1), в качестве которых приняты следующие: αуx = 1,4 в сухих дымовых газахпри нормальных условиях [0 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.)].

_____________

1)ГОСТР 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. ОбщиеПрофессиональный требования».

В зависимости от применяемых методов измерения и расчетных методикопределение содержания газовых компонентов производится во влажных или сухих продуктахсгорания. При этом под сухими продуктами сгорания (сухие газы)подразумеваются дымовые газы, в которых произошла конденсация образовавшихся впроцессе горения топлива водяных паров из-за их остывания до температур нижетемпературы насыщения. Поэтому для пересчета расчетных и опытных концентрацийна стандартные условия используются разные формулы:

при пересчете концентраций С, полученных для сухихгазов, на стандартные условия (Сст.у)для сухих газов:

                                                                                      (2.5)

                                                                (2.6)

при пересчете концентраций, полученных для влажныхгазов, на стандартные условия для сухих газов:

                                                                            (2.7)

                                                     (2.8)

где α — расчетный или опытный коэффициентизбытка воздуха в сечении отбора газовой пробы; ,  — теоретическиеобъемы соответственно воздуха и влажных газов;  — теоретический объемсухих газов.

2.5Значения , ,  принимаются посправочным данным или рассчитываются по химическому составу сжигаемого топлива:

для твердого и жидкого топлива (м3кг)

                                                 (2.9)

                                                                    (2.10)

                (2.11)

где , , , ,  — соответственносодержание углерода, серы (органической и колчеданной), водорода, кислорода иазота в рабочей массе топлива, % по массе; Wr — влажностьрабочей массы топлива, % по массе;

для газообразного топлива (м3/м3)

                                   (2.12)

                                      (2.13)

                              (2.14)

где СО, СO2, Н2, H2S,CmHn, N2,O2 -соответственно содержание оксида углерода, диоксида углерода, водорода,сероводорода, углеводородов, азота и кислорода в исходном топливе, % по объему;m и n — число атомов углерода иводорода, соответственно; dг.тл- влагосодержание газообразного топлива, г/м3.

Химический состав топлива принимается по паспортнымданным или из справочной литературы.

2.6Мощность выброса М (г/с) — этоколичество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу с уходящими газами вединицу времени (за 1 с). Мощность выброса вредного вещества за определенныйпериод времени (месяц, квартал, год) называется валовым выбросом (например, т/год).

2.7Удельный массовый выброс т (г/кгили г/м3) представляет собой количество вредного вещества вграммах, образовавшегося при сжигании 1 кг (или м3) топлива

                                                                                                           (2.15)

Часто этот показатель пересчитывают на единицу массыусловного топлива (г/кг усл. топл. или кг/т усл. топл.) и тогда онрассчитывается как:

                                                                                          (2.16)

где  — теплота сгоранияусловного топлива, равная 29,31 МДж/кг (7000 ккал/кг);

 — низшаятеплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/м3).

2.8Удельный выброс (по теплу) К(г/МДж) — количество вредного вещества в граммах, отнесенного к 1 МДжосвобожденной в топке котла химической энергии топлива:

                                                                                                               (2.17)

где Вр- расчетный расход топлива (кг/с).

2.9 Дляпересчета указанных параметров используются следующиесоотношения:

                                                                                                    (2.18)

                                                                                                         (2.19)

                                                                                                                            (2.20)

                                                                                                                          (2.21)

                                                                                                                                  (2.22)

где  — массоваяконцентрация NO2 при нормальныхусловиях (0 °С, 760 мм рт. ст.), г/м3;

Vг — объемдымовых газов, м3/кг (м3/м3), определяемыйследующим образом:

— если концентрация  определена во влажныхгазах,

                                                                                       (2.23)

— если концентрация  определена в сухихпродуктах сгорания,

                                                                                                   (2.24)

                                                                                                            (2.26)

где α — коэффициент избытка воздуха дляусловий, при которых производилось определение концентрации .

Удельные выбросы вредных веществ являются основнымипараметрами, которые контролируют с целью проверки соблюдения утвержденныхнормативов выбросов и оценки результатов внедрения природоохранных мероприятий.

3РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ

3.1Исходные данные, необходимые для расчета удельных выбросов:

Ar, Wr и Nr — зольность, влажность исодержание азота в топливе, % на рабочую массу.

 — теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Тип горелок — вихревые,прямоточные, с подачей пыли высокой концентрации.

Vdaf — выходлетучих на горючую массу, %.

αГ — коэффициент избытка воздуха вгорелках.

α1 — доля первичного воздуха поотношению к теоретически необходимому.

R — степень рециркуляциидымовых газов через горелки, %.

w2/w1 — отношение скоростивторичного воздуха на выходе из внутреннего канала (ближайшего к первичному) кскорости первичного воздуха.

Δα3 — третичный воздух,подаваемый в топку помимо горелок.

Δαсбp — сбросной воздух (сушильныйагент) при транспорте пыли к горелкам горячим воздухом.

Т»ЗАГ — температура на выходе иззоны активного горения, К.

Вр — расчетный расходтоплива, кг/ч.

3.2Удельные выбросы оксидов азота (в пересчете на NO2)

  (г/МДж)складываются из топливных  и воздушных  оксидов азота:

                                                                                                     (3.1)

3.3Топливные оксиды азота подсчитывают по формуле:

                                                                    (3.2)

где  — безразмерныйкоэффициент, учитывающий Монтаж топлива

                                                                                                                        (3.3)

Здесь FR- топливный коэффициент, равный отношению связанного углерода к выходу летучихна рабочую массу: где Ссв= 100 — Wr — Аr — Vr; а Nd — содержание азота в сухоймассе топлива, %.

Значениядругих коэффициентов из формулы (3.2) приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 — Значения коэффициентов

Фактор, который учитывается коэффициентом

Зависимость

Диапазон пригодности зависимости

Влияниекоэффициента избытка воздуха в вихревой горелке

(0,35·αГ + 0,4)2

0,9 ≤ αГ ≤ 1,3

Влияниекоэффициента избытка воздуха в прямоточной горелке

(0,53·αГ + 0,12)2

0,9 ≤ αГ ≤ 1,3

Влияниедоли первичного воздуха в горелке

1,73·α1 + 0,48

0,15 ≤ α1 ≤ 0,55

Влияниерециркуляции дымовых газов в первичный воздух (без учета снижения температурыв зоне активного горения)

(0 ≤ R ≤ 30) %

Влияниемаксимальной температуры на участке образования топливных оксидов азота

1250 К ≤  ≤ 2050 К

Влияниесмесеобразования в корне факела вихревых горелок

0,4-(w2/w1)2+0,32

1,0≤ w2/w1 ≤ 1,6

Влияниесмесеобразования в корне факела прямоточных горелок

0,98·w2/w1 — 0,47

1,4≤ w2/w1 ≤ 4,0

3.4 При подаче в горелки пыли высокой концентрации значение, подсчитанное по формуле (3.2), умножают на коэффициент 0,8.При этом долю первичного воздуха α1 и отношение w2/w1 принимаютравными тем значениям, которые были бы выбраны при обычной подаче пыли кгорелкам первичным воздухом.

3.5Воздушные оксиды азота образуются в зоне максимальных температур,то есть там, где поля концентраций, скоростей и температур отдельных горелокуже выровнялись. Следовательно,  определяется восновном не особенностями горелок, а интегральными параметрами топочногопроцесса.

Для подсчета  используютзависимость, учитывающую известное уравнение Зельдовича:

                                                                               (3.4)

где  — коэффициент избыткавоздуха в зоне активного горения, условно принимаемый как сумма организованноподаваемого воздуха через горелки и присосов через нижнюю часть топочнойкамеры, т.е.

                                                                                                                             (3.5)

 — температурана выходе из зоны активного горения, К.

Уравнение (3.4) справедливо в диапазонекоэффициентов избытка воздуха 1,05 ≤  ≤ 1,4 и дотемпературы  = 2050 K. При  < 1800 Kзначением  можно пренебречь.

Температуру на выходе из зоны активного горения  рассчитывают всоответствии с тепловым расчетом котельных агрегатов.

Для случая, когда рециркуляция дымовых газов черезгорелки отсутствует, температура на выходе из зоны активного горения  °С, рассчитываетсятак:

                              (3.6)

где  — теплосодержаниевоздуха, поступающего через горелки, МДж/кг;

 — средняясуммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива, МДж/(кг·°С);

 — степеньвыгорания топлива в зоне активного горения;

iтл — энтальпия топлива,МДж/кг;

ψF- произведение коэффициента эффективности на суммарную поверхность,ограничивающую зону активного горения, м2;

εт- степень черноты топки в зоне максимального тепловыделения.

Приведенное уравнение решается методомпоследовательных приближений, т.к. в его правую часть входит . Если расчетное значение  по формуле (3.6)будет более чем на 50 °С отличаться от предварительно выбранной величины , то необходимо сделать второе приближение.

При наличии рециркуляции дымовых газов расчет  следует выполнять всоответствии с проектированием топок с твердым шлакоудалением.

Определение концентраций и массовых выбросов оксидовазота производится по формулам, приведенным в разделе 2 настоящихМетодических указаний.

Примеры расчетов выбросов оксидов азота в котлахразных типов при сжигании различных видов твердого топлива приведены в приложении1 к настоящим Методическим указаниям. Для некоторых котлов показано влияниеподсветки факела газом или мазутом (см. раздел5 настоящих Методических указаний).

4РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СЖИГАНИИ ГАЗА И МАЗУТА

Настоящие Методические указания позволяютрассчитывать концентрации оксидов азота при различных способах сжигания газа имазута в котлах в следующих диапазонах изменения основных режимных параметров:

нагрузка котла, D/Dном

0,5-1,0;

коэффициент избыткавоздуха в зоне активного горения (ЗАГ) αЗАГ

0,7-1,4;

доля газов рециркуляции,подаваемых в ЗАГ, R

0-0,35;

доля влаги, вносимой вЗАГ, g

0-0,35;

доля воздуха, вводимого вовторую ступень горения при ступенчатом сжигании, δ

0-0,33.

Пример расчета концентрации оксидов азота вдымовых газах котла ТГМП-204ХЛ при сжигании природного газа приведен в приложении 2к настоящим Методическим указаниям.

4.1 Исходные данные, необходимые для расчета:

а) конструктивныепараметры

аТ

-ширина топки (в свету), м; при наличии двусветного экрана принимается ширинаодной ячейки;

bT

-глубина топки (в свету), м;

hяр

-расстояние между осями соседних (по высоте) горелок, м; при неравенстверасстояний между ярусами (при Zяр ≥ 3)определяются расстояния между первым и вторым ярусами горелок h1,2, вторым итретьим h2,3 и т.д.;

hδ

-расстояние между осью верхнего яруса и осью сопел вторичного дутья (в случаедвухступенчатого сжигания топлива);

тип горелок

-унифицированные и оптимизированные;

-двухпоточные стадийного сжигания;

-многопоточные стадийного сжигания;

-многопоточные стадийного сжигания с подачей части топлива в инертные газы;

Dа

-диаметр амбразуры горелок, м;

nГ

-количество горелок;

dэ

-диаметр экранных труб поверхностей нагрева в топке, мм;

s

-шаг экранных труб, мм;

Zэ

-число двусветных экранов.

б) Монтаж топлива

-теплотворная способность топлива, МДж/кг (МДж/м3);

-содержание азота в топливе на рабочую массу %;

-теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания топливапри α = 1,0, м3/кг (м3/м3);

-объем продуктов сгорания, образовавшихся при стехиометрическом (α = 1,0)сжигании топлива, м3/кг (м3/м3);

-объем трехатомных газов, полученных при полном сгорании топлива стеоретически необходимым количеством воздуха, м3/кг(м3/м3);

-теоретический объем азота, полученный при полном сгорании топлива стеоретически необходимым количеством воздуха, м3/кг (м3/м3);

в) режимные параметры

Bp

— расчетный расход топлива,кг/с (м3/с); при наличии двусветного экрана Bp принимается на однуячейку;

tтл

-температура топлива (при сжигании мазута), °С;

gф

-удельный расход форсуночного пара, идущего на распыл мазута, кг пара / кгмазута;

tф

-температура пара, поступающего в форсунку на распыл мазута, °С;

pф

— давление пара,поступающего в форсунку на распыл мазута, МПа;

tгв

— температура горячеговоздуха, °С;

— коэффициент избыткавоздуха на выходе из топки;

— присосы холодного воздухав топку;

R

— доля рециркуляции дымовыхгазов в зону активного горения (0-0,35);

tгр

— температура газов в местеотбора на рециркуляцию, °С;

g

— водотопливное отношение вдолях (g = Gвл/Gтпл = 0-0,35);

tвл

— температура воды (илипара), подаваемой в ЗАГ, °С;

pвл

— давление воды (или пара),подаваемой в ЗАГ, МПа;

δ

— доля воздуха,поступающего во вторую ступень горения при двухступенчатом сжигании (0-0,35).

4.2Массовая концентрация оксидов азота (в пересчете на NО2) во влажныхпродуктах сгорания при коэффициенте избытка воздуха в зоне активного горения (г/м3)для нормальных условий (0 °С, 101,3 кПа или 760 мм рт. ст.) определяется поформулам:

при сжигании газа:

                                     

                          (4.1)

                                                       

при сжигании мазута:

                               

                        (4.2)

                                   

где  — среднеинтегральнаятемпература продуктов сгорания в зоне активного горения, К;

 — отраженныйтепловой поток в зоне активного горения, МВт/м2;

 -коэффициент избытка воздуха в зоне активного горения;

 — времяпребывания продуктов сгорания в зоне активного горения, с;

КГ — коэффициент,учитывающий конструкцию горелочного устройства, определяемый по таблице 4.1;

 — член,учитывающий количество топливных оксидов азота при превышении содержания азотав составе мазута 0,3 %, рассчитываемый как:

                                                                                                                   (4.3)

где  — объем продуктовсгорания в ЗАГ, определяемый согласно пп. 4.19,4.20данной методики.

Таблица 4.1 — Значения коэффициента Кгв зависимости от конструкции горелочного устройства

Место ввода газов рециркуляции

Топливо

Газ

Мазут

Унифицированныеи оптимизированные

1,0

1,0

Двухпоточныегорелки стадийного сжигания

0,75

0,8

Многопоточныегорелки стадийного сжигания

0,65

0,7

Многопоточныегорелки стадийного сжигания с подачей части топлива в инертные газы

0,5

0,6

4.3 Среднеинтегральнаятемпература продуктов сгорания в зоне активного горения (ЗАГ):

                                                                                              (4.4)

где  — адиабатнаятемпература горения топлива, К;

 — средний коэффициент тепловой эффективностиповерхностей нагрева, ограничивающих ЗАГ.

4.4Адиабатная температура горения (К) рассчитывается методомпоследовательных приближений:

                   

                                           (4.5)

                              

где  — степень выгораниятоплива в ЗАГ, определяемая по таблице 4.2 в зависимости от вида сжигаемоготоплива;

 — теплотасгорания топлива, МДж/кг (МДж/м3);

KR — коэффициент,зависящий от способа ввода газов рециркуляции, определяемый по таблице 4.3;

 и  — соответственнотеоретические объемы воздуха и продуктов сгорания, м3/кг (м3/м3);

αотб — коэффициент избытка воздуха вместе отбора газов из конвективного газохода на рециркуляцию.

Таблица 4.2 — Зависимость степени выгорания топлива βсгот коэффициента избытка воздуха в ЗАГ

Топливо

αЗАГ

0,7

0,8

0,9

1,0

1,01

1,02

1,03

1,04

1,05

1,06

1,07

1,08

≥1,09

Газ

0,609

0,696

0,783

0,87

0,88

0,9

0,915

0,93

0,95

0,965

0,98

0,98

0,98

Мазут

0,588

0,672

0,756

0,84

0,85

0,87

0,88

0,9

0,915

0,93

0,95

0,965

0,98

Таблица4.3 — Значениякоэффициента KR взависимости от способа ввода газов рециркуляции в ЗАГ

Способ ввода газоврециркуляции

Kr

Впод топки

0,05

Вшлицы под горелки

0,15

Снаруживоздушного потока горелки

0,85

Вдутьевой воздух

1,0

Междувоздушными потоками горелки

1,2

4.5Теплота, вносимая в зону активного горения с топливом (учитываетсяпри сжигании мазута, при сжигании газа принимается Qтл = 0), МДж/кг:

                                                                                                                (4.6)

Теплоемкостьмазута, МДж/(кг°С)

                                                                                 (4.7)

где  — температура мазута,°С.

4.6 Тепло,вносимое в зону активного горения паровым дутьем через форсунку (присжигании жидкого топлива), МДж/кг:

                                                                                                                 (4.8)

где  — удельный расходпара через форсунку на 1 кг мазута, кг/кг;

 — энтальпияпара, подаваемого на распыл, МДж/кг.

Параметры пара, поступающего на распыл мазута,обычно составляют рф =0,3-0,6 МПа, tф = 280-350 °С,  при номинальнойнагрузке равен 0,03÷0,05 кг/кг мазута.

4.7 Теплота, вносимая в зону активногогорения с воздухом, МДж/кг (МДж/м3):

                                                                                         (4.9)

где  — избыток воздуха вгорелке при наличии присосов воздуха в топку;

 и  — энтальпиитеоретически необходимого количества воздуха при температуре горячего ихолодного воздуха, МДж/кг (МДж/м3).

4.8 Теплота, вносимая в зону активного горения с газамирециркуляции, МДж/кг (МДж/м3)

                                                                                                          (4.10)

Здесь KR — коэффициент,зависящий от способа ввода газов рециркуляции, определяемый по таблице 4.3;

R — доля рециркуляции дымовыхгазов;

 — энтальпиягазов рециркуляции, подаваемых в ЗАГ, МДж/кг (МДж/м3), вычисляемаякак:

                                                                                                (4.11)

где  — коэффициент избыткавоздуха в месте отбора газов из конвективного газохода на рециркуляцию (обычно );

 и  — соответственно энтальпиигазов рециркуляции и теоретически необходимого количества воздуха притемпературе газов рециркуляции (МДж/м3), рассчитываемые всоответствии с тепловым расчетом котельных агрегатов.

4.9Теплота, вносимая в зону активного горения при подаче воды или пара, МДж/кг (МДж/м3),

                                                                                                          (4.12)

где g — водотопливное отношение,определяемое в зависимости от вида сжигаемого топлива:

                                   (4.13)

Gвл, Gмаз, Gгаз — соответственно расходвлаги, мазута и газа, кг/с;

 плотностьсухого природного газа при 0 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.);

iвл — энтальпия влаги (воды илипара), поступающей в зону активного горения, МДж/кг (МДж/м3);

r — теплота парообразования (при подаче воды в зонуактивного горения r = 2,512 МДж/кг; при подаче пара r = 0).

4.10Избыток воздуха в зоне активного горения αЗАГ:

                                                                                                  (4.14)

4.11Средняя теплоемкость продуктов сгорания, МДж/(м3·°С,):

при сжигании природного газа

сг= (1,57 + 0,134·kt)·10-3;(4.15)

при сжигании мазута

сг = (1,58 +0,122·kt)·10-3,(4.16)

где kt =  — температурныйкоэффициент изменения теплоемкости;

 — ожидаемаяадиабатная температура, °С.

4.12Теплоемкость воздуха при высоких температурах, МДж/(м3·оС)

cв =(1,46 + 0,092·kt)·10-3,(4.17)

где kt =  — температурныйкоэффициент изменения теплоемкости.

4.13Теплоемкость водяных паров, МДж/(м3·°С)

     (4.18)

4.14 Средний коэффициент тепловойэффективности поверхностей нагрева, ограничивающих ЗАГ, ψЗАГ:

                                                                   (4.19)

где Fст,Fверх, Fниж — соответственно полнаяповерхность экранированных стен ЗАГ (рисунок 4.1), площадь поперечного сечениятопки, ограничивающего ЗАГ сверху и снизу, м2;

,  — соответственноплощадь участка стены ЗАГ, м2, и тепловая эффективность этогоучастка;

 -коэффициент, характеризующий отдачу теплоты излучением в вышерасположеннуюзону:

— для топок, работающих на газе,  = 0,1;

— для топок, работающих на мазуте,  = 0,2.

Коэффициент  характеризует отдачутеплоты в сторону пода топки:

— если под не включен в объем ЗАГ:

                                                              (4.20)

где  — соответственноплощади фронтового, боковых, и заднего экранов, расположенных ниже ЗАГ, и пода,м2 (см. схемы на рисунке 4.1);

, , ,  — соответственно тепловаяэффективность фронтового, боковых и заднего экранов, расположенных ниже ЗАГ, ипода;

— если под включен в объем ЗАГ:

                                                                                                                                             (4.21)

4.15Отраженный поток в зоне активного горения , МВт/м2,

                                                                                                                          (4.22)

а,6, в и г -варианты ввода топлива и воздуха в топку.

Рис.4.1 — Схемы определения зоны активного горения

4.16Теплонапряжение зоны активного горения, МВт/м2,

                                                       (4.23)

где Вр- расчетный расход топлива, кг/с (м3/с), (при наличии в топкедвусветного экрана Врпринимается на одну ячейку).

4.17 Полнаяповерхность зоны активного горения, м2,

                                                                             (4.24)

где  — соответственноширина фронта и глубина топочной камеры, м, [при наличии в топке двусветныхэкранов принимается ширина одной ячейки  — число двусветныхэкранов].

4.18 Высота зоны активного горения , м,

                                                                                                                                     (4.25)

где  — высота зоныактивного горения без учета ввода в нее газов рециркуляции и влаги, м;

 — объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива в ЗАГ, м3/кг (м3/м3);

 — объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива при вводе в ЗАГ газов рециркуляции и влаги, м3/кг(м3/м3).

При настеннойкомпоновке горелок высота  — определяется изгеометрических характеристик топки (см. схемы на рисунке 4.1):

— при обычном сжигании

                                                                                                                         (4.26а)

— при ступенчатом сжигании

                                                                                                    (4.26б)

где  — расстояние междуосями горелок по высоте между ярусами, м;

n — количество ярусов;

 — расстояниемежду осями горелок верхнего яруса и сопел вторичного дутья, м;

Da — диаметрамбразуры горелок, м.

При подовойкомпоновке горелок единичной мощностью от 50 до 95 МВт  = 7,5 м, а горелокмощностью от 96 до 160 МВт  = 10 м. Придвухступенчатом сжигании  принимается равнойрасстоянию между подом и осями сопел вторичного дутья.

4.19 Объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива в ЗАГ, Vг, м3/кг (м3/м3):

                                                          (4.27)

4.20 Объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива в случае ввода в ЗАГ газов рециркуляции и/или влаги, , м3/кг (м3/м3):

                                                               

                                                           (4.28)

4.21 Времяпребывания продуктов сгорания в зоне активного горения  (с) определяется как

                                                                                   (4.29)

где  — коэффициентзаполнения топочной камеры восходящими потоками газов:

— при фронтальном расположении горелок  = 0,75;

— при встречном расположении горелок  = 0,8;

— при подовой компоновке  = 0,9.

4.22Пересчет массовой концентрации оксидов азота (см. п.4.2) на стандартные условия (сухие продукты сгорания иα = 1,4), г/м3:

                                                                  (4.30)

5РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СОВМЕСТНОМ СЖИГАНИИУГЛЯ С МАЗУТОМ ИЛИ ГАЗОМ

5.1 При проектировании новых котлов, рассчитанныхна сжигание угля и природного газа или угля и мазута, расчет выбросов оксидовазота должен выполняться для случая работы котла с номинальной нагрузкойполностью на худшем в экологическом отношении топливе. Приведенное содержаниеазота на 1 ГДж у всех марок углей выше, чем у мазута, а у природного газасвязанный азот вообще отсутствует. Следовательно, для котлов, которыепроектируются на несколько видов топлива, включая уголь, расчет выбросовоксидов азота следует выполнять по формулам раздела3 настоящих Методических указаний.

5.2 Вдействующих котлах, в которых в ряде случаев сжигаются одновременноуголь и мазут или уголь и газ, расчет массовой концентрации оксидов азота  (г/м3)проводится для твердого топлива в соответствии с разделом3 настоящих Методических указаний, а затем значение полученной концентрациинужно умножить напоправочный безразмерный коэффициент А,который определяется по следующим формулам:

— при сжиганиигаза вместе с углем:

                                                                                                        (5.1)

— при сжигании мазута вместе с углем:

                                                                                                      (5.2)

где δг и δм — долигаза или мазута по теплу.

5.2.1 Доли газа и мазута по теплу рассчитывают по формуле

                                                                                             (5.3)

где  — расчетный расходгаза или мазута, м3/с (кг/с);

 — теплотасгорания газа или мазута, МДж/м3 (МДж/кг);

 и  — то же, дляугля, кг/с и МДж/кг.

5.2.2 Определенияудельных выбросов  (г/МДж) производятсяпо уравнению (2.20), в правую частькоторого подставляется полученная величина  [с поправкой поуравнению (5.1) или (5.2)].

5.2.3 Объем сухихдымовых газов и теплоту сгорания при сжигании угля с мазутом рассчитываютпо формулам:

                                                                                 (5.4)

                                                                                                      (5.5)

где  — доля мазута потеплоте, определяемая по (5.3);

 — объемсухих дымовых газов (м3/кг), образующихся при полном сгорании мазутапри α =1,4 (см. раздел 2);

 — теплотасгорания мазута (МДж/кг).

5.2.4 При сжигании угля совместно с газом расчетвыполняется условно на 1 кг твердого топлива с учетом количества газа,приходящегося на 1 кг угля:

                                                                                              (5.6)

                                                                                                                       (5.7)

где х- количество газа на 1 кг твердого топлива, м3/кг.

Если смесь топлив задана долями тепловыделениякаждого топлива (δу и δг), то количество газа х, приходящееся на 1 кг твердого топлива,рассчитывается как

                                                                                                      (5.8)

Приложение1
К методическим указаниям
по расчету выбросов оксидов азота
с дымовыми газами котлов
тепловых электростанцийПРИМЕРЫРАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ

Параметр

Формула или обоснование

Пылеугольные котлы

БКЗ-500-140-1

БКЗ-210 до реконстр.

БКЗ-210 после реконстр.

БКЗ-420-140/5

ТП-87

ТП-87

ТПП-215

ТПП-210

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Маркаугля

Техзадание или эксплуатационные данные

Березов­ский 2Б

Промпродукт кузнецких каменных углей ГР

Экибас­тузский СС

Кузнецкий 1СС

Кузнецкий Т

Нерюнг­ринский 3СС

Донецкий АШ

ЗольностьАr, %

«Тепловой расчет котлов (нормативныйметод)»; Табл. I -С-Пб, 1998

4,7

28,7

28,7

45,6

14,8

20,3

19,8

34,8

ВлажностьWr, %

33,0

13,0

13,0

5,0

10,5

9,7

10,0

8,5

Содержаниеазота Nr, %

0,4

1,8

1,8

0,8

1,5

1,5

0,6

0,5

Выходлетучих Vdaf, %

48,0

41,5

41,5

25

33,5

14

20

4

Теплотасгорания , МДж/кг

15,66

18,09

18,09

14,61

23,11

22,06

22,48

18,23

Содержаниеазота на сухую массу Nd, %

0,60

2,07

2,07

0,84

1,68

1,66

0,67

0,55

Выходлетучих на рабочую массу Vr %

(100 Wr-Ar)/100

29,9

24,2

24,2

12,4

25,0

9,8

14,0

2,3

Содержаниесвязанного углерода Ссв

100-Wr-Ar-Vr

32,4

34,1

34,1

37,1

49,7

60,2

56,2

54,4

Топливный коэффициент FR

Ссв/Vr

1,08

1,41

1,41

3,00

1,99

6,14

4,00

24,00

Влияниехарактеристик топлива на оксиды азота

FR0,6+(l+Nd)

2,65

4,30

4,30

3,78

4,18

5,63

3,96

8,28

Типгорелок

Установка котла

Прямо­точные

Прямо­точные

Прямо­точные

Вихревые

Вихревые

Вихревые

Вихревые

Вихревые/ прямо­точные

Коэффициентизбытка воздуха в горелках αГ

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

1,1

1,12

0,95

1,2

1,1

1,1

1,1

Доляпервичного воздуха α1

То же

0,14

0,24

0,24

0,3

0,3

0,2

0,3

Степеньрециркуляции дымовых газов через горелки R, %

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

40

4

4

0

0

0

0

Температураза зоной активного горения , K

Руководящие указания «Проектирование топок ствердым шлакоудалением»

1580

1700

1700

1830

1960

1980

1821

Соотношениескоростей в выходном сечении горелок w2/w1

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

2

2

1,8

1,48

1,4

1,4

1,4

Присосыв топку ΔαT

Тоже

0,1

0,1

0,1

0,02

0,1

0,1

0,02

0,1

Третичноедутье αШ

Установка котла

0

0

0,17

0

0

0

0

Коэффициентизбытка воздуха на выходе из зоны активного горения

αГ+0,5·ΔαT

1,15

1,17

1,00

1,21

1,15

1,15

1,11

ВлияниеαГ на образование топливных оксидов азота

Для вихревой горелки (0,35·αГ+0,4)2,для прямоточной горелки (0,53·αГ+0,12)2

0,494

0,509

0,389

0,672

0,616

0,616

0,616

Влияниеα1 на образование топливных оксидов азота

1,73·α1+0,48

0,722

0,895

0,895

0,999

0,999

0,826

0,999

ВлияниеR на образование топливных оксидов азота βR

1-0,016 R0,5

0,930

0,972

0,972

1,00

1,00

1,00

1,00

Влияниена образование топливных оксидов азота

0,11·(-1100)0,33

0,861

0,928

0,928

0,990

1,046

1,054

0,986

Влияниесмешения в корне факела на образование топливных оксидов азота βcм

Для вихревой горелки 0,4·(w2/w1)2+0,32, для прямоточной-0,98·w2/w1-0,47

1,49

1,49

1,29

1,20

1,10

1,10

1,10

Удельныйвыброс топливных оксидов азота , г/МДж

0,135

0,316

0,209

0,360

0,357

0,400

0,319

Удельныйвыброс воздушных оксидов азота ,г/МДж*

0,000

0,001

0,000

0,019

0,179

0,252

0,012

Суммарныйудельный выброс оксидов азота , г/МДж

0,135

0,317

0,209

0,379

0,536

0,652

0,331

Теоретическийобъем газов ,м3/кг

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

5,03

5,35

5,35

4,25

6,6

6,25

6,39

5,17

Теоретическийобъем воздуха ,м3/кг

4,28

4,87

4,87

3,92

6,11

5,87

5,95

4,91

Объемводяных паров , м3/кг

0,82

0,62

0,62

0,43

0,61

0,45

0,56

0,30

Объемсухих дымовых газов Vсг при н.у. и α=1,4, м3/кг

5,92

6,68

6,68

5,39

8,43

8,15

8,21

6,83

КонцентрацияNOx в сухих дымовых газах при н.у. и α=1,4 без учета «подсветки» , г/м3

0,36

0,86

0,57

1,03

1,47

1,77

0,91

Долягаза (мазута) по теплу δг (δм)

0

0

0

0

0,42 (газ)

0,10 (мазут)

0

Поправочныйкоэффициент на «подсветку» Ai

При сжигании газа с углем 1-(δг/2,5)0,5; при сжигании мазута с углем 1-(δм /1,65)0,5

1

1

1

1

0,590

0,754

1

0,755

КонцентрацияNOx в сухих дымовых газах при н.у. и α =1,4 с учетом «подсветки» угля газом (мазутом) , г/м3

0,36

0,86

0,57

1,03

0,87

1,33

0,91

*Если <1, то  принимается равным 0.

Приложение2
К методическим указаниям
по расчету выбросов оксидов азота
с дымовыми газами котлов
тепловых электростанцийРАСЧЕТКОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА
В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ КОТЛА ТГМП-204ХЛ
ПРИ СЖИГАНИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Исходные данные

Расчеты оксидов азота при сжигании природного газа вкотле ТГМП-204ХЛ, представленном на рисунке П.2.1, на номинальной нагрузкевыполнялись для трех вариантов, представленных в таблице П.2.1:

1. Ввод газов рециркуляции в дутьевой воздух;

2. Впрыск воды в топку через щелевые форсунки,установленные в центральной части горелочных устройств, и подача газоврециркуляции;

3. Организация двухступенчатого сжигания путемотключения подачи природного газа на третий ярус горелок с вводом газоврециркуляции.

В третьем варианте доля воздуха, подаваемого вовторую ступень, составляет 0,33, а коэффициент избытка воздуха в горелкахпервого и второго ярусов (при αТ = 1,05) рассчитываетсяследующим образом.

Действительный объем воздуха, подаваемого в топку, м3/с,при равном количестве горелок в ярусах представляет собой сумму

                                                                                            (П.2.1)

где  — объем воздуха,подаваемого в первые два яруса горелок;

 — объемвоздуха, подаваемого в третий ярус горелок.

Коэффициент избытка воздуха определяется как

                                                                                                                 (П.2.2)

где  — теоретическое количествовоздуха, необходимого для полного сжигания топлива (α = 1).

Коэффициент избытка воздуха в двух первых ярусахгорелок

                                                                                             (П.2.3)

где  (исходя из условияαТ = 1,05).

Таким образом, избыток воздуха в горелках первыхдвух ярусов при долях воздуха, подаваемого в первую ступень горения δ =0,67 и во вторую ступень горения (третий ярус горелок) δ = 0,33,составляет примерно 0,7.

Рис. П.2.1 — Схема ЗАГ котла ТГМП-204ХЛ

Таблица П. 2.1 — Расчет концентрации оксидов азота для котла ТГМП-204ХЛ

Определяемая величина

Размерность

Формула или обоснование

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

с вводом газов рецирку-
ляции

с вводом газов рецирку-
ляции и впрыском воды

Двухсту­пенчатое сжигание с вводом газов рецирку-
ляции

1

2

3

4

5

6

Конструктивные параметры

Ширинатопки в свету αТ

м

Исходные данные

20,66

20,66

20,66

Глубинатопки в свету bТ

м

То же

10,26

10,26

10,26

Диаметрамбразуры гоpелок Dа

м

-«-

1,5

1,5

1,5

Диаметрэкранных труб dэ

мм

-«-

32

32

32

Угловойкоэффициент х

 

Котел в газоплотном исполнении

1

1

1

Расстояниемежду осями горелок:

 

 

 

 

 

первогои второго яруса h1,2

м

Исходные данные

3

3

3

второгои третьего яруса h2,3

м

То же

3

3

3

Количествоработающих по топливу горелок nГ

—

-«-

36

36

24

Режимные параметры

Теплотасгорания топлива

МДж/м3

Исходные данные

35,3

35,3

35,3

Теоретическийобъем воздуха, необходимого для полного сжигания топлива,

м3/м3

То же

9,52

9,52

9,52

Теоретическийобъем газов, образовавшихся при сжигании топлива при α = 1,0,

м3/м3

-«-

10,68

10,68

10,68

Объемтрехатомных газов

м3/м3

-«-

1,0

1,0

1,0

Теоретическийобъем азота

м3/м3

-«-

7,53

7,53

7,53

Расчетныйрасход топлива Вр

м3/с

-«-

55,9

55,9

55.9

Коэффициентизбытка воздуха на выходе из топки

—

-«-

1,07

1,05

1,05

Присосыхолодного воздуха в топку ΔαТ

—

-«-

0

0

0

Температурагорячего воздуха tгв

°с

-«-

360

360

360

Энтальпиягорячего воздуха

МДж/м3

Таблица XVI, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

4,631

4,631

4,631

Температурахолодного воздуха tхв

°С

Принято согласно «Тепловому расчетукотельных агрегатов (нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

30

30

30

Энтальпияхолодного воздуха

МДж/м3

Таблица XVI, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,378

0,378

0,378

Долягазов рециркуляции, подаваемых в топку, R

—

Исходные данные

0,05

0,05

0,05

Температурагазов рециркуляции tгр

°с

То же

390

390

390

Энтальпияпродуктов сгорания  при α = 1,0 и t = tгр

МДж/м3

Таблица XVI, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

5,926

5,926

5,926

Энтальпиявоздуха  при α = 1,0 и t = tгр

МДж/м3

То же

5,026

5,026

5,026

Долявоздуха, подаваемого во вторую ступень горения, δ

—

Исходные данные

—

—

0,33

Водотопливноеотношение Gвл/Gтпл (по массе)

кг/кг

То же

—

0,17

—

Плотностьприродного газа

кг/м3

-«-

—

0,712

—

Водотопливноесоотношение g

кг/м3

g=(Gвл/Gтпл)·ρ0г

—

0,121

—

Температураводы, подаваемой в топку, tвл

°с

Исходные данные

—

20

—

Давлениеводы, подаваемой в топку, рвл

МПа

То же

—

0,1

—

Энтальпиявводимой влаги iвл

МДж/кг

Таблица XXIV, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

—

0,084

—

Расчет

Избытоквоздуха в горелке αГ

—

1,07

1,05

0,7

Коэффициент,учитывающий конструкцию горелочного устройства, КГ

—

Таблица4.1

1

1

1

Коэффициент,учитывающий место ввода газов рециркуляции, КR

—

Таблица4.3

1

1

1

Тепло,вносимое в ЗАГ с воздухом, QB

МДж/м3

4,995

4,863

3,242

Присосыхолодного воздуха в водяном экономайзере ΔαВЭ (два пакета)

—

Опускной газоход газоплотный; ΔαВЭдля одного пакета принимается по таблице XVII «Теплового расчета котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,02

0,02

0,02

Коэффициентизбытка воздуха в месте отбора газов из конвективного газохода нарециркуляцию αотб

—

1,09

1,07

1,07

Энтальпиягазов рециркуляции Iгр.

МДж/м3

6,378

6,278

6,278

Тепло,вносимое в зону активного горения с рециркулирующими газами, Qгр

МДж/м3

Qгр = КR·R·Iгр

0,319

0,314

0,314

Теплотапарообразования r

МДж/кг

Таблица XXIII, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

—

2,512

—

Тепло,вносимое в зону активного горения с водой, Qвл

МДж/кг

—

-0,413

—

Коэффициентизбытка воздуха в зоне активного горения

—

1,07

1,05

0,7

Степеньвыгорания топлива в зоне активного горения βсг

—

Таблица4.2

0,98

0,95

0,609

1-е приближение

Ожидаемаяадиабатная температура Тад

К

Принимается

2270

2200

2150

Ожидаемаяадиабатная температура

°с

Тад — 273

1997

1927

1877

Температурныйкоэффициент kt

—

0,797

0,727

0,677

Средняятеплоемкость продуктов сгорания сг

Формула (4.15)

1,677×10-3

1,667×10-3

1,661×10-3

Средняятеплоемкость воздуха св

Формула (4.17)

1,533×10-3

1,527×10-3

1,522×10-3

Теплоемкостьводяных паров свл

Формула (4.18)

—

1,952×10-3

—

Адиабатнаятемпература горения топлива Тад

К

Формула (4.5)

2282

2210

2189

2-е приближение

Ожидаемаяадиабатная температура

К

Принимается

2278

2207

2185

Ожидаемаяадиабатная температура

°с

Тад — 273

2005

1934

1912

Температурныйкоэффициент kt

—

0,805

0,734

0,712

Средняятеплоемкость продуктов сгорания сг

Формула (4.15)

1,678·10-3

1,668·10-3

1,665·10-3

Средняятеплоемкость воздуха св

Формула (4.17)

1,534·10-3

1,528·10-3

1,526·10-3

Теплоемкостьводяных паров свл

Формула (4.18)

—

1,954·10-3

—

Адиабатнаятемпература горения топлива Тад

К

Формула (4.5)

2280

2209

2185

Высотазоны активного горения

м

Для обычного сжигания — ф-ла (4.26а);для ступенчатого сжигания — ф-ла (4.26б)(см. рисунки4.1 и П.2.1)

10,5

10,5

8,25

Объемдымовых газов, образовавшихся при сжигании 1 м3 газа без вводагазов рециркуляции и влаги в ЗАГ, Vг

м3/м3

°

11,337

11,113

7,385

Объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 м3 газа привводе в ЗАГ газов рециркуляции и влаги,

м3/м3

Формула (4.28)

11,915

11,903

7,953

Высотазоны активного горения с учетом ввода газов рециркуляции и влаги

м

11,04

11,25

8,89

Поверхностьрасположенных в зоне активного горения:

 

 

 

 

 

фронтовыхэкранов Fф

м2

Fф = αТ·hЗАГ

228,09

232,43

183,67

заднихэкранов Fз

м2

Fз = αТ· hЗАГ

228,09

232,43

183,67

боковыхэкранов Fб

м2

Fб = bТ· hЗАГ

113,27

115,43

91,21

горелокFг

м2

FГ = nr·(π/4)·D2а

63,61

63,61

53,01

сечений,ограничивающих зону активного горения сверху и снизу, Fвepx и Fниж

м2

Fвepx = Fниж = аТ·bT

211,97

211,97

211,97

Площадьповерхностей, расположенных ниже ЗАГ, (см. рисунок П.2.1):

 

 

 

 

 

фронтовыхэкранов

м2

 = 1,35·aT

27,89

27,89

27,89

заднихэкранов

м2

 = 1,35·aT

27,89

27,89

27,89

боковыхэкранов

м2

13,85

13,85

13,85

подаFп

м2

211,97

211,97

211,97

Коэффициенттепловой эффективности настенных экранов ψэ

—

Таблица 6.3, «Тепловой расчет котельныхагрегатов (нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,65

0,65

0,65

Коэффициенттепловой эффективности пода, закрытого шамотным кирпичом, ψп

—

Тоже

0,1

0,1

0,1

Коэффициент,характеризующий отдачу тепла излучением в вышерасположенную зону,

—

Согласно рекомендациям «Теплового расчетакотельных агрегатов (нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,1

0,1

0,1

Коэффициент,характеризующий отдачу тепла в сторону пода,

—

0,255

0,255

0,255

Средняятепловая эффективность поверхностей, ограничивающих ЗАГ, ψЗАГ

—

0,432

0,434

0,409

Среднеинтегральнаятемпература продуктов сгорания

К

1979

1916

1916

Полнаяповерхность зоны активного горения fЗАГ

м2

1106,66

1119,64

973,70

Теплонапряжениезоны активного горения qЗАГ

МВт/м2

2,014

1,912

1,440

Отраженныйпоток в зоне активного горения

МВт/м2

1,144

1,082

0,851

Коэффициентзаполнения топочной камеры ξ

—

П.4.21

0,8

0,8

0,8

Времяпребывания продуктов сгорания в ЗАГ

с

0,388

0,409

0,483

Массоваяконцентрация оксидов азота в пересчете на NО2 во влажных продуктах сгоранияпри αЗАГ

г/м3

Формула (4.1)

1,084

0,859

0,824 (аЗАГ=0,7)

Теоретическийобъем образовавшихся сухих газов (при α=1,0)

м3/м3

8,53

8,53

8,-53

Массоваяконцентрация оксидов азота в пересчете на NО2 и стандартные условия (сухиегазы, α = 1,4)

г/м3

Формула (4.30)

0,988

0,771

0,494

Содержание

1 ОБЩИЕПОЛОЖЕНИЯ

2ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ

3РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ

4РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СЖИГАНИИ ГАЗА И МАЗУТА

5РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СОВМЕСТНОМ СЖИГАНИИУГЛЯ С МАЗУТОМ ИЛИ ГАЗОМ

Приложение1 К методическим указаниям по расчету выбросов оксидов азота с дымовымигазами котлов тепловых электростанций ПРИМЕРЫРАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХКОТЛОВ

Приложение2 К методическим указаниям по расчету выбросов оксидов азота с дымовымигазами котлов тепловых электростанций РАСЧЕТКОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ КОТЛА ТГМП-204ХЛ ПРИ СЖИГАНИИПРИРОДНОГО ГАЗА

 

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.

Сжигание топлива на тепловых электростанциях и вкотельных приводит к выбросу в атмосферу продуктов сгорания органическоготоплива, содержащих токсичные оксиды азота NОх (главнымобразом монooксид NO и в меньшей степени диоксид NO2).

Количество образующихся оксидов азота зависит отхарактеристик топлива, режимных и конструктивных параметров топочной камеры.Поэтому на стадии проектирования или реконструкции котлов необходимо провестирасчет ожидаемых выбросов оксидов азота и предусмотреть меры по снижению их довеличин, не превышающих нормативы удельных выбросов NO, в атмосферу,приведенных в ГОСТР 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. ОбщиеПрофессиональный требования».

В уходящих газах паровых и водогрейных котловмоносксид азота NO составляет 95-99 % общего выброса NОх,в то время как содержание более токсичного диоксида азота NO2 не превышает1-5 %. После выброса дымовых газов в атмосферу под воздействием природныхфакторов большая часть NO конвертирует в NO2. Поэтому расчет массовыхконцентраций и выбросов оксидов азота NОх ведется в пересчетена NO2.

В связи с установленными раздельными ПДК ватмосферном воздухе на монооксид NO и диоксид азота NO2 и с учетом трансформацииоксидов азота в атмосфере при расчете загазованности и нормировании выбросовТЭС суммарные массовые выбросы оксидов азота разделяются на составляющие (сучетом различия в молярной массе этих веществ):

                                                                                                       (1.1)

                                                                  (1.2)

где  и  — молярные массы NO и NO2, равные 30 и 46соответственно; 0,8 — коэффициент трансформации оксида азота в диоксид.Численное значение коэффициента трансформации может устанавливаться по методикеГоскомэкологии России на основании данных фактических измерений местных органовРосгидромета, но не более 0,8.

Источниками оксидов азота является молекулярный азотвоздуха, используемого в качестве окислителя при горении, и азотсодержащиекомпоненты топлива. В связи с этим принято делить оксиды азота на воздушные итопливные. Воздушные, в свою очередь, можно разделить на термические,образующиеся при высоких температурах за счет окисления молекулярного азотавоздуха, и так называемые «быстрые» оксиды азота, образующиеся во фронте факелапри сравнительно низких температурах в результате реакции углеводородныхрадикалов с молекулой азота.

2ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ

Для количественной Монтаж газообразныхвыбросов котлов используют объемные и массовые концентрации вредных веществ, атакже их удельные или валовые (массовые) выбросы.

2.1 Объемные концентрации СV представляют собойотношение объема, занимаемого данным газообразным веществом, к объему всейгазовой пробы. Объемные концентрации СV могутизмеряться в % об или ppm. Единицаизмерения 1 ppm (part per million) представляет собой однумиллионную часть объема:

1 ppm = 10-6= 10-4 % об = 1 см3/м3.(2.1)

Важным преимуществом измерения содержания газовыхкомпонентов в объемных концентрациях является то, что объемные концентрации независят от давления и температуры среды и, следовательно, расчетные или опытныерезультаты газового анализа, выраженные в % об или ppm, не требуют приведения к каким-либо заданным условиям по температуре идавлению.

2.2 Массовые концентрации Сm характеризуют количество(массу) данного вещества в одном кубическом метре продуктов сгорания. С ихпомощью оценивается содержание в продуктах сгорания как твердых, так игазообразных компонентов. Массовые концентрации измеряются в г/м3или мг/м3.

В отличие от объемной массовая концентрация зависитот давления и температуры среды, поэтому ее приводят в пересчете на нормальныеусловия (0 °С, р0 =760 мм рт. ст. = 101,3 кПа), для чего используется следующее выражение:

                                                                                            (2.2)

где  — массоваяконцентрация, полученная опытным путем при температуре  и давлении  газовой пробы.

2.3 Связьмежду объемными (ppm) и массовыми (г/м3)концентрациями устанавливается следующим соотношением:

                                                                                                               (2.3)

где ki — коэффициентпересчета, равный

                                                                                    (2.4)

 — молярная масса i-го вещества, г;

 — его молярный объем, л (в качестве первогоприближения за  может быть принятобъем идеального газа, равный 22,41 л);

 — температура и рг — давление газовой пробы передгазоанализатором (последнее приравнивается к фактическому атмосферномудавлению). Значения коэффициента пересчета kiприведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Значения коэффициента пересчета для реальных газов принормальных условиях (0 °С; 101,3 кПа)

Вещества

Молярная масса Mi, г

Молярный объем , л

Коэффициент пересчета ki

NO

30,0061

22,39

1,34·10-3

NO2

46,0055

22,442

2,05·10-3

2.4 Длякорректного сопоставления опытных и расчетных данных полученныемассовые или объемные концентрации пересчитываются на стандартные условия1), в качестве которых приняты следующие: αуx = 1,4 в сухих дымовых газахпри нормальных условиях [0 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.)].

_____________

1)ГОСТР 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. ОбщиеПрофессиональный требования».

В зависимости от применяемых методов измерения и расчетных методикопределение содержания газовых компонентов производится во влажных или сухих продуктахсгорания. При этом под сухими продуктами сгорания (сухие газы)подразумеваются дымовые газы, в которых произошла конденсация образовавшихся впроцессе горения топлива водяных паров из-за их остывания до температур нижетемпературы насыщения. Поэтому для пересчета расчетных и опытных концентрацийна стандартные условия используются разные формулы:

при пересчете концентраций С, полученных для сухихгазов, на стандартные условия (Сст.у)для сухих газов:

                                                                                      (2.5)

                                                                (2.6)

при пересчете концентраций, полученных для влажныхгазов, на стандартные условия для сухих газов:

                                                                            (2.7)

                                                     (2.8)

где α — расчетный или опытный коэффициентизбытка воздуха в сечении отбора газовой пробы; ,  — теоретическиеобъемы соответственно воздуха и влажных газов;  — теоретический объемсухих газов.

2.5Значения , ,  принимаются посправочным данным или рассчитываются по химическому составу сжигаемого топлива:

для твердого и жидкого топлива (м3кг)

                                                 (2.9)

                                                                    (2.10)

                (2.11)

где , , , ,  — соответственносодержание углерода, серы (органической и колчеданной), водорода, кислорода иазота в рабочей массе топлива, % по массе; Wr — влажностьрабочей массы топлива, % по массе;

для газообразного топлива (м3/м3)

                                   (2.12)

                                      (2.13)

                              (2.14)

где СО, СO2, Н2, H2S,CmHn, N2,O2 -соответственно содержание оксида углерода, диоксида углерода, водорода,сероводорода, углеводородов, азота и кислорода в исходном топливе, % по объему;m и n — число атомов углерода иводорода, соответственно; dг.тл- влагосодержание газообразного топлива, г/м3.

Химический состав топлива принимается по паспортнымданным или из справочной литературы.

2.6Мощность выброса М (г/с) — этоколичество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу с уходящими газами вединицу времени (за 1 с). Мощность выброса вредного вещества за определенныйпериод времени (месяц, квартал, год) называется валовым выбросом (например, т/год).

2.7Удельный массовый выброс т (г/кгили г/м3) представляет собой количество вредного вещества вграммах, образовавшегося при сжигании 1 кг (или м3) топлива

                                                                                                           (2.15)

Часто этот показатель пересчитывают на единицу массыусловного топлива (г/кг усл. топл. или кг/т усл. топл.) и тогда онрассчитывается как:

                                                                                          (2.16)

где  — теплота сгоранияусловного топлива, равная 29,31 МДж/кг (7000 ккал/кг);

 — низшаятеплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/м3).

2.8Удельный выброс (по теплу) К(г/МДж) — количество вредного вещества в граммах, отнесенного к 1 МДжосвобожденной в топке котла химической энергии топлива:

                                                                                                               (2.17)

где Вр- расчетный расход топлива (кг/с).

2.9 Дляпересчета указанных параметров используются следующиесоотношения:

                                                                                                    (2.18)

                                                                                                         (2.19)

                                                                                                                            (2.20)

                                                                                                                          (2.21)

                                                                                                                                  (2.22)

где  — массоваяконцентрация NO2 при нормальныхусловиях (0 °С, 760 мм рт. ст.), г/м3;

Vг — объемдымовых газов, м3/кг (м3/м3), определяемыйследующим образом:

— если концентрация  определена во влажныхгазах,

                                                                                       (2.23)

— если концентрация  определена в сухихпродуктах сгорания,

                                                                                                   (2.24)

                                                                                                            (2.26)

где α — коэффициент избытка воздуха дляусловий, при которых производилось определение концентрации .

Удельные выбросы вредных веществ являются основнымипараметрами, которые контролируют с целью проверки соблюдения утвержденныхнормативов выбросов и оценки результатов внедрения природоохранных мероприятий.

3РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ

3.1Исходные данные, необходимые для расчета удельных выбросов:

Ar, Wr и Nr — зольность, влажность исодержание азота в топливе, % на рабочую массу.

 — теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Тип горелок — вихревые,прямоточные, с подачей пыли высокой концентрации.

Vdaf — выходлетучих на горючую массу, %.

αГ — коэффициент избытка воздуха вгорелках.

α1 — доля первичного воздуха поотношению к теоретически необходимому.

R — степень рециркуляциидымовых газов через горелки, %.

w2/w1 — отношение скоростивторичного воздуха на выходе из внутреннего канала (ближайшего к первичному) кскорости первичного воздуха.

Δα3 — третичный воздух,подаваемый в топку помимо горелок.

Δαсбp — сбросной воздух (сушильныйагент) при транспорте пыли к горелкам горячим воздухом.

Т»ЗАГ — температура на выходе иззоны активного горения, К.

Вр — расчетный расходтоплива, кг/ч.

3.2Удельные выбросы оксидов азота (в пересчете на NO2)

  (г/МДж)складываются из топливных  и воздушных  оксидов азота:

                                                                                                     (3.1)

3.3Топливные оксиды азота подсчитывают по формуле:

                                                                    (3.2)

где  — безразмерныйкоэффициент, учитывающий Монтаж топлива

                                                                                                                        (3.3)

Здесь FR- топливный коэффициент, равный отношению связанного углерода к выходу летучихна рабочую массу: где Ссв= 100 — Wr — Аr — Vr; а Nd — содержание азота в сухоймассе топлива, %.

Значениядругих коэффициентов из формулы (3.2) приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 — Значения коэффициентов

Фактор, который учитывается коэффициентом

Зависимость

Диапазон пригодности зависимости

Влияниекоэффициента избытка воздуха в вихревой горелке

(0,35·αГ + 0,4)2

0,9 ≤ αГ ≤ 1,3

Влияниекоэффициента избытка воздуха в прямоточной горелке

(0,53·αГ + 0,12)2

0,9 ≤ αГ ≤ 1,3

Влияниедоли первичного воздуха в горелке

1,73·α1 + 0,48

0,15 ≤ α1 ≤ 0,55

Влияниерециркуляции дымовых газов в первичный воздух (без учета снижения температурыв зоне активного горения)

(0 ≤ R ≤ 30) %

Влияниемаксимальной температуры на участке образования топливных оксидов азота

1250 К ≤  ≤ 2050 К

Влияниесмесеобразования в корне факела вихревых горелок

0,4-(w2/w1)2+0,32

1,0≤ w2/w1 ≤ 1,6

Влияниесмесеобразования в корне факела прямоточных горелок

0,98·w2/w1 — 0,47

1,4≤ w2/w1 ≤ 4,0

3.4 При подаче в горелки пыли высокой концентрации значение, подсчитанное по формуле (3.2), умножают на коэффициент 0,8.При этом долю первичного воздуха α1 и отношение w2/w1 принимаютравными тем значениям, которые были бы выбраны при обычной подаче пыли кгорелкам первичным воздухом.

3.5Воздушные оксиды азота образуются в зоне максимальных температур,то есть там, где поля концентраций, скоростей и температур отдельных горелокуже выровнялись. Следовательно,  определяется восновном не особенностями горелок, а интегральными параметрами топочногопроцесса.

Для подсчета  используютзависимость, учитывающую известное уравнение Зельдовича:

                                                                               (3.4)

где  — коэффициент избыткавоздуха в зоне активного горения, условно принимаемый как сумма организованноподаваемого воздуха через горелки и присосов через нижнюю часть топочнойкамеры, т.е.

                                                                                                                             (3.5)

 — температурана выходе из зоны активного горения, К.

Уравнение (3.4) справедливо в диапазонекоэффициентов избытка воздуха 1,05 ≤  ≤ 1,4 и дотемпературы  = 2050 K. При  < 1800 Kзначением  можно пренебречь.

Температуру на выходе из зоны активного горения  рассчитывают всоответствии с тепловым расчетом котельных агрегатов.

Для случая, когда рециркуляция дымовых газов черезгорелки отсутствует, температура на выходе из зоны активного горения  °С, рассчитываетсятак:

                              (3.6)

где  — теплосодержаниевоздуха, поступающего через горелки, МДж/кг;

 — средняясуммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива, МДж/(кг·°С);

 — степеньвыгорания топлива в зоне активного горения;

iтл — энтальпия топлива,МДж/кг;

ψF- произведение коэффициента эффективности на суммарную поверхность,ограничивающую зону активного горения, м2;

εт- степень черноты топки в зоне максимального тепловыделения.

Приведенное уравнение решается методомпоследовательных приближений, т.к. в его правую часть входит . Если расчетное значение  по формуле (3.6)будет более чем на 50 °С отличаться от предварительно выбранной величины , то необходимо сделать второе приближение.

При наличии рециркуляции дымовых газов расчет  следует выполнять всоответствии с проектированием топок с твердым шлакоудалением.

Определение концентраций и массовых выбросов оксидовазота производится по формулам, приведенным в разделе 2 настоящихМетодических указаний.

Примеры расчетов выбросов оксидов азота в котлахразных типов при сжигании различных видов твердого топлива приведены в приложении1 к настоящим Методическим указаниям. Для некоторых котлов показано влияниеподсветки факела газом или мазутом (см. раздел5 настоящих Методических указаний).

4РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СЖИГАНИИ ГАЗА И МАЗУТА

Настоящие Методические указания позволяютрассчитывать концентрации оксидов азота при различных способах сжигания газа имазута в котлах в следующих диапазонах изменения основных режимных параметров:

нагрузка котла, D/Dном

0,5-1,0;

коэффициент избыткавоздуха в зоне активного горения (ЗАГ) αЗАГ

0,7-1,4;

доля газов рециркуляции,подаваемых в ЗАГ, R

0-0,35;

доля влаги, вносимой вЗАГ, g

0-0,35;

доля воздуха, вводимого вовторую ступень горения при ступенчатом сжигании, δ

0-0,33.

Пример расчета концентрации оксидов азота вдымовых газах котла ТГМП-204ХЛ при сжигании природного газа приведен в приложении 2к настоящим Методическим указаниям.

4.1 Исходные данные, необходимые для расчета:

а) конструктивныепараметры

аТ

-ширина топки (в свету), м; при наличии двусветного экрана принимается ширинаодной ячейки;

bT

-глубина топки (в свету), м;

hяр

-расстояние между осями соседних (по высоте) горелок, м; при неравенстверасстояний между ярусами (при Zяр ≥ 3)определяются расстояния между первым и вторым ярусами горелок h1,2, вторым итретьим h2,3 и т.д.;

hδ

-расстояние между осью верхнего яруса и осью сопел вторичного дутья (в случаедвухступенчатого сжигания топлива);

тип горелок

-унифицированные и оптимизированные;

-двухпоточные стадийного сжигания;

-многопоточные стадийного сжигания;

-многопоточные стадийного сжигания с подачей части топлива в инертные газы;

Dа

-диаметр амбразуры горелок, м;

nГ

-количество горелок;

dэ

-диаметр экранных труб поверхностей нагрева в топке, мм;

s

-шаг экранных труб, мм;

Zэ

-число двусветных экранов.

б) Монтаж топлива

-теплотворная способность топлива, МДж/кг (МДж/м3);

-содержание азота в топливе на рабочую массу %;

-теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания топливапри α = 1,0, м3/кг (м3/м3);

-объем продуктов сгорания, образовавшихся при стехиометрическом (α = 1,0)сжигании топлива, м3/кг (м3/м3);

-объем трехатомных газов, полученных при полном сгорании топлива стеоретически необходимым количеством воздуха, м3/кг(м3/м3);

-теоретический объем азота, полученный при полном сгорании топлива стеоретически необходимым количеством воздуха, м3/кг (м3/м3);

в) режимные параметры

Bp

— расчетный расход топлива,кг/с (м3/с); при наличии двусветного экрана Bp принимается на однуячейку;

tтл

-температура топлива (при сжигании мазута), °С;

gф

-удельный расход форсуночного пара, идущего на распыл мазута, кг пара / кгмазута;

tф

-температура пара, поступающего в форсунку на распыл мазута, °С;

pф

— давление пара,поступающего в форсунку на распыл мазута, МПа;

tгв

— температура горячеговоздуха, °С;

— коэффициент избыткавоздуха на выходе из топки;

— присосы холодного воздухав топку;

R

— доля рециркуляции дымовыхгазов в зону активного горения (0-0,35);

tгр

— температура газов в местеотбора на рециркуляцию, °С;

g

— водотопливное отношение вдолях (g = Gвл/Gтпл = 0-0,35);

tвл

— температура воды (илипара), подаваемой в ЗАГ, °С;

pвл

— давление воды (или пара),подаваемой в ЗАГ, МПа;

δ

— доля воздуха,поступающего во вторую ступень горения при двухступенчатом сжигании (0-0,35).

4.2Массовая концентрация оксидов азота (в пересчете на NО2) во влажныхпродуктах сгорания при коэффициенте избытка воздуха в зоне активного горения (г/м3)для нормальных условий (0 °С, 101,3 кПа или 760 мм рт. ст.) определяется поформулам:

при сжигании газа:

                                     

                          (4.1)

                                                       

при сжигании мазута:

                               

                        (4.2)

                                   

где  — среднеинтегральнаятемпература продуктов сгорания в зоне активного горения, К;

 — отраженныйтепловой поток в зоне активного горения, МВт/м2;

 -коэффициент избытка воздуха в зоне активного горения;

 — времяпребывания продуктов сгорания в зоне активного горения, с;

КГ — коэффициент,учитывающий конструкцию горелочного устройства, определяемый по таблице 4.1;

 — член,учитывающий количество топливных оксидов азота при превышении содержания азотав составе мазута 0,3 %, рассчитываемый как:

                                                                                                                   (4.3)

где  — объем продуктовсгорания в ЗАГ, определяемый согласно пп. 4.19,4.20данной методики.

Таблица 4.1 — Значения коэффициента Кгв зависимости от конструкции горелочного устройства

Место ввода газов рециркуляции

Топливо

Газ

Мазут

Унифицированныеи оптимизированные

1,0

1,0

Двухпоточныегорелки стадийного сжигания

0,75

0,8

Многопоточныегорелки стадийного сжигания

0,65

0,7

Многопоточныегорелки стадийного сжигания с подачей части топлива в инертные газы

0,5

0,6

4.3 Среднеинтегральнаятемпература продуктов сгорания в зоне активного горения (ЗАГ):

                                                                                              (4.4)

где  — адиабатнаятемпература горения топлива, К;

 — средний коэффициент тепловой эффективностиповерхностей нагрева, ограничивающих ЗАГ.

4.4Адиабатная температура горения (К) рассчитывается методомпоследовательных приближений:

                   

                                           (4.5)

                              

где  — степень выгораниятоплива в ЗАГ, определяемая по таблице 4.2 в зависимости от вида сжигаемоготоплива;

 — теплотасгорания топлива, МДж/кг (МДж/м3);

KR — коэффициент,зависящий от способа ввода газов рециркуляции, определяемый по таблице 4.3;

 и  — соответственнотеоретические объемы воздуха и продуктов сгорания, м3/кг (м3/м3);

αотб — коэффициент избытка воздуха вместе отбора газов из конвективного газохода на рециркуляцию.

Таблица 4.2 — Зависимость степени выгорания топлива βсгот коэффициента избытка воздуха в ЗАГ

Топливо

αЗАГ

0,7

0,8

0,9

1,0

1,01

1,02

1,03

1,04

1,05

1,06

1,07

1,08

≥1,09

Газ

0,609

0,696

0,783

0,87

0,88

0,9

0,915

0,93

0,95

0,965

0,98

0,98

0,98

Мазут

0,588

0,672

0,756

0,84

0,85

0,87

0,88

0,9

0,915

0,93

0,95

0,965

0,98

Таблица4.3 — Значениякоэффициента KR взависимости от способа ввода газов рециркуляции в ЗАГ

Способ ввода газоврециркуляции

Kr

Впод топки

0,05

Вшлицы под горелки

0,15

Снаруживоздушного потока горелки

0,85

Вдутьевой воздух

1,0

Междувоздушными потоками горелки

1,2

4.5Теплота, вносимая в зону активного горения с топливом (учитываетсяпри сжигании мазута, при сжигании газа принимается Qтл = 0), МДж/кг:

                                                                                                                (4.6)

Теплоемкостьмазута, МДж/(кг°С)

                                                                                 (4.7)

где  — температура мазута,°С.

4.6 Тепло,вносимое в зону активного горения паровым дутьем через форсунку (присжигании жидкого топлива), МДж/кг:

                                                                                                                 (4.8)

где  — удельный расходпара через форсунку на 1 кг мазута, кг/кг;

 — энтальпияпара, подаваемого на распыл, МДж/кг.

Параметры пара, поступающего на распыл мазута,обычно составляют рф =0,3-0,6 МПа, tф = 280-350 °С,  при номинальнойнагрузке равен 0,03÷0,05 кг/кг мазута.

4.7 Теплота, вносимая в зону активногогорения с воздухом, МДж/кг (МДж/м3):

                                                                                         (4.9)

где  — избыток воздуха вгорелке при наличии присосов воздуха в топку;

 и  — энтальпиитеоретически необходимого количества воздуха при температуре горячего ихолодного воздуха, МДж/кг (МДж/м3).

4.8 Теплота, вносимая в зону активного горения с газамирециркуляции, МДж/кг (МДж/м3)

                                                                                                          (4.10)

Здесь KR — коэффициент,зависящий от способа ввода газов рециркуляции, определяемый по таблице 4.3;

R — доля рециркуляции дымовыхгазов;

 — энтальпиягазов рециркуляции, подаваемых в ЗАГ, МДж/кг (МДж/м3), вычисляемаякак:

                                                                                                (4.11)

где  — коэффициент избыткавоздуха в месте отбора газов из конвективного газохода на рециркуляцию (обычно );

 и  — соответственно энтальпиигазов рециркуляции и теоретически необходимого количества воздуха притемпературе газов рециркуляции (МДж/м3), рассчитываемые всоответствии с тепловым расчетом котельных агрегатов.

4.9Теплота, вносимая в зону активного горения при подаче воды или пара, МДж/кг (МДж/м3),

                                                                                                          (4.12)

где g — водотопливное отношение,определяемое в зависимости от вида сжигаемого топлива:

                                   (4.13)

Gвл, Gмаз, Gгаз — соответственно расходвлаги, мазута и газа, кг/с;

 плотностьсухого природного газа при 0 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.);

iвл — энтальпия влаги (воды илипара), поступающей в зону активного горения, МДж/кг (МДж/м3);

r — теплота парообразования (при подаче воды в зонуактивного горения r = 2,512 МДж/кг; при подаче пара r = 0).

4.10Избыток воздуха в зоне активного горения αЗАГ:

                                                                                                  (4.14)

4.11Средняя теплоемкость продуктов сгорания, МДж/(м3·°С,):

при сжигании природного газа

сг= (1,57 + 0,134·kt)·10-3;(4.15)

при сжигании мазута

сг = (1,58 +0,122·kt)·10-3,(4.16)

где kt =  — температурныйкоэффициент изменения теплоемкости;

 — ожидаемаяадиабатная температура, °С.

4.12Теплоемкость воздуха при высоких температурах, МДж/(м3·оС)

cв =(1,46 + 0,092·kt)·10-3,(4.17)

где kt =  — температурныйкоэффициент изменения теплоемкости.

4.13Теплоемкость водяных паров, МДж/(м3·°С)

     (4.18)

4.14 Средний коэффициент тепловойэффективности поверхностей нагрева, ограничивающих ЗАГ, ψЗАГ:

                                                                   (4.19)

где Fст,Fверх, Fниж — соответственно полнаяповерхность экранированных стен ЗАГ (рисунок 4.1), площадь поперечного сечениятопки, ограничивающего ЗАГ сверху и снизу, м2;

,  — соответственноплощадь участка стены ЗАГ, м2, и тепловая эффективность этогоучастка;

 -коэффициент, характеризующий отдачу теплоты излучением в вышерасположеннуюзону:

— для топок, работающих на газе,  = 0,1;

— для топок, работающих на мазуте,  = 0,2.

Коэффициент  характеризует отдачутеплоты в сторону пода топки:

— если под не включен в объем ЗАГ:

                                                              (4.20)

где  — соответственноплощади фронтового, боковых, и заднего экранов, расположенных ниже ЗАГ, и пода,м2 (см. схемы на рисунке 4.1);

, , ,  — соответственно тепловаяэффективность фронтового, боковых и заднего экранов, расположенных ниже ЗАГ, ипода;

— если под включен в объем ЗАГ:

                                                                                                                                             (4.21)

4.15Отраженный поток в зоне активного горения , МВт/м2,

                                                                                                                          (4.22)

а,6, в и г -варианты ввода топлива и воздуха в топку.

Рис.4.1 — Схемы определения зоны активного горения

4.16Теплонапряжение зоны активного горения, МВт/м2,

                                                       (4.23)

где Вр- расчетный расход топлива, кг/с (м3/с), (при наличии в топкедвусветного экрана Врпринимается на одну ячейку).

4.17 Полнаяповерхность зоны активного горения, м2,

                                                                             (4.24)

где  — соответственноширина фронта и глубина топочной камеры, м, [при наличии в топке двусветныхэкранов принимается ширина одной ячейки  — число двусветныхэкранов].

4.18 Высота зоны активного горения , м,

                                                                                                                                     (4.25)

где  — высота зоныактивного горения без учета ввода в нее газов рециркуляции и влаги, м;

 — объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива в ЗАГ, м3/кг (м3/м3);

 — объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива при вводе в ЗАГ газов рециркуляции и влаги, м3/кг(м3/м3).

При настеннойкомпоновке горелок высота  — определяется изгеометрических характеристик топки (см. схемы на рисунке 4.1):

— при обычном сжигании

                                                                                                                         (4.26а)

— при ступенчатом сжигании

                                                                                                    (4.26б)

где  — расстояние междуосями горелок по высоте между ярусами, м;

n — количество ярусов;

 — расстояниемежду осями горелок верхнего яруса и сопел вторичного дутья, м;

Da — диаметрамбразуры горелок, м.

При подовойкомпоновке горелок единичной мощностью от 50 до 95 МВт  = 7,5 м, а горелокмощностью от 96 до 160 МВт  = 10 м. Придвухступенчатом сжигании  принимается равнойрасстоянию между подом и осями сопел вторичного дутья.

4.19 Объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива в ЗАГ, Vг, м3/кг (м3/м3):

                                                          (4.27)

4.20 Объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3газообразного) топлива в случае ввода в ЗАГ газов рециркуляции и/или влаги, , м3/кг (м3/м3):

                                                               

                                                           (4.28)

4.21 Времяпребывания продуктов сгорания в зоне активного горения  (с) определяется как

                                                                                   (4.29)

где  — коэффициентзаполнения топочной камеры восходящими потоками газов:

— при фронтальном расположении горелок  = 0,75;

— при встречном расположении горелок  = 0,8;

— при подовой компоновке  = 0,9.

4.22Пересчет массовой концентрации оксидов азота (см. п.4.2) на стандартные условия (сухие продукты сгорания иα = 1,4), г/м3:

                                                                  (4.30)

5РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СОВМЕСТНОМ СЖИГАНИИУГЛЯ С МАЗУТОМ ИЛИ ГАЗОМ

5.1 При проектировании новых котлов, рассчитанныхна сжигание угля и природного газа или угля и мазута, расчет выбросов оксидовазота должен выполняться для случая работы котла с номинальной нагрузкойполностью на худшем в экологическом отношении топливе. Приведенное содержаниеазота на 1 ГДж у всех марок углей выше, чем у мазута, а у природного газасвязанный азот вообще отсутствует. Следовательно, для котлов, которыепроектируются на несколько видов топлива, включая уголь, расчет выбросовоксидов азота следует выполнять по формулам раздела3 настоящих Методических указаний.

5.2 Вдействующих котлах, в которых в ряде случаев сжигаются одновременноуголь и мазут или уголь и газ, расчет массовой концентрации оксидов азота  (г/м3)проводится для твердого топлива в соответствии с разделом3 настоящих Методических указаний, а затем значение полученной концентрациинужно умножить напоправочный безразмерный коэффициент А,который определяется по следующим формулам:

— при сжиганиигаза вместе с углем:

                                                                                                        (5.1)

— при сжигании мазута вместе с углем:

                                                                                                      (5.2)

где δг и δм — долигаза или мазута по теплу.

5.2.1 Доли газа и мазута по теплу рассчитывают по формуле

                                                                                             (5.3)

где  — расчетный расходгаза или мазута, м3/с (кг/с);

 — теплотасгорания газа или мазута, МДж/м3 (МДж/кг);

 и  — то же, дляугля, кг/с и МДж/кг.

5.2.2 Определенияудельных выбросов  (г/МДж) производятсяпо уравнению (2.20), в правую частькоторого подставляется полученная величина  [с поправкой поуравнению (5.1) или (5.2)].

5.2.3 Объем сухихдымовых газов и теплоту сгорания при сжигании угля с мазутом рассчитываютпо формулам:

                                                                                 (5.4)

                                                                                                      (5.5)

где  — доля мазута потеплоте, определяемая по (5.3);

 — объемсухих дымовых газов (м3/кг), образующихся при полном сгорании мазутапри α =1,4 (см. раздел 2);

 — теплотасгорания мазута (МДж/кг).

5.2.4 При сжигании угля совместно с газом расчетвыполняется условно на 1 кг твердого топлива с учетом количества газа,приходящегося на 1 кг угля:

                                                                                              (5.6)

                                                                                                                       (5.7)

где х- количество газа на 1 кг твердого топлива, м3/кг.

Если смесь топлив задана долями тепловыделениякаждого топлива (δу и δг), то количество газа х, приходящееся на 1 кг твердого топлива,рассчитывается как

                                                                                                      (5.8)

Приложение1
К методическим указаниям
по расчету выбросов оксидов азота
с дымовыми газами котлов
тепловых электростанцийПРИМЕРЫРАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ

Параметр

Формула или обоснование

Пылеугольные котлы

БКЗ-500-140-1

БКЗ-210 до реконстр.

БКЗ-210 после реконстр.

БКЗ-420-140/5

ТП-87

ТП-87

ТПП-215

ТПП-210

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Маркаугля

Техзадание или эксплуатационные данные

Березов­ский 2Б

Промпродукт кузнецких каменных углей ГР

Экибас­тузский СС

Кузнецкий 1СС

Кузнецкий Т

Нерюнг­ринский 3СС

Донецкий АШ

ЗольностьАr, %

«Тепловой расчет котлов (нормативныйметод)»; Табл. I -С-Пб, 1998

4,7

28,7

28,7

45,6

14,8

20,3

19,8

34,8

ВлажностьWr, %

33,0

13,0

13,0

5,0

10,5

9,7

10,0

8,5

Содержаниеазота Nr, %

0,4

1,8

1,8

0,8

1,5

1,5

0,6

0,5

Выходлетучих Vdaf, %

48,0

41,5

41,5

25

33,5

14

20

4

Теплотасгорания , МДж/кг

15,66

18,09

18,09

14,61

23,11

22,06

22,48

18,23

Содержаниеазота на сухую массу Nd, %

0,60

2,07

2,07

0,84

1,68

1,66

0,67

0,55

Выходлетучих на рабочую массу Vr %

(100 Wr-Ar)/100

29,9

24,2

24,2

12,4

25,0

9,8

14,0

2,3

Содержаниесвязанного углерода Ссв

100-Wr-Ar-Vr

32,4

34,1

34,1

37,1

49,7

60,2

56,2

54,4

Топливный коэффициент FR

Ссв/Vr

1,08

1,41

1,41

3,00

1,99

6,14

4,00

24,00

Влияниехарактеристик топлива на оксиды азота

FR0,6+(l+Nd)

2,65

4,30

4,30

3,78

4,18

5,63

3,96

8,28

Типгорелок

Установка котла

Прямо­точные

Прямо­точные

Прямо­точные

Вихревые

Вихревые

Вихревые

Вихревые

Вихревые/ прямо­точные

Коэффициентизбытка воздуха в горелках αГ

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

1,1

1,12

0,95

1,2

1,1

1,1

1,1

Доляпервичного воздуха α1

То же

0,14

0,24

0,24

0,3

0,3

0,2

0,3

Степеньрециркуляции дымовых газов через горелки R, %

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

40

4

4

0

0

0

0

Температураза зоной активного горения , K

Руководящие указания «Проектирование топок ствердым шлакоудалением»

1580

1700

1700

1830

1960

1980

1821

Соотношениескоростей в выходном сечении горелок w2/w1

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

2

2

1,8

1,48

1,4

1,4

1,4

Присосыв топку ΔαT

Тоже

0,1

0,1

0,1

0,02

0,1

0,1

0,02

0,1

Третичноедутье αШ

Установка котла

0

0

0,17

0

0

0

0

Коэффициентизбытка воздуха на выходе из зоны активного горения

αГ+0,5·ΔαT

1,15

1,17

1,00

1,21

1,15

1,15

1,11

ВлияниеαГ на образование топливных оксидов азота

Для вихревой горелки (0,35·αГ+0,4)2,для прямоточной горелки (0,53·αГ+0,12)2

0,494

0,509

0,389

0,672

0,616

0,616

0,616

Влияниеα1 на образование топливных оксидов азота

1,73·α1+0,48

0,722

0,895

0,895

0,999

0,999

0,826

0,999

ВлияниеR на образование топливных оксидов азота βR

1-0,016 R0,5

0,930

0,972

0,972

1,00

1,00

1,00

1,00

Влияниена образование топливных оксидов азота

0,11·(-1100)0,33

0,861

0,928

0,928

0,990

1,046

1,054

0,986

Влияниесмешения в корне факела на образование топливных оксидов азота βcм

Для вихревой горелки 0,4·(w2/w1)2+0,32, для прямоточной-0,98·w2/w1-0,47

1,49

1,49

1,29

1,20

1,10

1,10

1,10

Удельныйвыброс топливных оксидов азота , г/МДж

0,135

0,316

0,209

0,360

0,357

0,400

0,319

Удельныйвыброс воздушных оксидов азота ,г/МДж*

0,000

0,001

0,000

0,019

0,179

0,252

0,012

Суммарныйудельный выброс оксидов азота , г/МДж

0,135

0,317

0,209

0,379

0,536

0,652

0,331

Теоретическийобъем газов ,м3/кг

«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»или эксплуатационные данные

5,03

5,35

5,35

4,25

6,6

6,25

6,39

5,17

Теоретическийобъем воздуха ,м3/кг

4,28

4,87

4,87

3,92

6,11

5,87

5,95

4,91

Объемводяных паров , м3/кг

0,82

0,62

0,62

0,43

0,61

0,45

0,56

0,30

Объемсухих дымовых газов Vсг при н.у. и α=1,4, м3/кг

5,92

6,68

6,68

5,39

8,43

8,15

8,21

6,83

КонцентрацияNOx в сухих дымовых газах при н.у. и α=1,4 без учета «подсветки» , г/м3

0,36

0,86

0,57

1,03

1,47

1,77

0,91

Долягаза (мазута) по теплу δг (δм)

0

0

0

0

0,42 (газ)

0,10 (мазут)

0

Поправочныйкоэффициент на «подсветку» Ai

При сжигании газа с углем 1-(δг/2,5)0,5; при сжигании мазута с углем 1-(δм /1,65)0,5

1

1

1

1

0,590

0,754

1

0,755

КонцентрацияNOx в сухих дымовых газах при н.у. и α =1,4 с учетом «подсветки» угля газом (мазутом) , г/м3

0,36

0,86

0,57

1,03

0,87

1,33

0,91

*Если <1, то  принимается равным 0.

Приложение2
К методическим указаниям
по расчету выбросов оксидов азота
с дымовыми газами котлов
тепловых электростанцийРАСЧЕТКОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА
В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ КОТЛА ТГМП-204ХЛ
ПРИ СЖИГАНИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Исходные данные

Расчеты оксидов азота при сжигании природного газа вкотле ТГМП-204ХЛ, представленном на рисунке П.2.1, на номинальной нагрузкевыполнялись для трех вариантов, представленных в таблице П.2.1:

1. Ввод газов рециркуляции в дутьевой воздух;

2. Впрыск воды в топку через щелевые форсунки,установленные в центральной части горелочных устройств, и подача газоврециркуляции;

3. Организация двухступенчатого сжигания путемотключения подачи природного газа на третий ярус горелок с вводом газоврециркуляции.

В третьем варианте доля воздуха, подаваемого вовторую ступень, составляет 0,33, а коэффициент избытка воздуха в горелкахпервого и второго ярусов (при αТ = 1,05) рассчитываетсяследующим образом.

Действительный объем воздуха, подаваемого в топку, м3/с,при равном количестве горелок в ярусах представляет собой сумму

                                                                                            (П.2.1)

где  — объем воздуха,подаваемого в первые два яруса горелок;

 — объемвоздуха, подаваемого в третий ярус горелок.

Коэффициент избытка воздуха определяется как

                                                                                                                 (П.2.2)

где  — теоретическое количествовоздуха, необходимого для полного сжигания топлива (α = 1).

Коэффициент избытка воздуха в двух первых ярусахгорелок

                                                                                             (П.2.3)

где  (исходя из условияαТ = 1,05).

Таким образом, избыток воздуха в горелках первыхдвух ярусов при долях воздуха, подаваемого в первую ступень горения δ =0,67 и во вторую ступень горения (третий ярус горелок) δ = 0,33,составляет примерно 0,7.

Рис. П.2.1 — Схема ЗАГ котла ТГМП-204ХЛ

Таблица П. 2.1 — Расчет концентрации оксидов азота для котла ТГМП-204ХЛ

Определяемая величина

Размерность

Формула или обоснование

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

с вводом газов рецирку-
ляции

с вводом газов рецирку-
ляции и впрыском воды

Двухсту­пенчатое сжигание с вводом газов рецирку-
ляции

1

2

3

4

5

6

Конструктивные параметры

Ширинатопки в свету αТ

м

Исходные данные

20,66

20,66

20,66

Глубинатопки в свету bТ

м

То же

10,26

10,26

10,26

Диаметрамбразуры гоpелок Dа

м

-«-

1,5

1,5

1,5

Диаметрэкранных труб dэ

мм

-«-

32

32

32

Угловойкоэффициент х

 

Котел в газоплотном исполнении

1

1

1

Расстояниемежду осями горелок:

 

 

 

 

 

первогои второго яруса h1,2

м

Исходные данные

3

3

3

второгои третьего яруса h2,3

м

То же

3

3

3

Количествоработающих по топливу горелок nГ

—

-«-

36

36

24

Режимные параметры

Теплотасгорания топлива

МДж/м3

Исходные данные

35,3

35,3

35,3

Теоретическийобъем воздуха, необходимого для полного сжигания топлива,

м3/м3

То же

9,52

9,52

9,52

Теоретическийобъем газов, образовавшихся при сжигании топлива при α = 1,0,

м3/м3

-«-

10,68

10,68

10,68

Объемтрехатомных газов

м3/м3

-«-

1,0

1,0

1,0

Теоретическийобъем азота

м3/м3

-«-

7,53

7,53

7,53

Расчетныйрасход топлива Вр

м3/с

-«-

55,9

55,9

55.9

Коэффициентизбытка воздуха на выходе из топки

—

-«-

1,07

1,05

1,05

Присосыхолодного воздуха в топку ΔαТ

—

-«-

0

0

0

Температурагорячего воздуха tгв

°с

-«-

360

360

360

Энтальпиягорячего воздуха

МДж/м3

Таблица XVI, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

4,631

4,631

4,631

Температурахолодного воздуха tхв

°С

Принято согласно «Тепловому расчетукотельных агрегатов (нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

30

30

30

Энтальпияхолодного воздуха

МДж/м3

Таблица XVI, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,378

0,378

0,378

Долягазов рециркуляции, подаваемых в топку, R

—

Исходные данные

0,05

0,05

0,05

Температурагазов рециркуляции tгр

°с

То же

390

390

390

Энтальпияпродуктов сгорания  при α = 1,0 и t = tгр

МДж/м3

Таблица XVI, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

5,926

5,926

5,926

Энтальпиявоздуха  при α = 1,0 и t = tгр

МДж/м3

То же

5,026

5,026

5,026

Долявоздуха, подаваемого во вторую ступень горения, δ

—

Исходные данные

—

—

0,33

Водотопливноеотношение Gвл/Gтпл (по массе)

кг/кг

То же

—

0,17

—

Плотностьприродного газа

кг/м3

-«-

—

0,712

—

Водотопливноесоотношение g

кг/м3

g=(Gвл/Gтпл)·ρ0г

—

0,121

—

Температураводы, подаваемой в топку, tвл

°с

Исходные данные

—

20

—

Давлениеводы, подаваемой в топку, рвл

МПа

То же

—

0,1

—

Энтальпиявводимой влаги iвл

МДж/кг

Таблица XXIV, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

—

0,084

—

Расчет

Избытоквоздуха в горелке αГ

—

1,07

1,05

0,7

Коэффициент,учитывающий конструкцию горелочного устройства, КГ

—

Таблица4.1

1

1

1

Коэффициент,учитывающий место ввода газов рециркуляции, КR

—

Таблица4.3

1

1

1

Тепло,вносимое в ЗАГ с воздухом, QB

МДж/м3

4,995

4,863

3,242

Присосыхолодного воздуха в водяном экономайзере ΔαВЭ (два пакета)

—

Опускной газоход газоплотный; ΔαВЭдля одного пакета принимается по таблице XVII «Теплового расчета котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,02

0,02

0,02

Коэффициентизбытка воздуха в месте отбора газов из конвективного газохода нарециркуляцию αотб

—

1,09

1,07

1,07

Энтальпиягазов рециркуляции Iгр.

МДж/м3

6,378

6,278

6,278

Тепло,вносимое в зону активного горения с рециркулирующими газами, Qгр

МДж/м3

Qгр = КR·R·Iгр

0,319

0,314

0,314

Теплотапарообразования r

МДж/кг

Таблица XXIII, «Тепловой расчет котельных агрегатов(нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

—

2,512

—

Тепло,вносимое в зону активного горения с водой, Qвл

МДж/кг

—

-0,413

—

Коэффициентизбытка воздуха в зоне активного горения

—

1,07

1,05

0,7

Степеньвыгорания топлива в зоне активного горения βсг

—

Таблица4.2

0,98

0,95

0,609

1-е приближение

Ожидаемаяадиабатная температура Тад

К

Принимается

2270

2200

2150

Ожидаемаяадиабатная температура

°с

Тад — 273

1997

1927

1877

Температурныйкоэффициент kt

—

0,797

0,727

0,677

Средняятеплоемкость продуктов сгорания сг

Формула (4.15)

1,677×10-3

1,667×10-3

1,661×10-3

Средняятеплоемкость воздуха св

Формула (4.17)

1,533×10-3

1,527×10-3

1,522×10-3

Теплоемкостьводяных паров свл

Формула (4.18)

—

1,952×10-3

—

Адиабатнаятемпература горения топлива Тад

К

Формула (4.5)

2282

2210

2189

2-е приближение

Ожидаемаяадиабатная температура

К

Принимается

2278

2207

2185

Ожидаемаяадиабатная температура

°с

Тад — 273

2005

1934

1912

Температурныйкоэффициент kt

—

0,805

0,734

0,712

Средняятеплоемкость продуктов сгорания сг

Формула (4.15)

1,678·10-3

1,668·10-3

1,665·10-3

Средняятеплоемкость воздуха св

Формула (4.17)

1,534·10-3

1,528·10-3

1,526·10-3

Теплоемкостьводяных паров свл

Формула (4.18)

—

1,954·10-3

—

Адиабатнаятемпература горения топлива Тад

К

Формула (4.5)

2280

2209

2185

Высотазоны активного горения

м

Для обычного сжигания — ф-ла (4.26а);для ступенчатого сжигания — ф-ла (4.26б)(см. рисунки4.1 и П.2.1)

10,5

10,5

8,25

Объемдымовых газов, образовавшихся при сжигании 1 м3 газа без вводагазов рециркуляции и влаги в ЗАГ, Vг

м3/м3

°

11,337

11,113

7,385

Объемпродуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 м3 газа привводе в ЗАГ газов рециркуляции и влаги,

м3/м3

Формула (4.28)

11,915

11,903

7,953

Высотазоны активного горения с учетом ввода газов рециркуляции и влаги

м

11,04

11,25

8,89

Поверхностьрасположенных в зоне активного горения:

 

 

 

 

 

фронтовыхэкранов Fф

м2

Fф = αТ·hЗАГ

228,09

232,43

183,67

заднихэкранов Fз

м2

Fз = αТ· hЗАГ

228,09

232,43

183,67

боковыхэкранов Fб

м2

Fб = bТ· hЗАГ

113,27

115,43

91,21

горелокFг

м2

FГ = nr·(π/4)·D2а

63,61

63,61

53,01

сечений,ограничивающих зону активного горения сверху и снизу, Fвepx и Fниж

м2

Fвepx = Fниж = аТ·bT

211,97

211,97

211,97

Площадьповерхностей, расположенных ниже ЗАГ, (см. рисунок П.2.1):

 

 

 

 

 

фронтовыхэкранов

м2

 = 1,35·aT

27,89

27,89

27,89

заднихэкранов

м2

 = 1,35·aT

27,89

27,89

27,89

боковыхэкранов

м2

13,85

13,85

13,85

подаFп

м2

211,97

211,97

211,97

Коэффициенттепловой эффективности настенных экранов ψэ

—

Таблица 6.3, «Тепловой расчет котельныхагрегатов (нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,65

0,65

0,65

Коэффициенттепловой эффективности пода, закрытого шамотным кирпичом, ψп

—

Тоже

0,1

0,1

0,1

Коэффициент,характеризующий отдачу тепла излучением в вышерасположенную зону,

—

Согласно рекомендациям «Теплового расчетакотельных агрегатов (нормативный метод)». — СПб.: ЦКТИ, 1998.

0,1

0,1

0,1

Коэффициент,характеризующий отдачу тепла в сторону пода,

—

0,255

0,255

0,255

Средняятепловая эффективность поверхностей, ограничивающих ЗАГ, ψЗАГ

—

0,432

0,434

0,409

Среднеинтегральнаятемпература продуктов сгорания

К

1979

1916

1916

Полнаяповерхность зоны активного горения fЗАГ

м2

1106,66

1119,64

973,70

Теплонапряжениезоны активного горения qЗАГ

МВт/м2

2,014

1,912

1,440

Отраженныйпоток в зоне активного горения

МВт/м2

1,144

1,082

0,851

Коэффициентзаполнения топочной камеры ξ

—

П.4.21

0,8

0,8

0,8

Времяпребывания продуктов сгорания в ЗАГ

с

0,388

0,409

0,483

Массоваяконцентрация оксидов азота в пересчете на NО2 во влажных продуктах сгоранияпри αЗАГ

г/м3

Формула (4.1)

1,084

0,859

0,824 (аЗАГ=0,7)

Теоретическийобъем образовавшихся сухих газов (при α=1,0)

м3/м3

8,53

8,53

8,-53

Массоваяконцентрация оксидов азота в пересчете на NО2 и стандартные условия (сухиегазы, α = 1,4)

г/м3

Формула (4.30)

0,988

0,771

0,494

Содержание

1 ОБЩИЕПОЛОЖЕНИЯ

2ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ

3РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ

4РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СЖИГАНИИ ГАЗА И МАЗУТА

5РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СОВМЕСТНОМ СЖИГАНИИУГЛЯ С МАЗУТОМ ИЛИ ГАЗОМ

Приложение1 К методическим указаниям по расчету выбросов оксидов азота с дымовымигазами котлов тепловых электростанций ПРИМЕРЫРАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХКОТЛОВ

Приложение2 К методическим указаниям по расчету выбросов оксидов азота с дымовымигазами котлов тепловых электростанций РАСЧЕТКОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ КОТЛА ТГМП-204ХЛ ПРИ СЖИГАНИИПРИРОДНОГО ГАЗА

 

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.