Расчет выбросов оксидов азота при сжигании дизельного топлива.

Расчетный расход топлива (Bр, Bр’).

Потери тепла от механической неполноты сгорания q4 = 0.08[%]

Вр = В*(1-q4/100) = 5.324[т/год]

Вр’ = В’*(1-q4/100) = 0.02054[кг/с]

Низшая теплота сгорания топлива (Qr).

Qr = 41.94[МДж/кг]

Удельный выброс оксидов азота при сжигании мазута (Kno2, Kno2’).

Время работы котла за год Time = 72[ч]

Фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу (Qт, Qт’):

Qт = Bр/Time/3.6*Qr = 0.86141[МВт]

Qт’ = Bр’*Qr = 0.86141[МВт]

Kno2 = 0.0113*(Qт**0.5)+0.1 = 0.110492[г/МДж]

Kno2’ = 0.0113*(Qт’**0.5)+0.1 = 0.110492[г/МДж]

Коэффициент, учитывающий температуру воздуха (b_t).

Температура горячего воздуха tгв = 30[°С]

b_t = 1+0.002*(tгв-30) = 1

Коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота (b_a).

Котел работает в соответствии с режимной картой.

b_a = 1

Коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота (b_r).

Степень рециркуляции дымовых газов r= 0[%]

b_r = 0.17*(r**0.5) = 0

Коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру (b_d).

Доля воздуха, подаваемого в промежуточную факельную зону d = 0[%]

b_d = 0.018*d = 0

Выброс оксидов азота (Mnox, Mnox’, Mno, Mno’, Mno2, Mno2’).

kп = 0.001 (для валового)

kп = 1 (для максимально-разового)

Mnox = Bp*Qr*Kno2*b_t*b_a*(1-b_r)*(1-b_d)*kп = 5.3237376*41.94*0.110492*1*1*(1-0)*(1-0)*0.001=0.0246704 [т/год]

Mnox’ = Bp’*Qr*Kno2’*b_t*b_a*(1-b_r)*(1-b_d)*kп = 0.0205391*41.94*0.110492*1*1*(1-0)*(1-0)=0.0951789 [г/с]

Mno = 0.13 * Mnox = 0.0032071 [т/год]

Mno’ = 0.13 * Mnox’ = 0.0123733 [г/с]

Mno2 = 0.8 * Mnox = 0.0197363 [т/год]

Mno2’ = 0.8 * Mnox’ = 0.0761432 [г/с]

 

Расчет выбросов диоксида серы.

Расход натурального топлива за рассматриваемый период (B, B’).

В = 5.328 [т/год]

В’ = 20.55556 [г/с]

Содержание серы в топливе на рабочую массу (Sr, Sr’)

Sr = 0.01[%] (для валового)

Sr’ = 0.01[%] (для максимально-разового)

Доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле (h_so2’):

Тип топлива: Мазут

h_so2’ = 0.02

Доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твёрдых частиц (h_so2’’): 0

Выброс диоксида серы (Mso2, Mso2’).

Mso2 = 0.02*B*Sr*(1-h_so2’)*(1-h_so2’’) = 0.0010443 [т/год]

Mso2’ = 0.02*B’*Sr*(1-h_so2’)*(1-h_so2’’) = 0.0040289 [г/с]

 

Расчет выбросов оксида углерода.

Расход натурального топлива за рассматриваемый период (B, B’).

В = 5.328 [т/год]

В’ = 20.55556 [г/с]

Выход оксида углерода при сжигании топлива (Cco).

Потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива (q3):0.2 [%]

Коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода (R): Мазут. R=0.65

Низшая теплота сгорания топлива (Qr): 41.94 [МДж/кг (МДж/нм3)]

Cco = q3*R*Qr = 5.4522 [г/кг (г/нм3) или кг/т (кг/тыс.нм3)]

Потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива (q4):0.08 [%]

Выброс оксида углерода (Mco, Mco’).

Mco = 0.001*B*Cco*(1-q4/100) = 0.0290261 [т/год]

Mco’ = 0.001*B’*Cco*(1-q4/100) = 0.1119834 [г/с]

 

Расчет выбросов твердых частиц (теоретическим методом)

Данные для расчета количества твердых частиц.

Расход натурального топлива (B, B’).

В = 5.328 [т/год]

В’ = 20.55556 [г/с]

Зольность топлива на рабочую массу (Ar, Ar’):

Для валового выброса Ar = 0.01 [%]

Для максимально-разового выброса Ar’ = 0.01 [%]

Доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях n_з = 0

Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива q4 уноса = 0.08 [%]

Низшая теплота сгорания топлива Qr = 41.94 [МДж/кг]

4.2. Расчет количества сажи при сжигании мазута (Mк, Mк’).

Mк = 0.01*B*(1-n_з)*(q4 уноса*Qr/32.68) = 0.0054702 [т/год]

Mк’ = 0.01*B’*(1-n_з)*(q4 уноса*Qr/32.68) = 0.021104 [г/с]

 

5. Расчётное определение выбросов бенз(а)пирена водогрейными котлами.

Коэффициент, учитывающий влияние нагрузки котла на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания (Kд).

Kд = 2.6-3.2*(Dотн-0.5) = 1.48

Коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания (Kр).

Степень рециркуляции в дутьевой воздух или кольцевой канал вокруг горелок: 0[%]

Kр = 4.15*0+1 = 1

Коэффициент, учитывающий влияние ступенчатого сжигания на концентрацию бенз(а)пирена в продуктах сгорания (Kст).

Доля воздуха, подаваемая помимо горелок (над ними) Kст’: 0

Kст = Kст’/0.14+1 = 1

Теплонапряжение топочного объема (Qv).

Расчётный расход топлива на номинальной нагрузке (Вр):

Вр = Вн*(1-q4/100) = 0.0205436[кг/с (м3/c)];

Фактический расход топлива на номинальной нагрузке (Вн): 0.02056[кг/с (м3/с)];

Низшая теплота сгорания топлива (Qr): 41940[кДж/кг (кДж/м3)];

Объем топочной камеры (Vт): 1[м3];

Qv = Bp*Qr/Vт = 0.0205436*41940/1 = 861.5965709[кВт/м3].

Концентрация бенз(а)пирена (Cбп’).

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки (a_T’’): 1.4;

Период между чистками 12 ч. Kо =1.5

Котел с паромеханической форсункой. R = 0.75.

Cбп’ = 0.000001*((R*(0.52*Qv-32.5)/(1.16*Exp(3.5*(a_T’’-1)))*Kд*Кр*Kст *Ko= 0.0001471 [мг/м3]

Концентрация бенз(а)пирена, приведенная к избытку воздуха a_О=1.4 (Cбп).

Cбп = Cбп’*a_T’’/a_О = 0.0001471 [мг/м3]

Расчет объёма сухих дымовых газов при нормальных условиях (a_o=1.4), образующихся при полном сгорании 1кг (1нм3) топлива. (Vсг)

Расчет производится по приближенной формуле.

Коэффициент, учитывающий характер топлива (К): 0.355

Низшая теплота сгорания топлива (Qr): 41.94 [МДж/кг (МДж/нм3)]

Vсг = К*Qr = 14.8887 [м3/кг топлива] ([м3/м3 топлива])

Выброс бенз(а)пирена (Mбп, Mбп’).

Mбп = Cбп * Vcг * Bp * kп

Расчетный расход топлива (Bp, Bр’)

Вр = В*(1-q4/100) = 5.324[т/год] (тыс.м3/год)

Вр’ = В’*(1-q4/100)*0.0036 = 0.07394[т/ч] (тыс.м3/ч)

Cбп = 0.0001471 [мг/м3]

kп = 0.000001 (для валового)

kп = 0.000278 (для максимально-разового)

Mбп = 0.0001471*14.889*5.3237376*0.000001 = 0.000000012 [т/год]

Mбп’ = 0.0001471*14.889*0.0739408*0.000278 = 0.000000045 [г/с]