Распространенные методы оценки объема дымовых газов котла

При сжигании одной тонны угля образуется 1600 × S% кг SO2, 10 000 кубических метров отходящих газов и 200 кг сажи.

При сжигании одной тонны дизельного топлива образуется 2000 × S% кг SO2, 12 000 кубических метров отходящих газов и 1 кг сажи.

При сжигании одной тонны мазута образуется 2000 × S% кг SO2, 16 000 кубических метров отходящих газов и 2 кг сажи.

Крупные электростанции с хорошим контролем выбросов сажи (степень удаления более 98%) выбрасывают 3-5 кг сажи на тонну сжигаемого угля.

Обычные предприятия с очистными сооружениями выбрасывают 10-15 кг сажи на тонну сжигаемого угля.

Производство кирпича и черепицы выбрасывает 40-80 кг сажи и 12-18 кг диоксида серы на 10 000 кирпичей.

Крупные цементные заводы выбрасывают 3-7 кг пыли и 1 кг диоксида серы на тонну произведенного цемента.

Небольшие цементные заводы в поселках выбрасывают 12-20 кг пыли и 1 кг диоксида серы на тонну произведенного цемента.

Формулы материального баланса:

SO2, образующийся при сжигании 1 тонны угля = 1600 × S кг; содержание серы в серы обычно составляет 0,6-1,5%. Если содержание серы в угле составляет 1%, то при сжигании 1 тонны угля выбрасывается 16 кг SO2.

SO2, образующийся при сжигании 1 тонны мазута = 2000 × S кг; содержание серы в серы обычно составляет 1,5-3% для мазута и 0,5-0,8% для дизельного топлива. Если содержание серы составляет 2%, сжигание 1 тонны нефти приводит к выбросу 40 кг SO2.

Коэффициенты выбросов: Сжигание одной тонны угля приводит к выбросу 0,9-1,2 млн стандартных кубических метров отработавших газов; электростанции могут использовать меньшее значение, а другие небольшие электростанции — большее. Сжигание одной тонны нефти приводит к выбросу 1,2-1,6 млн стандартных кубических метров отработавших газов; для дизельного топлива используется меньшее значение, а для мазута — большее.

**Коэффициент пересчета для городских сточных вод:** 0,7-0,9, что составляет 70-90% потребления воды.

**Коэффициент сброса бытовых сточных вод:** Используется измеренный коэффициент для данного региона.

**Коэффициент образования ХПК в бытовых сточных водах:** 60 г/человек/день. В качестве альтернативы используется измеренный коэффициент для данного региона.

**Коэффициент образования аммиачного азота в бытовых сточных водах:** 7 г/человек/день. В качестве альтернативы можно использовать измеренный коэффициент для данного региона. При использовании этих коэффициентов для расчетов под населением обычно подразумевается городское население; в районах с большим количеством мигрантов можно использовать население постоянных жителей или население мигрантов.

[Выбросы дыма и пыли от бытового использования и других источников] Рассчитано с использованием различных коэффициентов для сжигания бытовых брикетов и сырого угля:

Бытовые брикеты: 1-2 кг дыма и пыли на тонну брикетов

Сырой уголь: 8-10 кг дыма и пыли на тонну сырого угля

I. Расчет общих выбросов промышленных отходящих газов

1. Метод измерения

При измерении выбросов отходящих газов используется следующая формула для расчета:

Q_год = Q_час × B_год / B_час / 10000

Где:

Q_год — Годовые выбросы отходящих газов, 10 000 стандартных м³/год;

Q_час — Почасовые выбросы отходящих газов, стандартные м³/ч;

B_год — Годовой расход топлива (или производство клинкера), кг/год;

B_час — Почасовой расход топлива (или производство клинкера) при нормальных условиях эксплуатации, кг/ч.

2. Метод оценки коэффициентов

Расчет выбросов отходящих газов при сжигании в котле

① Расчет теоретической потребности в воздухе (V0)

а. Для твердого топлива, когда содержание летучих веществ в основном топливе Vy > 15% (битуминозный уголь), формула расчета: V0 = 0,251 × QL/1000 + 0,278 [м³(стандарт)/кг]

Когда Vy < 15% (тощий уголь или антрацит), V0 = QL/4140 + 0,606 [м³(стандарт)/кг]

Когда QL < 12546 кДж/кг (уголь низкого качества), V0 = QL/4140 + 0,455 [м³(стандарт)/кг]

b. Для жидкого топлива формула расчета: V0 = 0,203 × QL/1000 + 2 [м³(стандарт)/кг]

c. Для газообразных видов топлива:

когда QL < 10455 кДж/(стандартный) м³, V0 = 0,209 × QL/1000[м³/м³]

Когда QL > 14637 кДж/(стандартный) м³, V0 = 0,260 × QL/1000 - 0,25[м³/м³]

Где: V0 — теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания топлива, м³(стандартный)/кг или м³/м³;

QL — нижняя теплотворная способность топлива в зависимости от области применения, кДж/кг или кДж/(стандартный) м³.

Сравнительная таблица значений QL для различных видов топлива (единица измерения: кДж/кг или кДж/стандартный м³)

Таблица значений QL для различных типов топлива (единица измерения: кДж/кг или кДж/стандартный м³)

② Расчет фактического объема дымовых газов

а. Для антрацита, битуминозного угля и тощего угля:

Qy = 1,04 × QL/4187 + 0,77 + 1,0161(α-1) V0 [м³(стандартный)/кг]

Когда QL < 12546 кДж/кг (уголь низкого качества), Qy = 1,04 × QL/4187 + 0,54 + 1,0161(α-1) V0 [м³(стандартный)/кг]

б. Для жидкого топлива:

Qy = 1,11 × QL/4187 + (α-1) V0 [м³(стандартный)/кг]

в. Для газообразного топлива:

Когда QL < 10468 кДж/(стандартный) м³: Qy = 0,725 × QL/4187 + 1,0 + (α-1) V0 (м³/м³)

Когда QL > 10468 кДж/(стандартный) м³, Qy = 1,14 × QL/4187 - 0,25 + (α-1) V0 (м³/м³)

Где: Qy — фактический объем дымовых газов, м³ (стандартный)/кг;

α — коэффициент избытка воздуха, α = α0 + Δα

Коэффициент избытка воздуха в печи

Тип котла: Битуминозный уголь, Антрацит, Нефть, Газ

Котлы с ручным и доменным сжиганием угля: 1,40 1,65 1,20 1,106

Котлы с колосниковой решеткой: 1,35 1,40

Котлы с пылевидным углем: 1,20 1,25

Котлы с кипящим слоем: 1,25 1,25

Примечание: Для других котлов с механическим сжиганием, независимо от топлива, α0 принимается равным 1,31. Коэффициент утечки Δα

Место утечки Печь Конвекционный трубный пучок Перегреватель

Экономайзер Воздухоподогреватель Пылесборник Стальной дымоход (на 10 метров) Кирпичный дымоход (на 10 метров) Δα 0,1 0,15 0,05 1,65 0,1 0,05 0,01 0,05

③ Расчет общего объема дымовых газов Qtotal = B × Qy

Где: Qtotal — общий объем дымовых газов, м³ (стандартный)/г;

B — расход топлива;

Qy — фактический объем дымовых газов, м³ (стандартный)/кг.

2) Расчет объема дымовых газов, отводимых из цементной вращающейся печи: s0

① Объем дымовых газов, отводимых из цементной вращающейся печи, обычно выбирается на основе следующих эмпирических данных:

а. a. Мокрая вращающаяся печь: 3,5–4 м³ (стандарт)/кг клинкера

b. Сухая вращающаяся печь: 2,4 м³ (стандарт)/кг клинкера

c. Вертикальная волновая печь с однопроходным циклом: 5 м³ (стандарт)/кг клинкера

d. Вертикальная волновая печь с вторичным проходом: 4 м³ (стандарт)/кг клинкера, из которых 3 м³ (стандарт)/кг клинкера приходится на вытяжной вентилятор

e. Вертикальная печь предварительного нагрева: 2,4 м³ (стандарт)/кг клинкера

f. Циклонная печь предварительного нагрева: 2,3 м³ (стандарт)/кг клинкера

② Оценка объема отходящих газов в вертикальной цементной печи! Формула расчета:

n9 X(vQ/год = M × Qa × K1 × K2 Где: Q_год — Годовой объем выбросов отходящих газов из вертикальной печи, м³ (стандарт)

M — Годовой объем производства клинкера в вертикальной печи, кг

V — Стандартная таблица пересчета угля для различных видов топлива

Qa — Объем выбросов отходящих газов на единицу клинкера, м³ (стандарт)/кг (клинкера), обычно 1,6–2,0 м³ (стандарт)/кг (клинкера);

K1 — Коэффициент неравномерности производства, K1=1,0 для механизированной вертикальной печи, K1=1,3–1,5 для обычной вертикальной печи;

K2 — Коэффициент утечки воздуха, K2=1,15–1,25 для механизированной вертикальной печи, K2=1,3–1,4 для обычной вертикальная печь

③ Расчет отходящих газов при сжигании неклинкера в цементном производстве

В процессе производства цемента, помимо сжигания цементного клинкера, определенное количество отходящих газов также образуется во время дробления, сушки, упаковки, измельчения и т. д. сырья. Как правило, 1,5 килограмма клинкера выделяют этот тип отходящих газов на м³ (стандартный уголь).

Примечание: Стандартный уголь — это эквивалентное понятие, основанное на удельной теплоемкости. Нижняя теплотворная способность 1 кг стандартного угля определяется как 7000 ккал или 29274 кДж. Если нижняя теплотворная способность топлива недоступна, для расчета можно использовать коэффициенты из приведенной выше таблицы. Если нижняя теплотворная способность Q доступна, ее можно рассчитать по следующей формуле:

Количество стандартного угля = Расход топлива * Q / 7000 (нижняя теплотворная способность в ккал)

Количество стандартного угля = Расход топлива * Q / 29274 (нижняя теплотворная способность в килоджоулях)

Расчет Твердые отходы (S)

Расчет образования летучей золы и шлака

S — это твердое вещество, образующееся при сжигании угля. Твердое вещество, собранное из пылеуловителя, называется летучей золой, а твердое вещество, выбрасываемое из топки, называется шлаком. Количество золы и шлака, образующихся при сжигании в котле, зависит от содержания золы в угле и условий неполного сгорания в котле.

Количество образующейся золы и шлака часто рассчитывается с использованием метода баланса золы и шлака. Из формулы баланса золы и шлака можно вывести следующую формулу расчета:

Образование шлака в котле (GZ):

Образование летучей золы в котле (Gf):

Где: B — Расход угля в котле, т/год

A — Содержание золы в угле в зависимости от применения;

η — Эффективность пылеудаления, % CZ и Cf представляют собой процентное содержание горючих веществ в шлаке и летучей золе соответственно. Обычно CZ = 10%~25%, и 0–5% для горелок на основе пылеугольной суспензии; Cf = 15–45%, и 4–8% для летучей золы на тепловых электростанциях. CZ и Cf также могут быть выбраны на основе данных теплового баланса котла или получены в результате лабораторных испытаний.

Tdz и dfh представляют собой процентное содержание золы в шлаке и летучей золе от общего содержания золы в угле, соответственно. dz = 1 - dfh. При сжигании коксующегося битуминозного угля, лигнита или угольной пульпы значение dfh может быть ниже, тогда как при сжигании антрацита оно должно быть выше.