СО 153-34.02.304-2003 Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций

Содержание

1 общие положения
4 расчет концентрации оксидов азота при сжигании газа и мазута
Топливо
Способ ввода газов рециркуляции
Примеры расчета удельных выбросов и концентраций оксидов азота для пылеугольных котлов
Расчет концентрации оксидов азотав дымовых газах котла тгмп-204хлпри сжигании природного газа
Стандарт организации

1 общие
положения

Сжигание топлива на тепловых электростанциях и в
котельных приводит к выбросу в атмосферу продуктов сгорания органического
топлива, содержащих токсичные оксиды азота N О х (главным
образом мон oo ксид NO и в меньшей степени диоксид NO 2 ).

Количество образующихся оксидов азота зависит от
характеристик топлива, режимных и конструктивных параметров топочной камеры.
Поэтому на стадии проектирования или реконструкции котлов необходимо провести
расчет ожидаемых выбросов оксидов азота и предусмотреть меры по снижению их до
величин, не превышающих нормативы удельных выбросов NO, в атмосферу,
приведенных в ГОСТ
Р 50831-95 “Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие
технические требования”.

В уходящих газах паровых и водогрейных котлов
моносксид азота NO составляет 95-99 % общего выброса N О х,
в то время как содержание более токсичного диоксида азота NO 2 не превышает
1-5 %.

После выброса дымовых газов в атмосферу под воздействием природных
факторов большая часть NO конвертирует в NO 2 . Поэтому расчет массовых
концентраций и выбросов оксидов азота N О х ведется в пересчете
на NO 2 .

В связи с установленными раздельными ПДК в
атмосферном воздухе на монооксид NO и диоксид азота NO 2 и с учетом трансформации
оксидов азота в атмосфере при расчете загазованности и нормировании выбросов
ТЭС суммарные массовые выбросы оксидов азота разделяются на составляющие (с
учетом различия в молярной массе этих веществ):

(1.1) (1.2) где и – молярные массы N O и N O₂ , равные 30 и 46
соответственно; 0,8 – коэффициент трансформации оксида азота в диоксид.
Численное значение коэффициента трансформации может устанавливаться по методике
Госкомэкологии России на основании данных фактических измерений местных органов
Росгидромета, но не более 0,8.

Источниками оксидов азота является молекулярный азот
воздуха, используемого в качестве окислителя при горении, и азотсодержащие
компоненты топлива. В связи с этим принято делить оксиды азота на воздушные и
топливные. Воздушные, в свою очередь, можно разделить на термические,
образующиеся при высоких температурах за счет окисления молекулярного азота
воздуха, и так называемые «быстрые» оксиды азота, образующиеся во фронте факела
при сравнительно низких температурах в результате реакции углеводородных
радикалов с молекулой азота.

4
расчет концентрации оксидов азота при сжигании газа и мазута

Настоящие Методические указания позволяют
рассчитывать концентрации оксидов азота при различных способах сжигания газа и
мазута в котлах в следующих диапазонах изменения основных режимных параметров:

нагрузка котла, D/D_ном	0,5-1,0;
коэффициент избытка воздуха в зоне активного горения (ЗАГ) α_ЗАГ	0,7-1,4;
доля газов рециркуляции, подаваемых в ЗАГ, R	0-0,35;
доля влаги, вносимой в ЗАГ, g	0-0,35;
доля воздуха, вводимого во вторую ступень горения при ступенчатом сжигании, δ	0-0,33.

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

4.1 Исходные данные, необходимые для расчета :

а ) конструктивные параметры
а_Т	– ширина топки (в свету), м; при наличии двусветного экрана принимается ширина одной ячейки;
b_T	– глубина топки (в свету), м;
h_яр	– расстояние между осями соседних (по высоте) горелок, м; при неравенстве расстояний между ярусами (при Z_яр ≥ 3) определяются расстояния между первым и вторым ярусами горелок h_1,2 , вторым и третьим h_2,3 и т.д.;
h_δ	– расстояние между осью верхнего яруса и осью сопел вторичного дутья (в случае двухступенчатого сжигания топлива);
тип горелок	– унифицированные и оптимизированные;
	– двухпоточные стадийного сжигания;
	– многопоточные стадийного сжигания;
	– многопоточные стадийного сжигания с подачей части топлива в инертные газы;
D_а	– диаметр амбразуры горелок, м;
n_Г	– количество горелок;
d_э	– диаметр экранных труб поверхностей нагрева в топке, мм;
s	– шаг экранных труб, мм;
Z_э	– число двусветных экранов.
б) характеристики топлива
	– теплотворная способность топлива, МДж/кг (МДж/м³);
	– содержание азота в топливе на рабочую массу %;
	– теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива при 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 с теоретически необходимым количеством воздуха, м³/кг(м³/м³);
	– теоретический объем азота, полученный при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха, м³/кг (м³/м³);
в) режимные параметры
B_p	– расчетный расход топлива, кг/с (м³/с); при наличии двусветного экрана B_p принимается на одну ячейку;
t_тл	– температура топлива (при сжигании мазута), °С;
g_ф	– удельный расход форсуночного пара, идущего на распыл мазута, кг пара / кг мазута;
t_ф	– температура пара, поступающего в форсунку на распыл мазута, °С;
p_ф	– давление пара, поступающего в форсунку на распыл мазута, МПа;
t_гв	– температура горячего воздуха, °С;
	– коэффициент избытка воздуха на выходе из топки;
	– присосы холодного воздуха в топку;
R	– доля рециркуляции дымовых газов в зону активного горения (0-0,35);
t_гр	– температура газов в месте отбора на рециркуляцию, °С;
G	– водотопливное отношение в долях ( g = G_вл / G_тпл = 0-0,35);
t_вл	– температура воды (или пара), подаваемой в ЗАГ, °С;
p_вл	– давление воды (или пара), подаваемой в ЗАГ, МПа;
Δ	– доля воздуха, поступающего во вторую ступень горения при двухступенчатом сжигании (0-0,35).

4.2
Массовая концентрация оксидов азота (в пересчете на NО2) во влажных
продуктах 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 по
формулам:

при сжигании газа:

(4.1)

при сжигании мазута :

(4.2) где – среднеинтегральная
температура продуктов сгорания в зоне активного горения, К; – отраженный
тепловой поток в зоне активного горения, МВт/м²; –
коэффициент избытка воздуха в зоне активного горения; – время
пребывания продуктов сгорания в зоне активного горения, с;

К Г – коэффициент,
учитывающий конструкцию горелочного устройства, определяемый по таблице 4.1;

– член,
учитывающий количество топливных оксидов азота при превышении содержания азота
в составе мазута 0,3 %, рассчитываемый как: (4.3) где – объем продуктов
сгорания в ЗАГ, определяемый согласно пп. 4.19,
4.20
данной методики.

Таблица 4.1 – Значения коэффициента Кг
в зависимости от конструкции горелочного устройства

Место ввода газов рециркуляции	Топливо
Место ввода газов рециркуляции	Газ	Мазут
Унифицированные и оптимизированные	1,0	1,0
Двухпоточные горелки стадийного сжигания	0,75	0,8
Многопоточные горелки стадийного сжигания	0,65	0,7
Многопоточные горелки стадийного сжигания с подачей части топлива в инертные газы	0,5	0,6

4.3 Среднеинтегральная
температура продуктов сгорания в зоне активного горения (ЗАГ):

(4.4) где – адиабатная
температура горения топлива, К; – средний коэффициент тепловой эффективности
поверхностей нагрева, ограничивающих ЗАГ.

4.4
Адиабатная температура горения (К) рассчитывается методом
последовательных приближений:

(4.5) где – степень выгорания
топлива в ЗАГ, определяемая по таблице 4.2 в зависимости от вида сжигаемого
топлива; – теплота
сгорания топлива, МДж/кг (МДж/м³);

Про анемометры: Прайс лист на монтаж газовых котлов - цены на установку газовых котлов в Москве

K R – коэффициент,
зависящий от способа ввода газов рециркуляции, определяемый по таблице 4.3;

и – соответственно
теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания, м³/кг (м³/м³);

αотб – коэффициент избытка воздуха в
месте отбора газов из конвективного газохода на рециркуляцию.

Таблица 4.2 – Зависимость степени выгорания топлива βсг
от коэффициента избытка воздуха в ЗАГ

Топливо	α_ЗАГ
Топливо	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

Таблица
4.3 – Значения
коэффициента K R в
зависимости от способа ввода газов рециркуляции в ЗАГ

Способ ввода газов рециркуляции	K_r
В под топки	0,05
В шлицы под горелки	0,15
Снаружи воздушного потока горелки	0,85
В дутьевой воздух	1,0
Между воздушными потоками горелки	1,2

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

(4.6)

Теплоемкость
мазута, МДж/(кг°С)

(4.7) где – температура мазута,
°С.

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

(4.8) где – удельный расход
пара через форсунку на 1 кг мазута, кг/кг; – энтальпия
пара, подаваемого на распыл, МДж/кг. Параметры пара, поступающего на распыл мазута,
обычно составляют р_ф =
0,3-0,6 МПа, t_ф = 280-350 °С, при номинальной
нагрузке равен 0,03÷0,05 кг/кг мазута.

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

(4.9) где – избыток воздуха в
горелке при наличии присосов воздуха в топку; и ³).

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

(4.10)

Здесь K R – коэффициент,
зависящий от способа ввода газов рециркуляции, определяемый по таблице 4.3;

R – доля рециркуляции дымовых
газов;

– энтальпия
газов рециркуляции, подаваемых в ЗАГ, МДж/кг (МДж/м³), вычисляемая
как: (4.11) где – коэффициент избытка
воздуха в месте отбора газов из конвективного газохода на рециркуляцию (обычно ); и – соответственно энтальпии
газов рециркуляции и теоретически необходимого количества воздуха при
температуре газов рециркуляции (МДж/м³), рассчитываемые в
соответствии с тепловым расчетом котельных агрегатов.

4.9
Теплота, 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:

СО 153-34.02.304-2003 Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций (4.13)

G вл , G маз , Gгаз – соответственно расход
влаги, мазута и газа, кг/с;

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

i вл – энтальпия влаги (воды или
пара), поступающей в зону активного горения, МДж/кг (МДж/м3);

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

4.10
Избыток воздуха в зоне активного горения αЗАГ:

(4.14)

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

при сжигании природного газа

сг
= (1,57 0,134· kt)·10-3;
(4.15)

при сжигании мазута

с г = (1,58
0,122· kt )·10-3,
(4.16)

где k_t = – температурный
коэффициент изменения теплоемкости; – ожидаемая
адиабатная температура, °С.

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

cв =
(1,46 0,092· kt)·10-3,
(4.17)

где k_t = – температурный
коэффициент изменения теплоемкости.

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

(4.18)

4.14 Средний коэффициент тепловой
эффективности поверхностей нагрева, ограничивающих ЗАГ, ψЗАГ:

СО 153-34.02.304-2003 Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций (4.19)

где Fст,
Fверх, Fниж – соответственно полная
поверхность экранированных стен ЗАГ (рисунок 4.1), площадь поперечного сечения
топки, ограничивающего ЗАГ сверху и снизу, м2;

, – соответственно
площадь участка стены ЗАГ, м², и тепловая эффективность этого
участка; –
коэффициент, характеризующий отдачу теплоты излучением в вышерасположенную
зону: – для топок, работающих на газе, = 0,1; – для топок, работающих на мазуте, = 0,2. Коэффициент характеризует отдачу
теплоты в сторону пода топки:

– если под не включен в объем ЗАГ:

СО 153-34.02.304-2003 Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций (4.20) где – соответственно
площади фронтового, боковых, и заднего экранов, расположенных ниже ЗАГ, и пода,
м² (см. схемы на рисунке 4.1); , , , – соответственно тепловая
эффективность фронтового, боковых и заднего экранов, расположенных ниже ЗАГ, и
пода;

– если под включен в объем ЗАГ:

(4.21) 4.15
Отраженный 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

4.16
Теплонапряжение зоны активного горения , МВт/м2,

СО 153-34.02.304-2003 Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций (4.23)

где Вр
– расчетный расход топлива, кг/с (м3/с), (при наличии в топке
двусветного экрана Вр
принимается на одну ячейку).

4.17 Полная
поверхность зоны активного горения , м2,

(4.24) где – соответственно
ширина фронта и глубина топочной камеры, м, [при наличии в топке двусветных
экранов принимается ширина одной ячейки – число двусветных
экранов]. 4.18 Высота зоны активного горения , м, (4.25) где – высота зоны
активного горения без учета ввода в нее газов рециркуляции и влаги, м; – объем
продуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м³
газообразного) топлива в ЗАГ, м³/кг (м³/м³); – объем
продуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м³
газообразного) топлива при вводе в ЗАГ газов рециркуляции и влаги, м³/кг
(м³/м³). При настенной
компоновке горелок высота – определяется из
геометрических характеристик топки (см. схемы на рисунке 4.1):

– при обычном сжигании

(4.26а)

– при ступенчатом сжигании

(4.26б) где – расстояние между
осями горелок по высоте между ярусами, м;

n – количество ярусов;

– расстояние
между осями горелок верхнего яруса и сопел вторичного дутья, м;

D a – диаметр
амбразуры горелок, м.

При подовой
компоновке горелок единичной мощностью от 50 до 95 МВт = 7,5 м, а горелок
мощностью от 96 до 160 МВт = 10 м. При
двухступенчатом сжигании принимается равной
расстоянию между подом и осями сопел вторичного дутья.

4.19 Объем
продуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м3
газообразного) топлива в ЗАГ , Vг, м3/кг (м3/м3):

                                                         (4.27) 4.20 Объем
продуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 кг жидкого (1 м³
газообразного) топлива в случае ввода в ЗАГ газов рециркуляции и/или влаги, , м³/кг (м³/м³):                                                            (4.28) 4.21 Время
пребывания продуктов сгорания в зоне активного горения (с) определяется как                                                                                   (4.29) где – коэффициент
заполнения топочной камеры восходящими потоками газов: – при фронтальном расположении горелок = 0,75; – при встречном расположении горелок = 0,8; – при подовой компоновке = 0,9.

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

(4.30)

Примеры
расчета удельных выбросов и концентраций оксидов азота для пылеугольных котлов

Параметр	Формула или обоснование	Пылеугольные котлы
Параметр	Формула или обоснование	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
Марка угля	Техзадание или эксплуатационные данные	Березовский 2Б	Промпродукт кузнецких каменных углей ГР		Экибастузский СС	Кузнецкий 1СС	Кузнецкий Т	Нерюнгринский 3СС	Донецкий АШ
Зольность А^r , %	«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)»; Табл. I -С-Пб, 1998	4,7	28,7	28,7	45,6	14,8	20,3	19,8	34,8
Влажность W^r , %		33,0	13,0	13,0	5,0	10,5	9,7	10,0	8,5
Содержание азота N^r , %		0,4	1,8	1,8	0,8	1,5	1,5	0,6	0,5
Выход летучих V^daf , %		48,0	41,5	41,5	25	33,5	14	20	4
Теплота сгорания , МДж/кг		15,66	18,09	18,09	14,61	23,11	22,06	22,48	18,23
Содержание азота на сухую массу N^d , %		0,60	2,07	2,07	0,84	1,68	1,66	0,67	0,55
Выход летучих на рабочую массу V^r %	(100 W^r – A^r )/100	29,9	24,2	24,2	12,4	25,0	9,8	14,0	2,3
Содержание связанного углерода С^св	100- W^r – A^r– V^r	32,4	34,1	34,1	37,1	49,7	60,2	56,2	54,4
Топливный коэффициент FR	С^св / V^r	1,08	1,41	1,41	3,00	1,99	6,14	4,00	24,00
Влияние характеристик топлива на оксиды азота	FR^0,6 (l N^d)	2,65	4,30	4,30	3,78	4,18	5,63	3,96	8,28
Тип горелок	Описание котла	Прямоточные	Прямоточные	Прямоточные	Вихревые	Вихревые	Вихревые	Вихревые	Вихревые/ прямоточные
Коэффициент избытка воздуха в горелках α_Г	«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)» или эксплуатационные данные	1,1	1,12	0,95	1,2	1,1	1,1	1,1
Доля первичного воздуха α₁	То же	0,14	0,24	0,24	0,3	0,3	0,2	0,3
Степень рециркуляции дымовых газов через горелки R , %	«Тепловой расчет котлов (нормативный метод)» или эксплуатационные данные	40	4	4	0	0	0	0
Температура за зоной активного горения , K	Руководящие указания «Проектирование топок с твердым шлакоудалением»	1580	1700	1700	1830	1960	1980	1821
Соотношение скоростей 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
Присосы в топку Δα_T	Тоже	0,1	0,1	0,1	0,02	0,1	0,1	0,02	0,1
Третичное дутье α_Ш	Описание котла	0	0	0,17	0	0	0	0
Коэффициент избытка воздуха на выходе из зоны активного горения	α_Г 0,5·Δα_T	1,15	1,17	1,00	1,21	1,15	1,15	1,11
Влияние α_Г на образование топливных оксидов азота	Для вихревой горелки (0,35·α_Г 0,4)², для прямоточной горелки (0,53·α_Г 0,12)²	0,494	0,509	0,389	0,672	0,616	0,616	0,616
Влияние α₁ на образование топливных оксидов азота	1,73·α₁ 0,48	0,722	0,895	0,895	0,999	0,999	0,826	0,999
Влияние R на образование топливных оксидов азота β_R	1-0,016 R^0,5	0,930	0,972	0,972	1,00	1,00	1,00	1,00
Влияние на образование топливных оксидов азота	0,11·( -1100)^0,33	0,861	0,928	0,928	0,990	1,046	1,054	0,986
Влияние смешения в корне факела на образование топливных оксидов азота β_c_м	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
Удельный выброс топливных оксидов азота , г/МДж		0,135	0,316	0,209	0,360	0,357	0,400	0,319
Удельный выброс воздушных оксидов азота ,г/МДж*		0,000	0,001	0,000	0,019	0,179	0,252	0,012
Суммарный удельный выброс оксидов азота , г/МДж		0,135	0,317	0,209	0,379	0,536	0,652	0,331
Теоретический объем 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
Теоретический объем воздуха , м³/кг		4,28	4,87	4,87	3,92	6,11	5,87	5,95	4,91
Объем водяных паров , м³/кг		0,82	0,62	0,62	0,43	0,61	0,45	0,56	0,30
Объем сухих дымовых газов V_сг 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
Концентрация NO_x 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
Доля газа (мазута) по теплу δ_г (δ_м)		0	0	0	0	0,42 (газ)	0,10 (мазут)	0
Поправочный коэффициент на “подсветку” A_i	При сжигании газа с углем 1-(δ_г /2,5)^0,5; при сжигании мазута с углем 1-(δ_м /1,65)^0,5	1	1	1	1	0,590	0,754	1	0,755
Концентрация NO_x 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.

Про анемометры: Строительный уровень. Строительные элементы. Пол и работа. Как выбрать сыворотку от полиомиелита?

Расчет
концентрации оксидов азотав дымовых газах котла тгмп-204хлпри сжигании природного газа

Исходные данные

Расчеты оксидов азота при сжигании природного газа в
котле ТГМП-204ХЛ, представленном на рисунке П.2.1, на номинальной нагрузке
выполнялись 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 газов
рециркуляции;

3. Организация двухступенчатого сжигания путем
отключения подачи природного газа на третий ярус горелок с вводом газов
рециркуляции.

В третьем варианте доля воздуха, подаваемого во
вторую ступень, составляет 0,33, а коэффициент избытка воздуха в горелках
первого и второго ярусов (при αТ = 1,05) рассчитывается
следующим 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; – объем
воздуха, подаваемого в третий ярус горелок.

Коэффициент избытка воздуха определяется как

(П.2.2) где – теоретическое количество
воздуха, необходимого для полного сжигания топлива (α = 1).

Коэффициент избытка воздуха в двух первых ярусах
горелок

(П.2.3) где (исходя из условия
α_Т = 1,05).

Таким образом, избыток воздуха в горелках первых
двух 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
Определяемая величина	Размерность	Формула или обоснование	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
Ширина топки в свету α_Т	м	Исходные данные	20,66	20,66	20,66
Глубина топки в свету b_Т	м	То же	10,26	10,26	10,26
Диаметр амбразуры го p елок D_а	м	-“-	1,5	1,5	1,5
Диаметр экранных труб d_э	мм	-“-	32	32	32
Угловой коэффициент х		Котел в газоплотном исполнении	1	1	1
Расстояние между осями горелок:
первого и второго яруса h_1,2	м	Исходные данные	3	3	3
второго и третьего яруса h_2,3	м	То же	3	3	3
Количество работающих по топливу горелок n_Г	–	-“-	36	36	24
Режимные параметры
Теплота сгорания топлива	МДж/м³	Исходные данные	35,3	35,3	35,3
Теоретический объем воздуха, необходимого для полного сжигания топлива,	м³/м³	То же	9,52	9,52	9,52
Теоретический объем газов, образовавшихся при сжигании топлива при α = 1,0,	м³/м³	-“-	10,68	10,68	10,68
Объем трехатомных газов	м³/м³	-“-	1,0	1,0	1,0
Теоретический объем азота	м³/м³	-“-	7,53	7,53	7,53
Расчетный расход топлива В_р	м³/с	-“-	55,9	55,9	55.9
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки	–	-“-	1,07	1,05	1,05
Присосы холодного воздуха в топку Δα_Т	–	-“-	0	0	0
Температура горячего воздуха t_гв	° с	-“-	360	360	360
Энтальпия горячего воздуха	МДж/м³	Таблица XVI , «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	4,631	4,631	4,631
Температура холодного воздуха t_хв	°С	Принято согласно «Тепловому расчету котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	30	30	30
Энтальпия холодного воздуха	МДж/м³	Таблица XVI , «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	0,378	0,378	0,378
Доля газов рециркуляции, подаваемых в топку, R	–	Исходные данные	0,05	0,05	0,05
Температура газов рециркуляции t_гр	° с	То же	390	390	390
Энтальпия продуктов сгорания при α = 1,0 и t = t_гр	МДж/м³	Таблица XVI , «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	5,926	5,926	5,926
Энтальпия воздуха при α = 1,0 и t = t_гр	МДж/м³	То же	5,026	5,026	5,026
Доля воздуха, подаваемого во вторую ступень горения, δ	–	Исходные данные	–	–	0,33
Водотопливное отношение G_вл / G_тпл (по массе)	кг/кг	То же	–	0,17	–
Плотность природного газа	кг/м³	-“-	–	0,712	–
Водотопливное соотношение g	кг/м³	g =( G_вл / G_тпл ) ·ρ⁰_г	–	0,121	–
Температура воды, подаваемой в топку, t_вл	° с	Исходные данные	–	20	–
Давление воды, подаваемой в топку, р_вл	МПа	То же	–	0,1	–
Энтальпия вводимой влаги i_вл	МДж/кг	Таблица XXIV , «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	–	0,084	–
Расчет
Избыток воздуха в горелке α_Г	–		1,07	1,05	0,7
Коэффициент, учитывающий конструкцию горелочного устройства, К_Г	–	Таблица 4.1	1	1	1
Коэффициент, учитывающий место ввода газов рециркуляции, К_R	–	Таблица 4.3	1	1	1
Тепло, вносимое в ЗАГ с воздухом, Q_B	МДж/м³		4,995	4,863	3,242
Присосы холодного воздуха в водяном экономайзере Δα_ВЭ (два пакета)	–	Опускной газоход газоплотный; Δα_ВЭ для одного пакета принимается по таблице XVII «Теплового расчета котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	0,02	0,02	0,02
Коэффициент избытка воздуха в месте отбора газов из конвективного газохода на рециркуляцию α_отб	–		1,09	1,07	1,07
Энтальпия газов рециркуляции I_гр .	МДж/м³		6,378	6,278	6,278
Тепло, вносимое в зону активного горения с рециркулирующими газами, Q_гр	МДж/м³	Q_гр = К_R · R · I_гр	0,319	0,314	0,314
Теплота парообразования r	МДж/кг	Таблица XXIII , «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	–	2,512	–
Тепло, вносимое в зону активного горения с водой, Q_вл	МДж/кг		–	-0,413	–
Коэффициент избытка воздуха в зоне активного горения	–		1,07	1,05	0,7
Степень выгорания топлива в зоне активного горения β_сг	–	Таблица 4.2	0,98	0,95	0,609
1-е приближение
Ожидаемая адиабатная температура Т_ад	К	Принимается	2270	2200	2150
Ожидаемая адиабатная температура	° с	Т_ад – 273	1997	1927	1877
Температурный коэффициент k_t	–		0,797	0,727	0,677
Средняя теплоемкость продуктов сгорания с_г		Формула ( 4.15)	1,677×10^-3	1,667×10^-3	1,661×10^-3
Средняя теплоемкость воздуха с_в		Формула ( 4.17)	1,533×10^-3	1,527×10^-3	1,522×10^-3
Теплоемкость водяных паров с_вл		Формула ( 4.18)	–	1,952×10^-3	–
Адиабатная температура горения топлива Т_ад	К	Формула ( 4.5)	2282	2210	2189
2-е приближение
Ожидаемая адиабатная температура	К	Принимается	2278	2207	2185
Ожидаемая адиабатная температура	° с	Т_ад – 273	2005	1934	1912
Температурный коэффициент k_t	–		0,805	0,734	0,712
Средняя теплоемкость продуктов сгорания с_г		Формула ( 4.15)	1,678·10^-3	1,668·10^-3	1,665·10^-3
Средняя теплоемкость воздуха с_в		Формула ( 4.17)	1,534·10^-3	1,528·10^-3	1,526·10^-3
Теплоемкость водяных паров с_вл		Формула ( 4.18)	–	1,954·10^-3	–
Адиабатная температура горения топлива Т_ад	К	Формула ( 4.5)	2280	2209	2185
Высота зоны активного горения	м	Для обычного сжигания – ф-ла ( 4.26 а); для ступенчатого сжигания – ф-ла ( 4.26б) (см. рисунки 4.1 и П.2.1)	10,5	10,5	8,25
Объем дымовых газов, образовавшихся при сжигании 1 м³ газа без ввода газов рециркуляции и влаги в ЗАГ, V_г	м³/м³	°	11,337	11,113	7,385
Объем продуктов сгорания, образовавшихся при сжигании 1 м³ газа при вводе в ЗАГ газов рециркуляции и влаги,	м³/м³	Формула ( 4.28)	11,915	11,903	7,953
Высота зоны активного горения с учетом ввода газов рециркуляции и влаги	м		11,04	11,25	8,89
Поверхность расположенных в зоне активного горения:
фронтовых экранов F_ф	м²	F_ф = α_Т· h_ЗАГ	228,09	232,43	183,67
задних экранов F_з	м²	F_з = α_Т· h_ЗАГ	228,09	232,43	183,67
боковых экранов F_б	м²	F_б = b_Т · h_ЗАГ	113,27	115,43	91,21
горелок F_г	м²	F_Г = n_r ·( π /4)· D²_а	63,61	63,61	53,01
сечений, ограничивающих зону активного горения сверху и снизу, F_в_epx и F_ниж	м²	F_в_epx = F_ниж = а_Т· b_T	211,97	211,97	211,97
Площадь поверхностей, расположенных ниже ЗАГ, (см. рисунок П.2.1):
фронтовых экранов	м²	= 1,35· a_T	27,89	27,89	27,89
задних экранов	м²	= 1,35· a_T	27,89	27,89	27,89
боковых экранов	м²		13,85	13,85	13,85
пода F_п	м²		211,97	211,97	211,97
Коэффициент тепловой эффективности настенных экранов ψ_э	–	Таблица 6.3, «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)». – СПб.: ЦКТИ, 1998.	0,65	0,65	0,65
Коэффициент тепловой эффективности пода, закрытого шамотным кирпичом, ψ_п	–	Тоже	0,1	0,1	0,1
Коэффициент, характеризующий отдачу тепла излучением в вышерасположенную зону,	–	Согласно рекомендациям «Теплового расчета котельных 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
Средняя тепловая эффективность поверхностей, ограничивающих ЗАГ, ψ_ЗАГ	–		0,432	0,434	0,409
Среднеинтегральная температура продуктов сгорания	К		1979	1916	1916
Полная поверхность зоны активного горения f_ЗАГ	м²		1106,66	1119,64	973,70
Теплонапряжение зоны активного горения q_ЗАГ	МВт/м²		2,014	1,912	1,440
Отраженный поток в зоне активного горения	МВт/м²		1,144	1,082	0,851
Коэффициент заполнения топочной камеры ξ	–	П.4.21	0,8	0,8	0,8
Время пребывания продуктов сгорания в ЗАГ	с		0,388	0,409	0,483
Массовая концентрация оксидов азота в пересчете на N О₂ во влажных продуктах сгорания при α_ЗАГ	г/м³	Формула ( 4.1)	1,084	0,859	0,824 (а_ЗАГ=0,7)
Теоретический объем образовавшихся сухих газов (при α=1,0)	м³/м³		8,53	8,53	8,-53
Массовая концентрация оксидов азота в пересчете на N О₂ и стандартные условия (сухие газы, α = 1,4)	г/м³	Формула ( 4.30)	0,988	0,771	0,494

Про анемометры: Аварийные службы в Брянске - июль 2022 - Я32

Содержание

1 ОБЩИЕ
ПОЛОЖЕНИЯ

2
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ

3
РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ

4
РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СЖИГАНИИ ГАЗА И МАЗУТА

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

Приложение
1 К методическим указаниям по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми
газами котлов тепловых электростанций ПРИМЕРЫ
РАСЧЕТА УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ И КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА ДЛЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ
КОТЛОВ

Приложение
2 К методическим указаниям по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми
газами котлов тепловых электростанций РАСЧЕТ
КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ КОТЛА ТГМП-204ХЛ ПРИ СЖИГАНИИ
ПРИРОДНОГО ГАЗА

Стандарт организации

Дата введения 2003-07-01

Настоящие Методические указания могут использоваться
для расчета выбросов оксидов азота при проектировании новых и реконструкции
действующих котлов паропроизводительностью
от 75 т/ч и водогрейных котлов мощностью от 58 МВт (50 Гкал/ч) и выше,сжигающих
твердое, жидкое и газообразное топливо в факельных горелочных устройствах.
Настоящие Методические указания могут также применяться в
научно-исследовательских целях.

Настоящие Методические указания предназначены для
организаций, эксплуатирующих тепловые электростанции и котельные, а также
проектных организаций.