РД 34.02.304-95. Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций
Актуально на 07.11.2026.
Как цитировать: "РД 34.02.304-95. Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций". РД 34.02.304-95. https://bukva.ai/docs/ukazanie-ukazaniya-rd-34-02-304-95
(утв. РАО «ЕЭС России» 28.09.1995)
Внимание
Документ утратил силу с 1 июля 2003 года в связи с изданием СО 153-34.02.304-2003, утв. Приказом Минэнерго РФ от 30.06.2003 № 286. Документ введен в действие с 1 июля 1996 года. Взамен РД 34.02.304-88.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["РД 34.02.304-88"]:::rst n1["РД 34.02.304-95"]:::rst click n1 "https://bukva.ai/docs/ukazanie-ukazaniya-rd-34-02-304-95" "РД 34.02.304-95. Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами котлов тепловых электростанций (утв. РАО'ЕЭС России' 28.09.1995)" n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
28 сентября 1995 года
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА С ДЫМОВЫМИ ГАЗАМИ КОТЛОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Разработаны Всероссийским дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом (АООТ «ВТИ»), Центральным котлотурбинным институтом (АО ЦКТИ).
Утверждены Департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России» 28 сентября 1995 года.
Настоящие Методические указания распространяются на паровые котлы паропроизводительностью от 75 т/ч и водогрейные котлы мощностью от 58 МВт (50 Гкал/ч) и выше, сжигающие твердое, жидкое и газообразное топливо в факельных топочных устройствах, и устанавливают порядок и методы расчета выбросов оксидов азота при проектировании новых и реконструкции действующих котлов.
Положения настоящего отраслевого нормативного документа подлежат применению расположенными на территории Российской Федерации предприятиями и объединениями предприятий, в том числе союзами, ассоциациями, концернами, акционерными обществами, межотраслевыми, региональными и другими объединениями, имеющими в своем составе (структуре) тепловые электростанции и котельные, независимо от форм собственности и подчинения.
1. Общие положения
Сжигание топлива на тепловых электростанциях и в котельных приводит к выбросу в атмосферу продуктов сгорания органического топлива, содержащих токсичные оксиды азота NOx (главным образом монооксид азота NO и в меньшей степени диоксид NO2).
Количество образующихся оксидов азота зависит от характеристики топлива и от конструктивного исполнения топочной камеры, поэтому на стадии проектирования котлов необходимо провести расчет ожидаемых выбросов оксидов азота и предусмотреть меры по снижению их до величин, максимально приближающихся к нормативам удельных выбросов NOx в атмосферу (Приложение А).
В топках при горении топлива образуется 95 — 99% монооксида азота NO и 1 — 5% более токсичного диоксида азота NO2. В атмосфере происходит неконтролируемое превращение NO в NO2, в связи с чем расчет ведется условно на NO2. Для расчета доли диоксида азота в суммарном содержании NOx в атмосферном воздухе при расчете загазованности и нормировании выбросов ТЭС условно применяется коэффициент 0,8.
Источниками оксидов азота являются 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 атомарным кислородом (механизм Зельдовича), и так называемые «быстрые» оксиды азота, образующиеся в зоне сравнительно низких температур в результате реакции углеводородных радикалов с молекулой азота и последующего взаимодействия атомарного азота с гидроксилом OН.
2. Расчет выбросов оксидов азота
2.1 Массу выбросов оксидов азота М (г/с) рассчитывают по
NO2
удельным выбросам или по концентрации оксидов азота:
r
М = В х Q х К ; (1) NO2 p i NO2 М = B x V x C , (2) NO2 p c.г NO2
где:
B - расчетный расход топлива, кг/с (куб. м/с);
p
r
Q - теплота сгорания топлива, МДж/кг (МДж/куб. м);
i
K - удельный выброс оксидов азота в пересчете на NO2,
NO2
кг/ГДж; С — концентрация оксидов азота, г/куб. м, в сухой пробе NO2
газа при стандартных условиях и при определенном коэффициенте избытка воздуха альфа (рекомендуется все расчеты концентрации NOx при сжигании твердого топлива, газа и мазута пересчитывать на
альфа = 1,4); V — объем сухих дымовых газов, куб. м/кг (куб. м/куб. м), c.г при том же коэффициенте избытка воздуха альфа, что и С . NO2
2.2 Объем сухих дымовых газов рассчитывается по формуле:
0 0 0 V = V + (альфа - 1) x V - V , (3) c.г г H2O 0 0 0 где V, V и V - соответственно объем воздуха, дымовых г H2O газов и водяных паров при стехиометрическом сжигании 1 кг (или 1
куб. м) топлива, куб. м/кг (куб. м/куб. м).
2.3 Для твердого и жидкого топлива расчет выполняют на
основе химического состава сжигаемого топлива по формулам:
0 r r r r V = 0,0889(C + 0,375S + 0,265H ) - 0,0333О ; (4)
op+к
0 r r 0 V = 0,111H + 0,0124W + 0,0161V ; (5)
H2O
r r
C + 0,375S
0 0 0 op+к
V = V + V + V = 1,866 x --------------- + (6)
г RO2 N2 H20 100
0 r 0
+ 0,79V + 0,8N / 100 + V ,
H2О
где:
r r r r r
C , S , H , O , N - соответственно содержание углерода,
op+к
серы (органической и колчеданной), водорода, кислорода и азота в рабочей массе топлива в процентах; r W — влажность рабочей массы топлива в процентах.
2.4 Для газообразного топлива расчет выполняется по формулам:
0
V = 0,0476[0,5CO + 0,5H2 + 1,5H2S + (7)
n
+ SUM (m + -) Cm x Hn - O2];
4
0 n V = 0,01[Н2S + H2 + SUM - Cm x Hn + (8) H2O 2
0
+ 0,124d ] + 0,0161V ;
т.тл
0
V = 0,01[CO2 + CO + H2S + SUM m x Cm x Hn] + (9) г
0 N2 0
+ 0,79V + --- + V ,
100 H2O
СО, СО2, Н2, Н2S, Cm x Hn, N2, O2 — соответственно содержание оксида углерода, диоксида углерода, сероводорода, углеводородов, азота и кислорода в исходном топливе, куб. м/куб. м (при 273 К и 101,3 кПа);
m и n — число атомов углерода и водорода соответственно.
Химический состав твердого, жидкого и газообразного топлива можно определить по периодически переиздаваемому справочнику «Энергетическое топливо в СССР» или по другим аналогичным справочникам.
2.5 Соотношение между удельными выбросами и концентрацией оксидов азота определяют по формулам:
r
К = C x V / Q ; (10) NO2 NO2 c.г i
r
C = K x Q / V . (11) NO2 NO2 i с.г
3. Расчет удельных выбросов оксидов азота для пылеугольных котлов
3.1 Исходные данные, необходимые для расчета удельных
выбросов: r N — содержание азота в топливе в % на рабочую массу; r Q — теплота сгорания топлива, МДж/кг; i тип горелок (вихревые, прямоточные, с подачей пыли высокой концентрации); альфа — коэффициент избытка воздуха в горелках; г альфа — доля первичного воздуха по отношению к теоретически 1 необходимому; r — степень рециркуляции дымовых газов через горелки, %: г
W / W - отношение скоростей в выходном сечении горелок;
2 1
ДЕЛЬТА альфа - присосы в топке;
т
ДЕЛЬТА альфа - третичный воздух, подаваемый в топку помимо
3
горелок; ДЕЛЬТА альфа — сбросной воздух (сушильный агент) при сбр транспорте пыли к горелкам горячим воздухом; Т» — температура за зоной активности горения, К. aг
3.2 Удельные выбросы оксидов азота К (г/МДж) складываются
NO2
тпл взд
из топливных К и воздушных K оксидов азота:
NO2 NO2
тпл взд
К = K + К . (12)
NO2 NO2 NO2
3.3 Топливные оксиды азота подсчитываются по формуле:
тпл
К = 0,7 х N х бета х бета х бета х (13) NO2 т альфа альфа r г 1 г x бета х бета , тэта см
где:
N - содержание азота в топливе, г/МДж:
т
r r N = 10N / Q . (14) т i
Значения коэффициентов формулы (13) приведены в таблице 1.
| Фактор, который учитывается коэффициентом | Зависимость | Диапазон пригодности зависимости |
|---|---|---|
| Влияние коэффициента избытка воздуха в вихревой горелке бета альфа г | 2 (0,35альфа + 0,4) г | 0,9 <= альфа <= 1,3 г |
| Влияние коэффициента избытка воздуха в прямоточной прм горелке бета альфа г | 2 (0,53альфа + 0,12) г | 0,9 <= альфа <= 1,3 г |
| Влияние доли первичного воздуха в горелке бета альфа 1 | 1,73альфа + 0,48 1 | 0,15 <= альфа <= 0,55 1 |
| Влияние рециркуляции дымовых газов в первичный воздух | 1 — 0,016 /r г | 0 <= r <= 30% |
| (без учета снижения температуры в зоне активного горения) бета r г | ||
| Влияние максимальной температуры на участке образования топливных оксидов азота бета тэта | 3 __________ 0,11 /Т» — 1100 aг | 1250 <= T» <= 2050 K aг |
| Влияние смесеобразования в корне факела вихревых вхр горелок бета см | 2 0,4(W / W ) + 0,32 2 1 | 1,0 <= W / W <= 1,6 2 1 |
| Влияние смесеобразования в корне факела прямоточных прм горелок бета см | 0,98 х W / W — 0,47 2 1 | 1,4 <= W / W <= 4,0 2 1 |
3.4 При транспорте пыли к горелкам высокой концентрации
тпл
значение К , подсчитанное по формуле (13), умножают на NO2 коэффициент 0,8. При этом долю первичного воздуха альфа и 1
отношение W / W принимают равными тем значениям, которые были бы
2 1
выбраны в соответствии с Руководящими указаниями "Проектирование
топок с твердым шлакоудалением" (Л.: НПО ЦКТИ, вып. 42, 1981)
при обычной подаче пыли к горелкам первичным воздухом.
3.5 Воздушные оксиды азота образуются в зоне максимальных
температур, то есть там, где поля концентраций, скоростей и взд температур отдельных горелок уже выровнялись. Следовательно, K NO2 определяется в основном не особенностями горелок, а интегральными параметрами топочного процесса. взд
Для подсчета K используют зависимость, учитывающую NO2 известное уравнение Зельдовича:
67000
__________ - -----
/альфа" - 1 T"
взд 16 / аг аг
К = 1,54 x 10 x \/ ----------- х е / T" , (15)
NO2 альфа" аг
аг
где:
альфа" - коэффициент избытка воздуха в зоне активного
аг
горения, условно принимаемый как сумма организованно подаваемого воздуха через горелки и присосов через нижнюю часть топочной
камеры, т.е.:
альфа" = альфа + 1/2 ДЕЛЬТА альфа ; (16) aг г т Т" - температура на выходе из зоны активного горения, К.
aг
Уравнение (15) справедливо в диапазоне коэффициентов избытка
воздуха 1,05 <= альфа" <= 1,4 и до температуры Т" = 2050 K. При
aг aг
взд
Т" < 1800 К величиной К можно пренебречь. aг NO2
взд
В Приложении Б приведены значения К при различных NO2
значениях альфа" и Т" , а на рисунках 1 - 3 <*> - номограммы для
aг aг
приближенного расчета количества выбросов топливных и воздушных
тпл взд тпл взд
оксидов азота К и К , а также их концентраций С и С в
NO2 NO2 NO2 NО2
пересчете на коэффициент избытка воздуха альфа = 1,4 (02 = 6%). -------------------------------- <*> Здесь и далее рисунки не приводятся.
Температуру в конце зоны активного горения Т» рассчитывают aг по Руководящим указаниям «Проектирование топок с твердым шлакоудалением» (Л.: НПО ЦКТИ, вып. 42, 1981).
Для случая, когда рециркуляция дымовых газов через горелки отсутствует, формула для расчета температуры в конце зоны
активного горения тэта» , °С, имеет вид: aг
100 - q
чг r
--------- x Q + Q 4 -10
100 - q i в (T" ) x 2,05 x 10 x а x пси F
ч aг т
тэта" = ------------------- - ----------------------------------, (17)
aг (V ) В х (V )
с г р с г
где:
Q - теплосодержание воздуха, поступающего через горелки,
в
МДж/кг; (V ) — средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 с г кг топлива, МДж/(кг x °С); пси F — произведение коэффициента эффективности на суммарную поверхность, ограничивающую зону активного горения, кв. м; а — степень черноты топки в зоне максимального т тепловыделения (определяется по «Тепловому расчету котельных агрегатов (нормативный метод)» (М.: Энергия, 1973).
Приведенное уравнение решается методом последовательных
приближений, т.к. в его правую часть входит Т" = тэта" + 273.
aг aг
Для приблизительной оценки тэта" вместо расчета по формуле (17)
aг
можно воспользоваться номограммой (рисунок 4). Правая часть этой номограммы позволяет оценить адиабатическую температуру (1-й член
уравнения (17)). Затем на верхней части вертикальной оси откладывается произвольное значение Т» (точка 2) и по левой части aг номограммы определяется 2-й член уравнения (17). Если разница 1-го
и 2-го членов (на нижней части вертикальной оси) будет более чем на 50 °С отличаться от предварительно выбранной величины
Т» (тэта» ), то необходимо сделать 2-е приближение.
aг aг При наличии рециркуляции дымовых газов расчет следует выполнять по "Руководящим указаниям по проектированию топок с
твердым шлакоудалением». взд
3.6 Величина воздушных оксидов азота К может быть снижена
NO2
за счет уменьшения Т» , причем эффективность любых мероприятий в aг этой области будет тем больше, чем выше исходное значение температуры. тпл
Снижение величины топливных оксидов азота К может быть NO2
осуществлено путем изменения нескольких параметров, влияние которых учитывают приведенными выше безразмерными коэффициентами
(см. таблицу 1).
В качестве примера в Приложении В приведены расчеты для котлов БКЗ-210-140Ф, работающих на промпродукте кузнецких каменных углей, БКЗ-420-140-5 — на экибастузском СС и ТП-87 — на двух марках кузнецких углей: СС и Т.
4. Расчет концентрации оксидов азота при сжигании газа и мазута
4.1 Исходные данные, необходимые для расчета концентрации
оксидов азота в дымовых газах энергетических котлов: Д — номинальная паропроизводительность котла, кг/с; н Д — фактическая паропроизводительность котла, кг/с; r Q — низшая рабочая теплота сгорания топлива, МДж/куб. м i (МДж/кг); В — расход топлива (расчетный), куб. м/с (кг/с); р q — доля топлива или воздуха, поступающая через каждый ярус i горелок, от общего количества поступающего через все горелки; n — доля горелок в каждом ярусе от общего количества горелок. i
Геометрические размеры зоны активного горения: а — ширина топки (в свету), м (при наличии двусветного тп экрана — ширина одной ячейки); в — глубина топки (в свету), м; тп z — число ярусов горелок; яр h — расстояние между ярусами горелок, м; яр дзета — коэффициент, учитывающий степень выгорания топлива в г
факелах горелок в пределах зоны активного горения, зависящий от конструкции горелок: унифицированные и оптимизированные горелки - 1, двухпоточные горелки стадийного сжигания - 0,7, многопоточные горелки стадийного сжигания - 0,58, многопоточные горелки стадийного сжигания с подачей части топлива в инертные газы -
0,42; Т — температура воздуха перед горелками, К; в альфа — коэффициент избытка воздуха в конце топки; r — степень (доля) рециркуляции дымовых газов, %; m — показатель, зависящий от вида топлива: для газа — 0,5, для мазута — 0,47; а — коэффициент, зависящий от способа ввода рециркуляции рец
газов: в под топки - 0,005, в шлицы под горелки - 0,02, снаружи воздушного потока горелки - 0,14, в дутьевой воздух - 0,16, между
воздушными потоками горелки — 0,19; дельта — доля воздуха от теоретически необходимого, подаваемого в топку помимо горелок (вторичный воздух), %; а — коэффициент, зависящий от места расположения ввода зг вторичного воздуха относительно зоны горения: ниже или в пределах зоны активного горения — 0, выше зоны активного горения — 0,01; а — коэффициент, учитывающий способ подачи вторичного ст воздуха: навстречу факелу — 0,015; под горелками — 0,007, над горелками — 0,018; мю — степень перераспределения топлива или воздуха по ярусам горелок, %:
z
яр
мю = SUM |q - n | x 100; (18) i=1 i i а - коэффициент, учитывающий размещение горелок при
нс
распределении топлива или воздуха по ярусам: однофронтовое — 0,016, встречное — 0,009; g — относительное количество влаги, вводимой в зону горения (% от массового расхода топлива); а — коэффициент, учитывающий место ввода влаги: в корень вл факела через горелки — 0,025, в пристенную зону — 0,015; r N — содержание связанного азота в топливе (мазуте), % на рабочую массу.
4.2 На основании геометрических размеров топки определяют
тепловую нагрузку q (МВт/кв. м) лучевоспринимающей поверхности лг зоны активного горения:
r
Q x В
i р
q = ----------------------------------------. (19)
лг 2(а + в ) z x h + 1,5 х а х в
тп тп яр яр тп тп
При наличии в топке двусветного экрана В принимается на одну
р
ячейку.
Для топок с одноярусным расположением горелок (единичной мощностью от 30 до 60 МВт) z х h = 3 м. При подовой компоновке яр яр горелок единичной мощностью от 50 до 95 МВт z x h = 7,5 м, для яр яр горелок 96 - 160 МВт z x h = 10 м. яр яр
исх
4.3 Исходную концентрацию оксидов азота С (мг/куб. м),
NOx
определяемую конструкцией топочной камеры и горелочных устройств (0,5 < q < 3,0 МВт/кв. м), с учетом масштабного коэффициента
лг
тепловой производительности К при номинальной нагрузке и м альфа = 1,02 рассчитывают по формулам: при сжигании газа:
исх 0,88 С = 613 x (дзета х q ) х К ; (20) NOx г лг м при сжигании мазута концентрация складывается из двух
составляющих:
исх
С = C' + C" , (21) NOx NOx NOx
где:
0,62
C' = 632(дзета х q ) х К (22) NOx г лг м
и
r
С" = 220(N - 0,25) x К . (23) NOx м Второй член учитывает количество NOx, образующееся при отклонении содержания азота в мазуте от среднего уровня, равного
0,25%.
Коэффициент К вычисляют по формуле: м
r 0,41
1,5 + (дзета х В х Q )
г р i
К = 1 - exp(- ----------------------------). (24)
м 7,1
4.4 Полученные результаты по исходной концентрации оксидов
азота дополняют коэффициентами, учитывающими: температуру воздуха, поступающего в горелки, К ; гв
коэффициент избытка воздуха, К' для газа и К" для
альфа альфа
мазута; ввод рециркуляции дымовых газов, К ; r
тепловую мощность зоны активного горения при ступенчатом сжигании, К ;
зг
организацию схемы ступенчатого сжигания, К ;
ст
нестехиометрическое сжигание по ярусам горелок, К ;
подачу влаги, К ; нс
вл
действительную нагрузку котла, К .
N
Расчетную концентрацию оксидов азота определяют: для газа:
исх 0,88 С = C х К х К' х К x K х (25) NOx NOx гв альфа r зг x К х К х К х К ; ст нс вл N
для мазута:
0,62
C = (C' x K + С" x K" ) х К х К' х (26) NOx NOx зг NOx альфа гв альфа x К х К х К х К х К . r ст нс вл N
4.5 Коэффициенты вычисляют по формулам:
К = 1 - 0,001 х (620 - Т ); (27) гв в
2
К' = 1,35 — 43 х (альфа — 1,09) + 2 х (альфа — 1,09); (28) альфа
К» = 4,55 х (альфа — 0,8); (29) альфа
m
К = 1 - а х r ; (30) r рец К = 1 - а х дельта; (31) зг зг К = 1 - а х дельта; (32) ст cт К = 1 - а х мю; (33) нс нс К = 1 - а х g; (34) вл вл
1,25
К = (Д / Д ) . (35) N н
Пример расчета концентрации оксидов азота приведен в Приложении Г.
5. Расчет удельных выбросов или концентраций при совместном сжигании угля с мазутом или газом
5.1. При проектировании новых котлов, рассчитанных на сжигание угля и природного газа или угля и мазута, расчет выбросов оксидов азота должен выполняться для случая работы котла с номинальной нагрузкой полностью на худшем в экологическом отношении топливе. Приведенное содержание азота на 1 ГДж у всех марок углей выше, чем у мазута, а у природного газа связанный азот вообще отсутствует. Следовательно, для котлов, которые проектируются на несколько видов топлива, включая уголь, расчет выбросов оксидов азота следует выполнять по формулам раздела 3.
5.2 В действующих котлах часто сжигаются одновременно уголь
и мазут или уголь и газ. В этом случае расчет концентрации оксидов азота С (г/куб. м) проводится по формулам (10 - 15) (для NO2 твердого топлива), а затем полученную концентрацию С нужно NO2 умножить на поправочный безразмерный коэффициент: при сжигании газа вместе с углем:
_____________
пси = 1 - \/дельта / 2,5; (36) г г
при сжигании мазута вместе с углем:
______________
пси = 1 - \/дельта / 1,65, (37) м м где дельта и дельта - доля газа или мазута по теплу. г м
5.3 Доли газа и мазута по теплу рассчитывают по формуле:
r
В x (Q )
i i i
дельта = -------------------, (38)
i r r
B (Q ) + B (Q )
у i у i i i
где:
В - расчетный расход газа или мазута, куб. м/с (кг/с);
i
r
Q - теплота сгорания газа или мазута, МДж/куб. м (МДж/кг);
i
r
В и (Q ) - то же для угля, кг/с и МДж/кг.
у i у
5.4 Для определения удельных выбросов К (кг/ГДж) можно
NO2
воспользоваться уравнением (10), в правую часть которого подставляется полученная величина С (с поправкой по уравнениям NO2 (35) или (36)). Объем сухих дымовых газов и теплоту сгорания при сжигании угля с мазутом рассчитывают по формулам:
(V ) = дельта (V ) + (1 - дельта ) (V ) ; (39) c.г см м c.г м м c.г у r r r (Q ) = дельта (Q ) + (1 - дельта ) (Q ) , (40) i см м i м м i у
где дельта — доля мазута по теплу, определяемая по (37), а м r
(V ) и (Q ) - соответственно объем сухих дымовых газов, c.г м i м образующихся при полном сгорании мазута, куб. нм/кг при альфа =
1,4 и теплота сгорания мазута, МДж/кг.
При сжигании угля совместно с газом расчет выполняется условно на 1 кг твердого топлива с учетом количества газа,
приходящегося на 1 кг угля:
(V ) = (V ) + x (V ) ; (41) c.г см c.г у c.г г r r r (Q ) = (Q ) + x (Q ) , (42) i см i у i г
где х - количество газа на 1 кг твердого топлива, куб. м/кг.
Если смесь топлив задана долями тепловыделения каждого топлива (дельта и дельта ), то количество газа, приходящееся на 1 у г
кг твердого топлива, составляет:
r
дельта (Q )
г i у
х = ------- х -----, куб. м/кг. (43)
дельта r
у (Q )
i г
Приложение А
(справочное)
ВВОДИМЫХ НА ТЭС ДО 31.12.2000
| Тепловая мощность котлов Q, МВт | \ Размерность \ \ Виды топлива \ | г/МДж | кг/т у.т | мг/куб. нм сух. газа (альфа = 1,4) |
|---|---|---|---|---|
| 100 - | Газ | 0,05 | 1,46 | 150 |
| 299 | Мазут Бурый уголь: | 0,10 | 2,93 | 290 |
| твердое шлакоудаление жидкое шлакоудаление Каменный уголь: | 0,12 0,13 | 3,5 3,81 | ||
| твердое шлакоудаление жидкое шлакоудаление | 0,17 0,23 | 4,98 6,75 | 470 640 | |
| от 300 и выше | Газ Мазут Бурый уголь Каменный уголь: твердое шлакоудаление жидкое шлакоудаление | 0,05 0,103 0,14 0,2 0,25 | 1,46 3,03 3,95 5,86 7,33 | 150 300 370 540 700 |
ДЛЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, ВВОДИМЫХ НА ТЭС С 01.01.2001
| Тепловая мощность котлов Q , МВт т | \ Размерность \ \ \ Виды топлива \ | г/МДж | кг/т у.т | мг/куб. нм сух. газа (альфа = 1,4) |
|---|---|---|---|---|
| 100 - | Газ | 0,043 | 1,26 | 125 |
| 299 | Мазут Бурый уголь Каменный уголь: | 0,086 0,11 | 2,52 3,2 | 250 300 |
| твердое шлакоудаление жидкое шлакоудаление | 0,17 0,23 | 4,98 6,75 | 470 640 | |
| от 300 и выше | Газ Мазут Бурый уголь Каменный уголь: твердое шлакоудаление жидкое шлакоудаление | 0,043 0,086 0,11 0,13 0,21 | 1,26 2,52 3,2 3,81 5,97 | 125 250 300 350 570 |
(справочное)
ВЗД
ВЕЛИЧИНА ВОЗДУШНЫХ ОКСИДОВ АЗОТА К , Г/МДЖ NO2
| Т» , К aг | альфа» аг | ||||||||
| 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20 | 1,25 | 1,30 | 1,35 | 1,40 | 1,45 | |
| 1800 | 0,005 | 0,007 | 0,009 | 0,010 | 0,011 | 0,012 | 0,013 | 0,014 | 0,014 |
| 1820 | 0,008 | 0,011 | 0,013 | 0,015 | 0,017 | 0,018 | 0,019 | 0,020 | 0,021 |
| 1840 | 0,012 | 0,017 | 0,020 | 0,023 | 0,025 | 0,026 | 0,028 | 0,029 | 0,031 |
| 1860 | 0,018 | 0,024 | 0,029 | 0,033 | 0,036 | 0,039 | 0,041 | 0,043 | 0,045 |
| 1880 | 0,026 | 0,036 | 0,043 | 0,048 | 0,053 | 0,057 | 0,060 | 0,063 | 0,066 |
| 1900 | 0,037 | 0,051 | 0,062 | 0,70 | 0,077 | 0,082 | 0,087 | 0,092 | 0,095 |
| 1920 | 0,054 | 0,074 | 0,089 | 0,100 | 0,110 | 0,118 | 0,125 | 0,131 | 0,137 |
| 1940 | 0,076 | 0,105 | 0,127 | 0,143 | 0,157 | 0,168 | 0,178 | 0,187 | 0,195 |
| 1960 | 0,108 | 0,149 | 0,179 | 0,203 | 0,222 | 0,238 | 0,252 | 0,265 | 0,276 |
| 1980 | 0,152 | 0,210 | 0,252 | 0,285 | 0,312 | 0,335 | 0,355 | 0,372 | 0,388 |
| 2000 | 0,212 | 0,292 | 0,351 | 0,417 | 0,435 | 0,467 | 0,495 | 0,520 | 0,542 |
| 2020 | 0,294 | 0,405 | 0,487 | 0,551 | 0,603 | 0,648 | 0,687 | 0,721 | 0,751 |
(справочное)
ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ СЖИГАНИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
(без использования ЭВМ)
| Рассчитываемая величина | Формула или обоснование | БКЗ-210-140Ф | БКЗ-420- 140-5 | ТП-87 | ТП-87 | |
| до реконструкции | после реконструкции | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Марка угля | Техническое задание на котел или эксплуатационные данные | Промпродукт кузнецкого каменного угля | Экибастузский СС | Кузнецкий СС (Кедровский) | Кузнецкий Т (Краснобродский) | |
| Содержание азота в топr ливе, N , % | То же | 1,6 | 1,6 | 0,8 | 1,88 | 1,59 |
| Теплота сгорания r топлива, Q , i МДж/кг | -«-» | 20,95 | 20,95 | 15,87 | 26,21 | 28,43 |
| Содержание азота в топливе, N , т г/МДж | Формула (14) | 0,76 | 0,76 | 0,504 | 0,72 | 0,56 |
| Тип горелок | Списание котла | Прямоточные | Вихревые | Вихревые | Вихревые | |
| Коэффициент избытка воздуха в горелках, альфа г | Тепловой расчет котла или эксплуатационные данные | 1,12 | 0,95 | 1,20 | 1,10 | 1,10 |
| Доля первичного воздуха, альфа 1 | То же | 0,24 | 0,24 | 0,3 | 0,30 | 0,20 |
| Степень рециркуляции дымовых газов через горелки, r , г % | -«-» | 4 | 4 | 0 | 0 | 0 |
| Температура за зоной активного горения, Т» , К аг | По Руководящим указаниям «Проектирование топок с твердым шлакоудалением» | 1700 | 1700 | 1830 | 1960 | 1980 |
| Отношение скоростей в выходном сечении горелок, W / W 2 1 | Тепловой расчет котла или эксплуатационные данные | 2,0 | 1,8 | 1,48 | 1,4 | 1,4 |
| Присосы в топке, ДЕЛЬТА альфа , т и третичное дутье, ДЕЛЬТА альфа 3 | То же | 0,10 | 0,10 + 0,17 | 0 | 0,10 | 0,10 |
| Коэффициент избытка воздуха в зоне активного горения, альфа» аг | Формула (16) | 1,17 | 1,00 | 1,2 | 1,15 | 1,15 |
| Влияние коэффициента избытка воздуха в горелке, бета альфа г | Таблица 1 | 0,509 | 0,389 | 0,67 | 0,616 | 0,616 |
| Влияние доли первичного воздуха, бета альфа 1 | То же | 0,895 | 0,859 | 1,0 | 0,999 | 0,826 |
| Влияние рециркуляции газов через горелки, бета r г | -«-» | 0,968 | 0,968 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Влияние температуры на образование топливных NOх, бета тэта | -«-» | 0,929 | 0,929 | 0,99 | 1,046 | 1,054 |
| Влияние смесеобразования в корне факела, бета см | -«-» | 1,49 | 1,294 | 1,196 | 1,104 | 1,104 |
| Топливные оксиды азота, тпл К , г/МДж NO2 | Формула (13) | 0,325 | 0,215 | 0,28 | 0,358 | 0,232 |
| Воздушные оксиды азота, взд К , г/МДж NO2 | Формула (15) или Приложение Б | 0,0 | 0,0 | 0,022 | 0,179 | 0,252 |
| Суммарное значение оксидов азотов, К , NO2 г/МДж | Формула (12) | 0,325 | 0,215 | 0,302 | 0,537 | 0,484 |
| Объем сухих газов при альфа = 1,4 | Формула (3) | 6,95 | 6,94 | 5,71 | 9,34 | 8,25 |
| Концентрация оксидов азота в дымовых газах, С , | Формула (11) | 0,98 | 0,64 | 0,84 | 1,51 | 1,67 |
| NO2 г/куб. м, при нормальных условиях и альфа = 1,4 без учета | ||||||
| «подсветки» | ||||||
| Доля газа (мазута) по теплу дельта i | Формула (38) | 0 | 0 | 0 | 0,42 (газ) | 0,10 (мазут) |
| Поправочный коэффициент на «подсветку» пси i | Формулы (36) и (37) | 1 | 1 | 1 | 0,59 | 0,754 |
| Концентрация оксидов азота с учетом «подсветки» угля газом (мазутом) | С x пси NO2 i | 0,98 | 0,64 | 0,84 | 0,89 | 1,26 |
Примечание. Коэффициент избытка воздуха, на который рассчитывается концентрация оксидов азота С , принят равным
NO2
альфа = 1,4 (независимо от фактического избытка воздуха за котлом).
(справочное)
В качестве примеров рассмотрены:
а) котел ТГМП-204 — на газе. На котле организовано ступенчатое сжигание отключением расхода газа на горелки третьего яруса. Газы рециркуляции поступают через горелочные устройства вокруг воздушного потока. Впрыск воды в топку осуществляется через горелки;
б) котел ТГМП-114 — на газе. На котле установлены трехпоточные горелки специальной конструкции, обеспечивающие стадийное сжигание с подачей части топлива в дымовые газы рециркуляции. Кроме того, на котле осуществлено ступенчатое сжигание. Вторичный воздух подается над горелками выше зоны активного горения. Газы рециркуляции вводятся в топку через горелки между воздушными потоками;
в) котел ТГМП-114 — на мазуте. На котле реализованы мероприятия, перечисленные в п. «б», за исключением схемы двухступенчатого сжигания;
г) котел ТГМП-344 — на газе. На котле осуществлен режим ступенчатого сжигания с отключением по топливу четырех горелок верхнего яруса. Рециркуляция дымовых газов осуществляется через горелки в смеси с воздухом;
д) котел ТГМП-314П — на газе. На котле с подовым расположением горелок реализована схема двухступенчатого сжигания с подачей вторичного воздуха выше зоны активного горения. Газы рециркуляции вводятся в дутьевой воздух перед горелками;
е) котел ТГМЕ-464 — на газе. На котле выполнено перераспределение топлива по ярусам горелок и ввод рециркуляции дымовых газов в дутьевой воздух;
ж) котел БКЗ-320-140ГМ — на газе. На котле организована подача вторичного воздуха выше зоны активного горения и ввод дымовых газов рециркуляции в дутьевой воздух;
з) котел ПТВМ-100 — на газе. На котле установлены двухпоточные горелки стадийного сжигания и выполнена схема двухступенчатого сжигания с подачей вторичного воздуха над горелками в пределах зоны активного горения.
| Наименование параметра | Обозначение | Тип котла | |||||||
| ТГМП- 204 | ТГМП-114 (один корпус) | ТГМП- 344 | ТГМП- 314П | ТГМЕ- 464 | БКЗ- 320- 140ГМ | ПТВМ- 100 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Вид топлива | - | газ | газ | мазут | газ | газ | газ | газ | газ |
| Номинальная производительность, кг/с | Д н | 736 | 132 | 132 | 270 | 270 | 139 | 89 | 116 <*> |
| Фактическая паропроизводительность, кг/с | Д | 736 | 132 | 132 | 270 | 270 | 139 | 89 | 116 <*> |
| Теплота сгорания топлива, МДж/куб. м (МДж/кг) | r Q i | 34,78 | 35,60 | 41,07 | 35,40 | 34,36 | 35,74 | 35,62 | 34,1 |
| Расход топлива на котел, куб. м/с (кг/с) | В р | 59,63 | 10,65 | 9,23 | 21,54 | 22,64 | 10,11 | 6,64 | 3,92 |
| Доля топлива (или воздуха), поступающая через ярус от общего количества | q i | 0,5 --- 0,5 | 1 | 1 | 0,5 --- 0,5 | - | 0,41 ---- 0,59 | 0,5 --- 0,5 | 1 |
| Доля горелок в ярусе от общего количества | n i | 0,5 --- 0,5 | 1 | 1 | 0,5 --- 0,5 | - | 0,5 --- 0,5 | 0,5 --- 0,5 | 1 |
| Ширина топки, м | а тп | 20,66 | 10,62 | 10,62 | 16,32 | 17,48 | 13,52 | 12,16 | 6,23 |
| Глубина топки, м | в тп | 10,26 | 6,13 | 6,13 | 8,47 | 8,72 | 7,68 | 5,44 | 5,23 |
| Число ярусов горелок | z яр | 2 <**> | 1 | 1 | 2 | - | 2 | 2 | 1 |
| Расстояние между ярусами горелок, м | h яр | 3 | 3 <***> | 3 <***> | 2,7 | 10 <***> | 2,6 | 3 | 3 <***> |
| Коэффициент, учитывающий степень выгорания топлива в факелах горелок в пределах з.а.г., зависящий от конструкции горелок | дзета г | 1 | 0,42 | 0,42 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,7 |
| Температура воздуха перед горелками, К | Т в | 620 | 520 | 548 | 560 | 610 | 590 | 520 | 30 |
| Коэффициент избытка воздуха в топке | альфа | 1,09 | 1,09 | 1,06 | 1,05 | 1,09 | 1,09 | 1,07 | 1,18 |
| Степень рециркуляции дымовых газов, % | r | 16 | 8 | 8 | 17 | 9 | 8 | 10 | 0 |
| Показатель, зависящий от вида топлива | m | 0,5 | 0,5 | 0,47 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | - |
| Коэффициент, зависящий от способа ввода рециркуляции газов | а рец | 0,14 | 0,19 | 0,19 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | - |
| Доля вторичного воздуха, % | дельта | 33 | 18 | 0 | 25 | 20 | 0 | 15 | 25 |
| Коэффициент, зависящий от места ввода вторичного воздуха относительно з.а.г. | а зг | 0,01 | 0,01 | - | 0 | 0,01 | - | 0,01 | 0 |
| Коэффициент, учитывающий способ подачи вторичного воздуха | а ст | 0,018 | 0,018 | - | 0,0165 | 0,018 | - | 0,018 | 0,018 |
| Степень перераспределения топлива по ярусам горелок (рассчитывается по формуле (17)), % | мю | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 18 | 0 | 0 |
| Коэффициент, учитывающий размещение горелок при перераспределении топлива или воздуха по ярусам | а нс | - | - | - | - | - | 0,016 | - | - |
| Относительное количество влаги, вводимой в з.а.г., % | g | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Коэффициент, учитывающий место ввода влаги | а вл | 0,025 | - | - | - | - | - | - | - |
| Содержание связанного азота в топливе, % | r N | - | - | 0,55 | - | - | - | - | - |
<*> Номинальная и фактическая теплопроизводительность, МВт.
<**> Третий ярус использован для подачи вторичного воздуха.
| Рассчитываемая | Обозначение | Формула | Тип котла | |||||||
| величина | для определения | ТГМП- 204 | ТГМП-114 | ТГМП- 344 | ТГМП- 314П | ТГМЕ- 464 | БКЗ- 320- 140ГМ | ПТВМ- 100 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности з.а.г., МВт/кв. м | q лг | (19) | 3,01 | 1,91 | 1,91 | 1,60 | 1,03 | 0,96 | 0,76 | 1,14 |
| Коэффициент, учитывающий тепловую мощность Заг | К м | (24) | 0,97 | 0,73 | 0,73 | 0,9 | 0,91 | 0,83 | 0,78 | 0,67 |
| Исходная концентрация оксидов азота при сжигании газа, мг/куб. м | исх С NОx | (20) | 1568 | 368 | - | 837 | 572 | 491 | 376 | 336 |
| Первая составляющая концентрации оксидов азота при сжигании мазута, мг/куб. м | С' NOx | (22) | - | - | 402 | - | - | - | - | - |
| Вторая составляющая концентрации оксидов азота при сжигании мазута, мг/куб. м | С» NOx | (23) | - | - | 48 | - | - | - | - | - |
| Исходная концентрация оксидов азота при сжигании мазута, мг/куб. м | исх С NOx | (21) | - | - | 450 | - | - | - | - | - |
| Коэффициент, учитывающий температуру воздуха перед горелками | К гв | (27) | 1,0 | 0,90 | 0,93 | 0,94 | 0,99 | 0,97 | 0,90 | 0,68 |
| Первый коэффициент, учитывающий избыток воздуха в топке, для газа и мазута | К' альфа | (28) | 1,35 | 1,35 | 1,25 | 1,20 | 1,35 | 1,35 | 1,29 | 1,18 |
| Второй коэффициент, учитывающий избыток воздуха в топке, для мазута | К» альфа | (29) | - | - | 1,18 | - | - | - | - | - |
| Коэффициент, учитывающий ввод рециркуляции дымовых газов | К r | (30) | 0,44 | 0,46 | 0,50 | 0,34 | 0,52 | 0,55 | 0,49 | 1 |
| Коэффициент, учитывающий тепловую мощность Заг при ступенчатом сжигании | К зг | (31) | 0,67 | 0,82 | 1 | 1 | 0,8 | 1 | 0,85 | 1 |
| Коэффициент, учитывающий организацию схемы ступенчатого сжигания | К ст | (32) | 0,41 | 0,68 | 1 | 0,58 | 0,64 | 1 | 0,73 | 0,55 |
| Коэффициент, учитывающий нестехиометрическое сжигание по ярусам горелок | К нс | (33) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,71 | 1 | 1 |
| Коэффициент, учитывающий подачу влаги | К вл | (34) | 0,75 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Коэффициент, учитывающий действительную нагрузку котла | К N | (35) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Расчетная концентрация оксидов азота, на газе и на мазуте, мг/куб. м | С NOx | (25) и (26) | 200 | 117 | 266 | 186 | 208 | 251 | 136 | 148 |
| Приведенная к альфа = | пр С NOx | С х NOx альфа ----- | 156 | 91 | 201 | 140 | 162 | 196 | 104 | 125 |
| 1,4 концентрация | 1,4 | |||||||||
| NOx в уходящих газах, мг/куб. м | ||||||||||