Письмо нии атмосфера "по вопросу правильности расчетов выбросов и учета трансформации оксидов азота в программах фирмы "интеграл"
В условиях высокотемпературного горения топлива азот воздуха становится реакционноспособным и, соединяясь с кислородом, образует оксиды. Кроме того, образование оксидов азота в процессах горения может происходить за счет разложения и окисления азотосодержащих соединений, входящих в состав топлива. Всего азот с кислородом может образовывать шесть соединений: N 2 O,NO,N 2 O 3 ,NO 2 ,N 2 O 4 ,N 2 O 5 . Наиболее устойчивым оксидом является NO 2 ,в который могут переходить и другие оксиды азота, поэтому установленные нормы ПДК даются для суммы всех оксидов в пересчете на NO 2 . В дымовых газах котлоагрегатов оксиды азота обычно состоят на 95-99% из оксида азота, 1-5% составляет диоксид азота, доля других оксидов азота пренебрежимо мала.
Массовый выброс оксидов азота в пересчете на NO 2 (т/г, г/с) в атмосферу с дымовыми газами котла вычисляется по формуле:
M NO2 =0,34 10 -7 kBQ р н (1-q /100) 1 2
где 1 - коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (содержание N г), принимается равным 0,8;
k - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота,кг/т условного топлива;
2 - коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок 2 =1);
Коэффициент k для котлов паропроизводительностью менее 70 т/ч при сжигании мазута и газа определяется по формуле:
k =3,5 D ф /70,
где D ф -фактическая паропроизводительность котла;
Принимается D ф =0,95D ,
где D -номинальная паропроизводительность котла
k=3,5 ,95 20/70=0,95
M ДКВР-20/13 NO2 =0,34 10 -7 9 386 7346 372 г/с
8.2.3. Расчет выбросов оксидов углерода.
В недостаточно совершенных топочных устройствах или при неналаженном режиме сжигания топлива часть его горючих не окисляется до конечных продуктов, а образуются продукты неполного сгорания. Наиболее вероятным продуктом неполного сгорания всех видов топлива является окись углерода CO .
Массовый выброс оксидов углерода (г/с) в атмосферу с дымовыми газами котла вычисляется по формуле:
M CO =0,001 C CO B (1- q 4 /100)
где C CO - выход оксида углерода при сжигании топлива (кг/тыс.м 3)
C CO =q 3 RQ р н /1013
где q 3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, 0,5 %;
R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания оксида углерода. Для газа R=0,5 ;
Q р н - теплота сгорания натурального топлива,кдж/м 3 ;
q 4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %
Значения q 3 ,q 4 принимаем по данным укрупнённого расчета котлоагрегата.
C CO =0,5 0,5 37346/1013=9,21 кг/тыс м 3
M ДКВР-20/13 CO =0,001 21 386=0,003 г/с;
8.2.4. Расчет дымовой трубы
Определение высоты трубы производится по формуле:
где p п - поправочный коэффициент для расчета многоствольных труб, зависящий от числа стволов в трубе, отношения расстояния между ближайшими стволами на выходе к диаметру ствола (на выходе) и от угла наклона выходного участка выходного участка ствола к вертикальной оси . Для одноствольных труб p п =1,0.
m - коэффициент, учитывающий условия выхода из устья трубы, значения которого принимаются в зависимости от скорости W 0 .
A - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы град 1/3 , (для Республики Беларусь A =160 )
M - суммарный выброс NO 2 из всех труб котельной, г/с
F - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости осаждения примеси в атмосфере: для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость упорядоченного оседания которых практически равно нулю, F =1 ;
ПДК - предельно допустимая концентрация в атмосфере NO 2 , SO 2 или золы.(По СНиП для NO 2 (ПДК) равна 0,085 мг/м 3)
С ф - фоновая концентрация района, устанавливаемая органами санинспекции района;
z - число дымовых труб;
V - суммарный объём дымовых газов;
t - разность температур выбрасываемых газов и воздуха (последняя принимается по средней температуре самого жаркого месяца в полдень).
Т.к рассчитываемый котел работает на газе, то выбросов SO 2 нет, расчет ведется по NO 2 .
Фоновую концентрацию принимаем в размере 20% от ПДК NO 2 . Таким образом С ф =0,2 0,085=0,017 мг/м 3 .
Объем дымовых газов принимается по данным расчета котлоагрегата ДКВР-20/13. При сжигании объём дымовых газов выходящих за 1с из котла составит V=5,46 м 3 /с;
Приводя полученную цифру к нормальным условиям получим:
V ДКВР-10/13 = V к (t ух +273)/273=5,46 (140+273)/273=6,26 м 3 /с.
Среднюю температуру самого жаркого месяца в полдень принимаем 25 О С.
Высота трубы составит:
Принимается ближайшая большая труба стандартной высоты 30 м.
Диаметр устья дымовой трубы:
,
V ТР – объёмный расход продуктов сгорания через трубу при расчётной температуре их в выходном сечении, м 3 /с ; V ТР = V Д =5,46 м 3 /с ;
w ВЫХ – скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы, принимается равной 25 м/с .
По СНиП II-35-76 выбирается кирпичная дымовая труба диаметром выходного сечения 1, 2 м.
Генеральному директору Фирмы "Интеграл" В.И. Лайхтману
191836, Санкт-Петербург, 4-я Советская ул., 15 Б
Уважаемый Виктор Исаакович!
В соответствии с обращением ЗАО "Трасса-СК" (исх. № 2/тск-707/11 от 11.04.2011) по вопросу правильности расчетов выбросов и учета трансформации оксидов азота в программах Фирмы "Интеграл" даем следующие разъяснения.
1. При производственных процессах, связанных с сжиганием различных видов топлива (в котлоагрегатах, в печах, в плавильных, факельных и дизельных установках, в горнах, в двигателях автотранспортной техники и т.д.), содержание NO в дымовых газах составляет 95 – 98 % и более, NO2 – 2 – 5 % и менее. По действующей в России методологии при инструментальных измерениях в дымовых газах топливоиспользующих устройств измеряется массовая концентрация (в миллиграммах в метре кубическом) суммы оксидов азота NOХ (в пересчете на NO2), а при использовании расчетных методик определяется величина выброса суммы оксидов азота NOХ (в пересчете на NO2), как, например, в "Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час". - М, 1999. При раздельном определении содержания NO и NO2 в дымовых газах в обязательном порядке производится их пересчет в NO2 (или NOХ (в пересчете на NO2) по формуле:
NOХ (в пересчете на NO2) = 1,53 NO + NO2 (1)
2. В некоторых методиках по расчету выбросов, разработанных, как правило, до 2000 года, встречаются опечатки, и удельные показатели выбросов оксидов азота вместо NOХ (в пересчете на NO2) указаны, как NO2 ("Диоксид азота") или NO ("Оксид азота"). Это имеет место, например, в "Методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для баз дорожной техники (расчетным методом). – М, 1998; в "Методике расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (на основе удельных показателей), - СПб, 1997 и др. Во всех этих методиках в колонках "Диоксид азота" или "Оксид азота" приведена величина выбросов суммы оксидов азота в пересчете на диоксид азота, т.е. NOХ (в пересчете на NO2). При отсутствии в тот период методик раздельного определения массовой концентрации оксида азота и диоксида азота в промышленных выбросах получение удельных показателей выбросов для каждого из этих веществ являлось невозможным.
3. В соответствии с ОНД-86 (см. п. 1.5) нормирование выбросов оксидов азота производится с учетом химического превращения (трансформации) в атмосфере оксида азота в диоксид азота. Коэффициенты трансформации устанавливаются по отношению к NOХ (в пересчете на NO2).
4. Как показывают многолетние исследования, проводимые Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова Росгидромета, НИИ Атмосфера и др. организациями, 100 %-ной трансформации NO в NO2 в атмосфере не наблюдается. Постепенно наступает равновесное состояние, при котором уже не происходит заметных изменений. Трансформация оксидов азота в каждом отдельном случае зависит от интенсивности солнечной радиации, температуры воздуха и других метеорологических условий, формирующих уровни загрязнения воздуха, а также составляющих выбросов всех окружающих предприятий, приводящих к фотохимическим реакциям в атмосфере. Коэффициенты трансформации определяются на основе раздельных измерений содержания оксида азота и диоксида азота в атмосферном воздухе на сети станций мониторинга загрязнения атмосферы Росгидромета. Измерения проводятся в нижнем слое атмосферы на уровне дыхания человека. Это говорит о том, что полученные коэффициенты трансформации в меньшей степени зависят от принадлежности источника поступления оксидов азота в атмосферу к конкретному произ-водству, его высоты и др. параметров. В настоящее время коэффициенты трансформации определены для мест расположения более 30-ти промышленных предприятий России. В результате проведенных исследований определено, что лишь в отдельные короткие периоды большая часть NOХ трансформируется в NO2 и соответствующий коэффициент трансформации становится близким к 0,8. Чаще лишь небольшая часть NOХ (в пересчете на NO2) переходит в NO2, и коэффициент оказывается более низким.
5. Проведенные исследования позволяют считать, что установленные коэф-фициенты трансформации оксидов азота в атмосфере: 0,8 – для NO2 и 0,13 – для NO от NOХ (в пересчете на NO2) являются максимальными. В соответствии с п. 1.5 ОНД-86 эти значения и должны применяться при определении мощности выбросов диоксида азота (NO2) и оксида азота (NO) для топливоиспользующих источников в общем случае, если для рассматриваемого предприятия они не определены в результате специальных исследований.
6. Все вышеприведенные разъяснения неоднократно направлялись природопользователям в рамках консультационной и методической деятельности НИИ Атмосфера, как головной организации по вопросам охраны атмосферного воздуха от загрязнения сначала Государственного комитета по охране окружающей природной среды и рациональному использованию природных ресурсов, потом Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации, Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды, Министерства природных ресурсов и охраны окружающей природной среды Российской Федерации, Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации.
7. В программах Фирмы "Интеграл" расчеты выбросов и учет трансформации оксидов азота в атмосфере произведен правильно, в соответствии с действующими методиками и разъяснениями НИИ Атмосфера.
Генеральный директор А.Ю.Недре
Графа 7. Всего выброшено в атмосферу загрязняющих веществ за отчетный год
Графы 8 – 9. Установленные нормативы на выбросы загрязняющих веществ на отчетный год
Строка 106. Оксиды азота
По строке 106 отражаются данные по выбросам оксидов азота, приведенные в пересчете на NO2. В этом случае в графе 8 (или 9) ставится прочерк.
Формула для пересчета содержится в "Методическом пособии по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух", дополненном и переработанном НИИ Атмосфера и выпущенном в г. Санкт-Петербурге в 2005 году (пункт 2.2.5 "Учет трансформации вредных веществ в атмосфере", стр. 111).
Мnox (в пересчете на NO2) = (Mno2 + 1,53 Mno),
где: - мощность выброса диоксида азота, - мощность выброса оксида азота.
Строка 107. Углеводороды
Данные по выбросам метана включаются в строку 107 "Углеводороды (без летучих органических соединений)".
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Строка 108. Летучие органические соединения
По строке 108 отражаются суммарные данные по летучим органическим соединениям (ЛОС).
Вещества, относящиеся к ЛОС, см. в издании "Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух". Санкт-Петербург. 2008.
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Графа 2. Выбрасывается без очистки - всего
В графе 2 раздела 1 указывается количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от всех организованных и неорганизованных источников, минуя очистные сооружения, а также тех неуловленных загрязняющих веществ, которые прошли через не предназначенные для их улавливания (обезвреживания) газоочистные и пылеулавливающие установки.
гр.2 >= гр.3 по стр.101 - 109
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Графа 3. Выбрасывается без очистки, в том числе от организованных источников загрязнения
В графе 3 приводится количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу через специально оборудованные устройства (трубы, вентиляционные установки, аэрационные фонари и др.), но не подвергающиеся при этом предварительной очистке, а также те неуловленные вещества, которые прошли через не предназначенные для их улавливания газоочистные и пылеулавливающие установки.
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Графа 4. Поступило на очистные сооружения загрязняющих веществ - всего
В графу 4 включаются данные только по тем загрязняющим веществам (всего и по отдельным ингредиентам), которые поступают и подвергаются очистке в имеющихся на предприятии газоочистных и пылеулавливающих установках (независимо от фактической работы этих установок).
гр.4 >= гр.5 по стр.101 - 109
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Графа 5. Из поступивших на очистку уловлено и обезврежено - всего
В графе 5 приводится фактическое количество уловленных (обезвреженных) загрязняющих веществ в отчетном году, кроме веществ, приведенных в п.5.
гр.5 >= гр.6 по стр.101 - 109
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Графа 6. Из поступивших на очистку уловлено и обезврежено, из них утилизировано
В графу 6 включается количество уловленных загрязняющих веществ, возвращенных в производство и использованных для получения товарного продукта или реализованных на сторону.
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Графа 7. Всего выброшено в атмосферу загрязняющих веществ за отчетный год
В графе 7 указывается общее количество загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу (всего, твердых, газообразных и жидких, в том числе по отдельным ингредиентам) суммарно как после очистки, так и выброшенных без очистки.
При отсутствии на предприятии очистных установок в графах 4 - 6 раздела 1 ставится прочерк. В этом случае значения граф 2 и 7 раздела 1 должны быть равны между собой.
гр.7 = гр.2 + (гр.4 - гр.5) по стр.101 - 109
гр.7 >= гр.2 по стр.101 - 109
(Приказ Росстата от 29.07.2011 N 336)
Графы 8 – 9. Установленные нормативы на выбросы загрязняющих веществ на отчетный год
В графах 8 и 9 отражаются нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) или временно согласованных выбросов (ВСВ) на отчетный год, установленные предприятию в соответствии с действующим порядком.
При отсутствии установленных нормативов в графах 8 и 9 ставятся прочерки. Если на предприятии для части источников выбросов загрязняющих веществ установлены нормативы ПДВ, а для части - ВСВ, то в целом по отчитывающемуся объекту заполняется только графа 9.
Данные по графам 2 - 9 показываются в тоннах в год с тремя знаками после запятой.
стр.101 = стр.102 + стр.103 по гр.2 – 7
стр.101 гр.7 = стр.104 гр.7 + стр.105 гр.7 + стр.106 гр.7 + сумма
стр.201 - 299 гр.2 (раздел 2)
стр.103 = сумма стр.104 - стр.109 по гр.2 - 7
Если стр.101 гр.4 = стр.101 гр.5 = стр.101 гр.6, то гр.4 =
гр.5 = гр.6 по стр.101 - 109
гр.1 (раздел 1) =/= гр.1 (раздел 2)