|  |
tradems.ru / Прочее
"Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок"
(утв. МПР РФ 14.02.2001)
Официальная публикация в СМИ:
публикаций не найдено
Утверждаю
Министр природных ресурсов
Российской Федерации
Б.А.ЯЦКЕВИЧ
14 февраля 2001 года
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
ОТ СТАЦИОНАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Разработчики:
от НИИ Атмосфера: кандидат физ.-мат. наук В.Б. Миляев, кандидат геогр. наук Н.С. Буренин;
от СПб университета МВД России: доктор техн. наук, проф. В.Н. Ложкин;
от ООО "Фирма "Интеграл": кандидат физ.-мат. наук В.И. Лайхтман.
При разработке данного документа учтены результаты практической оценки выбросов при проведении расчетов загрязнения атмосферы дизель-электрическими станциями предприятий Акционерной компании "Якутскэнерго", а также замечания и предложения специалистов территориальных органов по охране окружающей среды и других организаций, занимающихся вопросами охраны атмосферного воздуха.
Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок (далее - Методика):
устанавливает порядок расчета выбросов от стационарных дизельных установок на основе удельных показателей;
распространяется на все типы стационарных дизельных установок, дизель-генераторы, буровые агрегаты, мотопомпы, мотокомпрессоры, мотовентиляторы и т.п.;
применяется территориальными органами Министерства природных ресурсов Российской Федерации и организациями, проводящими работы по инвентаризации, нормированию, учету выбросов загрязняющих веществ.
Полученные в соответствии с настоящим документом результаты используются в качестве исходных данных при учете и нормировании выбросов стационарных дизельных установок на действующих предприятиях и объектах, а также при разработке предпроектной и проектной документации на новое строительство.
Общие положения
1. Методика предназначена для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу стационарными дизельными установками при их эксплуатации.
2. В соответствии с Методикой производится расчет максимальных разовых за 20-минутный период времени и валовых за год выбросов в атмосферу стационарной дизельной установкой. В качестве исходных данных для расчета максимальных разовых выбросов используются сведения из технической документации завода - изготовителя дизельной установки об эксплуатационной мощности (если сведения об эксплуатационной мощности не приводятся, - то номинальной мощности), а для расчета валовых выбросов в атмосферу - результаты учетных сведений о годовом расходе топлива дизельного двигателя.
3. Методика позволяет, в зависимости от наличия или отсутствия, а также полноты имеющейся информации по выбросам вредных веществ, приводимых в сопровождаемой технической документации на стационарную дизельную установку, или располагаемых возможностей на выполнение соответствующего инструментального контроля выбросов, осуществлять расчет выбросов:
с использованием усредненных значений удельных выбросов в зависимости от мощности и частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя;
по данным инструментального контроля выбросов в условиях эксплуатации.
4. Приведенные в документе усредненные удельные значения показателей выбросов отражают основные закономерности изменения параметров токсичности дизелей в зависимости от нагрузочно-скоростного режима работы силовой установки, а также мощности и быстроходности дизельного двигателя *[1], *[5], *[6]. При этом учитывается, что в реальной эксплуатации в течение года *[2], *[3], *[7] в соответствии с изменением характера внешних условий стационарная дизельная установка работает на некоторой совокупности установившихся дискретных режимов, для которой значения удельных выбросов усредняются *[5]. Принимаются во внимание также особенности организации рабочего процесса многоцилиндровых мощных дизельных установок.
5. Расчеты выбросов выполняются для следующих вредных веществ,
поступающих в атмосферу с отработавшими газами стационарных
дизельных установок:
- оксид углерода (CO);
- оксиды азота (NO ) (в пересчете на NO );
х 2
- углеводороды (CH) <1>;
- сажа (C);
- диоксид серы (SO );
2
- формальдегид (CH O);
2
- бенз(альфа)пирен (БП).
--------------------------------
<1> Для стационарных дизельных установок при проведении
расчетов загрязнения атмосферы используется ПДК по керосину
MD
(код 2732) *[4].
Оценки выбросов от стационарных дизельных установок
В соответствии с основными классификационными признаками
мощности, быстроходности, числа цилиндров дизельных двигателей
*[1], которые определяют способ организации рабочего процесса и,
следовательно, токсикологические свойства выделяемых веществ,
стационарные дизельные установки условно подразделяются на четыре
группы (№ - номинальная мощность, n - число оборотов, i - число
е
цилиндров):
А - маломощные, быстроходные и повышенной быстроходности (№ <
е
-1
73,6 кВт, n = 1000 - 3000 мин. ). Например, дизель-генераторы
0801-08011 (2Ч9,5/10), 1601-1612 (4Ч9,5/10), 3001-3012 (8Ч9,5/10);
дизель-электрический агрегат 2Э-16А (4Ч8,5/11), А-01М и т.д.;
Б - средней мощности, средней быстроходности и быстроходные
-1
(№ = 73,6 - 736 кВт, n = 500 - 1500 мин. ). Например,
е
газомотокомпрессор КС-550/4-64 (8Д22/22,5), автоматизированный
дизель-электрический агрегат АСДА-200 (дизель 1Д12В-300),
дизель-генератор ДГР 300/500-4 (6ЧН 25/34), дизель-насосная
установка ДНУ 120/70 (6ЧН12/14), энергетические установки на базе
дизеля ЯМЗ-238, дизель-генераторы ДГА-315,320 (6ЧН25/34), Г-72
(6ЧН36/45), КАС 315 (12ЧН18/20), КАС 630Р (12ЧН18/20), АС 630М
(12ЧН18/20) и т.д.;
В - мощные, средней быстроходности (№ = 736 - 7360 кВт, n =
е
-1
500 - 1000 мин. ). Например, буровой агрегат 1А-6Д49 (8ЧН26/26),
1-9ДГ (16ЧН26/26), 14ДГ (дизель 14Д40), Г-99 (6ЧН12А36/45), ПЭ-6
(12ЧН26/26), дизель-генератор ДГ-4000 (дизель 64Г базовой модели
61В-3) и т.д.;
Г - мощные, повышенной быстроходности, многоцилиндровые (№ =
-1 е
736 - 7360 кВт, n = 1500 - 3000 мин. , i > 30). Например,
АСДГ-800 (42ЧСПН16/17), ДГ-2000 (56ЧСПН16/17) и т.д.
Современные требования стандартов зарубежных стран к выбросам стационарных дизельных установок существенно отличаются от требований стандартов Российской Федерации *[2], *[3]. Кроме того, после капитального ремонта происходит изменение количества выбросов дизельными двигателями. В связи с тем, что в ряде организаций Российской Федерации находятся в эксплуатации как зарубежные стационарные дизельные установки, так и установки капитально отремонтированные, данные по выбросам корректируются в соответствии с указанными обстоятельствами.
Расчет выбросов с использованием усредненных показателей
6. Максимальный выброс i-того вещества (г/с) стационарной дизельной установкой определяется по формуле:
М = (1 / 3600) х е х Р , (1)
i Мi э
е (г/кВт х ч) - выброс i-го вредного вещества на единицу
Мi
полезной работы стационарной дизельной установки на режиме
номинальной мощности, определяемый по таблице 1 или таблице 2;
Р (кВт) - эксплуатационная мощность стационарной дизельной
э
установки, значение которой берется из технической документации
завода-изготовителя. Если в технической документации не
указывается значение эксплуатационной мощности, то в качестве Р
э
принимается значение номинальной мощности стационарной дизельной
установки (№ );
е
(1 / 3600) - коэффициент пересчета "час." в "сек.".
Таблица 1
ЗНАЧЕНИЯ ВЫБРОСОВ e (Г/КВТ Х Ч) ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП
Мi
СТАЦИОНАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДО КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
-----------T-----------------------------------------------------¬
¦ Группа ¦ Выброс, г/кВт х ч ¦
¦ +------T------T------T------T------T-------T----------+
¦ ¦ CO ¦ NO ¦ CH ¦ C ¦ SO ¦ CH O ¦ БП ¦
¦ ¦ ¦ х ¦ ¦ ¦ 2 ¦ 2 ¦ ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦А ¦7,2 ¦10,3 ¦3,6 ¦0,7 ¦1,1 ¦0,15 ¦1,3 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Б ¦6,2 ¦9,6 ¦2,9 ¦0,5 ¦1,2 ¦0,12 ¦1,2 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦В ¦5,3 ¦8,4 ¦2,4 ¦0,35 ¦1,4 ¦0,1 ¦1,1 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Г ¦7,2 ¦10,8 ¦3,6 ¦0,6 ¦1,2 ¦0,15 ¦1,3 х 10 ¦
L----------+------+------+------+------+------+-------+-----------
Таблица 2
ЗНАЧЕНИЯ ВЫБРОСОВ е (Г/КВТ х Ч)
Мi
ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП СТАЦИОНАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК,
ПРОШЕДШИХ КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ
-----------T-----------------------------------------------------¬
¦ Группа ¦ Выброс, г/кВт х ч ¦
¦ +------T------T------T------T------T-------T----------+
¦ ¦ CO ¦ NO ¦ CH ¦ C ¦ SO ¦ CH O ¦ БП ¦
¦ ¦ ¦ х ¦ ¦ ¦ 2 ¦ 2 ¦ ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦А ¦8,6 ¦9,8 ¦4,5 ¦0,9 ¦1,2 ¦0,2 ¦1,6 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Б ¦7,4 ¦9,1 ¦3,6 ¦0,65 ¦1,3 ¦0,15 ¦1,5 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦В ¦6,4 ¦8,0 ¦3,0 ¦0,45 ¦1,5 ¦0,12 ¦1,4 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Г ¦8,6 ¦10,3 ¦4,5 ¦0,75 ¦1,3 ¦0,2 ¦1,6 х 10 ¦
L----------+------+------+------+------+------+-------+-----------
7. Валовый выброс i-того вещества за год (т/год) стационарной дизельной установкой определяется по формуле:
W = (1 / 1000) х q х G , (2)
эi эi т
q (г/кг топл.) - выброс i-го вредного вещества,
эi
приходящегося на один кг дизельного топлива, при работе
стационарной дизельной установки с учетом совокупности режимов,
составляющих эксплуатационный цикл *[2]; определяемый по табл. 3
или табл. 4;
G (т) - расход топлива стационарной дизельной установкой за
т
год (берется по отчетным данным об эксплуатации установки);
(1 / 1000) - коэффициент пересчета "кг" в "т".
Таблица 3
ЗНАЧЕНИЯ ВЫБРОСОВ q (Г/КГ ТОПЛ.) ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП
эi
СТАЦИОНАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДО КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
-----------T-----------------------------------------------------¬
¦ Группа ¦ Выброс, г/кг топл. ¦
¦ +------T------T------T------T------T-------T----------+
¦ ¦ CO ¦ NO ¦ CH ¦ C ¦ SO ¦ CH O ¦ БП ¦
¦ ¦ ¦ х ¦ ¦ ¦ 2 ¦ 2 ¦ ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦А ¦30 ¦43 ¦15,0 ¦3,0 ¦4,5 ¦0,6 ¦5,5 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Б ¦26 ¦40 ¦12,0 ¦2,0 ¦5,0 ¦0,5 ¦5,5 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦В ¦22 ¦35 ¦10,0 ¦1,5 ¦6,0 ¦0,4 ¦4,5 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Г ¦30 ¦45 ¦15,0 ¦2,5 ¦5,0 ¦0,6 ¦5,5 х 10 ¦
L----------+------+------+------+------+------+-------+-----------
Таблица 4
ЗНАЧЕНИЯ ВЫБРОСОВ q (Г/КГ ТОПЛ.) ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ
эi
ГРУПП СТАЦИОНАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, ПРОШЕДШИХ
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ
-----------T-----------------------------------------------------¬
¦ Группа ¦ Выброс, г/кг топл. ¦
¦ +------T------T------T------T------T-------T----------+
¦ ¦ CO ¦ NO ¦ CH ¦ C ¦ SO ¦ CH O ¦ БП ¦
¦ ¦ ¦ х ¦ ¦ ¦ 2 ¦ 2 ¦ ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦А ¦36 ¦41 ¦18,8 ¦3,75 ¦4,6 ¦0,7 ¦6,9 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Б ¦31 ¦38 ¦15,0 ¦2,5 ¦5,1 ¦0,6 ¦6,3 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦В ¦26 ¦33 ¦12,5 ¦1,9 ¦6,1 ¦0,5 ¦5,6 х 10 ¦
+----------+------+------+------+------+------+-------+----------+
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -5¦
¦Г ¦36 ¦43 ¦18,8 ¦3,15 ¦5,1 ¦0,7 ¦6,9 х 10 ¦
L----------+------+------+------+------+------+-------+-----------
8. Для стационарных дизельных установок зарубежного
производства, отвечающих требованиям природоохранного
законодательства стран Европейского Экономического Сообщества,
США, Японии, значения выбросов по табл. 1, 2, 3, 4 могут быть
соответственно уменьшены по CO в 2 раза; NO и NO в 2,5 раза; CH,
2
C, CH O и БП в 3,5 раза.
2
9. При внедрении различных природоохранных технологий (жидкостные и каталитические нейтрализаторы, сажевые фильтры, "экологически чистые" виды топлив и т.п., табл. 5) эффективность очистки отработавших газов должна быть подтверждена соответствующими данными инструментального контроля выбросов в условиях эксплуатации стационарной дизельной установки.
Таблица 5
СВЕДЕНИЯ ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИРОДООХРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
----T-----------------------------------------T---------T--------¬
¦ № ¦ Наименование технологии ¦Вещество ¦ % ¦
¦п/п¦ ¦ ¦очистки ¦
+---+-----------------------------------------+---------+--------+
¦1. ¦Окисление в каталитическом нейтрализаторе¦CO ¦90 - 95 ¦
¦ ¦(активная фаза платины Pt) ¦CH ¦70 - 80 ¦
¦ ¦ ¦C ¦30 - 50 ¦
¦ ¦ ¦CH O ¦50 - 60 ¦
¦ ¦ ¦ 2 ¦ ¦
+---+-----------------------------------------+---------+--------+
¦2. ¦Окисление в каталитическом нейтрализаторе¦CO ¦98 - 100¦
¦ ¦с принудительным разогревом реактора ¦CH ¦98 - 100¦
¦ ¦(активная фаза платины Pt) ¦C ¦50 - 60 ¦
¦ ¦ ¦CH O ¦90 - 95 ¦
¦ ¦ ¦ 2 ¦ ¦
+---+-----------------------------------------+---------+--------+
¦3. ¦Окисление и фильтрация в регенерируемых ¦CO ¦98 - 100¦
¦ ¦каталитических фильтроэлементах (активная¦CH ¦98 - 100¦
¦ ¦фаза платины Pt) ¦C ¦90 - 95 ¦
¦ ¦ ¦CH O ¦90 - 95 ¦
¦ ¦ ¦ 2 ¦ ¦
+---+-----------------------------------------+---------+--------+
¦4. ¦Применение вододиспергированного топлива ¦NO ¦До 50 ¦
¦ ¦ ¦ х ¦ ¦
¦ ¦ ¦C ¦60 - 80 ¦
+---+-----------------------------------------+---------+--------+
¦5. ¦Применение топлива с пониженным ¦SO ¦До 95 ¦
¦ ¦содержанием серы ¦ 2 ¦ ¦
+---+-----------------------------------------+---------+--------+
¦6. ¦Восстановление NO аммиаком в сотово- ¦NO ¦До 80 ¦
¦ ¦ 2 ¦ х ¦ ¦
¦ ¦блочных катализаторах (активная фаза ¦ ¦ ¦
¦ ¦V O (WO ) / (TiO )) ¦ ¦ ¦
¦ ¦ 2 5 3 2 ¦ ¦ ¦
+---+-----------------------------------------+---------+--------+
¦7. ¦Промывка в водных растворах (жидкостная ¦NO ¦До 40 ¦
¦ ¦нейтрализация) ¦ х ¦ ¦
¦ ¦ ¦C ¦До 50 ¦
¦ ¦ ¦CH O ¦До 80 ¦
¦ ¦ ¦ 2 ¦ ¦
L---+-----------------------------------------+---------+---------
Оценки выбросов по данным технической документации
завода-изготовителя и инструментального контроля
10. При наличии в сопровождаемой стационарную дизельную установку документации сведений о выбросах вредных веществ в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала дизеля, расчеты выбросов выполняются с использованием этих данных на основе учета в течение года режимов и времени работы на них установки. При этом значения расходов отработавших газов на стационарных режимах работы установки берутся из технической документации или рассчитываются в соответствии с нормативным документом *[2], а для расчетов загрязнения атмосферы принимаются максимальные значения выбросов.
11. Инструментальные замеры выбросов должны выполняться на характерных, для условий реальной эксплуатации в течение года, режимах работы стационарной дизельной установки и использоваться в дальнейшем для расчета максимальных и валовых показателей выбросов аналогично п. 7 на основе учета в течение года данных по загрузке установки.
12. Допускается использовать комбинированные методы оценки выбросов стационарными дизельными установками на основе расчетов выбросов с использованием усредненных показателей и оценки выбросов по данным технической документации завода-изготовителя и инструментального контроля.
Литература
*[1]. Теория двигателей внутреннего сгорания/Под ред. проф., д-ра техн. наук Н.Х. Дьяченко. Л., Машиностроение (Ленингр. отделение), 1974.
*[2]. ГОСТ Р 51249-99. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения. М., Издательство стандартов, 1999.
*[3]. ГОСТ Р 51250-99. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения. М., Издательство стандартов, 1999.
*[4]. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. СПб., 2000.
*[5]. Экспериментально-расчетная оценка выбросов вредных веществ с отработавшими газами ДВС на эксплуатационных режимах работы/О.И. Демочка, В.Н. Ложкин и др. Технический отчет по НИР. СПб., НПО ЦНИТА, 1990.
*[6]. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. М., Транспорт, 1985.
*[7]. Орлов Н.И., Смайлис В.И. Временные рекомендации по расчету выбросов от стационарных дизельных установок. Л., 1988.
Приложение
к Методике расчета выбросов
загрязняющих веществ в атмосферу
от стационарных дизельных установок
ОЦЕНКА РАСХОДА И ТЕМПЕРАТУРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
Расход отработавших газов от стационарной дизельной установки в соответствии с *[1] определяется по выражению:
G = G х {1 + 1 / (фи х альфа х L )}, (П1)
ог в 0
где G - расход воздуха, определяемый по соотношению *[1]:
в
G = (1 / 1000) х (1 / 3600) х (b х Р х фи х альфа х L ), (П2)
в э э 0
где:
b - удельный расход топлива на эксплуатационном (или
э
номинальном) режиме работы двигателя, г/кВт х ч (берется из
паспортных данных на дизельную установку);
фи ~ 1,18 - коэффициент продувки;
альфа ~ 1,8 - коэффициент избытка воздуха;
L ~ 14,3 кг воздуха/кг топлива - теоретически необходимое
0
количество кг воздуха для сжигания одного кг топлива; значение
остальных коэффициентов и параметров такое же, как и в (1) и (2).
После подстановки (П2) в (П1) окончательная формула для
расчета расхода отработавших газов от стационарной дизельной
установки приобретает вид:
-6
G ~ 8,72 х 10 х b х Р , кг/с. (П3)
ог э э
Объемный расход отработавших газов определяется по формуле:
Q = G / гамма , куб. м/с, (П4)
ог ог ог
где: гамма - удельный вес отработавших газов, рассчитываемый
ог
по формуле:
гамма = {гамма (при t = 0 °С)} / (1 + Т / 273), кг/куб. м, (П5)
ог ог ог
где:
{гамма (при t = 0 °С)} - удельный вес отработавших газов
ог
при температуре, равной 0 °С; значение которого согласно *[1],
*[6] можно принимать 1,31 кг/куб. м;
Т - температура отработавших газов, К.
ог
При организованном выбросе отработавших газов в атмосферу на удалении от стационарной дизельной установки (высоте) до 5 м, значение их температуры можно принимать равным 450 °С, на удалении от 5 до 10 м - 400 °С.
------------------------------------------------------------------
--------------------
| | |
|
