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锅炉 大气环评第一节1烟气性质及特点1.1燃煤锅炉烟气性质（1）烟气温度：燃煤锅炉烟气温度140-160；冲峰值：160-180；（2）烟气浓度：煤粉炉：3.5g/Nm3左右；层燃炉：10g/Nm3左右；循环流化床：25-30g/Nm3。（3）烟气成分见表1-1表1-1 燃煤锅炉烟气成分项 目煤粉炉层燃炉循环流化床O2（体积比）8-146-173-6SO2（mg/Nm3）约1600约1600500NOX（mg/Nm3）600-1300约1300200-600H2O（%，体积比）9-161.2燃煤锅炉烟气特点（1）集中固定源：即燃煤锅炉生产地点固定，生产过程集中，生产节奏较强，便于烟气处理和操作。（2）烟尘排量大：燃煤锅炉生产过程中产生大量的有害烟气。（3）连续排放：燃煤锅炉24小时不间断生产。（4）粉尘粒度为0.3200m，其中小于5m的占粉煤灰总量的20%。（5）烟气中含有一定量的SO2，需要进行脱硫处理2燃煤锅炉烟气的主要危害2.1可吸入颗粒物危害近年来，关于PM10、PM2.5的研究十分活跃。空气中的颗粒物，其空气动力径大于10m者，比较容易从空气中沉降分离出来。但PM10，特别PM2.5不仅不易捕集，长时间漂浮在空气中容易吸入肺内。从图1-2中可看出2.5-10粒子基本上被鼻腔和上呼吸道扑集，并通过痰和鼻腔分泌物排出，而小于2.5的粒子不仅 可以进入微支气管，甚至引起肺泡。图1-2不同粒径颗粒在人呼吸系统中的分布中国对空气中PM10、PM2.5污染水平作出研究，表1-2为南京市空气中PM10、PM2.5的状况。3污染物排放标准3.1锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）（1）范围本标准分年限规定了锅炉烟气中烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最高允许排放浓度和烟气黑度的排放限值。本标准适用于除煤粉发电锅炉和单台出力大于45.5MW(65t/h)发电锅炉以外的各种容量和用途的燃煤、燃油和燃气锅炉排放大气污染物的管理，以及建设项目环境影响评价、设计、竣工验收和建成后的排污管理。使用甘蔗渣、锯末、稻壳、树皮等燃料的锅炉，参照本标准中燃煤锅炉大气污染物最高允许排放浓度执行。（2）技术内容本标准中的一类区和二、三类区是指GB30951996环境空气质量标准中所规定的环境空气质量功能区的分类区域。本标准中的“两控区”是指国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复中所划定的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的范围。本标准按锅炉建成使用年限分为两个阶段，执行不同的大气污染物排放标准。时段：2000年12月31日前建成使用的锅炉；时段：2001年1月1日起建成使用的锅炉（含在时段立项未建成或未运行使用的锅炉和建成使用锅炉需要扩建、改造的锅炉）。（3）烟尘最高允许排放浓度锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值，按表1-3的时段规定执行。表1-3 锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值锅炉类别适用区域烟尘排放浓度/mg.m-3烟气黑度(林格曼黑度)/级时段时段燃煤锅炉自然通风锅炉(0.7MW、1t/h）一类区100801二、三类区150120其他锅炉一类区100801二类区250200三类区350250燃油锅炉轻柴油、煤油一类区80801二、三类区100100其他燃料油一类区100801二、三类区200150燃气锅炉全部区域50501一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉（4）锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度按表1-4的时段规定执行。表1-4 锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度锅炉类别适用区域SO2排放浓度/mg.m-3NOX排放浓度/mg.m-3时段时段时段时段燃煤锅炉全部区域1200900燃油锅炉轻柴油、煤油全部区域700500400其他燃料油全部区域1200900400燃气锅炉全部区域100100400一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉（5）燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值，根据锅炉销售出厂时间，按表1-5的时段规定执行。表1-5 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值锅炉类别燃煤收到基灰分/%烟尘初始排放浓度/ mg.m-3烟气黑度(林格曼黑度)/级时段时段层燃锅炉自然通风锅炉(0.7MW、1t/h）1501201其他锅炉(2.8MW、4t/h）Aar25%180016001Aar25%20001800自然通风锅炉(2.8MW、4t/h）Aar25%200018001Aar25%22002000沸腾锅炉循环流化床锅他沸腾锅炉2000018000抛煤机锅炉500050001（6）烟囱每个新建锅炉房只能设一根烟囱，烟囱高度应根据锅炉房装机总容量，按表1-6规定执行。表1-6 燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油除外）锅炉烟囱最低允许高度锅炉房装机总容量MW0.70.71.41.42.82.877141428t/h1122441010202040烟囱最低允许高度m202530354045锅炉房装机总容量大于28MW（40t/h）时，其烟囱高度应按批准的环境影响报告书（表）要求确定，但不得低于45m。新建锅炉房烟囱周围半径200m距离内有建筑物时，其烟囱应高出最高建筑物3m以上。3.2火电厂大气污染物排放标准（1）主要内容与适用范围本标准按时间段规定了火电厂大气污染物最高允许排放限值，适用于现有火电厂的排放管理以及火电厂建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收和建成运行后的排放管理。本标准适用于使用单台出力65t/h以上层燃炉；以及各种容量的燃气轮机组的火电厂。单台出力65t/h以上采用甘蔗渣、锯末、树皮等生物质燃料的发电锅炉，参照本标准中以煤矸石等为主要燃料的资源综合利用火力发电锅炉的污染物排放控制要求执行。本标准不适用于各种容量的以生活垃圾、危险废物为燃料的火电厂。（2）污染物排放限值各时段火力发电锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度执行表1-7规定的限值。表1-7 火力发电锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值烟尘最高允许排放浓度/ mg.m-3烟气黑度(林格曼黑度)/级时段第1时段第2时段第3时段实施时间2005/1/12010/1/12005/1/12010/1/12004/1/12004/1/1燃煤锅炉300(1600(2200200(1500(250100(3200(450100(3200(41.0燃油锅炉2001001005050注：（1 县级及县级以上城市建成区及规划区内的火力发电锅炉执行该限值。（2 县级及县级以上城市建成区及规划区以外的火力发电锅炉执行该限值。（3 本标准实施前，环境影响报告书已批复的脱硫机组，以及位于西部非两控区的燃用特低硫煤（入炉燃煤收到基硫分小于0.5%）的坑口电厂锅炉执行该限值。（4 以煤矸石等为主要燃料（入炉燃料收到基低位发热量小于等于12550kJ/kg）资源综合利用火力发电锅炉执行该限值。（3）二氧化硫最高允许排放浓度限值各时段火力发电锅炉二氧化硫最设允许排放浓度执行表1-8规定的限值。第3时段位于西部非两控区的燃用特低硫煤（入炉燃煤收到基硫分小于0.5%）的坑口电厂锅炉须预留脱硫装置空间。表1-8 火力发电锅炉二氧化硫最设允许排放浓度时段第1时段第2时段第3时段实施时间2005/1/12010/1/12005/1/12010/1/12004/1/1燃煤锅炉及燃油锅炉2100（11200（221001200（24001200（2400800（31200（4注：（1 该值为全厂第1时段火力发电锅炉平均值。（2 本标准实施前，环境影响报告书已批复的脱硫机组，以及位于西部非两控区的燃用特低硫煤（入炉燃煤收到基硫分小于0.5%）的坑口电厂锅炉执行该限值。（3 以煤矸石等为主要燃料（入炉燃料收到基低位发热量小于等于12550kJ/kg）资源综合利用火力发电锅炉执行该限值。（4 位于西部非两控区的燃用特低硫煤（入炉燃煤收到基硫分小于0.5%）的坑口电厂锅炉执行该限值。在本标准实施前，环境影响报告书已批复的第2时段脱硫机组，自2015年1月1日起，执行400mg.m-3的限值，其中以煤矸石等为主要燃料（入炉燃料收到基低位发热量小于等于12550kJ/kg）资源综合利用火力发电锅炉执行800mg.m-3的限值。（4）氮氧化物最高允许排放浓度限值火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物最高允许排放浓度执行表1-9规定的限值。第3时段火力发电锅炉须预留烟气脱除氮氧化物装置空间。液态排渣煤粉炉执行Vdaf10%的氮氧化物排放浓度限值。表1-9 火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物最高允许排放浓度时段第1时段第2时段第3时段实施时间2005/1/12005/1/12004/1/1燃煤锅炉Vdaf10%15001300110010%Vdaf20%1100650650Vdaf20%450燃油锅炉650400200燃气轮机组燃油150燃气第二节 计算1燃料燃烧排烟量1.1理论空气量的计算1kg煤燃烧时所需要的理论干空气量为:V0=4.7619（1.8667Car/100+5.5556Har/100+0.7Sar/100-0.7Oar/100）。1.2理论空气需要量（1）固体和液体燃料经简化后，燃烧1kg固体或液体燃料所需要的理论空气量可按式（1-4）或式（1-5）计算，式中的空气量是指不含水蒸气的干空气量。对于贫煤及无烟煤挥发份Vdaf15%亦可按经验公式（1-6）计算，而对于挥发份Vdaf15%的烟煤也可按经验公式（1-7）计算；对于劣质烟煤也可按经验公式（1-8）计算；而对于燃油也可按经验公式（1-9）计算： V0=0.0889Car+0.265Har+0.0333Sdaf-0.0333Oar （固体） （1-4）L0=0.1149Car+0.3426Har+0.0431Sdaf-0.0431Oar （液体） （1-5） V0=0.238（Qnet,ar+600）/900 （1-6）V0=1.050.238Qnet,ar/1000 +0.278 （1-7）V0=0.238（Qnet,ar+450）/990 （1-8）V0=0.85Qnet,ar/4186 +2 （1-9）式中：V0、L0需要的理论空气量，m3/kg、kg/kg； Qnet,ar燃料低位发热量，kJ/kg。（2）气体燃料燃烧标态下其他燃料所需的理论空气量（同样是指干空气）可按式（1-10）、式（1-121）计算。也可按（1-12）、式（1-13）、式（1-14）、式（1-15）近似计算：V0=0.02381(H2)+ 0.02381(CO)+0.04762(m+n/4)(CmHn) +0.07143(H2S)-0.04726(O2) （1-10）L0=0.03079(H2)+ 0.03079(CO)+0.06517(m+n/4)(CmHn) +0.09236(H2S)-0.06157(O2) （1-11）燃气Qnet,ar10500kJ/m3时：V0=0.000209Qnet,ar （1-12）燃气Qnet,ar10500kJ/m3时：V0=0.00026Qnet,ar-0.25 （1-13）对烷类燃气（天然气、石伴油生气、液化石油气）可采用： V0=0.000268Qnet,ar （1-14）V0=0.000268Qgt,ar （1-15） 式中：V0需要的理论空气量； (H2)、(CO)、(CmHn)、(H2S)、(O2)燃气中各可燃部分体积分数，%； Qnet,ar标态燃气低位发热量，kJ/m3； Qgt,ar标态燃气高位发热量，kJ/m3。 （3）过量空气系数在锅炉运行中实际空气消耗量是大于理论空气需要量。它们二者的比值称为过量空气系数。在烟气计算时用表示。对于锅炉炉膛来说，的大小与燃烧设备形式、燃料种类有关。对层燃炉、室燃炉及流化床炉膛过量空气系数1见表1-10。表1-10 炉膛过量空气系数炉型链条炉具有抛煤机链条炉煤粉炉油气炉流化床炉燃料褐煤烟煤无烟煤褐煤烟煤褐煤烟煤无烟煤油气种子块6-13mm原煤100mm11.31.31.31.51.31.31.21.251.21.21.251.11.11.21.3实际烟气量（1）固体和液体燃料燃烧1kg固体或液体燃料所产生的实际标态下烟气量可按式（1-16）计算：Vy=VSO2+VN2+ VO2+ VH2O = V0RO2+V0N2 + V0H2O+1.0161(-1)V0 （1-16）式中：Vy实际烟气比体积，m3/kg； VSO2、VN2、 VO2、 VH2O实际烟气中SO2、N2、O2、H2O的比体积，m3/kg； V0N2、V0H2O、V0、理论烟气中N2、H2O、烟气的体积m3/kg，以及所处烟道过量空气系数； V0数值可根据式（1-4）、式（1-10）计算，值可参照表1-10、表1-13选取；VRO2、V0N2、V0H2O可按式（1-17）、式（1-18）、式（1-19）计算： VRO2=0.01866Car+0.007(Sadf) （1-17） V=0.79V0+0.008Nar （1-18） V0H2O=0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0+1.24Gwh （1-19）式中：Gwh每kg燃油雾化用蒸气量（kg/kg），一般取0.30.6。 若空气中含湿量d10g/kg，则烟气空积还应加上修正量VH2O，其数值可按式（1-20）计算：VH2O=0.00161V0（d-10） （1-20）式中：VH2O修正量，m3/kg；燃烧1kg固体或液体燃料所产生的实际烟气质量还可用式（1-21）简化计算：Ly=1-0.01Aar +1.306V0+Gwh （1-21）式中符号同前。 若空气中含湿量d10g/kg，则烟气质量还应加上修正量Ly，其数值可按式（1-22）计算：Ly=0.001306V0（d-10） （1-22）式中：Ly修正量，kg/kg；烟气量的近似计算也可按（1-23）进行：Vy=（，+”）（1+0.006Mzs）+0.0124MzsQnet,ar /4187 （1-23）式中：Vy烟气量，m3/kg； ，、”系数，见表1-11； 所处烟道过量空气系数，见表1-10、表1-13 Mzs折算水分，Mzs=4187Mav/ Qnet,ar表1-11 系数，、”燃料种类木柴泥煤褐煤烟 煤无烟煤Vdaf20%Vdaf20%，1.061.0851.11.111.121.12”0.1420.1050.0640.0480.0310.015 （2）气体燃料 标态下燃烧1m3气体燃料所产生的实际烟气量可按式（1-24）一样计算，但其中VN2、 VO2、 VH2O按式（1-25）、式（1-26）、式（1-27）计算：VRO2=0.01(CO2)+0.01(CO)+0.01(CmHn)+0.01(H2S) （1-24）VN2=0.79V0+0.01N2 （1-25） VO2=0.21(-1)V0 （1-26）VH2O=0.01(H2)+0.01(H2S)+0.01(n/2)(CmHn)+1.2(dg+V0da) （1-27）式中：dg标态下燃气的含湿量，kg/m3； da标态下空气的含湿量，kg/m3；燃烧1m3气体燃料所产生的实际烟气量也可按式（1-28）近似计算： Vy=V0y+(-1)V0 （1-28）式中：V0y采用发热量估算的理论烟气量m3/m3，见式（1-29）、式（1-30）、式（1-32）。对烷烃类燃气：Vy=0.000239Qnet,ar+ （1-29）式中：对天然气取2，对石油伴生气取2.2，对液化石油气取4.5。对炼焦煤气：Vy=0.000272Qnet,ar+0.25 （1-30）对低位发热量12600kJ/m3的燃气：Vy=0.000173Qnet,ar+1.0 （1-31）（3）烟气量的估算锅炉生产1t/h蒸汽所产生的烟气量还可按表1-12估算：表1-12 烟气量估算表燃烧方式排烟过量空气系统py(1)排烟温度150200250层燃炉1.55230025702840流化床炉一般煤种1.55230025702840矸石、石煤等1.45230025702840煤粉炉1.55210023602620油气炉1.20(2)151016901870若py不是表中数值，则Vy，=，py/pyVy油气炉为微正压燃烧时。（4）漏风系数运行中的锅炉，由于锅炉炉膛内、外各烟道处内、外有压差存在，对负压运行的锅炉及各外烟道而言，则会有外界空气漏入炉膛和烟道内；对正压运行的锅炉炉膛，则会有烟气漏气进入大气。在锅炉额定负荷运行时，锅炉炉膛及各段烟道中的漏风系数可参表1-13取用。表1-13 额定负荷下锅炉各段烟道中的漏风系数烟 道 名 称漏风系数室燃炉炉膛煤粉炉0.1层燃炉炉膛机械化及半机械化炉0.1人工加煤炉0.3流化床炉炉膛沸腾床炉悬浮层0.1循环流化床炉炉膛、沸腾床炉沸腾层0.0对流烟道过热器0.05第一锅炉管束0.05第二锅炉管束0.1省煤器钢管式0.1铸铁式0.15空气预热器0.1屏式对流烟道0.1除尘器电除尘器、袋式除尘器、每级0.15水膜除尘器带文丘里0.1不带文丘里0.05干式旋风除尘器0.05锅炉后的烟道钢制烟道（每10m长）0.01砖砌烟道（每10m长）0.052燃煤锅炉污染物排放量2.1燃煤锅炉烟尘排放量和排放浓度（1）单台燃煤锅炉烟尘排放量可按下式计算 MAi=(B109/3600)(1-C/100)(Aar/100+ Qnet,arq4/3385800)fh （1-32）式中：MAi单台燃煤锅炉烟尘排放量，mg/s； B锅炉耗煤量，t/h； C除尘效率，%； Aar燃料的收到基含灰量，%； q4机械未完全燃烧热损失，%； Qnet,ar燃料的收到基低位发热量，kJ/kg； fh锅炉排烟带出的飞灰份额。链条炉取0.2，煤粉炉取景0.9，人