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新闻主题 |
柴油发电机排烟管道高度及高空排放标准 |
摘要：柴油发电机排烟管是通用部件，很多发电机组上都可以用到，作为排出废气烟尘的功用，一般的排烟管温度在工作时会达到450~650℃。一个好的排烟系统可以将发电机组运行时排出的废气、废烟直接排出户外，不会影响周围环境和居民工作、生活的环境。排气系统中应包含至少一个合适的排气消声器，通常厂家会配套一个工业型排气消声器供安装时使用。对降噪要求不严格的地区，可以安装一个工业型消声器；对降噪要求较为严格的地区，应再加装一个住宅型消声器。
一、排烟系统结构
1、隔热层
为避免机房内温度过高，恶化发电机组正常的工作环境和避免操作人员烫伤，以及减少发电机组排气系统和增压器的机械噪声，机房内的排气系统应全部做有效的绝热隔声包扎。
2、防雨帽
排气管最外端出口处应做防雨水处理，如将管口下切出一个角度适宜的倾斜角或加装防雨帽等。
3、弯头
排气系统应尽可能地减少弯头数量和缩短排气管的总长度，否则就会导致发电机组的排气背压增大，而使发电机组产生过多的功率损失，影响发电机组的正常运行和降低发电机组的正常使用寿命。在柴油发电机组技术资料中所提供的排气管径，一般是以排气管总长为6m、一个弯头和一个消声器为例的，在实际安装时，当排气系统超出了所规定的长度和弯头的数量时，则应适当加大排气管径，增大的尺寸取决于排气管总长和弯头的数量。一般地，排气管每增长6m，排气管截面积应加大4％～6％为宜。在计算排气管的总长时，应将弯头计算在内，具体换算方法是：一个90°弯头相当于其外缘直径的2.5～2.8倍的排气管有效长度。
4、波纹管
从发电机组增压器排气总管接出的第一段管道，必须先接一个波纹管隔振，以避免柴油发电机组的振动通过排气管向周围传递，波纹管具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体，波纹管具有弹性，在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。
5、消声器
装设一个工业型消声器，然后再加装一个住宅型消声器，这样可有效地防止噪声从排气管向外传播。
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图1 柴油发电机排烟波纹管结构示意图 |
图2 柴油发电机并排消声器设计图 |
6、吊装杆（减震吊架）
排气管第二段应被弹性支承，以避免排气管安装不合理或发电机组运行时，排气系统因热效应而产生的相对位移引起的附加侧应力和压应力加到发电机组上。排气管道的所有支承机构和悬吊装置均应有一定的弹性，如图3所示。吊装杆的一端活动连接两个可组合成圆环的半圆环，半圆环上设置有弹簧连接压块，两个半圆环组合成圆环后通过可拆卸连接固定。它可以吊装消声器，防止消声器太重导致压坏排烟管，同时可以缓冲消声器的震动，减少噪音。
7、膨胀节
排气管引至屋顶高空排放，中间连接膨胀节，吸收气管的伸缩变形。其作用如下：
（1）补偿作用：
由于热胀冷缩等原因，在安装过程中，管道不可避免地会产生变形，造成管道连接处渗漏。如果采用金属波纹管补偿器的话就可以起到一定的伸缩补偿作用了。同时还可以降低噪音、减少震动等危害性，延长使用寿命。因此使用膨胀节对管道的保护是极为重要的。
（2）密封作用：
由于膨胀节的弹性元件具有较好的耐温性能以及较大的比压和良好的密封性能；另外其材料还具有较好的抗腐蚀性能及较高的强度等特性，用来取代法兰接头来消除管道因温度差与机械振动引起的接口渗漏问题。
（3）吸收位移：
膨胀节安装在管道上可以有效的防止因温差造成的轴向伸缩及任意角度的转动或摆动运动产生的轴向推力。对于有减震要求的管路系统尤其适用（如泵站排水阀），可大大降低管路系统的共振频率和噪声值（尤其是脉冲式阻尼减振装置）。
（4）降噪作用：
因为膨胀节的弹性元件具有良好的吸声效果，所以它能有效地减小柴油机运转时产生的噪声污染量。
8、排烟管道
当机房内有一台以上发电机组时，每台发电机组的排气系统均应独立设计和安装，绝不允许让不同的发电机组共用一个排气管，以避免发电机组运行时，因不同发电机组的排气压力不同而引起的异常窜动，增大排气背压和防止废烟、废气通过共用管道回流，影响发电机组正常的功率输出，以至引起发电机组的损坏。所有排气管的壁厚应不小于2mm，同时建议选用热膨胀系数较小的钢质管。在可能的情况下，所有的排气管均应做绝热隔声包扎，特别是机房内和室外可能引起人员烫伤的管道必须包扎。排烟管道的布置如图4所示。
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图3 发电机房排烟管减震吊架安装 |
图4 柴油发电机房的排烟装置布局图 |
二、排烟高度的规定
1、小于560KW的要求
对于额定净功率不大于560千瓦的柴油发电机，污染物排放适用《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅰ、Ⅱ阶段)》（GB 20891—2007），对烟囱高度无明确要求。
2、大于560KW的要求
对于额定净功率大于560千瓦的柴油发电机，由于其烟气排放不适用《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅰ、Ⅱ阶段)》（GB 20891—2007），故仍应按照国家环保部《关于柴油发电机排气执行标准的复函》（环函〔2005〕350号）要求，参照《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）对其排放的二氧化硫、氮氧化物、烟气等污染物进行控制。按标准（GB 16297-1996），其烟囱高度一般不应低于15米，若必须低于15米时，其排放速率标准值按标准（GB 16297-1996）7.3的外推计算结果再严格50%执行。
3、尾气处理装置的要求
以上标准除对排气筒高度有明确要求外，对污染物排放浓度和排放速率也有具体规定。考虑到加高固定式柴油发电机排气筒高度会导致燃料燃烧不充分、增大污染物排放等现象，以及大功率柴油机存在无法满足排放速率限值的情况，建议目前固定式柴油发电机污染物排放浓度按照气污染物限值中的最高允许排放浓度指标进行控制，对排气筒高度和排放速率暂不作要求。待国家固定式压燃式发动机及设施排放标准出台后，固定式柴油发电机污染物排放按此标准执行。对于已批复环评的项目，建议按照原环境保护部关于印发环评管理中部分行业建设项目重大变动清单的通知环办，分析固定式柴油发电机污染物排放方式变化是否属于重大变化，并按相应要求确定后续手续办理方式。
一般常见的柴油发电机废气处理装置分为干式和水淋式，分别如图5和图6所示。
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图5 带废气净化装置的柴油发电机组示意图（干式） |
图6 柴油发电机废气处理装置结构图（水淋式） |
三、废气排放标准
1、中国国家排放标准
（GB18485-2001）烟气排放标准
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序号
|
污染物名称
|
单位
|
GB18485- 2001
|
EU2000/76/EC
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推荐排放标准设计值
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||
|
日均值
|
半小时均值
|
日均值
|
半小时均值
|
||||
|
1
|
烟尘
|
(mg/Nm³)
|
80
|
10
|
30
|
10
|
30
|
|
2
|
HCl
|
(mg/Nm³)
|
75
|
10
|
60
|
10
|
60
|
|
3
|
HF
|
(mig/Nm³)
|
-
|
1
|
4
|
1
|
4
|
|
4
|
SO
|
(mg/Nm³)
|
260
|
50
|
200
|
50
|
200
|
|
5
|
NO
|
(mg/Nm³)
|
400
|
200
|
400
|
200
|
400
|
|
6
|
TOC
|
(mg/Nm³)
|
-
|
10
|
20
|
10
|
20
|
|
7
|
C0
|
(mg/Nm³)
|
150
|
50
|
100
|
50
|
100
|
|
8
|
Hg
|
(mg/Nm³)
|
0.2
|
0.05
|
0.05
|
0.05
|
0.05
|
|
9
|
Cd
|
(mg/Nm³)
|
0.1
|
-
|
-
|
0.025
|
0.025
|
|
Cd+T1
|
-
|
0.05
|
0.05
|
0.05
|
0.05
|
||
|
10
|
Pb
|
(mg/Nm³)
|
1.6
|
|
|
0.3
|
0.3
|
|
其他重金属
|
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
||
|
11
|
烟气黑度
|
林格曼级
|
1
|
-
|
-
|
1
|
|
|
12
|
二噁英类
|
(ngTEQ/Nm³)
|
1.0
|
0.1
|
0.1
|
0.1
|
0.1
|
注：
1）本表规定的各项标准限值，均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算；
2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min；
3）GB18485-2001中HCl、SOx、NOx、CO为小时均值，其余污染物均为测定均值；
4）欧盟2000/76/EC中Hg、Cd+Tl、Pb+Cr等其他重金属、二噁英类为测定均值。
2、欧盟排放相关标准
欧盟EU2000/76/EEC标准
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污染物种类
|
日均值
|
(100%)半小时 均值
|
(97%)B半
小时均值
|
|
所有粉尘
|
10mg/m³
|
30mg/m³
|
10mg/m³
|
|
气态和蒸汽态有机物质，以所有有 机碳表示
|
10mg/m³
|
20mg/m³
|
10mg/m³
|
|
氯化氢(HCL)
|
10mg/m³
|
60mg/m³
|
10mg/m³
|
|
氟化氢(HF)
|
1mg/m³
|
4mg/m³
|
2mg/m³
|
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二氧化硫(SO₂)
|
50mg/m³
|
200mg/m³
|
50mg/m³
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一氧化氮(NO)和二氧化氮
(NOx),表示为名义处理量超过 6吨/小时的焚烧厂或新焚烧厂的 二氧化氮
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200mg/m³(*)
|
400mg/m³(*)
|
200mg/m³(
*)
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到2007年1月1日，根据相关(欧盟)法规，NO,排 放限额不适用与只焚烧有害垃圾的处理厂。
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(1) 在燃烧气中不应超过以下一氧化碳 (CO) 浓度排放限额(除启动和关闭阶段)。
① 燃烧气体中的浓度50mg/m³ 为日平均值。
② 在至少95%的测量中，燃烧气体中的浓度150mg/m³ 为10分钟平均值，或者所有测量 中，燃烧气体中的浓度100mg/m³ 为24小时期间内记录的半小时平均值。
(2) 必须在最短6小时和最长8小时的样品期间内测量这些平均值。排放限额提到根据 附件 I利用毒性等值概念计算的二恶英和呋喃总浓度。
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