Politechnika Wrocławska Rok akademicki: 2010/2011
Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska
Zakład Ochrony Atmosfery
Ćwiczenie
Projektowe
Ochrona powietrza
Prowadząca ćwiczenia: Wykonał:
fajna studentka ;)
1. Cel zadania projektowego
Celem zadania projektowego jest wyznaczenie emisji dopuszczalnych dla zadanej kotłowni.
2. Zakres zadania projektowego
2.1. Obliczenia wstępne
· Obliczenia emisji zanieczyszczeń (godzinowych) SO2, NOx, CO, pyłu całkowitego i wszystkich frakcji pyłu (w tym pyłu zawieszonego PM10) dla wszystkich wariantów pracy kotłowni.
· Obliczenia składu frakcyjnego pyłu emitowanego i całkowitej skuteczności odpylania.
· Obliczenia rocznych emisji zanieczyszczeń SO2, NOx, CO i pyłu całkowitego.
· Obliczenia prędkości swobodnego opadania ziaren pyłu dla poszczególnych frakcji pyłu.
· Obliczenia strumienia objętości spalin w warunkach rzeczywistych i normatywnych oraz prędkości wylotu spalin dla 2 wariantów.
· Obliczenia stężeń w spalinach w warunkach suchych, dla zawartości 6% O2 w spalinach.
· Obliczenia prędkości opadania poszczególnych frakcji pyłu.
2.2. Obliczenia rozprzestrzeniania zanieczyszczeń
· Sprawdzenie warunków skróconego zakresu obliczeń dla substancji gazowych oraz sprawdzenie warunków kryterium opadu pyłu –przypadku niespełnienia warunku skróconego zakresu dla jakiejkolwiek substancji gazowej przechodzimy do pełnego zakresu obliczeń.
· Projekt siatki obliczeniowej – wykonać schemat siatki obliczeniowej z węzłami siatki oraz naniesionymi lokalizacjami emitora i budynku mieszkalnego.
· Obliczenia rozkładów przestrzennych stężeń maksymalnych i średnich wybranych substancji i częstości przekroczeń wartości odniesienia dla stężeń w sieci receptorów wokół emitora.
· Obliczenia stężeń wybranych zanieczyszczeń na poziomie zabudowy mieszkalnej zlokalizowanej w pobliżu emitora.
· Obliczenia opadu pyłu/
· Określenie emisji granicznych ze względu na kryterium imisyjne.
· Określenie emisji granicznych ze względu na kryterium emisyjne.
· Propozycja emisji dopuszczalnych przedstawiona w tabeli.
· Określenie niezbędnego stopnia i sposobu ograniczania emisji.
· Wnioski i zalecenia.
3. Charakterystyka obiektu
Zadanym obiektem jest kotłownia, w której umieszczone są 2 kotły opalane węglem kamiennym o wydajności cieplnej kotła wynoszącej 28,5 MW z rusztem mechanicznym o sprawności cieplnej wynoszącej η= 88% . W kotłach spalany jest węgiel kamienny o wartości opalowej
Wd = 19600 kJ/kg. Zawartość popiołu w paliwie wynosi: Ar = 23%, zawartość siarki w paliwie wynosi: S = 1,9%. Spaliny o temp = 455 K, odprowadzane z kotła zawierają wilgoć o wartości wynoszącej 33 g/kgs Gęstość pyłu odprowadzanego do atmosfery wynosi 2270 kg/m3. Skład frakcyjny pyłu wynosi:
· 0-10 µm - 15%
· 10-20 µm -12%
· 20-40 µm – 18%
· 40-60 µm – 21%
· 60-100µm – 20%
· > 100 µm - 14%
Kotłownię wyposażono w instalację do odpylania o skuteczności odpylania ηi wynoszącej dla poszczególnych frakcji:
· 0-10 µm - 25%
· 10-20 µm – 47%
· 20-40 µm – 75%
· 40-60 µm – 98%
· > 60µm – 100%
Praca kotłów odbywa się w dwóch wariantach:
· Wariant 1: kocioł z obciążeniem k = 65% – 2900 godz. w ciągu roku.
· Wariant 2: kotły z obciążeniem nominalnym – 4500 godz. w ciągu roku.
Dane dotyczące emitora przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Dane emitorów
------------------------------------------------------------------------
ATMOTERM Opole EK100W
TALAREK
DANE EMITORÓW
Obiekt: TEMAT 29
Identyfikator obiektu TLK
Wybrane emitory: od: 1 do: 1
| Emitor | Współrzędne | Wysokość| Wymiar |
lp. | Nr | x [m], y [m] | h [m] |d[m], a[m]| Typ
1| 1 | kotlownia |
| | 0,0 0,0 | 63,0 | 1,70 | ZADASZONY
4. Charakterystyka obszaru oddziaływania
Kotłownia zlokalizowana jest na obszarze miejskim w mieście Piła. W odległości 400 m w kierunku zachodnim zlokalizowane są XI kondygnacyjne budynki mieszkalne. Dla danego terenu przyjęto współczynnik aerodynamicznej szorstkości podłoża wynoszący: z0 = 2
5. Tło zanieczyszczeń
Przyjęte oznaczenie dla tła zanieczyszczeń: R
Do celów projektowych przyjęto tło na poziomie 30 % wartości odniesienia. Przyjęte wartości odniesienia i tła przestawia tabela 2.
Tabela 2. Wartości odniesienia
----------------------------------------------------------------------------------
PAWEŁ SMOLAREK
WARTOŚCI ODNIESIENIA
Identyfikator obiektu: PSMO
---------------------------------------------------------------------------------
Substancja | Numer CAS | D1[ug/m3]| Da[ug/m3]|R[ug/m3] | Dp* Rp*
70 ditl. azotu | 10102-44-0 | 200,0000| 40,0000| 12,0000 | - -
72 ditl. siarki | 7446-09-5 | 350,0000| 20,0000| 6,0000 | - -
137 pył zaw. PM10 | | 280,0000| 40,0000| 12,0000 | 200,00 20,000
150 tlenek węgla | 630-08-0 |30000,0000| - | - | - -
* - [g/m2*rok]
6. Obliczenia wstępne
6.1. Wydajność cieplna kotłowni:
Qki=QNi∙ki100, MW
QNi – nominalna wydajność kotła, MW
Ki – obciążenie kotła, %
Wariant 1:
QkI=28,5∙65100=18,52 MW
Wariant 2:
QkII=25,4∙100100=25,4 , MW
6.2. Zużycie paliwa dla kotła
Bki=QkiWdi⋅ηi= , kg/h
Qki – wydajność cieplna kotła,
Wdi – wydajność opałowa paliwa, kJ/kg
ηi – sprawność cieplna kotła, %
BkI=18,52∙103∙360019600⋅0,88=3866 , kg/h
BkII=25,4∙103∙3600 21300⋅0,84=11897 , kg/h
6.3. Unos zanieczyszczeń (godzinowy)
Unos jest to wartość zanieczyszczeń wytworzonych w źródle.
· Unos SO2
USO2=1,6∙S∙Bk100, kg/h
Bk – zużycie paliwa, kg/h
S – zawartość siarki w paliwie, %
· Unos NO2
UNO2=Bk∙WNO2, kg/h
WNO2 – wskaźnik unosu NO2...
anaa08