Analiza emisji zanieczyszczeń w wyniku wytwarzania energii cieplnej

• Autorzy: Noch T. , Mikołajczewska W. , Wesołowska A. , Friedberg A.

Warianty tytułu

EN

Analysis of Emission of Pollution Resulting from Thermal Energy Production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opracowaniu przedmiotem badań jest wytwarzanie energii cieplnej. W wyniku tego zjawiska następuje emisja zanieczyszczeń do atmosfery. Wielkość emisji uzależniona jest od rodzaju i ilości spalanego paliwa. W pracy przedstawiono parametry techniczno-technologiczne urządzeń energetyki cieplnej wykorzystywane w procesie badawczym. W obiekcie eksploatowane są dwa kotły Paromat-Simplex z palnikami Weishaupt L5T D oraz jeden kocioł Paromat ER ND z palnikiem Weishaupt L1Z-B. W pracy dokonano obliczeń wielkości i parametrów emisji. Przeprowadzono badania i obliczenia stężeń emitowanych zanieczyszczeń dla kotłowni olejowej wodno-parowej, eksploatowanej przez obiekt zlokalizowany w Gdańsku Stogach. Badania dotyczą również wykorzystania źródeł energii odnawialnej. W wyniku przeprowadzonych badań porównawczych z zastosowaniem kotła Pilewang Gizex – PM stwierdzono, że oddziaływanie spalania słomy na stan czystości powietrza atmosferycznego jest mniej negatywne niż spalania węgla. Bilans emisji dwutlenku węgla podczas spalania biomasy jest zerowy, gdyż wytworzona jego ilość jest równoważna ilości CO₂ pobranej przez roślinę podczas jej wzrostu. Analizą objęto również współpracę kotłowni z zespołem pomp ciepła. System hybrydowy uwzględnia różną moc zainstalowaną w pompach ciepła w granicach Q_pc = 13,5-67,5 kW. Moc szczytowa kotłów jest równa Q_hybr. = 262,5 kW. Zastosowanie pomp ciepła zmniejszy emisję dwutlenku węgla, odpowiednio dla Q_PC = 67,5 kW o ∆B_CO2 = 33 Mg/a oraz dla Q_PC = 13,5 kW o ∆B_CO2 = 6,6 Mg/a. Z uwagi na to, że badany obiekt zlokalizowany jest na terenie Nadmorskiego Parku Krajobrazowego, wskazane jest możliwie największe ograniczenie emisji zanieczyszczeń z kotłowni (dwutlenku węgla, tlenków siarki, tlenków azotu). Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii przez lokalną energetykę cieplną jest korzystne dla ochrony środowiska.

EN

The research is related to thermal energy production and related air pollutions. As a result of this process, emission of pollution to the atmosphere occurs. The effect of pollution depends on the sort and amount of combusted fuel. Technical and technological parameters of thermal energy installations, which have been used in the research process, have been presented. In the building there are two Paromat-Simplex boilers with Weishaupt L5T D burners. In addition to this, a boiler Paromat ER ND with Weishaupt L1Z-B burner is installed. The boilers characteristics are discussed. The influence of thermal energy sources on the environment has been taken into account. Calculations of the volume and parameters of emission have been conducted. The research also concerns the use of renewable energy. As a result of the comparative research with the application of Pilewang Gizex – PM boiler it was found that the influence of straw combustion on the quality of air is less negative than coal combustion. Carbon dioxide emission of biomass combustion is neglected because its amount equals the amount of CO₂ absorbed by a plant during its growth. The analysis includes also the hybrid system of a boiler with a set of heat pumps in the power range Q_pc = 13,5-67,5 kW. Maximum power of boilers is Q_hybr. = 262,5 kW. The application of heat pumps reduces carbon dioxide emission: for Q_PC = 67,5 kW reduction is ∆B_CO2 = 33 Mg/a and for Q_PC = 13,5 kW it correspond to ∆B_CO2 = 6,6 Mg/a. Due to the fact that the object being the subject of the research is located in the Coastal Landscape Park (pol. Nadmorski Park Krajobrazowy) it is advisable to significantly reduce emission of pollution from boilers (carbon dioxide, sulfur oxides, nitrogen oxides). The application of renewable sources of energy by local thermal power engineering is favorable for the protection of the environment.

Słowa kluczowe

PL

energetyka cieplna; środowisko; spalanie; emisja zanieczyszczeń; olej opałowy; kotłownia; moc; pompa ciepła; OZE; ochrona środowiska

EN

thermal power engineering; environment; emission of pollution; heating oil; boiler; power; heat pump; renewable energy; environment protection

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 2
• Strony: 1181--1198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Noch T.

• Gdańska Szkoła Wyższa

autor

Mikołajczewska W.

• Gdańska Szkoła Wyższa

autor

Wesołowska A.

• Gdańska Szkoła Wyższa

autor

Friedberg A.

• Gdańska Szkoła Wyższa

Bibliografia

• 1. Cholewa, T., Siuta-Olcha, A., Anasiewicz, R. (2016). Analiza czynników wpływających na zużycie ciepła dostarczonego na potrzeby ciepłej wody użytkowej w budynkach wielorodzinnych. Rocznik Ochrona Środowiska, 18(2), 169-180.
• 2. Ciborowski, M. (2006). Możliwości zastosowania koagulantów nieorganicznych do kondycjonowania osadów ściekowych przed zagęszczaniem lub odwadnianiem. W: Materiały do Seminarium Naukowo-Techniczne nt.: Wszechstronność zastosowań chemikaliów na obiektach gospodarki wodno-ściekowej: nowe aplikacje 2005-2006. Szczecin-Berlin-Poczdam- Brandenburg. 108-119.
• 3. Czech, E.K. (red.). (2006). Uwarunkowania ochrony środowiska. Warszawa: Wyd. CDiI Difin. 88-98.
• 4. Gołębiowska, U.E. (2010). Ekonomiczne uwarunkowania produkcji rzepaku na cele energetyczne. Koszalin: Wyd. Uczel. Politechniki Koszalińskiej. 9-18.
• 5. Gradziuk, B., Gradziuk, P. (1995). Energetyczne wykorzystanie biomasy. Eko- partner, 7/8, 38, 11-15.
• 6. Jasiulewicz, M. (2008). Wykorzystanie biomasy w lokalnych centrach energetycznych - szansą rozwoju regionalnego. W: E. Rydz, A. Kowalak (red.). Świadomość ekologiczna a rozwój regionalny w Europie ŚrodkowoWschodniej, Słupsk: Wyd. Naukowe Akademii Pomorskiej. 382-395.
• 7. Konstytucja Rzeczypospolitej Polskiej z dn. 2 kwietnia 1997 r. Dz.U. Nr 78, poz. 483, z póżn. zm.
• 8. Kowalczyk, A., Piecuch, T. (2016). Zastosowanie olejku eterycznego jako substytutu flokulanta w procesie mechanicznego odwadniania komunalnych osadów ściekowych. Rocznik Ochrona Środowiska, 18(1), 414-444.
• 9. Lewandowski, W.M., Ryms, M. (2013). Biopaliwa. Warszawa: Wyd. WNT.
• 10. Małecki, G.J. (2002). Analiza zanieczyszczenia powietrza, Gdańsk: Wyd. FPU GEM. 7-9.
• 11. Mirowski, T. (2016). Wykorzystanie biomasy na cele grzewcze a ograniczenie emisji zanieczyszczeń powietrza z sektora komunalno-bytowego. Rocznik Ochrona Środowiska, 18(1), 466-477.
• 12. Olsson, M. (2006). Residential biomass combustion-emissions of organic compounds to air from wood pellets and other new alternatives. Chalmers University of Technology.
• 13. Organista, W. (2002). Analiza zastosowania paliw pochodzenia roślinnego oraz mieszanin z olejem opałowym lekkim do opalania urządzeń grzewczych. W: Konferencja Naukowo-Techniczna ENERGETYKA 2002. Wrocław: Wyd. ITCiMP Politechnika Wrocławska.
• 14. Pawłowski, A., & Pawłowski, L. (2008). Sustainable development in contemporary civilisation. Part 1: The environment and sustainable development. Problems of Sustainable Development, 1(3), 53-65.
• 15. Pełka, A. (2002). Analiza spalin kotłowni olejowej, Borowo: Wyd. PPUH E & S. 3-5.
• 16. Podedworna, J., Umiejewska, K. (2007). Ćwiczenia laboratoryjne z technologii osadów ściekowych. Warszawa: Oficyna Wydaw. Politechniki Warszawskiej.
• 17. Podedworna, J., Umiejewska, K. (2008). Technologia osadów ściekowych. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• 18. Reszkowski, E. (1995). Odnawialne źródła energii - nadzieja czy utopia. Eko- partner 6(28), 12-15.
• 19. Rocznik Statystyczny Rzeczypospolitej Polskiej (2003). Warszawa: Wyd. GUS.
• 20. Ropińska, B. (2011). Uwarunkowania pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych w województwie pomorskim. W: M. Jasiulewicz (red.). Wykorzystanie biomasy w energetyce. Aspekty ekonomiczne i ekologiczne. Koszalin: Wyd. PTE, Politechnika Koszalińska. 133-146.
• 21. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dn. 5 grudnia 2002 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu. Dz.U. z 2003 r., Nr 1 poz. 12.
• 22. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dn. 30 lipca 2001 r. sprawie wprowadzania do powietrza substancji zanieczyszczających z procesów technologicznych i operacji technicznych. Dz.U. Nr 87 poz. 957.
• 23. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dn. 22 grudnia 2004 r. w sprawie rodzajów instalacji, których eksploatacja wymaga zgłoszenia. Dz.U. Nr 283 poz. 2839.
• 24. Siwa, D. (2001). Ochrona powietrza w świetle projektu ustawy Prawo ochrony środowiska. Prawo i środowisko, 1(25), 100.
• 25. Stefaniak, J. (2013). Chłodziarka absorpcyjna w solarnych układach klimatyzacyjnych jako przykład nowoczesnej technologii dla zrównoważonego rozwoju. Rocznik Ochrona Środowiska 15, 1216-1227.
• 26. Suszyński, A. (2011). Ocena oddziaływania na środowisko naturalne energetycznego wykorzystania biomasy pochodzenia rolniczego. W: U. Gołębiowska (red.). Ekonomiczne technologiczne i społeczne aspekty produkcji biomasy na cele energetyczne a zrównoważony rozwój rolnictwa i obszarów wiejskich,. Koszalin: Wyd. Uczelniane Politechniki Koszalińskiej. 95-109.
• 27. Trela, M., Kwidziński, R. (2016). Analiza wrzenia i spadku ciśnienia przy przepływach dwufazowych w makrokanałach. Zeszyty Naukowe Gdańskiej Szkoły Wyższej, 16, 333-360.
• 28. Ustawa z dn. 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne. Dz.U. z 2018 r., poz. 755.
• 29. Ustawa z dn. 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska. Dz.U. z 2018 r., poz. 799.
• 30. Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2008 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2011. (2012). Pobrane z: http://www.kobize.p1/materialy/./WE_i_ W0_2008 _do_SHE_w_2011.pdf.
• 31. Witaszek, K., Pilarska, A.A., Pilarski, K. (2015). Wybrane metody wstępnej obróbki surowców roślinnych stosowanych do produkcji biogazu. Ekonomia i Środowisko, 2(53), 130-144.
• 32. Żukowski, M. (2014). Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych i paneli fotowoltaicznych. Ciepłownictwo, ogrzewnictwo, wentylacja, 45/69, 335-337.
• 33. Żukowski, M, & Radziejewska, P. (2016). Optymalny rozstaw kolektorów słonecznych. Ciepłownictwo, ogrzewnictwo, wentylacja, 47/1, 8-11.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).