Wastewater Management in a Closed Cooling System of Professional Power Plant

• Autorzy: Regucki P. , Krzyżyńska R. , Szeliga Z.

Warianty tytułu

PL

Gospodarka wodno-ściekowa w zamkniętym układzie chłodzenia elektrowni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a mathematical model describing the changes in SO₄^2- concentration in a closed system of cooling water in a professional power plant. The analyzed installation consists of condensers and cooling towers connected by a system of channels. The main mechanism of heat transfer in the cooling tower bases on partial evaporation of water, resulting in the increase of concentration of SO₄^2- ions in the circulating liquid. The only mechanism to decrease concentration of undesirable chemicals in the circulating water is its periodic discharge to a wastewater treatment. According to the latest Polish Government Regulations (Regulation of the Ministry of Environment dated 18 November 2014) and the Directive of the European Parliament and of the Council (2010/75/EU of 24 November 2010 on industrial emissions) from the beginning of 2016 the new limits on the chemical components of a wastewater led to the natural tanks has been accepted, what forced planned and costeffective wastewater treatment in a professional power plants. Presented mathematical model has an analytical solution which allows not only to predict daily changes of SO₄^2- concentration in circulating water but also to indicate asymptotic concentration of sulphate ions under given working parameters of the system and to calculate minimal volumetric flow rate of wastewater required to keep the SO₄^2-concentration below legal value.

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny stężenia jonów siarczanowych SO₄^2-- opisujący zmianę w zamkniętym obiegu wody chłodzącej bloku energetycznego. Analizowana instalacja obejmuje: skraplacze bloków energetycznych oraz chłodnie kominowe połączone systemem kanałów ssących i kolektorów tłocznych. Głównym mechanizmem wymiany ciepła w chłodni jest częściowe odparowanie przepływającej przez nią wody, co powoduje jednak wzrost stężeń związków chemicznych w cyrkulującej cieczy i wymusza okresowy zrzut części wody do przyzakładowej oczyszczalni ścieków. Zgodnie z najnowszymi rozporządzeniami prawnymi: Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 roku oraz dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych, od początku roku 2016 obowiązują nowe limity dotyczące składu chemicznego ścieków technologicznych kierowanych do zbiorników naturalnych, które wymuszają planową i oszczędną gospodarkę wodnościekową elektrowni. Prezentowany model matematyczny posiada analityczne rozwiązanie pozwalające nie tylko przewidzieć dobowe zmiany stężeń siarczanów w cyrkulującej wodzie, ale również określić graniczne stężenie jonów siarczanowych dla bieżących parametrów pracy układu oraz wyznaczyć minimalny strumień odprowadzanych ścieków zapewniający spełnienie norm emisji ścieków przemysłowych.

Słowa kluczowe

EN

wastewater management; mathematical modeling; sulphate ions concentration; cooling system

PL

gospodarka wodno-ściekowa; modelowanie matematyczne; stężenie siarczanów; układ chłodzenia

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Tom 19
• Strony: 52--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Regucki P.

• Wrocław University of Science and Technology, Poland

autor

Krzyżyńska R.

• Wrocław University of Science and Technology, Poland

autor

Szeliga Z.

• VŠB – Technical University of Ostrava, Czech Republic

Bibliografia

• Berman, L. D. (1961). Evaporative cooling of circulating water. New York: Pergamon Press.
• Blog, S. F. (Last cited 4 January 2016). Message to EPA: Time to Modernize America's Power Plants - Cooling Systems Included. http://switchboard. nrdc.org /blogs/sfleischli/message_to_epa_it_is_time_to_m.html
• Council Directive 91/271 / EEC of 21 May 1991. Urban Waste Water Treatment (Acts. Office. EC L 135, 05.30.1991, p. 40, as amended. d.; Acts. Office. Polish special edition, ch. 15, v. 2, p. 26), the Directive of the European Parliament and of the Council 2010/75/EU of 24 November 2010 on industrial emissions (integrated pollution prevention and control) (recast) (OJ. office . EC L 334, 17.12.2010, p. 17, as amended. d.
• Regulation of the Minister of Environment on conditions to be met when introducing waste into water or ground dated 18 November 2014 (Journal of Laws of 2014, pos. 1800).
• Hermanowicz, W., et al. (2010). Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków. Warszawa: Wydawnictwo Arkady.
• Laudyn, D., Pawlik, M., Strzelczyk, F. (1997). Elektrownie. Warszawa: Wydawnictwo WNT.
• Mathews, J. H., & Fink, K. D. (1999). Numerical methods using Matlab. New York: Prentice Hall.
• Skoczko, I., Ofman, P., Szatyłowicz, E. (2016). Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do modelowania procesu oczyszczania ścieków w małej oczyszczalni ścieków. Rocznik Ochrona Środowiska, 18, 493-506.
• Stańda, J. (1999). Woda do kotłów parowych i obiegów chłodzących siłowni cieplnych. Warszawa: Wydawnictwo WNT.

Uwagi

PL

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