Instal 11_07.pdf

żeliwne pompy zatapialne

do ścieków sanitarnych

oraz przemysłowych

przystosowane

do montażu

stacjonarnego

wirnik

jednokanałowy

odporny

na zapychanie

wysoka sprawność

hydrauliczna

podwójne

uszczelnienie

mechaniczne

z komorą olejową

EBARA Pompy Polska Sp. z o.o.

ul. Mińska 63, 03-828 Warszawa

tel. 0-22 330 81 18, fax 0-22 330 81 19

e-mail: ebara@ebara.com.pl www.ebara.com.pl

Biura regionalne

Gdańsk tel. 0609 137 884

Katowice tel. 0607 156 958

Poznań tel. 0601 353 714

DML

(277)

2007

czasopismo recenzowane

www.informacjainstal.com.pl

OCHRONA POWIETRZA

Arkadiusz Kępa, Artur Błaszczuk

Czy odpylacze mechaniczne kotłów rusztowych mogą spełnić

przyszłe wymagania dotyczące emisji pyłu?

Can a mechanical collectors of a stoker-fired boiler ensure

the dust emission in the future?

Klapy spalinowe Diermayera – oszczędność gazu do 10%

i zwiększenie bezpieczeństwa użytkowania

Combustion gas dampers made by Diermayer – 10% gas saving

and user's safety increase

Agata Zwierzchowska

Bezwykopowa budowa przewodów kanalizacji grawitacyjnej

Trenchless pipe laying of gravitational sewers

System separacji ciał stałych i inne rozwiązania konstrukcyjne

usprawniające eksploatację przepompowni ścieków

System of solids separation and other constructional solutions

improving of sewage intermediate pumping stations

Krzysztof Wierzbicki

Czy osady ściekowe mogłyby być zaliczone do biomasy

Do sewage sediments may be recognized as biomass?

Waldemar Bartusiak

Beton – alternatywa w systemach kanalizacyjnych

Concrete – alternative in severage systems

Janusz R. Rak

Rozważania na temat podejmowania ubezpieczeń w branży

wodociągowej

Consideration of reaching an insurance in the branch of water

supply systems

Izabela Zimoch, Jolanta Szymik

Ujęcie wody dla Krakowa ze zbiornika Dobczyckiego w aspekcie

niezawodności eksploatacji ZUW „Raba”

The water intake for Krakow from the reservoir Dobczycki in the

aspect of the reliability of exploitation ZUW „Raba”

Maria Mikołajczyk

Ocena funkcjonowania podsystemu dystrybucji wody w Płońsku

(woj. mazowieckie)

Evaluation of operating of water distribution subsystem in Płońsk (Mazovia)

ŹRÓDŁA CIEPŁA

Marta Simonowicz, Piotr Dymitrow

Słońce ogrzewa wodę uzupełniającą sieć ciepłowniczą w ZEC

w Wołominie (woj. mazowieckie). Pierwsze takie rozwiązanie

w Polsce

The Sun heats the replenish water for district heating system in

Wołomin ZEC (Mazowiecki district). The first solution of his type in

Poland

Liliana Bonder, Marek Mirosz

Przegląd technologii zgazowania biopaliw stałych

The review of solid biofuels gasification technologies

CIEPŁOWNICTWO

Kazimierz Żarski

Odpowiedź na uwagi dr. inż. Wojciecha Stefańskiego do

artykułu „Obliczenia strat ciśnienia w pierścieniowych sieciach

ciepłowniczych”, Instal 9/2007

Answer to remarks by Dr Sc Wojciech Stefanski to the article

„The calculation of pressure losses in ring-shaped district heating

networks”

Jan Tenerowicz

Badanie złącza preizolowanego z mufą typu MDKW (z korkami

wtapianymi) z polietylenu dużej gęstości sieciowanego radiacyjnie

produkcji RADPOL S. A. w Człuchowie zgodnie z PN-EN 489 na

1000 cykli

The tests of preinsulated joint with sleeve MDKW type (crosslinked

heat shrinkable joint for PUR liquid foam saling, with weldable

plugs) made of high density polyethylene subjected to radiational

reticulation, 1000 cycles according standard PN-EN 489, produced

by RADPOL S.A. in Człuchów

RUBRYKI STAŁE

Tam byliśmy

Poznaj sekret, który tkwi w skale

Ekomilitaris 2007

BWT Polska. Firmy stabilne i z potencjałem obchodzą kolejne jubileusze

Nowe wyroby i systemy

Wiadomości

Przegląd prawny

Przegląd dokumentacyjny czasopism

OCHRONA ŚRODOWISKA

Grażyna Kasprzak

Bank Ochrony Środowiska S. A. – 15 mln euro z KfW

Bank Ochrony Środowiska S. A. – 15 mln EUR from KfW

I Miêdzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna

AQUAEDUCTUS 2008

na temat

Wodoci¹gi i kanalizacja, teoria i praktyka

u progu XXI wieku

31 stycznia – 1 lutego 2008 r. Warszawa

Organizatorzy konferencji:

Miejskie Przedsiêbiorstwo Wodoci¹gów i Kanalizacji w m. st. Warszawie S. A.

Oœrodek Informacji „Technika instalacyjna w budownictwie ”– miesiêcznik INSTAL

Politechnika Warszawska, Wydzia³ In¿ynierii Œrodowiska

Zak³ad Zaopatrzenia w Wodê i Odprowadzania Œcieków

Polskie Zrzeszenie In¿ynierów i Techników Sanitarnych Oddzia³ Warszawski

Przewodnicz¹cy Komitetu Organizacyjnego mgr in¿. Artur Rypina

Przewodnicz¹cy Komitetu Naukowego Prof. dr hab. in¿. Marian Kwietniewski

Adres do korespondencji:

Polskie Zrzeszenie In¿ynierów i Techników Sanitarnych Oddzia³ Warszawski

00-043 Warszawa ul. T. Czackiego 3/5 p. 136 (skr. 25)

Jan Bylicki – e-mail jan.bylicki@neostrada.pl

www.pzits.org.pl • e-mail biuro@pzits.org.pl • e-mail pzits.ow@neostrada.pl

tel. fax. +48 (0-22) 826-90-77, tel. +48 (0-22) 336-12-42

Wiêcej na str. 71

WODOCIĄGI I KANALIZACJA

Bogna Wichrowska, Jakub Bratkowski,

Małgorzata Jamsheer-Bratkowska, Dorota Maziarka

Nowelizacja rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 29 marca

2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia

przez ludzi

Amendments of the Ordinance of Minister of Health of 29 March

2007 on drinking water quality

Dorota Święcicka, Sławomir Garboś

Badanie zawartości chromianów (VI) w naturalnych wodach

mineralnych i źródlanych techniką chromatografii jonowej

z wykorzystaniem reakcji postkolumnowej

z 1,5-difenylokarbazydem i detekcji VIS

Investigation of chromate(VI) content in natural mineral and spring

waters by ion chromatography technique with postcolumn reaction

with 1,5-diphenylcarbazide and VIS detection

Monika Tor-Korzeniewska

Technologie przyszłości

Technologies of the Future

O chrona powietrza

Czy odpylacze mechaniczne kotłów rusztowych

mogą spełnić przyszłe wymagania

dotyczące emisji pyłu?

Can a mechanical collectors of a stoker-fired boiler ensure

the dust emission in the future?

ARKADIUSZ KĘPA, ARTUR BŁASZCZUK

Wstęp

Odpylacze cyklonowe są powszechnie

stosowane w wielu małych ciepłowniach

miejskich i przemysłowych spalających,

głównie w kotłach rusztowych, węgiel

kamienny. Wprawdzie ich skuteczność

nie jest zbyt wysoka, ale w chwili obec-

nej zapewniają emisję pyłu poniżej do-

puszczalnej, która dla źródeł o nominal-

nej mocy cieplnej 5

W Polsce podstawowym źródłem energii jest, i zapewne długo pozostanie, wę-

giel. Jest on wykorzystywany w elektrowniach zawodowych, ciepłowniach i setkach

tysięcy gospodarstw domowych. Jego spalanie to wprowadzanie do atmosfery wie-

lu zanieczyszczeń. Szacuje się, iż w roku 2005 wyemitowano w Polsce w proce-

sach spalania 277 tys. ton pyłu całkowitego TSP przy ogólnej emisji 457 tys. ton [1].

Emisja jest ograniczana przez przepisy prawne poprzez określanie coraz niż-

szych standardów emisyjnych. Standardy emisyjne zależą od mocy cieplnej źró-

dła i progowymi są wielkości (1), 5, 50 i 500 MW [2]. Największe wymagania

(czyli najniższe emisje) są stawiane źródłom o mocy cieplnej przekraczającej 500

MW. Powoduje to, iż w całkowitej ilości wyemitowanych zanieczyszczeń, rośnie

udział pyłów pochodzących z jednostek mniejszych i tzw. kotłów grzewczych (o

mocy cieplnej nie przekraczającej 1 MW – nie objętych rozporządzeniem [2]).

Emisja pyłów dla elektrowni i elektrociepłowni zawodowych (posiadających głów-

nie źródła o mocach większych od 50 MW) w roku 2005 wyniosła 38 tys. ton

a z ciepłowni komunalnych 16 tys. ton (źródła o mocach mniejszych od 50 MW).

Największym emitorem pyłu jest jednak mieszkalnictwo i usługi – 143 tys. ton (da-

ne wg [1]). Niestety wydaje się, iż ograniczenie emisji w tej ostatniej grupie będzie

najtrudniejsze. Łatwiejsze może być dla jednostek średnich mocy, poniżej 50 MW,

które są użytkowane w wielu ciepłowniach komunalnych jak również ciepłowniach

przy zakładach przemysłowych. Posiadają one kotły na węgiel kamienny, głównie

kotły rusztowe: wodne typów WR i WRp jak i parowe typów OR, OKR czy OSR.

Kotły te są wyposażone najczęściej w mechaniczne urządzenia odpylające – cy-

klony. Podstawowe zalety tych odpylaczy to niskie koszty inwestycyjne i eksploata-

cji oraz wysoka skuteczność odpylania dla ziaren większych od 10

Centrifugal collectors are in common use

of a small municipal and industrial heat-

generating plant, where hard coal is

burning in stoker-fired boilers.

Separation efficiency of centrifugal

collectors is not too high, but currently

cyclones ensure dust emission

substandard and in case of boilers at the

nominal thermal power in range from

5 to 50 MW the dust emission equals

400 mg/m 3 . However, from 2016

maximum permissible level of the dust

emission for stoker-fired boilers was

lowered to 100 mg/m 3 . The presented

article answers a question: When is

there possibility obtain permissible level

of the dust emission behind a centrifugal

collector of a stoker-fired boiler?

m. Podstawo-

wa wada to malejąca skuteczność separacji ziaren mniejszych od 10

Emisje dopuszczalne pyłu dla źródeł o mocy cieplnej

niższej od 50 MW

Rozporządzenie [2] określa standardy emisyjne z instalacji w zakresie wpro-

wadzania gazów lub pyłów do powietrza zróżnicowane w zależności od rodza-

ju działalności, procesu technologicznego lub operacji technicznej oraz terminu

oddania instalacji do eksploatacji, terminu zakończenia jej eksploatacji lub dal-

szego łącznego czasu jej eksploatacji.

Standardy emisyjne pyłu ze źródeł istniejących ze spalania węgla kamienne-

go (Załącznik nr 1 do rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 20 grudnia

2005 r [2]) wynoszą (w mg/m 3 przy zawartości 6% tlenu w gazach odlotowych):

– dla źródeł o nominalnej mocy cieplnej mniejszej od 5 MW (większej od

1 MW) do 31.12.2015 – 700 mg i 200 mg od 01.01.2016,

– dla źródeł o nominalnej mocy cieplnej większej, równej od 5 MW do mniej-

szej od 50 MW odpowiednio 400 mg i 100 mg.

Nominalna moc cieplna źródła oznacza ilość energii wprowadzonej w pali-

wie do źródła w jednostce czasu przy jego nominalnym obciążeniu.

O ilości małych i średnich kotłów w Polsce, więc również i o skali problemu,

mogą świadczyć dane o strukturze produkcji ciepła w Polsce [3] – tablica 1. Licz-

dr inż. Arkadiusz Kępa – adiunkt, Katedra Kotłów

i Termodynamiki, Politechnika Częstochowska,

Częstochowa

dr inż. Artur Błaszczuk – Katedra Ogrzewnictwa,

Wentylacji i Ochrony Atmosfery, Politechnika

Częstochowska

11/2007

www.informacjainstal.com.pl

50 MW wynosi

400 mg/m 3 . Jednak od roku 2016 do-

puszczalna emisja dla powyższych źró-

deł została obniżona do 100 mg/m 3 .

Prezentowany artykuł ma odpowiedzieć,

czy (i kiedy) dopuszczalna emisja

100 mg/m 3 może być osiągnięta w od-

pylaczu cyklonowym kotła rusztowego.

Tablica 1. Struktura produkcji ciepła w I kwartale 2004 w Polsce [3]

Elektroenergetyka

Elektrociepłownie

Przedsiębiorstwa

Produkcja

25000 kJ/kg, obliczone z powyż-

szych zależności objętości spalin wynoszą

7,1

zawodowa

i ciepłownie

produkcyjno-dystrybucyjne

ogółem

niezawodowe

i ciepłownie zawodowe

produkcja ciepła [TJ]

79620

9941

68629

158190

11,9 m 3 /kgpal a stężenie pyłu w spa-

linach S 6% : 5,26

11,58 g/m 3 . Dla unosu

0,027 kgpop/kgpal i wartości opałowej

węgla 25000 kJ/kg stężenie S 6%

produkcja w [%]

50,3

6,3

43,4

100,0

liczba przedsiębiorstw

640

398

1126

wynosi

2,84 g/m 3 .

Stężenie S 6% musi zostać obniżone do

wartości dopuszczalnych S 6 dop przez za-

stosowanie odpylaczy o całkowitej spraw-

ności (skuteczności) odpylania

ba 640 (czyli 56,8%) przedsiębiorstw zali-

czanych do „elektrociepłowni i ciepłowni

niezawodowych” wyprodukowało 6,3%

ogólnej ilości ciepła. Duża część przedsię-

biorstw z tej grupy jak i z kolejnej –

„przedsiębiorstw produkcyjno-dystrybu-

cyjnych i ciepłowni zawodowych” posiada

kotły węglowe o mocach mniejszych od 50

MW, stąd ich liczbę można by oszacować

na kilkaset do kilku tysięcy sztuk.

przybliżony można ją obliczyć ze wzorów

empirycznych. Wzory te uzależniają teo-

retyczną objętość spalin od wartości opa-

łowej węgla Q w (w kJ/kg), np. za [6]

spełniają-

cej nierówność

0, 86

1, 65 m /kg

⎡

⎤

(1)

4186, 8

pal

−

dop

[]

(7)

Objętości gazów odlotowych odnosi

się do warunków umownych (normalnych)

– temperatury 273 K, ciśnienia 101,3 kPa

i gazu suchego (zawartość pary wodnej

nie większa niż 5 g/kg gazów odloto-

wych), oznaczanych jako m 3 .

Uwzględniając współczynnik nadmia-

ru powietrza

Dla obecnie dopuszczalnego stężenia

400 mg/m 3 wymagana sprawność całko-

wita odpylania (dla wcześniej podanych

wartości unosu i zawartości popiołu) wy-

nosi od 85,9% do 96,5%. Dla przyszłego

stężenia dopuszczalnego 100 mg/m 3 wy-

magana sprawność całkowita odpylania

musiałaby być zawarta w zakresie od

96,5% do 99,1%.

W separatorach różne rozmiary zia-

ren dzatrzymywane są z różną skuteczno-

ścią, którą określa przedziałowa skutecz-

ność separacji

Pył emitowany

przez kotły rusztowe

Ilość i charakterystyka pyłów, jakie po-

wstają podczas spalania węgla zależy od

bardzo wielu czynników, które można po-

dzielić na dwie grupy: paliwo oraz warunki

spalania. Do pierwszej grupy należą: stopień

rozdrobnienia podawanego węgla, jego

spiekalność, zawartość części lotnych, wilgot-

ność oraz zawartość popiołu i jego skład mi-

neralogiczny. Do grupy drugiej należy zali-

czyć m. in.: współczynnik nadmiaru powie-

trza, warunki przepływu powietrza i spalin,

rodzaj rusztu, natężenie cieplne komory pa-

leniskowej czy temperaturę spalania. Więk-

szość tych czynników jest zmienna w czasie,

co dodatkowo komplikuje zagadnienie.

Aby określić emisję pyłu ze spalania

węgla, należy rozpocząć od ustalenia ilo-

ści pyłu, jaka jest unoszona ze spalinami

z komory paleniskowej, tzw. współczynni-

ka unosu popiołu u. Dla kotłów rusztowych

wynosi on około 20

, dla kotłów rusztowych wy-

1,4 [5,6], do objętości spalin

V t należy dodać objętość nadmiarowego

powietrza V t pow , uzyskując rzeczywistą

objętość spalin V

=+−

( )

pow

(2)

η i (d). Znając skład ziarno-

wy pyłu, czyli udziały poszczególnych roz-

miarów ziaren d i oraz skuteczność prze-

działową, łatwo jest obliczyć skuteczność

całkowitą:

Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza

wynika ze składu chemicznego węgla i po-

dobnie jak w przypadku spalin może być ob-

liczone ze wzorów przybliżonych, np. za [6]

∑

=⋅ −

i i

()[]

(8)

1, 012 4186, 8

0, 5 m /kg

pow

(3)

Popiół wynoszony z paleniska przez

spaliny jest polidyspersyjny – zawiera ziar-

na o różnych rozmiarach. Uziarnienie to,

jak wcześniej zaznaczono, zależy gene-

ralnie od paliwa i warunków spalania, któ-

re zmieniają się w dosyć szerokim zakre-

sie. W literaturze można znaleźć zakresy

występowania uziarnienia pyłu z kotłów

rusztowych [7] – rysunek 1.

⎡

⎤

+ ⎣

pal

⎦

Stę-

żenie pyłu w spalinach unoszonych z pa-

leniska wyniesie

30% [4,5]. Jest to

zdecydowanie mniej niż w kotłach pyło-

wych (około 80

x uA

⋅

1000

[g/m ]

(4)

90%). Typowa zawartość

popiołu w węglu spalanym w kotłach

z mechanicznym rusztem łuskowym wyno-

si 25

Pyły unoszone z paleniska zawierają

pewne ilości części palnych c p (od 1%

do3,8% [6]), stąd w niektórych źródłach

[7], uwzględnia się to mnożąc mianownik

wzoru (4) przez różnicę (1 – c p ) powięk-

szając odpowiednio stężenie pyłu. Jednak

w materiałach informacyjnych Minister-

stwa Środowiska [8] nie jest to uwzględ-

nione.

Stężenie pyłu S x należy sprowadzić do

standardowej zawartości tlenu w spali-

nach, która dla węgla wynosi 6%, zgodnie

z zależnością

30% [6] a obliczony dla powyż-

szych wartości unos pyłu z paleniska uA =

0,05

0,09 kg pop /kg pal . Obliczony unos

jest dosyć znaczny. Można go obniżyć,

i ma to miejsce w wielu jednostkach w Pol-

sce, przez właściwe (bardziej staranne)

prowadzenie kotła i spalanie węgla

z mniejszą zawartością popiołu, osiągając

uA = 0,027 kg pop /kg pal (dla u = 15% i A

= 18%). Obniżanie unosu jest jak najbar-

dziej celowe, gdyż wiemy, że lepiej zapo-

biegać niż „leczyć” (w tym przypadku

przez stosowanie odpylania).

Aby obliczyć stężenie zapylenia, nale-

ży znać objętość spalin powstających

w procesie spalania. Teoretyczna objętość

spalin wynika ze składu chemicznego pa-

liwa i sposób jej obliczenia jest przedsta-

wiony w wielu źródłach [5,6]. W sposób

21 6

−

[g/m ]

(5)

−

Rys. 1.

Analiza ziarnowa pyłu z kotłów z rusztem sta-

łym i mechanicznym o wydajności do 10t/h.

Paliwo – węgiel kamienny [7]

gdzie x oznacza zawartość tlenu w spali-

nach dla stężenia S x obliczaną z:

21 ( 1)

⋅−⋅

pow

Do dalszych rozważań założono skład

ziarnowy pyłu przedstawiony w tablicy 2.

[%]

(6)

Przy wartościach opałowych węgla

19000

⎣

⎦

−

noszący 1,3

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: