Analiza emisji zanieczyszczeń w wyniku wytwarzania energii cieplnej

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.

Słowa kluczowe
energetyka cieplna, środowisko, spalanie, emisja zanieczyszczeń, olej opałowy, kotłownia, moc, pompa ciepła, OZE, ochrona środowiska

Analysis of Emission of Pollution Resulting from Thermal Energy Production

Abstract
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.

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