View
222
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
1/29
Universitatea Politehnica Bucuresti-Facultatea de Energetica
PROIECT ENERGIA MEIU!UI
Rizea Vlad
Grupa 2308
2014-2015
1
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
2/29
Cerinte:
Sa se stabileasca filiera energetica optima din punct de vedere al impactului asupra mediuluiinconjurator.
Filierele energetice analizate in cadrul proiectului.
1. Extractia lignitului din bazinul Baraolt si producerea de energie intr-o turbina cu gaz
. Extactia lignitului din !alea "iului si producerea de energie electrica intr-o turbina in aburi .
#. Extractia gazului natural din bazinul $oscovei si producerea de energie electrica intr-un ciclu
combinat gaze%abur.
Etapele proiectului
1. Colectarea datelor pentru fiecare etapa a fiecarei filiere energetice.
. Stabilirea unitatii functionale si a unitatilor de referinta pentru fiecare filiera energetica.
#. &eterminarea emisiilor raportate la unitatea functionala'. (ecalcularea datelor inventariate pentru fiecare etapa si filiere energetice.
). &eterminarea emisiilor in etapa de combustie
*. Calculul indicatorilor de impact pe baza emisiilor rezultate
+. ,naliza multicriteriala
• Stabilirea matricei de evaluare
• Evaluare testului de concordanta
• Evaluarea testului de nonconcordanta• Stabilirea filierei energetice optime
2
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
3/29
Etapa . n=22
1. &istantele de transport intre pompele de extractive si consummator:
− entru filiera 1 d1/#)01)⋅n grupa 23m4
d1/#)01)⋅5/'+023m4
− entru filiera d/00010⋅n grupa 23m4
d/00010⋅5/050 23m4
− entru filiera # d#/)010⋅n grupa 23m4
d#/)00⋅5/'10 23m4
. Emisiile pentru fiecare etapa si pentru fiecare filiera:
#. uterea instalatiilor energetice
/'60)⋅n⋅n grupa 2$74
/'60)⋅⋅5/*1* 2$74
'. &urata anuala de functionare
da/++001)⋅n 284
da/++001)⋅/50#0 284
&urata de viata&v /')-n grupa 2ani4
&v /')-5 /#+2ani4
). Compozitia gazului natural 9participate volumetrice
C;'/0
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
4/29
Cgn /'0#6)
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
5/29
Etapa
5
Calcularea emisiilor
Filiera I Filiera II Filiera III
Etapa de extractie !"#$"% Etapa de extractie !"#$"% Etapa de extractie !"#$"%
&'2 0.1* &'2 0.1+ &'2 0.1#'
&' 0.011)' &' 0.011* &' 0.01
C'2 .0) C'2 .05 C'2 1.6+
C' 0.0+'' C' 0.005' C' 0.005'
('2 0.0001#*' ('2 0.0001#61 ('2 0.00005'1
C)4 1.11 C)4 1.05 C)4 1.#6
&2' 0.0001)# &2' 0.0001)# &2' 0.0001+1#
*ra+ 0.00** *ra+ 0.00+ *ra+ 0.006
Etapa de tratare !"#$"% Etapa de tratare !"#$"% Etapa de tratare !"#$"%
&'2 0.11) &'2 0.06' &'2 0.056*
&' 0.0110' &' 0.01 &' 0.01*1
C'2 #.1+ C'2 #.+ C'2 .)6
C' 0.0)* C' 0.0' C' 0.01'
('2 0.0'6 ('2 0.0''* ('2 0.0155*
C)4 0.00+** C)4 0.00*'' C)4 0.00*''&2' 0.0001)6 &2' 0.0001*)+ &2' 0.0001+56
*ra+ 0.001'61 *ra+ 0.001)1 *ra+ 0.001))'
Etapa de tra,sport !"#$"% Etapa de tra,sport !"#$"% Etapa de tra,sport !"#$"%
&'2 #.'# &'2 6.5#5 &'2 1.6#6#
&' 1.1'*5 &' ).0+) &' 0.+)0#
C'2 '5.)0) C'2 165.'# C'2 +1.#'
C' 0.60' C' '.1* C' 0.*1)
('2 0.0010* ('2 0.00'+55 ('2 0.00++515
C)4 ).6+5' C)4 5.+0' C)4 *.'+5
&2' 0.005*6) &2' 0.0#56+ &2' 0.00561#'
*ra+ 0.0+6)' *ra+ 0.#)5)6 *ra+ 0.0*+'0'
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
6/29
Calculul randamentului pentru fiecare etapa a ciclului de viata si filiera.
Calculul randamentului global in etapa de combustie .
(andamentul turbine cugaz
ηD/0
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
7/29
Ean/ ⋅ da⋅ dv 2$784
- uterea instalatiilor energetice /*1* 2$74- &urata anuala de functionare da/50#0 284
- &urata de viata dv/#+ 2ani4
Ean/*1* ⋅ 50#0⋅#+ /15#016+*0 $78
/15#016+*0 ⋅ 10* ⋅ #*00 7s
. $asa de combustibil corespunzatoare fiecarei filiere
$cb 9f1
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
8/29
M ' ' cb (extractie )( f )1= M ' '
cb (f )1
❑extractie1=9,8967 ∙1010[m3 N ]
M ' ' cb (extractie )(f )2= M ' ' cb (f )2❑extractie2
=17,5218∙1010[m3 N ]
M ' ' cb (extractie )( f )3= M ' '
cb (f )3
❑extractie3=4,4574 ∙1010[m3 N ]
ED,, FHE(, FHE(, 1 FHE(, FHE(, #
EID(,CDE 9,8967 ∙1010
17,5218 ∙1010
4,4574 ∙1010
D(,D,(E 8,0163 ∙1010
14,19269 ∙1010
3,2539∙1010
D(,>S=(D 6,894 ∙1010
12,2057 ∙1010
2,8634 ∙1010
$,S,C=$B 5.791 ∙1010
10.2529 ∙1010
2.5313 ∙1010
(ecalcularea emisiilor:
Filiera I Filiera II Filiera IIIEtapa de extraxtie
2g4 2g4 2g4
>==== rec< extr 1 0/11420. >= rec< extr 0/4..82. >= rec< extr # 0/0
C= rec< extr 1 20/28824 C= rec< extr 2/08 C= rec< extr # 1/
C= rec< extr 1 0/0.323 C= rec< extr 0/0084 C= rec< extr # 0/008
S= rec< extr 1 0/00135 S= rec< extr 0/00013 S= rec< extr # 0/0000841
C;' rec< extr 1 10/8534 C;' rec< extr 1/08 C;' rec< extr # 1/3
>= rec< extr 1 0/00150. >= rec< extr 0/000152 >= rec< extr # 0/0001.13
raf rec< extr 1 0/02385 raf rec< extr 0/002.2 raf rec< extr # 0/0022
Etapa de tratare
8
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
9/29
2g4 2g4 2g4
>==== rec< trat 1 0/01104 >= rec< trat 0/012 >= rec< trat # 0/01
C= rec< trat 1 3/1. C= rec< trat 3/2. C= rec< trat # 8/42.
C= rec< trat 1 0/025 C= rec< trat 0/0224 C= rec< trat # 0/021
S= rec< trat 1 0/0242 S= rec< trat 0/0244 S= rec< trat # 0/0188
C;' rec< trat 1 0/00. C;' rec< trat 0/0044 C;' rec< trat # 0/004
>= rec< trat 1 0/00015 >= rec< trat 0/0001 >= rec< trat # 0/0001.8
raf rec< trat 1 0/115 raf rec< trat 0/001514 raf rec< trat # 0/00155
Etapa de transport
2g4 2g4 2g4
>= rec< tp 1 3/243 >= rec< tp /8384 >= rec< tp # 1/3
>= rec< tp 1 1/148 >= rec< tp 5/0.52 >= rec< tp # 0/.50
C= rec< tp 1 48/504 C= rec< tp 18/432 C= rec< tp# .1/3
C= rec< tp 1 0/024 C= rec< tp 4/1 C= rec< tp # 0/1
S= rec< tp 1 0/0010. S= rec< tp 0/004.88 S= rec< tp # 0/000..81
C;' rec< tp 1 5/.84 C;' rec< tp 28/.04 C;' rec< tp # /4.
>= rec< tp 1 0/0085 >= rec< tp 0/038. >= rec< tp # 0/00813
raf rec< tp 1 0/0.524 raf rec< tp 0/35852 raf rec< tp # 0/0.40
Etapa !
Calculul emisiei de C=
Emisia anuala de C= 9unitatea functionala este un an
C=an/#
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
10/29
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
11/29
GCH 4= M CH 4 M am
∗ ! CH 4=0,59
GC 2 H 6= M C 2 H 6 M am
∗ ! C 2 H 6=0,0332
GC 3 H 8= M C 3 H 8 M am
∗ ! C 3 H 8=0,0725
GC 4 H 10= M C 4 H 10
M am∗ ! C 4 H 10=0,1003
GC 5 H 12= M C 5 H 12
M am∗ ! C 5 H 12=0,1167
GCO2= M CO2 M am
∗ ! CO2=0,0871
M c
M " ∗¿G " ∗100
C ( )=∑ =16
¿
C93/)#
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
12/29
% &=0,995Se utilizeaza electrofiltru
,i continutul de cenusa raportat la proba initiala< in K L K,i /0
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
13/29
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
14/29
m NO2=0,034∗0,85∗10∗2.5313∗1010∗44566.76∗(1−0,01∗4 ) (1∗0.025∗0.25 )∗1
m NO2=31095.0764 t
Cazul combustibililor solizi
n cazul arderii unui combustibil solid in stare pulverizata< emisia de oxizi de azot se determina
folosind metoda !D >=DD
ornind de la aceasta metoda< emisia totala de oxizi de azot se scrie ca fiind suma a termeni
" NO2= " T
NO2+ " c NO2[ "gG+ ]
?nde:
" c
NO2−este emisiade NO x termic∈
"g
G+
" T
NO2−repre,intaemisia de NO x generat de a,otul dincombustibil -∈
"g
G+
Emisia de oxizi de azot termici< proveniti din oxidarea azotului din aerului necesar arderii la
temperaturi ridicate 9practice peste 1)00°C< sub aceasta valoare emisia de >=x< este practice nula se
poate estima din relatia:
" NO2T =
0,45∗1016∗e64500
T fl ∗√ . f −1
.
√ T fl [ "g
G+ ]?nde:
Dfl temperature flacarii< in Dfl/1+)0
λf coeficientul excesului de aer in focar
λf /1
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
15/29
" NO2T =0,00431 [ "gG+ ]
Emisia de oxizi de azot< proveniti din azotul existent in combustibil< se poate calcula cu relatia:
"
c
NO2=0,7
∗ ! N ∗/ .∗/ p∗/ r∗/o∗/0 [ "g
G+
]I >- este continutul de azot raportat. Se poate calcula cu relatia
! N =10∗ N '
H i' [ "gG+ ]
>G participatia masica a azotului in combustibil in L
ελ=-emisia totala de oxizi de azot in gJ"
entru filiera 1
m NO x=723,058∗1010 g NO x
15
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
16/29
entru filiera
m NO x=1280,166∗1010 g NO x
Etapa !
Calcului indicatorilor de impact 9din matricea de evaluare
, ,& consumul de resurse natural
- entru carbune 9lignit
,&C/0
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
17/29
B Efectul de sera 97
pentru100ani GP5 CO2=1 "g ec(i4alent CO2/ "g poluant
P5 CH 4=21 "g ec(i4alent CO2/ "g poluant
GP5 N 2O=310 "g ec(i4alent CO2/ "g poluant
Filiera 1:
G5Pextractie
=
∑ M
CO2∗G5P
CO2=20,2824∗1010 "g ec(i4alent CO
2
G5Ptratare=27.0963∗1010
"g ec(i4alent CO2
G5Ptransport =917,5226∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Pcombustie=12,9098∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Pfiliera1=G5Pextraxtie (filiera1)+G5Ptratare ( filiera1 )+G5Ptransport (filiera1)+G5Pcombustie ( filiera 1)=977.8071∗1010 [ "g
Filiera :
G5Pextraxtie(f 2 )=∑ M CO2∗G5PCO2=∑i=1
3
36.4453∗1010∗1=36,4453∗9925,4453 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Ptratare ( f 2)=49.0554∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Ptransport ( f 2)=9925,4453∗1010 [ "gec(i4alent CO2 ]
G5Pcombustie( f 2 )=22,8496∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Pfiliera2=10033,795∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
Filiera #:
1.
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
18/29
G5Pextractie(f 3 )=¿ 5.+510+5J 1010 2g ec8ivalent C=4
G5Ptratare ( f 3 )=9,047∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Ptransport ( f 3)=602,217∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Pcombustie( f 3 )=500,594∗1010 [ "g ec(i4alent CO2 ]
G5Pfiliera3=1120,6390∗1010[ "g ec(i4alent CO2]
C Doxicitate umana
Cl
Cl
1
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
19/29
HTPtratare=1.6517∗1010
Filiera #
HTPtratare=0.35983648∗1010
Dransport
Filiera 1
HTPtransport =27.27889∗1010
Filiera
HTPtrans port =147.6873815∗1010
Filiera #
HTPtransport =6.8220644∗1010
Combustie
Filiera 1
HTPcombustie=867.83335∗1010
Filiera
HTPcombustie=1536.4894∗1010
Filiera #
HTPcombustie=37316.723∗1010
F1
HTPfil1= HTPextractie( fil1 )+ HTPtratare ( fil1)+ HTPtransport (fil 1)+ HTPcombustie( fil1 )=898.257∗1010
F2
HTPfil2=1689.4321∗1010
F3
HTPfil3=37324.626∗1010
&oluarea fotoc8imica
POCPCH 4=0,006 POCP NO x=0,028 POCP$O2=0,048
1
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
20/29
CO -C H 4
- NO
∑ ¿¿
extractie ¿ POCPtot = POCP¿
- ExtractieFiliera1.
POCPextr=∑i=1
3
M CH 4extr ( f 1 )∗ POCPCH 4+ M NO x
extr ( f 1 )∗ POCP NO x+ M $O2extr ( f 1 )∗ POCP $O2
POCPextr ( fil1)=10.98534∗1010∗0,006+0.114207∗1010∗0,028+0.00135∗1010∗0,048=¿
¿0.1135∗1010
Filiera.
POCPextr ( fil2)=0.20274∗1010
Filiera#.
POCPextr ( fil3 )=0.05516∗1010
- Tratare
filiera1< filiera< filiera #
POCPtrat ( fil1)=0.038233∗1010
POCPtrat ( fil2)=0.0593066∗1010
POCPtrat ( fil3 )=0.012577∗1010
- Transport
filiera1< filiera< filiera#
POCPtransp( fil1 )=1.09501∗1010
POCPtransp( fil2 )=5.155508∗1010
POCPtransp( fil3 )=0.32704∗1010
- Combustiefiliera1< filiera< filiera#
PCOPcomb(f 1)=20.3275∗1010
PCOPcomb (f 2 )=35.9897∗1010
20
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
21/29
PCOPcomb (f 3 )=870.6622∗1010
entru filiera 1
POCPf 1=21.574∗1010
entru filiera
POCPf 2=41.3773∗1010
entru filiera #
POCPf 3=871.0567∗1010
E ,cidificare poluant kg
SOechivalent kg
, >;# / 1=x9>= / 0
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
22/29
10
# 10J'))+.0= f trat AP
D(,>S=(D
10
1 10J'+*6).11= f transp AP
10
10J050#**.61= f transp AP
10
# 10J5)###)6.#= f transp AP
C=$B?SDE
10
1 10J+.#*#*= f comb AP
10
10J+106.*'#= f comb AP
10
# 10J#).1))'+= f comb AP
entru filiera 1
,f1 / ,extr9f1 ,trat9f1 ,transp9f1 ,comb9f1
1010J6*'.#+'1= f AP
entru filiera
1010J))#.+#+= f AP
entru filiera #
10
# 10J++0.1)))1= f AP
22
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
23/29
F Eutrofizarea poluant kg
POechivalent kg −#
'
E >= / 0=x9O>= / 0S=(D
10
1 10J'5++#*.'= f transp EP
10 10J665**1.+= f transp EP
10
# 10J1)1)*5+.1= f transp EP
23
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
24/29
C=$B?SDE
10
1 10J66+.6#= f comb EP
10
10J'1).1**= f comb EP
10
# 10J#).'0'= f comb EP
entru filiera 1
Ef1 / Eextr9f1 Etrat9f1 Etransp9f1 Ecomb9f1
t. filiera 110
10J5)0'.651= f EP
t. filiera 1010J0))#.16) = f EP
t. filiera #10
# 10J*15).'0'#= f EP
24
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
25/29
Dabel 1. Filiera 1< Filiera < Filiera #
ndicatori Solutia 1 Solutia Solutia #
1. 7 6++.50+1 100##.+6) 110.*#6
. E 65.5)0' 16).0))# '0'#.*15)
#. , #+'.6*' +#+.))# 1)))1.++0
'. =C 1.)+' '1.#++# 5+1.0)*+). ;D 565.)+ 1*56.'#1 #+#'.**
*. ,& 0.0**' 0.11+)1 0.05##
Dabel . Etapa de extractie
ndicatori Filiera 1 Filiera Filiera #
1. 7 0.5' #*.'')# 5.+510+5
. E 0.5*6 0.'+5# 0.0*5*#'
#. , 0.5)0' 1.)6#' 0.#1##)
'. =C 0.11#) 0.0+' 0.0))1*
). ;D .0161' #.*1*+' 0.+)0
*. ,& 0.0**' 0.11+)1 0.05###Dabel #. Etapa de transport
ndicatori Filiera 1 Filiera Filiera #
1. 7 61+.)* 66).'')# *0.)6'
. E '.'5++#* +.665**1 1.1)1)*1+
#. , 11.'+*6) 61.050#* #.5)##)6
'. =C 1.06)01 ).1)))05 0.#+0'
). ;D +.+556 1'+.*5+# *.50*''
1. ,& - - -
Dabel '. Etapa de tratare
ndicatori Filiera 1 Filiera Filiera #
1. 7 +.06*# '6.0))' 6.0'+
. E 0.1#+'' 0.0+' 0.0'5#+1
#. , 0.+''*1 1.1*5*6 0.'))+
'. =C 0.0#5## 0.0)6##0* 0.0))1*
). ;D 1.1#)1 1.*)1+ 0.#)65#1*
*. ,&
Dabel ). Etapa de combustie
ndicatori Filiera 1 Filiera Filiera #1. 7 1.60)5 100##.+6) 110.*#6
. E 6#.66+ 1**.'1) '0'.#)
#. , #*#.)+ *'#.+106 1))'+.#)
'. =C 0.#+) #).656+ 5+0.**
). ;D 5*+.5## 1)#*.'5 #+#'.**
*. ,& - - -
25
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
26/29
Etapa !
$atricea de evaluare
Solutii
Indicatori,& 7 ;D =C , E
F1(S1) 0.0**' 6++ 65.5) #+'.6* 1.)+' 565.)
F2(S2) 0.11+) 100## 16).0) +#+.) '1.#+ 1*56.'#
F3(S3) 0.05##) 110 '0'#.* 1)))1 5+1.0) #+#'.*
$atricea normalizata in acest caz
-se foloseste ipoteza max1
Vs−
Solutii
Indicatori ,& 7 ;D =C , E
F1(solutia 1) 0.'#' 0.60 0.6+)# 0.6+)1 0.6+) 0.6+)+
F2(solutia 2) 0 0 0.6)1+ 0.6)) 0.6) 0.6)'
F3(solutia 3) 0.6 0.555 0 0 0 0
P(ponderea) ' 6 10 10 10 10
mplitudine
a
0.'#' 0.60 0.6+) 0.6+) 0.6+) 0.6+)
:492:492 1 iii a g Mina g Max −=δ - amplitudinea 9diferenta maxima intre evaluarile actiunilor pentru
acelasi criteriu
e baza acestei matrici vom aplica metoda multicriteriala
&eterminarea matricei de concordanta
Ci3 S1 S S#S1 - 1 1
S 0 - 0.+
S# 0 0. -Calculul indicilor de concordanta:
T
k ik iik
p
aa paa pC
:
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
27/29
C19S1
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
28/29
=
=
=
=
−
+
0
'0
1#
p
p
p
C#9S#
8/20/2019 Proiect Em Rizea Vlad
29/29
&19S
Recommended