Integrovaná prevence a omezování znečištění (IPPC)

EVROPSKÁ KOMISE GENERÁLNÍ ŘEDITELSTVÍ JRC SPOJENÉ VÝZKUMNÉ STŘEDISKO (JRC) Institut pro perspektivní technologické studie (Seville) Technologie pro udrţitelný rozvoj Evropský úřad IPPC Integrovaná prevence a omezování znečištění (IPPC) Referenční dokument k aplikování nejlepších dostupných technik (BAT) na prŧmyslové chladicí soustavy Listopad 2000 Světové obchodní středisko, Isla de la Cartuja s/n, E-41092 Seville Španělsko Telefon: přímá linka (+34-95) 4488-284, ústředna 4488-318. Fax: 4488-426. Internet: http://eippcb.jrc.e

Prováděcí souhrn PROVÁDĚCÍ SOUHRN Tento referenční dokument k aplikování nejlepších dostupných technik na průmyslové chladicí soustavy (BREF) vyjadřuje výměnu informací prováděnou podle článku 16 (2) Směrnice Rady 96/61/EC, která pojednává o IPPC. Tento dokument musí být chápán ve smyslu předmluvy, ve které jsou popsány cíle dokumentu a jeho pouţívání. V rámci IPPC je průmyslové chlazení identifikováno jako horizontální záleţitost. Znamená to, ţe nejlepší dostupné techniky (BAT) jsou v tomto dokumentu posuzovány bez podrobného resp. hloubkového posouzení průmyslového procesu, který má být ochlazován. Navzdory tomu jsou BAT pro chladicí soustavy posouzeny v rozsahu chladicích poţadavků průmyslového procesu. Nicméně se ale uznává, ţe BAT pro chladicí proces je komplexní záleţitostí, která vyvaţuje chladicí poţadavky daného procesu, faktory specifické pro předmětné místo a environmentální poţadavky, coţ umoţňuje implementaci (resp. realizování BAT) při ekonomicky a technicky proveditelných podmínkách. Termín průmyslové chladicí soustavy se vztahuje na soustavy, které odnímají nadměrné teplo z jakéhokoliv média (resp. látky) pouţitím výměníků tepla s vodou a/nebo vzduchem pro sníţení teploty této látky směrem k (teplotním) hladinám okolního prostředí. V tomto dokumentu jsou popsány BAT pro chladicí soustavy, které jsou povaţovány za takové, které pracují jako pomocné soustavy pro normální provoz průmyslového procesu. Potvrzuje se, ţe spolehlivý provoz chladicí soustavy pozitivně ovlivní spolehlivost průmyslového procesu. Nicméně provoz chladicí soustavy ve vztahu k bezpečnosti procesu není zahrnut do tohoto BREF. V tomto dokumentu je uveden integrovaný přístup k dosaţení BAT pro průmyslové chladicí soustavy při respektování skutečnosti, ţe konečné řešení BAT je převáţně záleţitostí, která je specifická pro předmětné místo. S ohledem na volbu chladicí soustavy se můţe tímto přístupem spíše jen prodiskutovat, které části jsou přidruţeny k environmentálnímu provedení chladicí soustavy, neţ zvolit a kvalifikovat (diskvalifikovat) jakoukoliv z pouţitých chladicích soustav. Tam, kde jsou pouţita redukční opatření, přístup BAT se pokouší upozornit na přidruţené průřezové účinky médií a tudíţ klást důraz na to, ţe redukování různých emisí chladicích soustav vyţaduje uvedení do rovnováhy. V pěti kapitolách hlavního dokumentu je popsán přístup BAT, jeho klíčové problematiky a principy, jsou popsány chladicí soustavy a jejich environmentální aspekty, klíčová zjištění, a závěry a doporučení pro další práci. V jedenácti přílohách jsou uvedeny souvisící resp. doprovázející informace, které jsou zaměřeny na specifické aspekty navrhování a provozování chladicích soustav, a příklady pro znázornění přístupu BAT. 1. Integrovaný přístup Integrovaný přístup BAT posuzuje environmentální provedení chladicí soustavy v souvislosti s celkovým environmentálním provedením průmyslového procesu. Je zaměřen na minimalizaci jak přímých, tak i nepřímých dopadů provozování chladicí soustavy. Je zaloţen na zkušenosti, ţe environmentální provedení chlazení procesu do značné míry závisí na volbě a konstrukčním řešení chladicí soustavy. Proto je přístup pro nové instalace zaměřen na prevenci emisí volbou vhodného chladicího uspořádání a patřičnou konstrukcí a výrobou chladicí soustavy. Kromě toho se redukování emisí dosáhne optimalizací denního provozu. Pro existující chladicí soustavy je krátkodobě k dispozici menší moţnost pro prevenci prostřednictvím technologických opatření a důraz je kladen na redukování emise optimalizovaným provozem a řízením soustav. Pro existující soustavy můţe být pevně stanoven velký počet parametrů, jako je prostor, dostupnost provozních ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL Listopad 2000 i

Prováděcí souhrn zdrojů, a existující legislativní omezení, coţ má za následek málo stupňů volnosti pro změny. Nicméně všeobecný přístup BAT v tomto dokumentu můţe být povaţován za dlouhodobý cíl, který je pro existující zařízení přizpůsoben cyklům výměny resp. náhrady zařízení. Přístup BAT uznává, ţe chlazení je podstatnou částí mnoha průmyslových procesů a ţe by mělo být chápáno jako důleţitý prvek v celkovém systému managementu tepla. Ekonomické vyuţití energie v průmyslových procesech je velmi důleţité z hlediska environmentálního a z hlediska ekonomičnosti vynaloţených nákladů. BAT především znamená, ţe musí být věnována pozornost energetické účinnosti průmyslového nebo výrobního procesu ještě předtím, neţ jsou učiněna opatření k optimalizaci chladicí soustavy. Pro zvýšení celkové energetické účinnosti směřují průmyslová odvětví k redukování mnoţství tepla, které není moţné rekuperovat, pouţitím vhodného managementu energie a přijetím řady integrovaných programů pro úsporu energie. Do tohoto se zahrnuje výměna energie mezi různými jednotkami v rozsahu ochlazovaného průmyslového nebo výrobního procesu, stejně tak, jako přidruţení tohoto procesu k vedlejším procesům. V případě průmyslových regionů se vyskytuje tendence ke koncepci rekuperace tepla, kdy průmyslová místa jsou vzájemně propojena, nebo jsou připojena k přímému vytápění, nebo k zemědělské skleníkové výrobě. V případech, kde následná rekuperace nebo opětovné vyuţití tohoto tepla nejsou moţné, můţe být nutné toto teplo vypouštět do environmentu, resp. do ţivotního prostředí. Rozlišuje se mezi nízkou hladinou (resp. úrovní) (10 C aţ 25 C), střední hladinou (25 C aţ 60 C) a vysokou hladinou (60 C) tepla, které není moţné rekuperovat. Všeobecně vyjádřeno, mokré chladicí soustavy se pouţívají pro nízkou hladinu tepla a suché chladicí soustavy pro vysokou hladinu tepla. Pro střední hladinu tepla, které nelze rekuperovat, není dávána přednost ţádnému jednoduchému principu chlazení a (v praxi) lze nalézt rozdílná uspořádání. Po optimalizaci celkové energetické účinnosti průmyslového nebo výrobního procesu dané mnoţství a hladina tepla, které nelze rekuperovat, zůstává, a první volba pro chladicí uspořádání k rozptýlení tohoto tepla můţe být uskutečněna vytvořením rovnováhy mezi: poţadavky na chlazení procesu; omezeními pro předmětné místo (včetně lokální legislativy); a environmentálními poţadavky. Poţadavky na chlazení průmyslového nebo výrobního procesu musí být vţdy splněny k zajištění podmínek spolehlivého procesu, včetně spuštění a zastavení. Musí být vţdy zaručena poţadovaná minimální teplota procesu a poţadovaná kapacita chlazení tak, aby se zvýšila účinnost průmyslového nebo výrobního procesu, aby se sníţila ztráta produktu (resp. sníţila ztráta výrobku), a aby byly redukovány emise do ţivotního prostředí. Se zvyšující se citlivostí těchto procesů na teplotu se bude zvětšovat důleţitost výše uvedených poţadavků. Podmínky v předmětném místě omezují volitelné moţnosti konstrukčního provedení a moţné způsoby, kterými můţe být chladicí soustava provozována. Tyto podmínky jsou definovány lokálním klimatem, dostupností vody pro chlazení a vypouštění tepla, dostupností prostoru pro stavby (potřebných zařízení) a citlivostí okolního prostoru na emise. V závislosti na potřebách procesu z hlediska chlazení a podle poţadované kapacity chlazení můţe být volba místa pro nová zařízení velmi důleţitá (např. velký zdroj studené vody). V případech, kde se volba místa řídí podle jiných kritérií, nebo v případě jiţ existujících chladicích soustav, jsou poţadavky na chlazení procesu a charakteristiky místa pevně stanoveny. Pro chlazení je důleţité lokální klima, poněvadţ má vliv na teplotu konečné chladicí vody a vzduchu. Lokální klima je charakterizováno průběhem teplot vlhkého a suchého teploměru. Všeobecně jsou chladicí soustavy navrţeny pro splnění poţadavků na chlazení při nejméně příznivých podmínkách, které se lokálně mohou vyskytnout, tj. při nejvyšších teplotách vlhkého a suchého teploměru. Další krok při volbě a navrhování chladicí soustavy směřuje k splnění poţadavků BAT, v rozsahu poţadavků procesu, který má být ochlazován, a v rozsahu omezení, která se vyskytují v daném místě. Znamená to, ţe je zde kladen důraz na volbu vhodného materiálu a zařízení k zmenšení poţadavků na údrţbu, k usnadnění provozu ii Listopad 2000 ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL

Prováděcí souhrn chladicí soustavy a k realizaci environmentálních poţadavků. Kromě toho při vypouštění tepla do ţivotních resp. okolních prostředí můţe dojít k dalším environmentálním účinkům, jako je emise přídavných látek, které jsou pouţívány pro kondicionování chladicích soustav. Zdůrazňuje se ţe tam, kde můţe být redukováno mnoţství a hladina tepla, které má být rozptýleno, bude výsledný environmentální dopad průmyslových chladicích soustav niţší. Zásady přístupu BAT mohou být také aplikovány na jiţ existující chladicí soustavy. Mohou být k dispozici technologické volitelné moţnosti, jako je změna technologie chlazení, nebo změna nebo modifikace existujícího zařízení nebo pouţitých chemických látek; nicméně tyto volitelné moţnosti mohou být aplikovány jenom v omezeném rozsahu. 2. Pouţité chladicí soustavy Chladicí soustavy jsou zaloţeny na termodynamických principech a jsou určeny k podporování výměny tepla mezi procesem a chladivem a k usnadnění uvolňování tepla, které nelze rekuperovat, do ţivotního prostředí. Průmyslové chladicí soustavy mohou být kategorizovány podle jejich konstrukčního provedení a podle hlavních principů chlazení: pouţití vody nebo vzduchu, nebo kombinace vody a vzduchu jako chladiv. Výměna tepla mezi médiem pouţitým (látkou pouţitou) v procesu a chladivem se zvětší pomocí výměníků tepla. Chladivo odvádí teplo z výměníků tepla do ţivotního prostředí. V otevřených (chladicích) soustavách je chladivo v kontaktu s ţivotním prostředím. V uzavřených (chladicích) systémech cirkuluje chladivo nebo médium pouţité (látka pouţitá) v procesu uvnitř potrubí nebo trubkových hadů a není v otevřeném resp. přímém kontaktu s ţivotním prostředím. Průtočné (chladicí) soustavy jsou obecně pouţívány pro zařízení s velkým (chladicím) výkonem v lokalitách, kde jsou k dispozici dostatečná mnoţství chladicí vody a recipientu, resp. přijímací povrchové vody. Jestliţe není k dispozici spolehlivý vodní zdroj, pouţívají se recirkulační soustavy (chladicí věţe). Chladicí voda je v otevřených recirkulačních věţích ochlazována kontaktem s proudícím vzduchem. Věţe jsou vybaveny zařízeními, která zvětšují kontakt vzduch/voda. Proud vzduchu můţe být vytvořen umělým tahem pouţitím ventilátorů, nebo přirozeným tahem. Věţe s umělým tahem se ve značném rozsahu pouţívají pro malé a velké (chladicí) výkony/kapacity. Věţe s přirozeným tahem se převáţně pouţívají pro velké (chladicí) výkony/kapacity (např. v energetickém průmyslu). V soustavách s uzavřeným okruhem jsou potrubí nebo trubkové hady, ve kterých cirkuluje chladivo nebo médium pouţité (látka pouţitá) v procesu, ochlazovány, čímţ se zase ochlazuje látka, která je v nich obsaţena. V mokrých soustavách ochlazuje proud vzduchu v důsledku odpařování potrubí nebo trubkové hady, které jsou postřikovány vodou. V suchých soustavách proudí kolem potrubí/trubkových hadů pouze vzduch. V obou dvou konstrukčních provedeních mohou být trubkové hady vybaveny (chladicími) ţebry, která zvětšují chladicí povrch a v důsledku toho chladicí účinek. Mokré (chladicí) soustavy s uzavřeným okruhem jsou v průmyslu pouţívány ve velkém rozsahu pro menší kapacity. Princip suchého vzduchového chlazení je moţné nalézt v menších průmyslových pouţitích stejně tak jako ve velkých elektrárnách v takových situacích, kde není k dispozici dostatečné mnoţství vody, nebo tam, kde je voda velmi drahá. Otevřené chladicí soustavy a uzavřené hybridní chladicí soustavy jsou speciální konstrukční provedení chladicích věţí s umělým tahem, které umoţňují mokrý a suchý provoz k redukci vytváření viditelné parní vlečky. Pouţitím volitelné moţnosti provozování soustav (zejména malé jednotky článkového typu) jako suchých soustav v průběhu období nízkých teplot okolního vzduchu můţe být dosaţeno sníţení roční spotřeby vody a zmenšení tvorby viditelné parní vlečky. ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL Listopad 2000 iii

Prováděcí souhrn Tabulka 1: Příklad technických a termodynamických charakteristik rŧzných chladicích soustav pro prŧmyslová (ne-elektrárenská) pouţití Chladicí soustava Chladicí médium (látka) Hlavní chlazení princip Minimální přiblíţení (K) 4) Minimální dosaţitelná koncová teplota média pouţitého v procesu 5) ( C) Výkon prŧmyslového procesu (MW th ) 3) Otevřená průtočná Voda Vedení/ 3 5 18 20 < 0,01 > 2 000 soustava přímá Proudění Otevřená průtočná Voda Vedení/ 6 10 21 25 < 0,01 - > 1 000 soustava nepřímá Proudění Otevřená recirkulační Voda 1) 6 10 27 31 < 0,1 > 2 000 chladicí soustava přímá Vzduch 2) Odpařování Otevřená recirkulační Voda 1) Odpařování 3) 9 15 30 36 < 0,1 > 200 chladicí soustava nepřímá Vzduch 2) Mokrá chladicí soustava Voda 1) Odpařování 7 14 7) 28 35 0,2 10 s uzavřeným okruhem Vzduch 2) + proudění Suchá vzduchová chladicí Vzduch Proudění 10 15 40 45 < 0,1 100 soustava s uzavřeným okruhem Otevřené hybridní chlazení Voda 1) Odpařování 7 14 28 35 0,15 2,5 6) Vzduch 2) + proudění Uzavřené hybridní chlazení Voda 1) Odpařování 7 14 28 35 0,15 2,5 6) Vzduch 2) + proudění Poznámky: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Voda je sekundární chladicí médium a převáţně recirkuluje. Odpařovaná voda odvádí teplo do vzduchu. Vzduch je chladicí médium, ve kterém je teplo odváděno do ţivotního resp. okolního prostředí. Odpařování je hlavní princip chlazení. Teplo je také odváděno vedením/prouděním, ale v menším rozsahu. Přiblíţení relativně ve vztahu k teplotám vlhkého a suchého teploměru. Musí být doplněna přiblíţení výměníku tepla a chladicí věţe. Koncové teploty závisí na klimatu daného místa (údaje jsou platné pro průměrné středoevropské klimatické podmínky. 30 C/21 C teplota suchého/vlhkého teploměru a maximální teplotu vody 15 C). Kapacita resp. výkon malých jednotek při kombinaci několika jednotek nebo v případě speciálně sestaveného chlazení je moţné dosáhnout vyšší kapacity (většího výkonu) soustav. V případech, kde je pouţita nepřímá soustava, nebo je také pouţito proudění, se přiblíţení v tomto příkladě zvyšuje o 3 K aţ 5 K, coţ vede k zvýšené teplotě procesu. V tabulce jsou uvedeny charakteristiky pouţitých chladicích soustav pro dané klimatické situace. Koncová teplota média pouţitého v procesu, které odchází z výměníku tepla po ochlazení, závisí na teplotě chladiva a na konstrukčním provedení soustavy chlazení. Voda má vyšší měrnou tepelnou kapacitu neţ vzduch a proto je lepší chladivo. Teplota chladicího vzduchu a chladicí vody závisí na lokálních teplotách suchého a vlhkého teploměru. Čím vyšší jsou teploty teploměru, tím obtíţnější je uskutečnit ochlazení na dolní koncové teploty procesu. Koncová teplota procesu je součet nejniţší teploty okolí (chladiva) a minimálního poţadovaného teplotního rozdílu mezi chladivem (přiváděným do soustavy chlazení) a látkou pouţitou v procesu (odváděné ze soustavy chlazení) v rozsahu výměníku tepla, coţ je také nazýváno (tepelné) přiblíţení. Z technického hlediska můţe být přiblíţení velmi nízké prostřednictvím konstrukčního provedení, nicméně náklady jsou nepřímo úměrné velikosti. Čím je přiblíţení menší, tím niţší můţe být koncová teplota procesu. Kaţdý výměník tepla bude mít svoji velikost přiblíţení a v případě dalších výměníků tepla, sériově zapojených, se všechna přiblíţení přičítají k teplotě chladiva (přiváděného do soustavy chlazení) k výpočtu dosaţitelné koncové teploty procesu. Přídavné výměníky tepla se pouţívají v chladicích soustavách s nepřímým chlazením, kde je pouţit další chladicí okruh. Tento sekundární okruh a primární chladicí okruh jsou spojeny výměníkem tepla. Chladicí soustavy s nepřímým chlazením se pouţívají tam, kde úniku látek pouţitých v procesu do ţivotního prostředí v důsledku netěsností musí být důsledně zabráněno. iv Listopad 2000 ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL

Prováděcí souhrn Pro soustavy chlazení, které jsou obecně pouţívány v energetickém průmyslu, jsou minimální přiblíţení a výkonnosti chlazení poněkud rozdílné od ne-elektrárenských pouţití z důvodu speciálních poţadavků procesu kondenzace vodní páry. Rozdílná přiblíţení a relevantní kapacity výroby energie jsou znázorněny v níţe uvedeném přehledu. Tabulka 2: Příklady výkonu a termodynamických charakteristik rŧzných chladicích soustav v energetickém prŧmyslu Chladicí soustava Pouţitá přiblíţení (K) Výkon procesu, při kterém je vyráběna energie (MW th ) Otevřené průtočné soustavy 13 20 (konečný rozdíl 3 5) < 2 700 Otevřená mokrá chladicí věţ 7 15 < 2 700 Otevřená hybridní chladicí věţ 15 20 < 2 500 Suchý vzduchem chlazený kondenzátor 15 25 < 900 3. Environmentální aspekty pouţitých soustav chlazení Environmentální aspekty chladicích soustav se mění v závislosti na pouţitém uspořádání chlazení, ale středem pozornosti je převáţně zvýšení celkové energetické účinnosti a sníţení emisí do vodního prostředí. Spotřeba a emisní hladiny jsou do značné míry specifické pro předmětné místo a v případech, kde je moţné provést jejich kvantifikaci, vykazují značné odchylky. Ve filozofii integrovaného přístupu BAT musí být při posouzení kaţdého environmentálního aspektu a při posouzení přidruţených redukčních opatření vzaty v úvahu průřezové účinky médií (resp. látek). Spotřeba energie Specifická (resp. měrná) přímá a nepřímá spotřeba energie je významný environmentální aspekt, který je relevantní pro všechny chladicí soustavy. Specifická (resp. měrná) nepřímá spotřeba energie je spotřeba energie procesu, který má být ochlazován. Tato nepřímá spotřeba energie se můţe zvýšit v důsledku chladicí výkonnosti pouţitého chladicího uspořádání, která je menší neţ optimální chladicí výkonnost, coţ můţe mít za následek zvýšení teploty procesu (ΔK) a vyjadřuje se v kw e /MW th /K. Specifická (resp. měrná) přímá spotřeba energie chladicí soustavy se vyjadřuje v kw e /MW th a vztahuje se na mnoţství energie spotřebované všemi zařízeními chladicí soustavy, která spotřebovávají energii (čerpadla, ventilátory), na kaţdou MW th, kterou chladicí soustava rozptyluje. Opatření pro sníţení specifické nepřímé spotřeby energie jsou tato: volba chladicího uspořádání s nejniţší specifickou nepřímou spotřebou energie (všeobecně vzato to jsou průtočné chladicí soustavy); pouţití konstrukčního řešení s malými hodnotami přiblíţení; a sníţení odporu (průtoku) výměníku tepla správnou údrţbou soustavy chlazení. Například v případě energetického průmyslu znamená změna z průtočného chlazení na recirkulační chlazení zvýšení spotřeby energie pro přídavná zařízení, stejně tak, jako sníţení účinnosti tepelného cyklu. Pro sníţení specifické přímé spotřeby energie jsou k dispozici čerpadla a ventilátory, které mají vyšší účinnosti. Odpor a poklesy tlaku v procesu mohou být sníţeny konstrukčním provedením soustavy chlazení, pouţitím eliminátorů unášení, a pouţitím výplně (chladicí) věţe s nízkým odporem. Řádné mechanické nebo chemické čištění povrchů udrţuje nízký odpor v procesu v průběhu provozu (chladicí soustavy). ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL Listopad 2000 v

Prováděcí souhrn Voda Voda je pro mokré chladicí soustavy důleţitá jako převládající chladivo, ale také jako přijímací prostředí (resp. recipient) pro vypouštění chladicí vody. V případě velkých přívodů vody se vyskytuje naráţení resp. potlučení a strhávání ryb a jiných vodních organismů. Vypouštění velkých mnoţství teplé vody můţe také ovlivnit vodní prostředí, ale dopad můţe být řízen pomocí vhodného umístění přívodu a vyústění, a posouzením průtoků při přílivu, nebo průtoků v ústí řeky, k zajištění přiměřeného smíchání teplé vody s recipientem a rozptýlení tepla pomocí vodorovného proudění teplé vody. Spotřeba vody kolísá mezi 0,5 m 3 /h/mw th pro otevřenou hybridní věţ a aţ 86 m 3 /h/mw th pro otevřené průtočné (chladicí) soustavy. Zmenšení velkých přívodů vody pouţitím průtočných (chladicích) soustav vyţaduje změnu směrem k recirkulačnímu chlazení, coţ současně sníţí vypouštění velkých mnoţství teplé chladicí vody a můţe také sníţit emise chemických látek a odpadu. Spotřeba vody recirkulačních (chladicích) soustav můţe být sníţena zvětšením počtu cyklů, zdokonalením jakosti doplňované vody, nebo optimalizováním pouţití zdrojů odpadní vody dostupných v předmětném místě nebo mimo předmětné místo. Obě dvě volitelné moţnosti vyţadují sestavení komplexního programu úpravy chladicí vody. Hybridní chlazení, které v průběhu některých ročních obdobích umoţňuje pouţít suché chlazení, je spojeno s niţšími poţadavky na chlazení, nebo s niţšími teplotami vzduchu, a tak můţe sníţit spotřebu vody zejména v případě malých jednotek článkového typu. Konstrukční provedení a umístění přívodu (chladicí vody) a různých zařízení (síta, přepáţky, světlo, zvuk) se pouţívají ke sníţení strhávání a potlučení vodních organismů. Účinek těchto zařízení závisí na biologických druzích (vodních organismů). Náklady jsou vysoké a tato opatření jsou přednostně pouţívána v situaci na (tzv.) zelené louce. Sníţení poţadovaného výkonu chlazení, pokud je moţné pomocí zvýšení opětného vyuţití tepla, můţe redukovat emise teplé chladicí vody do přijímací povrchové vody (recipientu). Emise tepla do povrchové vody Jak uţ bylo dříve zmíněno, emise tepla do povrchové vody můţe mít environmentální dopad na přijímací povrchovou vodu (recipient). Ovlivňující faktory jsou např. dostatečný chladicí výkon přijímací povrchové vody, skutečná teplota a ekologický stav povrchové vody. Emise tepla mohou mít za následek překročení EQS pro teplotu v průběhu horkých letních období jako následek vypouštění tepla do povrchové vody, které vyplývá z chladicí vody. Tepelné poţadavky pro dva ekologické systémy (lososové vody a cyprinidové vody, resp. vody pro máloostní ryby) byly převzaty ze Směrnice 78/569/EEC. Relevantní pro ekologický dopad tepelných emisí není pouze skutečná teplota vody, ale také nárůst teploty na okraji oblasti směšování v důsledku vypouštění tepla do vody. Pro rozsah environmentálního dopadu jsou relevantní mnoţství a hladina vypouštěného tepla do povrchové vody vztaţené k rozměrům přijímací povrchové vody. V situacích, ve kterých je teplo vypouštěno do relativně malých povrchových vod, a kde horkovodní parní vlečka dosahuje na opačnou stranu řeky nebo kanálu, můţe tento stav vést k vytváření bariér pro migraci lososů. Kromě těchto účinků můţe vysoká teplota jako následek tepelných emisí vést k zvýšenému dýchání a biologické produkci (eutrofizaci, tzn. procesu, který vede k nadměrné produkci biomasy), coţ má následek niţší koncentraci kyslíku ve vodě. Při navrhování chladicí soustavy musí být vzaty v úvahu výše uvedené aspekty a moţnosti k sníţení mnoţství tepla rozptylovaného do povrchové vody. Emise látek do povrchové vody Emise z chladicích soustav do povrchové vody jsou způsobeny: pouţitými přídavnými látkami do chladicí vody a jejich reagujícími sloţkami; látkami přenášenými vzduchem, který prochází chladicí věţí; zplodinami koroze, které vzniknou v důsledku koroze zařízení chladicích soustav; a unikáním chemických látek pouţitých v procesu (produktů/výrobků) v důsledku netěsností a jejich reakčními produkty. vi Listopad 2000 ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL

Prováděcí souhrn Správné fungování chladicích soustav můţe vyţadovat úpravu chladicí vody proti korozi zařízení, tvorbě kotelního kamene a mikroznečištění a makroznečištění. Úpravy chladicí vody jsou odlišné pro otevřené průtočné chladicí soustavy a recirkulační chladicí soustavy. Pro recirkulační chladicí soustavy mohou být programy úpravy chladicí vody velmi sloţité a rozsah pouţívaných chemických látek můţe být velmi široký. V důsledku toho emisní hladiny v odkalované chladicí vodě těchto soustav chlazení také vykazují značné odchylky a je obtíţné uvést reprezentativní emisní hladiny. Někdy je odkalovaná chladicí voda před vypouštěním upravována. Emise oxidačních biocidů v otevřených průtočných (chladicích) soustavách, měřené jako volné oxidační látky v místě odvádění, kolísají mezi hodnotou 0,1 [mg FO/l] a hodnotou 0,5 [mg FO/l] v závislosti na systému resp. modelu a frekvenci dávkování. Tabulka 3: Chemické komponenty pro úpravy chladicí vody pouţívané v otevřených a recirkulačních mokrých chladicích soustavách Problémy jakosti vody Příklady úpravy * chemické Koroze Prŧtočné soustavy Recirkulační soustavy Tvorba kamene Prŧtočné soustavy kotelního Recirkulační soustavy (Bio-)znečištění Prŧtočné soustavy Zinek X Molybdenany X Křemičitany X Fosfonáty X X Polyfosfanáty X X Polyolestery X Přírodní organické látky X Polymery (X) (X) X Neoxidační biocidy X Oxidační biocidy X X * Chroman se jiţ ve velkém rozsahu nepouţívá vzhledem k jeho značnému účinku na ţivotní prostředí Recirkulační soustavy Volba a pouţívání chladicího zařízení, které je navrţeno z materiálů vhodných pro prostředí, ve kterém bude provozováno, můţe zmenšit úniky netěsnostmi a korozi. Toto prostředí je popsáno těmito údaji: podmínky procesu, jako je teplota, tlak, rychlost proudění; ochlazovaná média (ochlazované látky); a chemické charakteristiky chladicí vody. Materiály běţně pouţívané pro výměníky tepla, potrubí, čerpadla a skříně/pouzdra jsou uhlíková ocel, slitiny měď/nikl a nerezavějící oceli různých jakostí; nicméně ve zvětšeném rozsahu se pouţívá titan (Ti). K ochraně povrchu se také pouţívají povlaky a nátěry. Pouţití biocidŧ Otevřené průtočné (chladicí) soustavy jsou upravovány proti makroznečištění převáţně oxidačními biocidy. Aplikované mnoţství můţe být vyjádřeno jako ročně pouţité oxidační přídavné látky, vyjádřené jako ekvivalent chloru na MW th ve spojení s hladinou znečištění ve výměníku tepla nebo v jeho těsné blízkosti. Pouţití halogenů jako oxidačních přídavných látek v průtočných (chladicích) soustavách povede k zatíţením ţivotního prostředí především vytvářením halogenovaných vedlejších produktů. ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL Listopad 2000 vii

Prováděcí souhrn V otevřených recirkulačních (chladicích) soustavách se pouţívá předběţná úprava vody proti tvorbě kotelního kamene, korozi a mikroznečištění. Vzhledem k relativně menším objemům recirkulačních mokrých (chladicích) soustav jsou úspěšně aplikovány alternativní úpravy, jako je ozon a UV světlo, ale tyto alternativy vyţadují specifické podmínky procesu a mohou být docela nákladné. Provozní opatření, která sniţují škodlivé účinky vypouštění chladicí vody, jsou uzavírání čištění v průběhu nárazové úpravy a úprava vody odkalované z chladicí soustavy před jejím vypouštěním do přijímací povrchové vody, resp. recipientu. Pro úpravu vody odkalované z chladicí soustavy v zařízení pro úpravu odpadní vody musí být zbytková biocidní aktivita monitorována, poněvadţ můţe mít vliv na mikrobiální populaci. K redukování emisí ve vypouštěné chladicí vodě a k redukování dopadu na vodní prostředí jsou vybrány biocidy s cílem přizpůsobit poţadavky chladicích soustav k citlivosti přijímacího vodního prostředí (recipientu). Emise do vzduchu Vzduch vypouštěný ze suchého okruhu chladicích věţí se obvykle nepovaţuje za nejdůleţitější aspekt chlazení. Můţe se vyskytnout kontaminace, pokud se vyskytne únik produktu, který je způsoben netěsnostmi, ale správně prováděná údrţba můţe tomuto jevu preventivně zabránit. Kapky nacházející se ve výstupu mokrých chladicích věţí mohou být kontaminovány mikroby nebo produkty koroze, které jsou vytvořeny chemikáliemi pouţitými pro úpravu (chladicí) vody. Potenciální rizika sníţí pouţití eliminátorů unášení a optimalizovaný program úpravy vody. Vytváření formací parních vleček se zvaţuje tam, kde se vyskytne jejich účinek na horizont ( horizon-marring effect ) nebo tam, kde se vyskytuje riziko parní vlečky dosahující aţ na úroveň země. Hluk Emise hluku je lokálním problémem pro velké chladicí věţe s přirozeným tahem a všechny mechanické chladicí soustavy (s umělým tahem). Hladiny netlumeného akustického výkonu kolísají mezi 70 [db(a)] pro chladicí věţe s přirozeným tahem a 120 [db(a)] pro chladicí věţe s umělým tahem. Kolísání je způsobeno rozdíly ve vybavení a místem, ve kterém je prováděno měření, protoţe hodnoty hluku jsou odlišné pro místo přívodu vzduchu a odvodu vzduchu. Hlavními zdroji hluku jsou ventilátory, čerpadla a padající voda. Rizikové aspekty Rizikové aspekty soustav chlazení pro mokré chladicí soustavy se vztahují na úniky z výměníků tepla v důsledku netěsností, na skladování chemikálií, a na mikrobiologickou kontaminaci (jako je choroba legionářů). Pouţitá opatření k prevenci úniků v důsledku netěsností, stejně tak, jako prevence mikrobiologické kontaminace, jsou preventivní údrţba a monitorování. V těch případech, kde úniky netěsnostmi by mohly vést k vypouštění velkých mnoţství látek, které jsou škodlivé pro vodní prostředí, se uvaţuje o aplikování chladicích soustav s nepřímým chlazením, nebo o zvláštních preventivních opatřeních. Pro prevenci vývinu bakterií Legionellae pneumophila (L P ) se doporučuje aplikovat patřičný program úpravy (chladicí) vody. Nemohly být stanoveny ţádné horní mezní hodnoty koncentrace pro L P, naměřené v hodnotách jednotek tvořících kolonii [CFU na litr], při jejichţ překročení nemá být očekáváno ţádné riziko. Toto riziko musí být vzato v úvahu především v průběhu uskutečňování údrţbářských operací. Residua z provozování soustav chlazení V záleţitosti residuí nebo odpadů bylo oznámeno jen velmi málo informací. Kaly, které pocházejí z předběţné úpravy chladicí vody, nebo z nádrţí chladicích věţí musí být povaţovány za odpad. Tyto kaly se zpracovávají viii Listopad 2000 ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL

Prováděcí souhrn a likvidují různými způsoby, které závisí na mechanických vlastnostech a chemickém sloţení. Hladiny koncentrace se mění v závislosti na programu úpravy chladicí vody. Environmentální emise se dále redukují aplikováním méně škodlivých konzervačních metod pro zařízení a volbou materiálu, který můţe být po vyřazení z provozu nebo výměně zařízení chladicí soustavy recyklován. 4. Klíčové závěry BAT BAT nebo primární přístup BAT pro nové a jiţ existující soustavy jsou uvedeny v Kapitole 4. Zjištění mohou být zrekapitulována tak, jak je dále uvedeno. Uznává se, ţe konečné řešení BAT bude řešením, které je specifické pro předmětné místo, ale pro některé technické záleţitosti by mohlo být identifikováno jako všeobecný přístup BAT. Ve všech situacích musí být prozkoumány a pouţity dostupné a aplikovatelné volitelné moţnosti pro opětné vyuţití tepla k redukování mnoţství a hladiny tepla, které není moţné rekuperovat, ještě předtím, neţ se zvaţuje rozptýlení tepla z průmyslového procesu do ţivotního prostředí. Pro všechna zařízení je BAT technologie, metoda nebo postup a výsledek integrovaného přístupu k redukování environmentálních dopadů průmyslových chladicích soustav, udrţující rovnováhu mezi přímými a nepřímými dopady na ţivotní prostředí. Redukční opatření by měla být zvaţována takovým způsobem, aby zasahovala minimálně do účinnosti chladicí soustavy, nebo by měla být zvaţována z hlediska takové ztráty účinnosti, která je zanedbatelná ve srovnání s pozitivními účinky na environmentální dopady. Pro celou řadu environmentálních aspektů byly identifikovány techniky, které mohou být povaţovány za BAT v rozsahu přístupu BAT. Nebylo moţné identifikovat ţádné jednoznačné přístupy BAT v záleţitosti redukování odpadu, nebo v záleţitosti jak s odpadem manipulovat při současném vyvarování se kontaminaci půdy a vody, nebo vzduchu v případě spalování. Poţadavky na proces a místo Volba mezi suchým, mokrým a suchým/mokrých chlazením pro splnění poţadavků procesu a předmětného místa by měla být zaměřena na dosaţení nejvyšší celkové energetické účinnosti. K dosaţení vysoké celkové účinnosti při manipulování s velkými mnoţstvími tepla s nízkou hladinou (10 C aţ 25 C) to je BAT k ochlazování pouţitím otevřených průtočných (chladicích) soustav. V situaci na zelené louce můţe tento aspekt ospravedlnit volbu (pobřeţního) místa s dostupnými spolehlivými velkými mnoţstvími chladicí vody a místa s povrchovou vodou, jejíţ kapacita je dostatečná k přijímání velkých mnoţství vypouštěné chladicí vody. V případech, kde jsou chlazeny nebezpečné látky (emitované přes soustavu chlazení), které sebou přinášejí vysoké riziko pro ţivotní prostředí, to je BAT k aplikování chladicích soustav s nepřímým chlazením, které pouţívají sekundární chladicí okruh. Pouţití podzemní vody pro účely chlazení musí být v zásadě minimalizováno, například tam, kde vyčerpání zdrojů podzemní vody nemůţe být pod kontrolou. Sniţování přímé spotřeby energie Nízké spotřeby energie soustavou chlazení se dosáhne redukováním odporu (proudění) vody a/nebo vzduchu v chladicí soustavě, a také pouţitím zařízení, jehoţ spotřeba energie je nízká. V případech, kde proces, který má být ochlazován, vyţaduje proměnlivé provozování, byla úspěšně aplikována modulace průtoku vody a vzduchu, a takové opatření můţe být povaţováno za přístup BAT. ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL Listopad 2000 ix

Prováděcí souhrn Sniţování spotřeby vody a sniţování emisí tepla do vody Sniţování spotřeby vody a sniţování tepelných emisí do vody jsou k sobě těsně přidruţeny a platí zde tytéţ technologické volitelné moţnosti. Mnoţství vody potřebné pro chlazení je přidruţeno k mnoţství tepla, která má být rozptýleno. Čím je vyšší úroveň opětného vyuţití chladicí vody, tím jsou niţší potřebná mnoţství chladicí vody. Recirkulace chladicí vody, pouţívání otevřené nebo uzavřené recirkulační mokré (chladicí) soustavy, je přístup BAT, v případech, kde dostupnost vody je nízká nebo nespolehlivá. V recirkulačních chladicích soustavách můţe být zvýšení počtů cyklů přístupem BAT, ale poţadavky na úpravu chladicí vody mohou být omezujícím faktorem. Přístupem BAT je pouţívání eliminátorů unášení k sníţení únosu na méně neţ 0,01 % celkového mnoţství recirkulující vody. Sniţování strhávání (organismů vodou) Bylo vyvinuto mnoho rozdílných technik k zabránění strhávání (organismů vodou) nebo k sníţení poškození těchto organismů v případě, kdy dojde k jejich strţení. Úspěšnost byla proměnlivá a specifická podle daného místa. Nebyl identifikován ţádný zřetelný přístup BAT, ale důraz je kladen na analýzu biotopu, protoţe úspěšnost a poruchy závisí do značné míry na behaviorálních aspektech rodů/druhů, a na správném návrhu a umístění přívodu vody. Sniţování emisí chemických látek do vody V souladu s přístupem BAT by aplikování potenciálních technik k sniţování emisí do vodního prostředí mohlo být zvaţováno v tomto pořadí: volba chladicího uspořádání s niţší hladinou emise do povrchové vody; pouţití materiálu odolnějšího proti korozi pro chladicí zařízení; prevence a sniţování úniků látek pouţitých v procesu do chladicího okruhu v důsledku netěsností; aplikování alternativní (nechemické) úpravy chladicí vody; volba přídavných látek do chladicí vody za účelem sníţení dopadu na ţivotní prostředí; a optimalizované aplikování (monitorování a dávkování) přídavných látek do chladicí vody. BAT je sniţování potřeby kondicionování chladicí vody sniţováním výskytu znečištění a koroze v důsledku správného konstrukčního provedení. V průtočných (chladicích) soustavách má správné konstrukční provedení zabránit vzniku mrtvých prostorů a turbulence a udrţovat minimální rychlost proudění vody (0,8 [m/s] pro výměníky tepla, 1,5 [m/s] pro kondenzátory). BAT je volba materiálu pro průtočné (chladicí) soustavy ve vysoce korozívním prostředí, zahrnující pouţití Ti nebo vysokojakostní nerezové oceli nebo jiných materiálů s podobnými parametry tam, kde by redukční prostředí omezovalo pouţití Ti. Navíc ke konstrukčním opatřením v recirkulačních (chladicích) soustavách je BAT identifikovat aplikované cykly koncentrace a korozívnost látek pouţitých v procesu k umoţnění volby materiálu s patřičnou odolností proti korozi. Pro chladicí věţe je BAT aplikování vhodných typů výplní při uváţení jakosti vody (obsah tuhých částic), předpokládané znečišťování, odolnost na teploty a erozi, a volba konstrukčního materiálu, který nevyţaduje chemickou konzervaci. Cílem koncepce VCI pouţívané v chemickém průmyslu je minimalizovat rizika pro vodní prostředí v případě úniku látek pouţívaných v procesu v důsledku netěsností. Tato koncepce spojuje hladinu environmentálního x Listopad 2000 ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL

Prováděcí souhrn dopadu látky pouţité v procesu s poţadovaným chladicím uspořádáním a s poţadavky na monitorování. Při vyšších potenciálních rizicích pro ţivotní prostředí v případě úniků v důsledku netěsností vede tato koncepce ke zdokonalené odolnosti proti korozi, konstrukčním řešením s nepřímým chlazením a k zvyšující se úrovni monitorování chladicí vody. Sniţování emisí optimalizovanou úpravou chladicí vody Optimalizace aplikování oxidačních biocidů v průtočných (chladicích) soustavách je zaloţena na časování a na frekvenci provádění dávkování biocidu. Za BAT se povaţuje sniţování přiváděného mnoţství biocidů pouţitím cíleného dávkování v kombinaci s monitorováním chování makroznečišťujících biologických druhů (např. zavírací pohyb slávek jedlých, resp. mušlí) a vyuţití doby zdrţení chladicí vody v soustavě. Pro takové (chladicí) soustavy, kde jsou ve výstupu smíchávány různé chladicí proudy, je pulsující střídavé chlorování BAT a můţe ještě více sníţit koncentrace volných oxidačních látek ve vypouštěné vodě. Všeobecně vyjádřeno, přerušovaná úprava chladicí vody průtočných chladicích soustav je dostatečná k prevenci znečišťování (snad taky zabránění znečišťování ) (v orig. to prevent antifouling, pozn. překl.). V závislosti na biologických druzích a teplotě vody (nad 10 C aţ 12 C) můţe být nutné pouţít nepřetrţitou úpravu (chladicí vody) při nízkých hladinách. V případě mořské vody se hladiny BAT volné oxidační látky (FRO) ve vypouštěné vodě, přidruţené k těmto postupům, liší podle pouţitého reţimu dávkování (nepřetrţitý nebo přerušovaný), podle hladiny koncentrace dávkování a uspořádání chladicí soustavy. Jejich rozsah je od 0,1 [mg/l] do 0,5 [mg/l], s hodnotou 0,2 [mg/l] jako průměrná hodnota v průběhu 24 hodin. Důleţitým prvkem při zavádění přístupu pro úpravu (chladicí vody), který je zaloţen na BAT, zejména v případě recirkulačních chladicích soustav, ve kterých se pouţívají neoxidační biocidy, je provádění informovaných rozhodnutí ohledně toho, jaký reţim úpravy vody je pouţit, a jak by měl být řízen a monitorován. Volba vhodného reţimu úpravy (chladicí vody) představuje komplexní cvičení, které musí vzít v úvahu celou řadu faktorů lokálních a specifických pro předmětné místo, a uvést tyto faktory do vztahu k charakteristikám samotných přídavných látek, které jsou pouţívány pro úpravu, a k mnoţstvím a kombinacím, ve kterých jsou tyto látky pouţívány. Za účelem pomoci při procesu tvorby rozhodnutí BAT ohledně přídavných látek chladicí vody na lokální úrovni se BREF snaţí poskytnout místním úřadům, které jsou odpovědné za vydávání povolení IPPC, hlavní zásady pro posuzování. Směrnice o biocidních produktech 98/8/ES reguluje umístění biocidních produktů na Evropském trhu a povaţuje biocidy, které jsou pouţívány v chladicích soustavách, za specifickou kategorii biocidů. Výměna informací ukazuje, ţe v některých členských státech se jeví jako vhodné uskutečnit specifické reţimy posuzování pro aplikování přídavných látek chladicí vody. Z diskuse, která byla součástí výměny informací o průmyslových chladicích soustavách, vyplynul návrh dvou koncepcí pro přídavné látky chladicí vody, které mohou být pouţívány jako doplňkový prostředek úřadů, které vydávají povolení: Prověřovací posuzování (screening), zaloţené na existujících koncepcích, které umoţňují jednoduché vzájemné porovnávání přídavných látek chladicí vody z hlediska jejich moţného dopadu na vodní prostředí ( Benchmarking posuzování, Příloha VIII.1). Místně specifické posouzení očekávaných dopadů biocidů, které jsou vypouštěny do přijímací vody (recipientu), které navazují na výsledky Směrnice o biocidních produktech a které pouţívají metodologii pro ustanovení environmentálních norem jakosti (EQSs = Environmental Quality Standards) budoucí Rámcové směrnice o vodě jako klíčových prvků (Lokální posuzování biocidů, Příloha VIII.2). Benchmarking posuzování můţe být chápáno jako metoda porovnávání environmentálních dopadů několika alternativních přídavných látek chladicí vody, zatímco lokální posuzování pro biocidy poskytuje měřítko resp. standard pro určení kompatibilního přístupu BAT zejména pro biocidy (PEC/PNEC < 1). Pouţívání lokálních posuzovacích metodologií jako nástroje řízení průmyslových emisí je stále běţnou praxí. ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL Listopad 2000 xi

Prováděcí souhrn Sniţování emisí do vzduchu Sniţování dopadu emisí z provozování chladicí věţe do vzduchu je přidruţeno k optimalizaci kondicionování chladicí vody za účelem sníţení koncentrací v kapkách vody. V případech, kde je unášení hlavním přepravním mechanismem, povaţuje se za BAT pouţití eliminátorů unášení, jehoţ výsledkem je menší ztráta recirkulačního průtoku unášením neţ 0,01 %. Sniţování hluku Primárními opatřeními pro sniţování hluku jsou pouţití zařízení s nízkým hlukem. Přidruţené hladiny sníţení hluku jsou aţ 5 [db(a)]. Sekundárním opatřením na vstupu a výstupu chladicích věţí s umělým tahem jsou přidruţeny hladiny sníţení hluku minimálně 15 [db(a)] nebo více. Nicméně je nutné poznamenat, ţe sníţení hluku, zejména sekundárními opatřeními, mohou vést k poklesu tlaku, který vyţaduje přívod další energie k jeho kompenzaci. Sniţování úniků netěsnostmi a mikrobiologického rizika Přístupy BAT jsou: zabránění úniků v důsledku netěsností prostřednictvím konstrukčního provedení; provozováním zařízení v rozsahu mezních hodnot daných konstrukčním provedením a pravidelnými kontrolními prohlídkami chladicí soustavy. Zejména v případě chemického průmyslu se povaţuje za BAT aplikování bezpečnostní koncepce VCI, která byla zmíněna jiţ dříve pro sniţování emisí do vody. Výskyt (bakterií) Legionellae pneumophila (L P ) v chladicí soustavě nelze zcela zabránit. Za BAT se povaţuje aplikování těchto opatření: předcházení mrtvých prostorů a udrţování dostatečné rychlosti proudění vody; optimalizace úpravy chladicí vody za účelem sníţení výskytu znečištění, růstu a bujného mnoţení řas (chaluh) a améb; periodické čištění bazénu/jímky chladicí věţe; sniţování respirační zranitelnosti obsluhujícího personálu poskytnutím prostředků pro ochranu úst a ochranu proti hluku v případě, kdyţ vstupuje do provozní jednotky, nebo při vysokotlakém čištění (chladicí) věţe. 5. Rozdíl mezi novými a existujícími soustavami chlazení Na nové (chladicí) soustavy mohou být aplikovány všechny klíčové závěry BAT. Pokud tyto klíčové závěry BAT zahrnují technologické změny, můţe být jejich aplikování pro existující chladicí soustavy omezeno. Změna technologie v případě malých sériově vyráběných chladicích věţích se povaţuje za technicky a ekonomicky snadnější. Technologické změny v případě velkých (chladicích) soustav jsou všeobecně finančně nákladnější a vyţadují komplexní technické a ekonomické posouzení, které zahrnuje velké mnoţství faktorů. V některých případech mohou být snadněji proveditelné relativně malé úpravy těchto rozsáhlých (chladicích) soustav změnou části zařízení. Pro rozsáhlejší změny technologie můţe být nutné provést podrobné úvahy a posouzení účinků na ţivotní prostředí a nákladů. Všeobecně vzato BAT pro nové a existující (chladicí) soustavy jsou podobné v případech zaměření se na sníţení environmentálních dopadů zdokonalením provozu (chladicích) soustav. Toto se vztahuje na: optimalizaci úpravy chladicí vody řízeným dávkováním a volbou přídavných látek chladicí vody s cílem sníţení dopadu na ţivotní prostředí; pravidelnou údrţbu zařízení; a monitorování provozních parametrů, jako je rychlost koroze povrchu výměníku tepla, chemie chladicí vody a stupeň znečištění a úniky v důsledku netěsností. xii Listopad 2000 ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL

Prováděcí souhrn Příklady technik, které jsou povaţovány za BAT pro existující chladicí soustavy, jsou: pouţití vhodné výplně, která působí proti znečišťování; náhrada otáčejících se (rotačních) zařízení zařízeními s nízkým hlukem; prevence úniků v důsledku netěsností monitorováním trubek výměníku tepla; biologická filtrace vedlejšího/bočního toku; zlepšení jakosti doplňované přídavné vody; a řízené dávkování v průtočných (chladicích) soustavách. 6. Závěry a doporučení pro další práci Tento BREF dosáhl vysoké úrovně podpory od technické pracovní skupiny (TWG). Je všeobecně povaţován za komplexní a velmi specifický referenční dokument pro předmětné místo a daný proces k posouzení a identifikaci BAT pro proces průmyslového chlazení, zahrnující mnoho technických a ekonomických aspektů. Doposud existuje zřetelná podpora pro koncepci všeobecného BAT pro chladicí soustavy, vycházejícího z všeobecné předmluvy BREF a úvodu k BAT uvedeného v Kapitole 4. Proces výměny informací poukázal na celou řadu problematik, ve kterých je potřeba další práce v případě, pokud tento BREF bude revidován. Lokální posouzení úpravy chladicí vody bude vyţadovat další zkoumání ve věci jak vzít v úvahu veškeré relevantní faktory a chemické charakteristiky vztahující se k předmětnému místu, ale zároveň je nutné poskytnout jasný návod a uskutečnitelný postup. Mezi jiné oblasti zájmu, ve kterých bude potřeba vyvinout další úsilí, jsou zahrnuty alternativní techniky úpravy chladicí vody, sníţení biologického rizika na minimum a důleţitost emisí do vzduchu. ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL Listopad 2000 xiii

Obsah PROVÁDĚCÍ SOUHRN i PŘEDMLUVA 1 PŘEDMĚT REFERENČNÍHO DOKUMENTU 5 NÁZVOSLOVNÝ VÝKLADOVÝ SLOVNÍK 7 Termodynamické definice 7 Jiné definice 8 Zkratky a akronymy 13 1 VŠEOBECNÁ KONCEPCE BAT PRO PRŮMYSLOVÉ CHLADICÍ SOUSTAVY 15 1.1 Zdroje tepla, tepelné hladiny a rozsahy pouţití 19 1.2 Úroveň chladicí soustavy a vliv na účinnost procesu 20 1.2.1 Pouţití citlivá na teplotu 20 1.2.2 Pouţití necitlivá na teplotu 22 1.3 Optimalizace primárního procesu a opětné vyuţití tepla 22 1.3.1 Optimalizace primárního procesu 22 1.3.2 Pouţití odpadního tepla mimo místo jeho vzniku 23 1.4 Volba chladicí soustavy pro splnění poţadavkŧ procesu a podmínek daného místa 23 1.4.1 Poţadavky procesu 23 1.4.2 Volba místa 25 1.4.3 Klimatické podmínky 28 1.4.4 Matematické modelování, simulace na modelech a zkoušky na pilotních cyklech 30 1.5 Volba chladicí techniky pro splnění environmentálních poţadavkŧ 30 1.5.1 Všeobecné porovnání mezi chladicími soustavami chlazenými vzduchem a vodou 30 1.5.2 Konstrukční faktory a volba materiálů 31 1.5.3 Volitelné moţnosti pro technologickou změnu existujících chladicích soustav 32 1.6 Ekonomické okolnosti 37 2 TECHNOLOGOCKÉ ASPEKTY POUŢITÝCH CHLADICÍCH SOUSTAV 39 2.1 Úvod 39 2.2 Výměníky tepla 41 2.2.1 Kotlové výměníky tepla 41 2.2.2 Deskové výměníky tepla 41 2.2.3 Environmentální záleţitosti výměníků tepla 42 2.3 Prŧtočné chladicí soustavy 42 2.3.1 Přímé průtočné chladicí soustavy 42 2.3.2 Průtočné chladicí soustavy s chladicí věţí 43 2.3.3 Nepřímé průtočné chladicí soustavy 44 2.4 Otevřené recirkulační chladicí soustavy 45 2.4.1 Mokré chladicí věţe s přirozeným tahem 46 2.4.2 Mokré chladicí věţe s umělým tahem 48 2.5 Chladicí soustavy s uzavřeným okruhem 51 2.5.1 Chladicí soustavy chlazené vzduchem 51 2.5.2 Mokré chladicí soustavy s uzavřeným okruhem 56 2.6 Kombinované mokré/suché chladicí soustavy 58 2.6.1 Otevřené mokré/suché (hybridní) chladicí věţe 58 2.6.2 Hybridní chladicí soustavy s uzavřeným okruhem 59 2.7 Recirkulační chladicí soustavy 62 2.7.1 Přímé recirkulační chladicí soustavy 62 2.7.2 Nepřímé recirkulační chladicí soustavy 62 2.8 Náklady na chladicí soustavy 62 3 ENVIRONMENTÁLNÍ ASPEKTY PRŮMYSLOVÝCH CHLADICÍCH SOUSTAV A POUŢITÉ TECHNIKY PREVENCE A REDUKOVÁNÍ 65 3.1 Úvod 65 3.2 Spotřeba energie 67 3.2.1 Přímá spotřeba energie 67 3.2.2 Nepřímá spotřeba energie 67 3.2.3Redukování energie poţadované pro chlazení 70 3.3 Spotřeba a emise chladicí vody 71 3.3.1 Spotřeba vody 71 3.3.2 Strhávání ryb 74 3.3.3 Emise tepla do povrchové vody 77 i

Předmluva 3.4 Emise z úpravy chladicí vody 80 3.4.1 Pouţívání úpravy chladicí vody 80 3.4.2 Emise chemikálií do povrchové vody 83 3.4.3 Redukování emisí do povrchové vody 86 3.4.4 Redukování pouţitím dodatečné a alternativní úpravy chladicí vody 91 3.4.5 Redukování emisí posouzením a volbou přídavných látek chladicí vody 92 3.4.6 Optimalizace pouţívání přídavných látek chladicí vody 95 3.5 Pouţití chladicího vzduchu a emise vzduchu 101 3.5.1 Poţadavky na vzduch 101 3.5.2 Přímé a nepřímé emise 101 3.5.3 Parní vlečky chladicí věţe 103 3.6 Emise hluku 104 3.6.1 Zdroje hluku a hladiny hluku 104 3.6.2 Redukování hluku 107 3.7 Rizikové aspekty přidruţené k prŧmyslovým chladicím soustavám 110 3.7.1 Riziko úniků v důsledku netěsností 110 3.7.2 Skladování chemikálií a manipulace s nimi 113 3.7.3 Mikrobiologické riziko 113 3.8 Odpad z provozu chladicí soustavy 117 3.8.1 Tvorba kalů 117 3.8.2 Rezidua z úpravy chladicí vody a čisticích operací 117 3.8.3 Rezidua jako důsledek retrofitu, výměny a vyřazení z provozu 117 4 NEJLEPŠÍ DOSTUPNÉ TECHNIKY PRO PRŮMYSLOVÉ CHLADICÍ SOUSTAVY 119 4.1 Úvod 119 4.2 Horizontální přístup k definování BAT pro chladicí soustavy 120 4.2.1 Integrovaný management tepla 121 4.2.2 Aplikování BAT v průmyslových chladicích soustavách 124 4.3 Sniţování spotřeby energie 125 4.3.1 Všeobecně 125 4.3.2 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 126 4.4 Redukování poţadavkŧ na vodu 127 4.4.1 Všeobecně 127 4.4.2 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 127 4.5 Redukování strhávání organismŧ (vodou) 128 4.5.1 Všeobecně 128 4.5.2 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 128 4.6 Redukování emisí do vody 128 4.6.1 Všeobecný přístup BAT k redukování emisí tepla 128 4.6.2 Všeobecný přístup BAT k redukování chemických emisí do vody 129 4.6.3 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 131 4.7 Redukování emisí do vzduchu 134 4.7.1 Všeobecný přístup 134 4.7.2 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 135 4.8 Redukování emisí hluku 135 4.8.1 Všeobecně 135 4.8.2 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 136 4.9 Redukování rizika únikŧ v dŧsledku netěsností 136 4.9.1 Všeobecný přístup 136 4.9.2 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 137 4.10 Redukování biologického rizika 138 4.10.1 Všeobecný přístup 138 4.10.2 Identifikované redukční techniky v rozsahu přístupu BAT 138 5 ZÁVĚRY A DOPORUČENÍ 139 5.1 Časové rozvrţení práce 139 5.2 Zdroje informací 139 5.3 Doporučení pro další práci 139 ODKAZY NA LITERATURU 141 PŘÍLOHY 149 PŘÍLOHA I TERMODYNAMICKÉ PRINCIPY 155 I.1Předávání tepla v kotlovém výměníku tepla 155 ii Listopad 2000 ML / EIPPCB / CV_BREF_FINAL