Ứng dụng mô hình CAP 2010 đánh giá sự lan truyền ô nhiễm không khí

Ứng dụng mô hình Berliand đánh giá sự lan truyền ô nhiễm không khí Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng, Xã Vĩnh Tân, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận” làm bài nghiên cứu ứng dụng mô hình hóa, để từ đây có thể tạo ra một tài liệu trực quan làm tiền đề để tạo nên các mô hình quản lý khí thải từ nhà máy phát thải ra môi trường không khí xung quanh từ đó nhằm nâng cao chất lượng không khí để người dân và thiên nghiên không bị ảnh hưởng bởi khói bụi từ nhà mát nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng.

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỢT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÍ TIỂU LUẬN MƠN HỌC BỘ MƠN: THỰC HÀNH MƠ HÌNH HĨA MƠI TRƯỜNG NĂM HỌC 2021 – 2022 Bình Dương, 2021 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỢT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÍ Đề tài: Ứng dụng mơ hình CAP 2010 đánh giá lan truyền ô nhiễm không khí Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng, Xã Vĩnh Tân, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận GVHD: ThS Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng Lớp: D19MTKT01 MSSV: 1924403010190 Email: dungnguyen3301@gmail.com Bình Dương, 2021 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG .iii DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan mơ hình Gauss 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Ứng dụng mơ hình Gauss 1.1.3 Các thông số mơ hình Gauss 1.2 Phần mềm CAP 3.0 chạy mơ hình Gauss 1.3 Tổng quan nhà máy .6 1.3.1 Vị trí địa lý trạng khu đất 1.3.2 Sản phẩm công suất sản xuất 1.3.3 Quy trình sản xuất 1.3.4 Nhu cầu nhiên liệu 1.3.5 Nhu cầu máy móc thiết bị 1.3.6 Tác động mơi trường khơng khí 1.3.7 Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm mơi trường khơng khí .9 1.4 Tổng quan điều kiện khí tượng mơi trường khu vực nghiên cứu 1.4.1 Điều kiện khí tượng CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .11 2.1 Nội dung nghiên cứu .11 2.1.1 Thu thập số liệu 11 2.1.2 Chạy mơ hình Cap 2010 .12 2.1.3 Đánh giá lan truyền chất ô nhiễm khơng khí từ nhà máy 12 2.2 Phương pháp nghiên cứu 12 2.2.1 Phương pháp thu thập số liệu 13 2.2.2 Phương pháp mơ hình hóa 13 2.2.3 Phương pháp so sánh 16 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .18 3.1 Kết thu thập số liệu 18 3.1.1 Số liệu nguồn phát thải 18 3.1.2 Số liệu môi trường 18 3.2 Kết chạy mơ hình .18 3.2.1 Kết tính tốn thơng số trung gian mơ hình.18 3.2.2 Kết tính tốn lan truyền chất ô nhiễm 19 3.3 Đánh giá kết chạy mơ hình 19 3.4 Thảo luận 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Phân cấp độ ẩm ổn định khí theo vận tốc gió độ xạ nhiệt (ban ngày) độ mây che phủ (ban đêm) .5 Bảng Nhiệt độ khơng khí xung quanh khu vực nhà máy Đơn vị: oC 10 Bảng Chất lượng khơng khí xung quanh 10 Bảng Số liệu nguồn phát thải nhà máy .9 Bảng 2 Số liệu thông số phát thải .9 Bảng Tải lượng nồng độ chất ô nhiễm sau xử lý Bảng Đặc điểm gió khu vực nhà máy 10 Bảng Giá trị giới hạn thông số khơng khí xung quanh .13 Bảng Nồng độ thơng số nhiễm khí thải công nghệp nhiệt điện 14 Bảng Số liệu nguồn thải 15 Bảng Số liệu hàm lượng ô nhiễm 15 DANH MỤC HÌNH Hình 1 Sơ đồ mơ hình khuếch tán Gauss Hình Mơ tả thơng số đầu vào cho mơ hình Gauss .4 Hình Bản đồ vệ tinh nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng Hình Sơ đồ quy trình sản xuất điện nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Theo điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011- 2020 có xét đến năm 2030 (Quy hoạch điện VII điều chỉnh), đến năm 2020, tổng công suất nhà máy nhiệt điện than khoảng 26.000 MW (chiếm 42,7% cơng suất nguồn tồn hệ thống), sản xuất khoảng 131 tỷ kWh (chiếm 49,3% sản lượng điện) Theo đó, từ 2011, hàng loạt nhà máy nhiệt điện than công suất lớn (600 - 1.200 MW) nước liên tục đưa vào vận hành Nhiệt điện than ngày khẳng định vai trò nguồn điện chủ lực, đảm bảo an ninh lượng quốc gia Cho đến nay, tổng kết năm 2019, tổng công suất điện nước đạt 54.880 MW, nhiệt điện than đạt 20.200 MW chiếm 36,1%, có giá trị cao sản xuất điện lượng Sản lượng nhiệt điện than phát chiếm 150 tỷ kWh tổng số 231 tỷ kWh điện năm Việt Nam Bởi lẽ, nhiệt điện than nguồn điện ổn định quanh năm, số lên tới 7.000 giờ/năm, thiếu điện nên gần thường xuyên vận hành tới 8.000 giờ/năm, chưa có nguồn điện đạt điều kỷ lục Để sản xuất đủ điện nhằm đáp ứng nhu cầu kinh tế, Việt Nam dựa nhiều vào nhà máy nhiệt điện chạy than Cùng với lượng phát thải lớn, nhà máy nhiệt điện than tác động nhiều mặt đến môi trường sức khỏe người, nguy nhiễm khơng khí hữu Nhiều nghiên cứu cho thấy, khói thải từ nhà máy nhiệt điện than có thành phần bụi rắn, khí CO2, NO, SO2, HCl, NO2, N2O SO3 hầu hết có hại mơi trường Bụi phát thải từ ống khói thường có kích thước nhỏ, phát tán xa hàng chục km, có nguy thâm nhập vào đường hơ hấp người Trong bụi chứa số kim loại độc hại chì, asen, đồng, kẽm… Khí thải nhà máy nhiệt điện than chứa axit SOx, NOx khí Clo, H 2S Các khí tác dụng với nước có khí tạo thành đám mây axit, ngưng tụ thành mưa axit làm hủy hoại đất đai, mùa màng, kết cấu kim loại, gây bệnh ngồi da bệnh đường hơ hấp…Bên cạnh đó, khí CO2, NOx có khói thải cịn tạo hiệu ứng nhà kính làm nhiệt độ trái đất tăng cao Nhiều nghiên cứu cho tượng trái đất nóng lên nhà máy nhiệt điện than thải chiếm tới 20% tổng số lượng CO thải vào khí Nếu tính thêm phát tán khí NOx, CH4 tác động hiệu ứng nhà kính sử dụng than vào khoảng 22% Từ vấn đề trên, em chọn đề tài “Ứng dụng mơ hình Berliand đánh giá lan truyền nhiễm khơng khí Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng, Xã Vĩnh Tân, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận” làm nghiên cứu ứng dụng mơ hình hóa, để từ tạo tài liệu trực quan làm tiền đề để tạo nên mô hình quản lý khí thải từ nhà máy phát thải mơi trường khơng khí xung quanh từ nhằm nâng cao chất lượng khơng khí để người dân thiên nghiên khơng bị ảnh hưởng khói bụi từ nhà mát nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá lan truyền khí thải nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng cách ứng dụng mơ hình Berliand mơ q trình lan truyền khơng khí từ nguồn thải xác định Đối tượng nghiên cứu Mơi trường khơng khí nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng mơi trường khơng khí xung quanh nhà máy Phạm vị nghiên cứu Địa điểm: Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng, Xã Vĩnh Tân, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận Thời gian: 2014-2015 Ý nghĩa nghiên cứu Mơ hình lan truyền chất nhiễm ống khói thải nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân gây CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan mô hình Gauss 1.1.1 Khái niệm Mơ hình vệt khói Gauss số mơ hình sử dụng rộng rãi giới Mơ hình áp dụng cho nguồn thải điểm Cơ sở mô hình biểu thức phân bố chuẩn hay cịn gọi phân bố Gauss chất nhiễm khí Mơ hình Gauss phản ánh đầy đủ tượng lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn thải môi trường xung quanh Nguyên lý mơ hình Gauss tác động nhiễm từ nguồn thải biểu diễn phân bố nồng độ chất không gian chiều ( x, y, z ) , nồng độ ô nhiễm phân bố mặt cắt đứng theo hàm Gauss đối xứng trục nguồn phát thải Phương trình khuếch tán Gauss phụ thuộc vào cường độ thải nguồn , tác động gió, chiều cao đặc biệt điều kiện khí 1.1.2 Ứng dụng mơ hình Gauss Mơ hình dạng thích hợp dự báo ngắn hạn lẫn dài hạn Các dự báo ngắn hạn thực với trợ giúp mơ hình tính tốn vẽ đồ nhiễm vùng giai đoạn tương ứng với điều kiện tương đối ổn định Mơ hình sử dụng cho dự báo dài hạn khoảng thời gian dự báo chia thành khoảng thời gian tựa dừng (gắn với điều kiện dừng) điều kiện khí tượng Phương pháp tiếp cận cần thiết để đánh giá nồng độ trung bình năm cho số lượng lớn nguồn phân tán Mơ hình Gauss dung để: + Tính tốn tải lượng phát thải khí phát sinh từ hoạt động giao thơng + Đánh giá lan truyền khí thải nhà máy + Đánh giá ô nhiễm khơng khí từ nguồn riêng lẻ + Đánh giá khuếch tán chất ô nhiễm mà không cần đo đạc + Tính tốn nồng độ chất nhiễm bề mặt trái đất dọc theo trục gió hay độ cao h Hình 1 Sơ đồ mơ hình khuếch tán Gauss 1.1.3 Các thông số mô hình Gauss Thơng số đầu vào cần thiết cho mơ hình: Kịch tính tốn: Khí tượng + vận tốc gió + Hướng gió + Nhiệt độ Nguồn thải + Chiều cao + Đường kính + Nhiệt độ + Vận tốc khí + Tải lượng nhiễm Bản đồ nhiễm Mơ hình tính tốn nút lưới Nội suy khơng gian Hình Mơ tả  Ưu điểm mơ hình: thơng số đầu vào + Đơn giản, dễ thực cho mơ hình Gauss + Kết mơ hình hiển thị dạng đồ họa dễ quan sát nhận định 10 Thời gian tính: 60 phút Bảng Đặc điểm gió khu vực nhà máy Tháng 4-9 10-3 Hướng gió Tần suất xuất chủ đạo gió Tơc độ gió trung bình (m/s) Tây Nam 6,1 14,4 Đông Nam 12,6 Đông Bắc 19,9 15,4 Bắc 7,5 16,5 Tốc độ gió trung bình đo đạc trạm quan trắc: 3,1 m/s 2.1.2 Chạy mơ hình Cap 2010 Xác định thông số để nhập liệu như: - Chiều cao ống khói - Đường kính miệng ống khói - Thời điểm chạy mơ hình tháng - Vận tốc khí thải khỏi miệng ống khói - Tải lượng chất nhiễm - Nhiệt độ khói thải - Nhiệt độ mơi trường - Vận tốc gió - Khoảng cách lan truyền tính từ miếng ống khói … 2.1.3 Đánh giá lan truyền chất nhiễm khơng khí từ nhà máy Sự lan truyền chất nhiễm q trình vận hành nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng chủ yếu đến từ hoạt động đốt than dầu DO để tạo điện, nhà máy sử dụng hệ thống xử lý khói thải nhiễm cơng nghệ cao nên việc phát sinh ô nhiễm từ nhà máy không xảy 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp thu thập số liệu Tham khảo, tổng hợp tài liệu: - Báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án Nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng, Xã Vĩnh Tân, Huyện Tuy Phong, Tỉnh Bình Thuận - Sách: Giáo trình mơ hình hóa mơi trường 18 - Số liệu khí tượng từ trạm Phan Rang 2.2.2 Phương pháp mơ hình hóa 19 20 ... tán Mơ hình Gauss dung để: + Tính tốn tải lượng phát thải khí phát sinh từ hoạt động giao thông + Đánh giá lan truyền khí thải nhà máy + Đánh giá ô nhiễm không khí từ nguồn riêng lẻ + Đánh giá khuếch... cứu Đánh giá lan truyền khí thải nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân mở rộng cách ứng dụng mơ hình Berliand mơ q trình lan truyền khơng khí từ nguồn thải xác định Đối tượng nghiên cứu Môi trường không khí. .. vào khí Nếu tính thêm phát tán khí NOx, CH4 tác động hiệu ứng nhà kính sử dụng than vào khoảng 22% Từ vấn đề trên, em chọn đề tài ? ?Ứng dụng mơ hình Berliand đánh giá lan truyền ô nhiễm không khí