Przeliczenie NOx na zawartość O2: wzór i wartości w Japonii
Raport z pomiarów kotła z Japonii podaje: „NOx 60 ppm (O2 5% kansan)”. Twoje pozwolenie ustala limit w mg/m3u przy 3% O2 w gazie suchym. Tych dwóch liczb nie porównasz, dopóki nie mają tej samej zawartości tlenu odniesienia, tej samej podstawy wilgotności i tych samych jednostek.
O2 kansan (O2換算) oznacza „przeliczenie na zawartość O2”. To obliczenie, które podaje zmierzone stężenie NOx lub pyłu (po japońsku baijin) tak, jakby spaliny zawierały stałą, ustaloną ilość tlenu. Japonia stosuje wzór C = Cs × (21 − On) / (21 − Os), a poziom odniesienia On jest w prawie ustalony osobno dla każdego rodzaju urządzenia.
W tym artykule wyjaśniamy, co robi ten wzór i skąd w nim liczba 21, a potem pokazujemy przykład z rozcieńczeniem spalin. Podajemy japońskie wartości O2 odniesienia i porównujemy je z praktyką UE i Polski. Na końcu są: sposób przeliczenia danych dostawcy na Twoją podstawę, lista kontrolna, pytania do dostawcy i szablon e-maila.
Spis treści
- Co oznacza przeliczenie na O2 w japońskiej specyfikacji
- Po co przelicza się emisje na stały poziom O2
- Przykład obliczeń: rozcieńczenie nie zmienia wartości po przeliczeniu
- Japońskie wartości O2 odniesienia według rodzaju urządzenia
- Jak japońskie O2 odniesienia mają się do UE i Polski
- Gaz suchy, ppm i mg/m3u: co jeszcze musi się zgadzać
- Jak przeliczyć wartość NOx od japońskiego dostawcy na Twoją podstawę
- Lista kontrolna i pytania do japońskiego dostawcy
- Ograniczenia tego artykułu
- FAQ
- Źródła
Co oznacza przeliczenie na O2 w japońskiej specyfikacji
Japońskie specyfikacje i raporty z pomiarów podają podstawę tlenową obok wartości, na przykład „NOx 150 ppm (O2 4%換算)” albo „O2 12%換算値”. Czytaj to jako „przeliczone na 4% O2” lub „przy 12% O2”. Ustawowy poziom odniesienia nazywa się hyojun sanso nodo (標準酸素濃度), czyli standardowa zawartość tlenu.
Wzór pochodzi z rozporządzenia wykonawczego do japońskiej ustawy o ochronie powietrza (Taiki Osen Boshi Ho, 大気汚染防止法), z uwag do tabel standardów emisyjnych dla pyłu i tlenków azotu:
Japońskie prawo podaje NOx jako cm3 w m3 spalin, przeliczonych na 0 °C i 1 atm. 1 cm3 w 1 m3 to 1 ppm objętościowo, więc ppm można wstawić do wzoru bezpośrednio. Pył liczy się tym samym wzorem, tylko jednostką jest g na m3 spalin przy 0 °C i 1 atm.
Liczba „21” to zawartość tlenu w powietrzu. Suche powietrze zawiera około 20,95% tlenu objętościowo, a Japonia zaokrągla to do 21. Jak pokazano dalej, przepisy amerykańskiej agencji EPA używają wartości 20,9.
Każda z czterech wielkości we wzorze ma inne źródło:
Dwie wielkości się mierzy, jedną ustala prawo, a jedna jest wynikiem.
Ograniczenie Os do 20% wynika z uwag do tabel załącznikowych 2 i 3-2 japońskiego rozporządzenia wykonawczego (pył i NOx).
On nie wybierasz sam. Zależy od rodzaju urządzenia i od substancji (NOx albo pył). Na przykład kocioł spalający wyłącznie gaz ma 5%, a główne wartości są w tabeli dalej w artykule.
Po co przelicza się emisje na stały poziom O2
Przeliczenie daje wszystkim instalacjom tę samą miarę. Kocioł lub spalarnia spala paliwo tlenem z powietrza, a tlen niewykorzystany wychodzi kominem ze spalinami. Dlatego powietrze zawiera 21% tlenu, a spaliny mniej.
Rysunek poniżej pokazuje, gdzie znika tlen:
Spalanie zużywa tlen z powietrza. Do spalin trafia tylko to, co zostanie.
Zawartość O2 w spalinach zależy od tego, ile nadmiaru powietrza doprowadzono względem paliwa (od współczynnika nadmiaru powietrza).
Zawartość O2 w spalinach silnie zależy od współczynnika nadmiaru powietrza, przy którym pracuje urządzenie. Im wyższy współczynnik, tym więcej tlenu w spalinach, a im niższy, tym mniej.
Współczynnik nadmiaru powietrza (kuki-hi, 空気比; oznaczany λ) to stosunek powietrza rzeczywiście doprowadzonego do powietrza potrzebnego do całkowitego spalenia.
Ponieważ zawartość O2 zmienia się z warunkami pracy, surowych stężeń z dwóch urządzeń nie da się porównać na jednej skali. Rozwiązaniem jest przeliczenie każdego wyniku na jeden stały poziom O2.
Przykład liczbowy: rozcieńczenie spalin
Weźmy strumień spalin 100 Nm3/min przy 3% O2. Nm3 (normalny metr sześcienny) to objętość przeliczona na 0 °C i 1 atm.
Jeśli spaliny zawierają 200 ppm NOx, to strumień NOx wynosi 100 × 200 × 10−6 = 0,02 Nm3/min. Strumień tlenu to 3 Nm3/min.
Wartość w ppm to tylko stężenie, więc domieszanie powietrza z zewnątrz może obniżyć ją dowolnie. Dodajmy 100 Nm3/min świeżego powietrza, a razem będzie 200 Nm3/min. To powietrze niesie 21 Nm3/min tlenu, więc tlenu jest łącznie 24 Nm3/min, czyli 12%.
Poniższy rysunek pokazuje ten bilans:
Ilość NOx się nie zmienia. Spada tylko stężenie.
O2: 3 Nm3/min
NOx: 0,02 Nm3/min (200 ppm)
O2: 21 Nm3/min
NOx: 0 Nm3/min
O2: 24 Nm3/min
NOx: 0,02 Nm3/min (100 ppm)
Strumień NOx nadal wynosi 0,02 Nm3/min, więc stężenie spada do 0,02 ÷ 200 = 100 ppm. Z komina wychodzi tyle samo NOx, a liczba jest dwa razy mniejsza.
Limit stężenia byłby bez sensu, gdyby dało się go spełnić przez rozcieńczenie. Przeliczenie na O2 zamyka tę lukę, bo pyta, jakie byłoby stężenie przy stałej zawartości O2, na przykład 6%. Japońskie Ministerstwo Środowiska podaje, że korektę do standardowej zawartości tlenu wprowadzono po to, by nie spełniać standardów emisyjnych przez rozcieńczanie spalin powietrzem.
Przykład obliczeń: rozcieńczenie nie zmienia wartości po przeliczeniu
Przeliczmy teraz oba stany z poprzedniej części na 6% O2. Pierwszy to obliczenie podstawowe, drugi potwierdza, co dzieje się po rozcieńczeniu.
Przed rozcieńczeniem
Dla spalin z 3% O2 i 200 ppm NOx wstawiamy Os = 3 i On = 6. Wartość po przeliczeniu to około 167 ppm:
Zmierzone O2 (3%) jest niższe niż odniesienia (6%), więc wartość po przeliczeniu jest mniejsza niż zmierzone 200 ppm.
Po rozcieńczeniu nadmiarem powietrza
Po dodaniu 100 Nm3/min świeżego powietrza spaliny mają 12% O2 i 100 ppm NOx. Po przeliczeniu na 6% O2 wynik znowu wynosi około 167 ppm:
Dlatego zwiększanie objętości spalin przez dodawanie powietrza nie pomaga już zmieścić się pod limitem stężenia. Zestawienie poniżej pokazuje oba stany obok siebie:
Zmierzone stężenie spada o połowę, ale w obu przypadkach po przeliczeniu na 6% O2 wychodzi 167 ppm.
Wartości po przeliczeniu są równe, bo cały dodatkowy tlen pochodzi z powietrza rozcieńczającego.
Wyjaśnia to stosunek (21 − Os)/21. To udział spalin właściwych, a nie powietrza rozcieńczającego, w całym strumieniu. Przy 3% O2 ten udział to 18/21, a przy 12% to 9/21.
Podzielenie zmierzonej wartości przez ten udział zwraca stężenie sprzed rozcieńczenia, czyli odpowiednik „0% O2”. Zarówno 200 ÷ (18/21), jak i 100 ÷ (9/21) dają około 233 ppm. Przeliczenie na O2 mnoży potem tę wartość przez udział odniesienia, czyli 15/21 przy On = 6: 233 × 15/21 ≈ 167 ppm.
Aby zapamiętać, co gdzie stoi: wartość odniesienia (On) jest w liczniku, a zmierzona (Os) w mianowniku. Im bardziej zmierzone O2 przekracza odniesienie (im bardziej spaliny są rozcieńczone), tym bardziej wartość po przeliczeniu przewyższa zmierzoną.
Japońskie wartości O2 odniesienia według rodzaju urządzenia
Japonia ustala On dla każdego rodzaju urządzenia w rozporządzeniu wykonawczym do ustawy o ochronie powietrza. Wartości dla NOx są w uwagach do tabeli załącznikowej 3-2, a dla pyłu w uwagach do tabeli załącznikowej 2. Kotły dzielą się na trzy grupy według paliwa: 5% dla gazu, 4% dla paliw ciekłych i 6% dla paliw stałych.
Tabela poniżej zawiera główne rodzaje urządzeń, sprawdzone z tekstem rozporządzenia w e-Gov, japońskiej oficjalnej bazie aktów prawnych:
Kotły dzielą się na trzy grupy według paliwa. Silniki wysokoprężne i turbiny gazowe mają wysokie wartości, a silniki gazowe i benzynowe 0%.
Zestawienie z uwag do tabel załącznikowych 2 i 3-2 rozporządzenia wykonawczego (tekst z e-Gov, stan z października 2026; sprawdź wersję aktualnie obowiązującą). Dla NOx małe kotły o powierzchni ogrzewalnej poniżej 10 m2 tworzą osobne kategorie (paliwo stałe 6%, ciekłe 4%). Dla pyłu niektóre urządzenia, na przykład kotły spalające ług czarny i urządzenia ogrzewane elektrycznie, stosują C = Cs bez przeliczenia.
Dla wielu głównych rodzajów urządzeń NOx i pył mają to samo On. Obie tabele grupują jednak urządzenia inaczej, więc dla każdej substancji sprawdź osobno, pod którą pozycję podpada Twoje urządzenie.
Dla NOx obowiązuje też kilka przypadków szczególnych. Niektóre piece tlenku ołowiu stosują C = Cs bez przeliczenia, a piece do topienia szkła spalające wyłącznie w czystym tlenie mnożą wartość po przeliczeniu dodatkowo przez 1/4. Jeśli Twoje urządzenie należy do jednej z tych grup, zapytaj dostawcę, jakiego wzoru użył.
Przykład: sprawdzenie kotła gazowego
Załóżmy, że kocioł wyłącznie gazowy (On = 5) ma zmierzone 8% O2 i 80 ppm NOx. Wartość po przeliczeniu to około 98 ppm:
Te 98 ppm porównuje się ze standardem emisyjnym z tabeli załącznikowej 3-2. Dla kotła wyłącznie gazowego o strumieniu spalin od 40 000 do poniżej 500 000 m3N/h standard krajowy wynosi 100 cm3/m3 (100 ppm). Strumień spalin to tu maksymalny strumień godzinowy przeliczony na 0 °C i 1 atm.
Można też policzyć od limitu wstecz i znaleźć odczyt surowy, który mu odpowiada. Po przekształceniu wzoru Cs = C × (21 − Os) / (21 − On):
To obliczenie wsteczne jest wskazówką przy odczytywaniu analizatora w czasie pracy. O zgodności decyduje standard i warunki, które faktycznie dotyczą danego urządzenia, w tym przepisy przejściowe zależne od daty instalacji i ostrzejsze limity prefektur.
Jeśli odczyty analizatora trafiają do raportu, analizator musi być też prawidłowo wzorcowany.
Wartości po przeliczeniu pomagają także przy zmianie warunków pracy. Podgrzewanie powietrza do spalania w podgrzewaczu powietrza oszczędza energię, ale trzeba sprawdzić, czy nie podnosi stężenia NOx, a wartości po przeliczeniu ułatwiają porównanie przed i po.
Jak japońskie O2 odniesienia mają się do UE i Polski
Przepisy unijne i polskie stosują ten sam pomysł, ale z innymi poziomami odniesienia. W Polsce standardy emisyjne dla źródeł spalania paliw określa rozporządzenie Ministra Klimatu z 24 września 2020 r. (Dz.U. 2020 poz. 1860), które wdraża m.in. wymogi dyrektywy 2010/75/UE (IED). Rozporządzenie sprowadza stężenie do standardowej zawartości tlenu wzorem, w którym O1 to standardowa zawartość tlenu, a O2 zawartość zmierzona lub obliczona. Konstrukcja jest ta sama co w Japonii: wartość odniesienia w liczniku, zmierzona w mianowniku.
Standardy w załącznikach do rozporządzenia są podane w mg/m3u (litera „u” oznacza warunki umowne) przy 6%, 3% lub 15% tlenu w gazach odlotowych. Dla średnich źródeł spalania poradnik KOBiZE podaje warunki: 273 K i 101,3 kPa. Poniższa tabela zawiera tylko wartości, które potwierdziliśmy w tekście przepisów. Zapisy własnego pozwolenia mają pierwszeństwo przed każdą regułą ogólną.
| Urządzenie | Japonia (On) | UE (dyrektywa IED) i Polska |
|---|---|---|
| Kocioł gazowy | 5% | 3% (paliwa ciekłe i gazowe) |
| Kocioł olejowy | 4% | 3% |
| Kocioł na węgiel / paliwo stałe | 6% | 6% |
| Turbina gazowa | 16% | 15% |
| Silnik wysokoprężny | 13% | Nie potwierdzono (sprawdź pozwolenie) |
| Silnik gazowy | 0% | 15% |
| Spalarnia odpadów | 12% | 11% (3% dla olejów odpadowych) |
Wyróżniają się trzy różnice:
- Silniki. Japonia przelicza silniki gazowe i benzynowe na 0% O2, a UE stosuje 15%. Ten sam silnik pokazuje więc w japońskiej podstawie wartość około 3,5 raza wyższą (21/6 = 3,5).
- Turbiny gazowe. Japonia stosuje 16%, a UE 15%. Te same spaliny dają o 20% wyższą wartość przy 15% O2 niż przy 16% (6/5 = 1,2).
- Stała we wzorze. Japonia i UE zapisują wzór z liczbą 21, a przepisy EPA w USA używają 20,9, na przykład Cadj = Cmeas × (20,9 − 7)/(20,9 − %O2) dla 7% O2. Wpływ jest mały: przeliczenie 200 ppm z 3% na 6% O2 daje 166,7 ppm ze stałą 21 i 166,5 ppm ze stałą 20,9. To ważne tylko wtedy, gdy dostawca pracuje z klientem amerykańskim.
Niektóre limity w ogóle nie są stężeniami. Podpunkt KKKK przepisów amerykańskich dopuszcza na przykład limity odniesione do wytworzonej energii w lb/MWh, których nie porówna się z japońskim wynikiem w ppm samym przeliczeniem na O2.
Gaz suchy, ppm i mg/m3u: co jeszcze musi się zgadzać
Zawartość O2 odniesienia to tylko jedna z czterech podstaw, które muszą być zgodne. Pozostałe trzy to wilgotność, jednostka i temperatura odniesienia.
Gaz suchy a mokry
Limity UE podaje się po korekcie na zawartość pary wodnej, a w praktyce polskich pozwoleń zwykle dla gazu suchego; dokładny zapis sprawdź w swoim pozwoleniu. Japońskie wyniki zgodności podaje się często dla gazu suchego (kawaki gasu, 乾きガス); raport jednej japońskiej spalarni komunalnej podaje na przykład wartości w przeliczeniu na gaz suchy przy 12% O2.
Spaliny ze spalania gazu ziemnego zawierają dużo pary wodnej, więc wartość dla gazu mokrego jest wyraźnie niższa niż dla suchego. Jeśli japońska karta danych nie mówi „dry”, dopytaj. Nie stosuj wzoru na O2 do wartości NOx dla gazu mokrego razem z wartością O2 dla gazu suchego.
ppm a mg/m3u
Japonia podaje limity NOx objętościowo (cm3/m3, czyli ppm). UE i Polska podają je jako masę na objętość (mg/m3u, zwykle w przeliczeniu na NO2). Aby przeliczyć ppm na mg/m3, mnoży się przez masę molową i dzieli przez objętość molową w temperaturze odniesienia:
- Przy 0 °C i 101,3 kPa (warunki normalne UE i Japonii, w Polsce 273 K): 1 ppm NO2 = 46,01 ÷ 22,41 ≈ 2,05 mg/m3u
- Przy 20 °C i 101,3 kPa (warunki standardowe EPA według 40 CFR 60.2, przydatne tylko przy danych dla klienta z USA): 1 ppm NO2 ≈ 1,91 mg/m3
Można przeliczać na O2 najpierw albo na końcu; kolejność nie ma znaczenia, o ile obie wartości są dla gazu suchego. Ważna jest temperatura odniesienia. „Nm3” z Japonii lub UE dotyczy 0 °C, a „standard” w przepisach USA oznacza 20 °C.
Jak przeliczyć wartość NOx od japońskiego dostawcy na Twoją podstawę
Jeśli masz odczyty surowe (zmierzone NOx Cs i zmierzone O2 Os, oba dla gazu suchego), zastosuj od razu własny wzór i własny poziom odniesienia. To najczystsza metoda. Jeśli masz tylko wartość już przeliczoną, możesz ją przenieść z jednego odniesienia na drugie, bo zmierzone O2 się skraca:
Postępuj według kroków:
- Odczytaj japońską podstawę. Znajdź odniesienie O2 (adnotacja „○% kansan”), gaz suchy lub mokry oraz jednostkę (ppm lub mg/m3N przy 0 °C).
- Ustal swoją podstawę. Weź z pozwolenia, a nie z reguły ogólnej: tlen odniesienia, podstawę wilgotności, jednostkę, temperaturę odniesienia i czas uśredniania.
- Przelicz odniesienie O2 wzorem powyżej albo policz od nowa z odczytów surowych.
- Przelicz jednostki, jeśli limit jest w mg/m3u, z temperaturą odniesienia wskazaną w przepisie.
- Porównuj to, co porównywalne. Sprawdź, czy obciążenie, paliwo i okres uśredniania w japońskim teście odpowiadają temu, co obejmuje Twój limit.
Oto trzy przykłady fikcyjne, liczone ze stałą 21:
- Kocioł gazowy. Dostawca gwarantuje 60 ppm przy 5% O2. Przy 3% O2: 60 × (21 − 3)/(21 − 5) = 60 × 18/16 = 67,5 ppm. W jednostkach używanych w UE (0 °C, jako NO2) daje to około 67,5 × 2,05 ≈ 138 mg/m3u przy 3% O2.
- Turbina gazowa. Raport z testu podaje 15 ppm przy 16% O2. Przy 15% O2: 15 × (21 − 15)/(21 − 16) = 15 × 6/5 = 18 ppm.
- Silnik gazowy. Karta danych podaje 200 ppm przy 0% O2. Przy 15% O2: 200 × (21 − 15)/21 ≈ 57 ppm.
Przykład silnika gazowego pokazuje, dlaczego podstawa ma znaczenie. Japońska liczba, która wygląda na dalece ponad limitem przy 15% O2, po przeliczeniu może się w nim spokojnie mieścić, a wartość dla turbiny, która wygląda na zgodną, może nie być. Traktuj te wyniki wyłącznie jako wstępną ocenę, a ostateczne porównanie potwierdź z pozwoleniem, organem wydającym pozwolenie lub dostawcą.
Lista kontrolna i pytania do japońskiego dostawcy
Użyj tej listy, zanim porównasz japońską wartość emisji ze swoim limitem:
- Odniesienie O2 japońskiej wartości (np. „O2 4% kansan”) i odniesienie Twojego limitu
- Gaz suchy czy mokry, zarówno dla substancji, jak i dla odczytu O2
- Jednostka: ppm (cm3/m3N), mg/m3u albo jednostka strumienia masowego lub odniesiona do energii
- Temperatura i ciśnienie odniesienia (0 °C, 20 °C lub 25 °C; 101,3 kPa)
- NOx w przeliczeniu na NO2 czy na NO, jeśli limit jest w jednostkach masy
- Stała we wzorze: 21 czy 20,9
- Obciążenie, paliwo i tryb pracy w czasie testu
- Czas uśredniania (chwilowy, 1-godzinny, dobowy) i metoda pomiaru (w Japonii JIS K 0104; w UE metody odniesienia z norm PN-EN, np. PN-EN 14792 dla NOx i PN-EN 14789 dla O2)
- Czy wartość jest gwarancją, wartością projektową czy wynikiem pomiaru
- Czy zastosowano wzór szczególny (bez przeliczenia albo współczynnik 1/4 dla pieców z tlenem)
Metody pomiaru japońskie i europejskie nie są identyczne; ich zgodność z Twoim pozwoleniem potwierdź z dostawcą lub z jednostką wykonującą pomiary.
Pytania do strony japońskiej:
- Na jakie odniesienie O2 przeliczono wartość NOx (lub pyłu) i czy to japońskie standardowe O2 dla tego rodzaju urządzenia?
- Czy wartości NOx i O2 podano dla gazu suchego?
- Czy możecie przesłać surowe zmierzone wartości NOx i O2 z testu, przed przeliczeniem?
- Przy jakim obciążeniu, na jakim paliwie i w jakich warunkach otoczenia przeprowadzono test oraz jaki był czas uśredniania?
- Czy możecie podać gwarancję w naszych warunkach odniesienia (% O2, gaz suchy, jednostka, temperatura odniesienia)?
Korespondencja z Japonią zwykle toczy się po angielsku, więc szablon poniżej jest po angielsku i możesz go dopasować:
Subject: NOx emission data for [equipment / model] – basis confirmation
Dear [Name],
Thank you for the test report for [equipment / model]. The report lists NOx as [value] ppm "O2 [x]% kansan." Our permit sets the limit as [value] [ppmvd / mg/Nm3] at [y]% O2, dry basis, [reference temperature], [averaging time].
Could you please confirm whether the NOx and O2 values are on a dry basis, and send the raw measured NOx and O2 values with the load and fuel during the test? We would also appreciate it if you could restate the guaranteed NOx value at [y]% O2, dry basis, in [unit].
Best regards,
[Your name]
[Company]
Ograniczenia tego artykułu
- Japońskie wartości to standardy krajowe z rozporządzenia wykonawczego do ustawy o ochronie powietrza. Prefektury mogą ustalać ostrzejsze limity, a starsze instalacje mogą podlegać przepisom przejściowym.
- Polskie i unijne odniesienia O2 zależą od rodzaju źródła, paliwa, mocy i pozwolenia. Tabela porównawcza podaje przykłady, a nie Twój obowiązujący limit; przepisy mają kolejne zmiany, więc sprawdź aktualny tekst jednolity.
- Ponowne przeliczenie wartości już przeliczonej zakłada, że obie dotyczą gazu suchego i że oryginalne przeliczenie użyło standardowego wzoru. Praca z odczytów surowych omija to założenie.
- Artykuł dotyczy stężeń NOx i pyłu. Japonia reguluje tlenki siarki (SOx) inaczej (zobacz FAQ), a niektóre limity są wyrażone strumieniem masowym lub odniesione do energii.
- Decyzje o zgodności należą do zespołu ds. środowiska w zakładzie i do organu wydającego pozwolenie. Pomiary przy kominie i kanałach spalin wykonuje się według instrukcji BHP zakładu; ten tekst ich nie opisuje. Użyj artykułu, aby zadawać właściwe pytania, a nie jako oceny zgodności.
FAQ
Co zrobić, gdy zmierzone O2 przekracza 20%?
Wstaw 20%. W japońskich przepisach dla pyłu i NOx Os powyżej 20% traktuje się jako 20%, więc odczyt 20,5% wchodzi do wzoru jako 20. Gdy Os zbliża się do 21%, mianownik 21 − Os dąży do zera, a wartość po przeliczeniu rośnie ekstremalnie.
Urządzenia, dla których On jest zdefiniowane jako równe Os albo które stosują C = Cs, nie są przeliczane wcale.
Co znaczy „przeliczone na 0% O2”?
To stężenie sprzed jakiegokolwiek rozcieńczenia powietrzem. Przy On = 0 wzór przyjmuje postać C = Cs × 21/(21 − Os). Japonia stosuje 0% dla silników gazowych i benzynowych.
Na przykład silnik gazowy z Os = 10% i 300 ppm NOx daje 300 × 21/11 ≈ 573 ppm i właśnie tę wartość porównuje się ze standardem. Dla tych samych spalin wartość „0%” jest zawsze większa niż „6%”, więc przed porównywaniem raportów ujednolić podstawę O2.
Czy Japonia stosuje przeliczenie na O2 do SOx?
Nie. Japonia reguluje tlenki siarki metodą „wartości K” (K-value), która z efektywnej wysokości komina i stałej regionalnej K wyznacza dopuszczalny strumień godzinowy. Wzór to q = K × 10−3 × He2, gdzie He jest skorygowaną wysokością komina.
Wyznaczone obszary mają dodatkowo limity emisji całkowitej i normy zużycia paliwa. Siarka w paliwie może też powodować korozję niskotemperaturową w kotłach. W Polsce standard emisyjny dwutlenku siarki jest natomiast podany jako stężenie przy 3% lub 6% O2, więc przy SO2 przeliczenie na O2 jest potrzebne.
Jak przeliczenie na O2 wiąże się ze współczynnikiem nadmiaru powietrza?
Współczynnik nadmiaru powietrza m można oszacować ze spalin jako m ≈ 21/(21 − O2). Wtedy czynnik (21 − On)/(21 − Os) czyta się jako „współczynnik nadmiaru powietrza przy pomiarze ÷ współczynnik odniesienia”.
Wzór na współczynnik nadmiaru powietrza jest jednak przybliżeniem, więc oba nie zgadzają się dokładnie. Przeliczenie na O2 to obliczenie regulacyjne, a współczynnik nadmiaru powietrza to wielkość eksploatacyjna do sterowania spalaniem.
Praca przy niższym współczynniku nadmiaru powietrza, ale bez przesady, zmniejsza ciepło unoszone przez spaliny.
Jak przeliczyć ppm przy 15% O2 na ppm przy 3% O2?
Pomnóż przez (21 − 3)/(21 − 15) = 3, albo przez (20,9 − 3)/(20,9 − 15) ≈ 3,03, jeśli Twój przepis stosuje 20,9. Wartość 9 ppm przy 15% O2 to około 27 ppm przy 3% O2. Obie wartości muszą być dla gazu suchego.
Źródła
- Wzór przeliczenia, standardowe O2, ograniczenie do 20% i standardy emisyjne NOx: e-Gov, rozporządzenie wykonawcze do ustawy o ochronie powietrza (po japońsku) (art. 3–5, tabele załącznikowe 2 i 3-2)
- Prefekturalne limity ostrzejsze niż krajowe: e-Gov, ustawa o ochronie powietrza (po japońsku) (art. 4)
- Cel przeliczenia (zapobieganie rozcieńczaniu powietrzem): Ministerstwo Środowiska Japonii, „Regulacje dotyczące pyłu” (po japońsku)
- Stężenia NOx i limity emisji całkowitej: Ministerstwo Środowiska Japonii, „Regulacje substancji szkodliwych” (po japońsku)
- Regulacja SOx metodą wartości K: Ministerstwo Środowiska Japonii, „Regulacje tlenków siarki (SOx)” (po japońsku)
- Japońskie wyniki podawane dla gazu suchego (przykład): miasto Sano, wyniki pomiarów emisji ze spalarni (po japońsku)
- Podgrzewanie powietrza i sprawdzanie NOx: Ministerstwo Środowiska Japonii, program SHIFT, środek 121222 „Podgrzewanie powietrza do spalania spalinami kotła” (po japońsku)
- Zawartość tlenu w suchym powietrzu (20,95%): NASA, „Earth Fact Sheet”
- Polskie standardy emisyjne dla źródeł spalania paliw i standardowa zawartość tlenu: Rozporządzenie Ministra Klimatu z 24 września 2020 r., Dz.U. 2020 poz. 1860
- Warunki odniesienia dla średnich źródeł spalania paliw w Polsce (273 K, 101,3 kPa): KOBiZE, poradnik „Średnie źródła spalania paliw”
- Odniesienie O2 w UE dla obiektów energetycznego spalania (6%, 3%, 15%) i warunki odniesienia: dyrektywa 2010/75/UE, załącznik V, część 1 (kopia legislation.gov.uk)
- Spalanie odpadów w UE przy 11% O2 (3% dla olejów odpadowych), NOx jako NO2: dyrektywa 2010/75/UE, załącznik VI (kopia legislation.gov.uk)
- Korekta USA do 7% O2 ze stałą 20,9 (gaz suchy): 40 CFR 60.2975
- Warunki standardowe USA (20 °C, 101,3 kPa): 40 CFR 60.2
- Limity USA dla turbin gazowych w ppm przy 15% O2 lub w lb/MWh: 40 CFR 60 Subpart KKKK, Table 1
Oryginalny artykuł po japońskuTen poradnik powstał na podstawie artykułu MONOSCOPE napisanego dla czytelników w Japonii: 排ガスのO2換算とは？NOx濃度の計算式・計算方法と標準酸素濃度
O redakcji
Redakcja MONOSCOPEFOUNDER & EDITOROkoło dziesięciu lat pracy u producenta urządzeń przemysłowych i w firmie inżynieryjnej realizującej instalacje: oferty, projektowanie i uruchamianie urządzeń, a następnie przejście do marketingu internetowego. Obecnie doradztwo internetowe dla producentów B2B i pomoc w przystępnym przedstawianiu ich produktów i technologii. Japońskie państwowe uprawnienia Energy Manager oraz głównego inżyniera elektryka trzeciej klasy.
Od 2017 roku prowadzenie bloga inżynierskiego (ponad 500 artykułów) i japońskojęzycznego kanału na YouTube z około 20 000 subskrybentów. Każdy poradnik powstaje z perspektywy japońskiej hali produkcyjnej i jest weryfikowany z przywołanymi normami.
