Дипломная (вкр): Влияние индустриальных объектов на изменение геоэкологических условий окружающей среды на примере теплоэлектростанции

Следует отметить, что тара из под ядохимикатов, средств защиты и карантина растений и минеральных удобрений относится к опасным видам отходов и подлежит захоронению на полигоне опасных отходов «Кизбель».

.3 Анализ изменения геоэкологических условий окружающей среды под воздействием Федоровской теплоэлектростанции

Анализ изменения геоэкологических условий под влиянием ГКП «Теплокоммунэнергострой» изучаемого района включал расет выбросов по основным категориям загрязняющих веществ; сравнительное обоснование в соответствии с государственными нормативными документами , в частности с руководящим документом РК для нормирования качества атмосферного воздуха.

Таким образом, по валовому количеству выбросов данное предприятие относится к третьей категории. На предприятии насчитано 16 источников выбросов, 9 из которых неорганизованные. В атмосферу выделяется загрязняющие вещества -7 наименований. Основными загрязняющими веществами, выбрасываемые в атмосферу, являются взвешенные вещества, диоксиды азота и серы, окись углерода. Так для анализа влияния на геоэкологические условия изучаемой местности был проведен ряд расчетов, которые включали:

1.Расчет выбросов угольной пыли .

Максимально разовый выброс угольной пыли при разработке и сдуве материалов <#"879179.files/image001.gif"> , (5)

где А_В- валовый выброс при переработке материалов, т/год;

А_М - максимально разовый выброс при переработке материала (ссыпка, перевалка, перемещение), г/с; ₁ - годовое время <#"879179.files/image002.gif"> , (6)

Качество выбрасываемой угольной пыли:

А_М = (0,0052∙0,02∙1,4∙0,2∙0,01∙0,4∙4,11∙10⁶∙0,7)/ 3600 = 0,000927 г/с;

В _М = 1,4∙0,2∙0,01∙1,3∙0,4∙0,005∙510 = 0,0037128 г/с; = 0,000927+0,0037128 = 0,0046398 г/с;

А_В = 0,000927∙3600∙284 / 10⁶ = 0,0009477 т/год;

В_В = 0,0037128 ∙3600∙6816 / 10⁶ = 0,0911032 т/год;

Всего по угольной пыли в год:

М = 0,0009477 + 0,0911032 = 0,0920509 т/год.

2. Расчет выбросов загрязняющих веществ топлива в котлоагрегатах.

Котельная работает <#"879179.files/image003.gif">, (7)

где В_ρ - расчетный расход топлива, т/год;

В - фактический расход топлива, 1166,5 т/год; ₄ - потеря тепла от механической неполноты сгорания, 9,8%.

Расчетный расход топлива рассчитывается следующим образом (формула (8)):

, (8)

где В'_ρ - расчетный расход топлива, кг/с;

В' - фактический расход топлива, 80,83184 г/с; ₄ - потеря тепла от механической неполноты сгорания, 9,8%.

В_ρ = 1166,5 ∙ (1- 9,8/100)= 1052,183 т/год;

В'_ρ = 80,83184 ∙ (1- 9,8/100) = 0,07291 кг/с.

Фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу определяется следующим образом (формула (9)):

Q_Т = В_ρ/Time/3,6∙Q_r , (9)

где Q_Т - фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку тепла, МВт;

В_ρ - расчетный расход топлива, т/год; - время работы котла за год, 6816 час; _r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу определяется следующим образом (формула (10)):

Q'_Т = В'_ρ∙Q_r , (10)

где Q_Т - фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку тепла, МВт;

В'_ρ - расчетный расход топлива, кг/с; _r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Q_Т = 1052,183: 6816 : 3,6∙26,4 = 1,13204 МВт, '_Т = 0,07291∙26,4= 1,924824 МВт.

Тепловое напряжение зеркала <#"879179.files/image005.gif">, (11)

где q_r - тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м²; - площадь горения, 5 м².

Тепловое напряжение зеркала горения рассчитывается следующим образом (формула (12)):

, (12)

где q'_r - тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м²; - площадь горения, 5 м². _r = 1,13204/5= 0,2264 МВт/м²; '_r = 1,924824/5= 0,38496 МВт/м².

Удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива рассчитывается следующим образом (формула (13)):

К_no2 = 0,11∙α_Т(1+5,46∙( )∙( q_r ∙ Q_r ) ∙0,25, (13)

где К_no2 - удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж;

α_Т - коэффициент избытка воздуха в топке, 1,35; - характеристика гранулометрического состава угля, 40%; _r - тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м²; _r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива рассчитывается следующим образом (формула (14)):

К_no2' = 0,11∙α_Т(1+5,46∙( )∙( q'_r ∙ Q_r ) ∙0,25, (14)

где К_no2' - удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж;

α_Т - коэффициент избытка воздуха в топке, 1,35; - характеристика гранулометрического состава угля, 40%; '_r - тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м²; _r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

К_no2 = 0,11∙1,35(1+5,46∙ ∙( 0,2264 ∙ 26,4 ) ∙0,25 = 1,38498 г/МДж

К_no2 = 0,11∙1,35(1+5,46∙ ∙( 0,38496 ∙ 26,4 ) ∙0,25 = 2,35495 г/МДж

Выброс оксидов азота определяется следующим образом (формула (15)):

М_nох = В_ρ∙ Q_r ∙ К_no2 ∙Я_r ∙k_П, (15)

где В_ρ - расчетный расход топлива, т/год; _r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг;

К_no2 - удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж;

Я_r - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подавляемых в смеси сдутьевым воздухом <#"879179.files/image009.gif">), (19)

где В - фактический расход топлива, 1166,5 т/год;

С_со -выход оксида углерода при сжигании топлива; ₄ - потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, 9,8 %.

Расчет выбросов оксида углерода определяется следующим образом (формула (20)):

М_со' = 0,001∙В ∙ С_со ∙ ( ), (20)

где В - фактический расход топлива, 1166,5 т/год;

С_со - выход оксида углерода при сжигании топлива; ₄ - потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, 9,8 %.

Выбросы углерода при сжигании топлива определяются следующим образом (формула (21)):

С_со = q₃ ∙R∙ Q_r , (21)

где С_со - выход оксида углерода при сжигании топлива; ₃ - потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, 2%; - твердое топливо <#"879179.files/image010.gif">) (24)

где В - фактический расход топлива, 1166,5 т/год; _з - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, 0,76; ⁴ _уноса - потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, 3,9% _r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Расчет количества коксовых остатков при сжигании твердого топлива определяется следующим образом (формула (25)):

М_к '= 0,01∙В'∙(1-V_з )∙(q⁴ _уноса ∙ ) (25)

где В' - фактический расход топлива, 80,83184 г/с; _з - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, 0,76; ⁴ _уноса - потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, 3,9% _r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Всего по угольной золе в год:

М_з = 0,01∙1166,5∙12,9∙0,6∙(1- 0,76) = 21,668904 т/год;

М_з' = 0,01∙80,83184∙12,9∙0,6∙(1- 0,76) = 1,5015322 г/с;

Всего по саже в год:

М_к = 0,01∙1166,5∙(1-0,76)∙(3,9 _уноса ∙ 26,4 /32,68) = 8,820603 т/год;

М_к' = 0,01∙80,83184∙(1-0,76)∙(3,9_уноса ∙ 26,4 /32,68) = 0,6114841 г/с.

7. Расчет параметров газовоздушной смеси от источников выбросов.

От источников выбросов рассчитываются параметры: плотность <#"879179.files/image011.gif">, (26)

где Р_Н- плотность наружного воздуха, кг/м³; - средняя температура наружного воздуха для времени года, 23,6⁰С.

Плотность газо-воздушной смеси рассчитывается следующим образом (формула (27)):

Р_УХ= , (27)

где Р_УХ - плотность газо-воздушной смеси, кг/м³; ₁ - температура на газо-воздушной смеси, отходящей от источника выделения, 35⁰С.

Параметр, характеризующий равность плотности и высоту трубы рассчитывается следующим образом (формула (28)):

H=h∙(P_Н-Р_УХ), (28)

где H- параметр, характеризующий равность плотности и высоту трубы; - высота трубы, 3м.

Параметр, характеризующий сопротивление трубы рассчитывается следующим образом (формула (29)):

Z = , (29)

где Z - параметр, характеризующий сопротивление трубы; - высота трубы, 3м; - диаметр трубы, 0,2 м.

Скорость газо-воздушной смеси на выходе из источника рассчитывается следующим образом (формула (30)):

S = , (30)

где S - скорость газо-воздушной смеси на выходе из источника, м/с; - параметр, характеризующий равность плотности и высоту трубы; - параметр, характеризующий сопротивление трубы;

Р_УХ - плотность газо-воздушной смеси, кг/м³.

Объем газо-воздушной смеси рассчитывается следующим образом (формула (31)):

V=S∙F, (31)

где V - объем газо-воздушной смеси; - скорость газо-воздушной смеси на выходе из источника, м/с; - площадь сечения устья источников выбросов, м.

Площадь сечения устья источника выброса рассчитывается следующим образом (формула (32)):

F= (32)

где F - площадь сечения устья источников выбросов, м; - диаметр трубы, 0,2 м.

Р_Н = 353/(273 + 23,6) = 1,190155 кг/м³,

Р_УХ = 353/(273 + 35) = 1,146104 кг/м³, = 3∙(1,190155 - 1,146104) = 0,132153, = 0,04∙3/0,2 = 0,6, = ((0,132153∙2∙9,8)/ = 2,14793 м/с, = 2,14793 ∙ 0,0314 = 0,067445 м³/с; = 3,14∙0,2²/4 = 0,0314 м².

На источнике № 4 - котельная установлен дымосос ДН-10. При использовании тягодутьевого оборудования рассчитываются следующие параметры газо-воздушной смеси: производительность <#"879179.files/image017.gif">(33)

где P- производительность <#"879179.files/image019.gif"> (34)

где W- скорость газо-воздушной смеси, исходящей от источника выброса, м/c; - площадь сечения источника выброса, м², по формуле (32); КПД электродвигателя тягодувного оборудования, 0,83 доли единиц;

Р = 14650 / 3600 = 4,069 м³/с; = 4,069 / 0,5024∙0,83 = 6,723 м/с;

по формуле (31) V = 2,14793 ∙ 0,0314 = 0,067445 м³/с.

Сводные данные по загрязняющим веществам приведены в таблице 4.

Таблица <#"879179.files/image020.gif">

При сравнении полученных расчетных данных с показателями ПДК для атмосферного воздуха с данными государственного нормативного РД 52.04.186-89 были получены следующие данные, представленные в таблице 5.

Таблица 5. Сравнительная характеристика среднесуточных уровней загрязняющих веществ с показателем ПДК.

Анализируя полученные данные следует отметить, что среднесуточные количественные показатели загрязняющих веществ полученные при расчетах, имеют достаточную амплитуду отклонения от нормативных показателей среднесуточных ПДК. Это наглядно видно из диаграммы 2.

Диаграмма 2. Сравнительный анализ количества выбросов загрязняющих веществ с нормативами ПДК.

Из диаграммы видно, что наибольшее отклонение от норматива среднесуточной предельно допустимой концентрации имеет отклонение показателя количества оксида азота, оксид углерода, диоксид серы, угольная зола, которые кроме оксида углерода относятся ко второму классу опасности, то есть оказывают наибольшее влияние на живые системы и окружающую среду. Образующиеся отходы поступают в окружающую среду, при этом часть из них рассеивается разбавлением и принимает участие в больших миграционных процессах и физико-химических превращениях. Часть выводится из технологического цикла в концентрированном виде: зола и лаки; твердые остатки выпарных установок; шламы; твердые отходы гидроочистных и водоочистных установок.

Для уменьшения экологического риска от теплоэнергетического предприятия и для улучшения геэкологических условий села Федоровка, следует нами разработаны, следующие рекомендации:

Нормативный аспект:

- утвержденный экологический паспорт;

разрешение местного органа охраны природы на отдельные виды природопользования (нормативы ПДВ (пределы допустимых выбросов), ПДС (пределы допустимых сбросов));

ежегодные лимиты выбросов, сбросов, нормативы водопользования и водоотвержения, разрешение на использование промышленных отходов;

ежегодная отчетность по формам 2ТПВоздух, 2ТПВодхоз, 2ПТОтходы, ОС;

материалы экологической инвентаризации предприятия;

расценки ежегодных платежей в экологический фонд по всем видам природопользования;

комплексный план мероприятий по достижению уровня нормативов ПДВ, ПДС;

ежегодные планы охранных мероприятий.

план мероприятий по регулированию выбросов в условиях неблагоприятных метеоусловий.

Социальный аспект:

Взаимодействие с местными контролирующими органами осуществляется по следующим вопросам:

разработка и согласование нормативов пользования природными ресурсами;

формирование санитарно-защитной зоны (500м для ТЭС);

получение ежегодных лимитов природопользования;

контроль соблюдения нормативов;

расчет ежегодных платежей;

лицензирование природоохранной деятельности;

экспертиза проектов создания и реконструкции ТЭС;

методико-информационное взаимодействие.

Практико -ориентированный аспект:

Применение методов снижения выбросов SОx, в частности методы очистки топлива и на методы очистки дымовых газов; методов снижения выбросов оксидов азота- методы очистки газов и технологические методы снижения оксидов азота путем изменения режима горения (окислительные методы, сорбционные методы, восстановительные методы).