Дипломная работа: Выбор природоохранных технологий для предприятий энергоснабжения

Из данных таблицы видно, что к ненормируемым компонентам в золе относятся высокие концентрации стронция (Sr) - 2500 мг/кг; титана (Ti ) - 1500 мг/кг; бария (Ba) - 1000 мг/кг; марганца (Mn ) - 1000 мг/кг (при потенциально опасной концентрации 450 г/кг); фтора (F) - 510 мг/кг [16].

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ ВОЗДЕЙСТВИЙ ТЭС НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

2.1 Оценка ТЭС как источника загрязнения атмосферы

Расчет концентраций вредных загрязняющих веществ, выбрасываемых ТЭС можно проводить при использовании методики ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий» [25]. Методика ОНД-86 используется для расчета концентраций вредных веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при проектировании предприятий, а также для нормирования выбросов в атмосферу действующих предприятий и при проектировании воздухозаборных сооружений и объектов.

Степень опасности загрязнения выбросами атмосферного воздуха при проведении расчетов характеризуется наибольшим полученным значением концентрации, которое соответствует неблагоприятным метеорологическим условиям, включая опасную скорость ветра. Нормы расчета концентраций не распространяются на источники выброса, расположенные на расстояниях более чем 100 км.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ (n), которые обладают суммацией вредного действия (в соответствии с перечнем, утвержденным Минздравом СССР), для каждой из групп указанных вредных загрязняющих веществ рассчитывают безразмерную суммарную концентрацию q [25].

Безразмерную концентрацию q определяют по формуле (2.1):

(2.1)

где c₁, с₂, ..., с_n- расчетные концентрации в атмосферном воздухе вредных загрязняющих веществ в одной точке местности, мг/м³;

ПДК₁, ПДК₂, ..... ПДК_n - соответствующие максимальные предельно допустимые концентрации вредных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, мг/м³.

Приведенную концентрацию с рассчитывают по формуле (2.2):

(2.2)

где с₁ - концентрация вещества, к которому осуществляется приведение;

ПДК₁ - ПДК вещества с₁;

с₂ ... c_n и ПДК₂ ..... ПДК_n - концентрации и ПДК веществ, которые входят в группу суммации [25].

Описание модели расчета. Согласно ОНД-86 [25] рассчитывают загрязнение атмосферного воздуха выбросами одиночного источника.

Максимальные значения приземной концентрации вредного загрязняющего вещества См (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси веществ из одиночного точечного источника с круглым устьем достигаются на расстоянии X_м (м) от источника (при неблагоприятных метеорологических условиях) и определяются по формуле (2.3):

(2.3)

где А - коэффициент, который зависит от температурной стратификации атмосферы;

М - масса вредного загрязняющего вещества, выброшенного в атмосферу в единицу времени, г/с;

F - коэффициент, который учитывает скорость оседания вредных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе;

m и n - коэффициенты, которые учитывают условия выхода газовоздушной смеси из круглого устья источника выброса;

H - высота источника выброса над уровнем земли, м (при расчетах для наземных источников принимается Н = 2 м);

h - коэффициент, который учитывает влияние рельефа местности при условии ровной или слабопересеченной местности и с перепадом высот, не превышающий 50 м/км, h = 1;

ДТ - разность между температурами выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и окружающего атмосферного воздуха Тв, °С;

V₁ - расход газовоздушной смеси, м³/с.

Расход газовоздушной смеси определяют по формуле (2.4):

(2.4)

где D - диаметр круглого устья источника выброса, м;

щ₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из круглого устья источника выброса, м/с.

Значение коэффициента А, которое соответствует неблагоприятным метеорологическим условиям, с максимальной концентрацией вредных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Этот коэффициент принимают в соответствии с месторасположением источника выбросов согласно ОНД-86 [25] от 250 (для районов Средней Азии, Бурятской Республики, Читинской области и др.) до 140 (для Московской, Рязанской, Владимирской, Тульской, Ивановской, Калужской областей).

Для прочих территорий значение коэффициента А следует принимать в соответствии со сходными климатическими условиями турбулентного обмена [25].

Значения расхода газовоздушной смеси V₁ (м³/с) и мощности выброса М (г/с) определяют при расчете технологической части проекта или принимают согласно действующих для данного производства (процесса) нормативов. В расчете принимают сочетания V₁ и М, при которых в течение года при установленных условиях эксплуатации предприятия достигалось максимальное значение Cм. При этом:

1) используют средние значения М относить за 20-30-минутный период, включая случаи, когда продолжительность выброса составляем менее 20 мин;

2) расчеты концентраций проводят по тем выбрасываемым веществам, показатели которых удовлетворяют требованиям.

Определение значения ДТ (°С) проводят, учитывая температуру атмосферного воздуха Тв (°С), равную средней максимальной температуре наружного воздуха самого жаркого месяца года согласно СНиП 23.01-99 [34], а температуру газовоздушной смеси Тг (°С), выбрасываемой в атмосферу, - согласно действующим технологическим нормативам для определенного производства.

Так, для котельных, которые работают по отопительному графику, при расчетах принимают значения Тв, равные средним температурам наружного воздуха в самые холодные месяцы (согласно СНиП 23.01-99 [34]).

При отсутствии данных по Тв в этом источнике, делается запрос в территориальное управление Госкомгидромета (УГКС) по месту расположения объекта исследования.

Значение коэффициента F принимают следующее:

- для газообразных вредных загрязняющих веществ и мелкодисперсных аэрозолей (зола, пыль и т.п., имеющие скорость упорядоченного оседания равную нулю) - 1;

- для мелкодисперсных аэрозолей со средним эксплуатационным коэффициентом очистки выбросов не меньше 90 % - 2; при коэффициенте 75ч90% - 2,5; меньше 75 % (или при отсутствии очистки) - 3.

Не зависимо от эффективности очистки выбросов, при проведении расчетов концентрации пыли в атмосфере значение коэффициента F принимают равным 3 для производств, которые производят выбросы, содержащие достаточное количество водяного пара для того, чтобы в течение всего года происходила его постоянная интенсивная конденсация непосредственно после выхода в атмосферу.

Значения коэффициентов m и n определяют в зависимости от параметров f, , и f_e. По формулам (2.5) - (2.8):

(2.5)

(2.6)

(2.7)

(2.8)

Коэффициент n определяют в зависимости от f по рисунку 2.1 или по формулам (2.9), 2.10):

(2.9)

(2.10)

Рисунок 2.1 - Зависимость m = f (fe)

Для f_c< f < 100 значение коэффициента т вычисляют при f = f_e.

Коэффициент n при f < 100 определяют в зависимости от х_м по рисунку 2.2 или формулам (2.11) - (2.13):

Рисунок 2.2 - Зависимость n = f (v_м)

при ; (2.11)

(2.12)

при . (2.13)

Расстояние X_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) в случае неблагоприятных метеорологических условий достигает максимальных значений с_м, определяют по формуле (2.14):

(2.14)

где коэффициент d при f < 100 находят по формулам (2.15) - (2.17):

(2.15)

(2.16)

(2.17)

При f > 100 или ?_Т ? 0 значение d находят по формулам (2.18) - (2.20):

(2.18)

(2.19)

(2.20)

Значение опасной скорости и_м (м/с) на уровне флюгера (как правило, 10 м над уровнем земли), при которой достигается самое большое значение с_м приземной концентрации вредных веществ, в случае f < 100, определяют по формулам (2.21) - (2.23):

(2.21)

(2.22)

при (2.23)

При f >100 или ?_Т ? 0 значение u_м вычисляют по формулам (2.24) - (2.26):

(2.24)

(2.25)

при (2.26)

Максимальные значения приземной концентрации вредного вещества с_ми (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях и при скорости ветра u (м/с), которая отличается от опасной скорости ветра u_м (м/с), определяют по формуле (2.27):

(2.27)

где r - безразмерная величина, которую определяеют в зависимости от отношения u/u_м по формулам (2.28) - (2.29):

(2.28)

(2,29)

При расчетах не используют значения скорости ветра u < 0,5 м/с и скорости ветра u > u*, где u* - используется значение скорости ветра, которое в данной местности превышает средний многолетний режим в 5% случаев.

В таком случае значение u* запрашивают в УГКС Госкомгидромета, относящегося к месторасположению предприятие, или используют климатический справочник.

Расстояние от источника выброса хми (м), на котором приземная концентрация вредных веществ соответствует максимальным значениям при скорости ветра u и неблагоприятных метеорологических условиях сми (мг/м³), определяют по формуле (2.30):

, (2.30)

где р - коэффициент, который определяют в зависимости от отношения u/u_м по формулам (2.31) - (2.33):

(2.31)

(2.32)

(2.33)

Приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса и на различных расстояниях х (м) от источника выброса, при опасной скорости ветра u_м, определяют по формуле (2.34):

, (2.34)

где s₁ - коэффициент, который определяют в зависимости от отношения x/x_м и коэффициента F по формулам (2.35) - (2.38):

(2.35)

(2.36)

(2.37)

(2.38)

Для наземных и низких источников (с высотой Н не больше 10 м) при значениях х/х_м < 1 величину s₁ в формуле (2.34) заменяют на величину , и определяют в зависимости от х/х_м и Н по формуле (2.39):

(2.39)

Аналогично определяют значение концентрации вредных загрязняющих веществ на различном расстоянии по оси факела для других значений скорости ветра u и неблагоприятных метеорологических условий. По формулам (2.23) и (2.30) определяют значения c_ми, и x_ми. В зависимости от соотношения х/х_ми определяют значение s₁ по формулам (2.35) - (2.39). Искомое значение концентрации вредного вещества определяют путем умножения значений c_ми на s₁.

2.2 Эколого-экономическая оценка загрязнения атмосферы ТЭС

Для исследования эколого-экономической оценки загрязнения окружающей среды от деятельности теплоэлектростанций изучены методы оценки эколого-экономического ущерба от выбросов.

Ущербом, наносимым окружающей среде, называют фактические или возможные потери, которые возникают в результате событий, явлений или негативных изменений в окружающей природной среде вследствие антропогенного воздействия, или в случае дополнительных затрат для компенсации таких убытков.

Вред, наносимый возобновляемым ресурсам, может быть восполнен в определенной мере силами самой природы. Так, например, загрязненный выбросами предприятий воздух рассеивается и перемешивается со свежим воздухом вследствие движения воздушных масс.

Газы, сажа, пыль, выбрасываемые в атмосферу, уносятся, концентрация таких веществ уменьшается, они частично осаждаются и в небольших количествах становятся безопасными. В водоемах загрязнению противодействует водная биота: микробы, беспозвоночные, водоросли, которые своей деятельностью уничтожают загрязняющие вещества, разлагают их, используя их в пищу, а потом и сами превращаются в пищу для других живых существ. Самоочищение водоемов происходит в процессе разбавления загрязненной воды свежей. Происходят процессы самовозобновления животных и растительности.