Так, гипотеза о линейной беспороговой зависимости «доза-эффект» при малых значениях доз дает возможность оценить вероятность дополнительного риска r(D) [3, 14, 15] по формуле (2.46):
r(D) = FD ? c ? н ? t (2.46)
где c - концентрация химических канцерогенного и не канцерогенного веществ, мг/м3;
D - доза химических канцерогенного и не канцерогенного веществ, мг;
FD - коэффициент риска, показывающего дополнительный риск, относящийся к единице дозы, мг-1;
н - интенсивность ежедневного поступления в организм человека химических канцерогенного и не канцерогенного веществ, м3/сут;
t - время воздействия вредного токсического или канцерогенного вещества, сут.
Химическая составляющая. Вероятность индуцирования соматико-стохастических эффектов (проявление рака или наследственных эффектов под воздействием химических веществ) на единицу дозы химических веществ определяется соотношением (2.47):
rch = FDch ? Dindch (2.47)
где Dindch - индивидуальная доза химического вещества, мг;
FDch - коэффициент пропорциональности, который определяет кривую «доза-эффект» под воздействием химического вещества и отражает степень роста риска при увеличении воздействующей дозы на единицу дозы химического вещества, мг-1.
Ожидаемое число дополнительных случаев проявления соматико-стохастических эффектов под воздействием химических веществ расчитывают по формуле (2.48):
Rch = Dcolch ? F Dch (2.48)
где Dcolch - общая доза химического вещества, чел.-мг.
Радиационная составляющая. Вероятность индуцирования соматико-стохастических эффектов (проявление фатального рака, наследственных эффектов под воздействием ионизирующего излучения) на единицу дозы радионуклида рассчитывают по формуле (2.49):
r r = F Dr ? D r (2.49)
где D r - доза ионизирующего излучения, Зв;
F Dr - коэффициент пропорциональности, который определяет кривую «доза-эффект» под воздействием ионизирующего излучения и отражает степень нарастания риска при увеличении воздействующей дозы на одну единицу, Зв-1.
Ожидаемое число случаев соматико-стохастических эффектов под воздействием ионизирующего излучения определяется соотношением (2.50):
R r = F Dr? S (2.50)
где S - коллективная эффективная эквивалентная доза, чел.·Зв.
Таким образом, экологический риск при воздействии выбросов в атмосферу ТЭС можно рассчитать с применением приведенного метода комплексной оценки экологического риска.
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ТЭС И ОБОСНОВАНИЕ ПРИРОДООХРАННЫХ РАБОТ
3.1 Краткая характеристика Мытищинской ТЭЦ-27
ТЭЦ-27 «Северная» представляет собой предприятие энергетики Московской энергосистемы, расположенное в поселке Челобитьево Мытищинского района Московской области, установленной мощностью 1060 МВт (рис. 3.1). ТЭЦ обеспечивает электроэнергией и теплом более миллиона потребителей города Мытищи, Северного и Северо-Восточного округов города Москвы (рис. 3.2) [40].
Рисунок 3.1 - Местоположение ТЭЦ-27 на общей на карте Москвы [40]
Рисунок 3.2 - ТЭЦ-27 на общей на карте Москвы [40]
ТЭЦ-27 является самой новой и самой современной теплоэлектроцентралью в системе Мосэнерго, использующей новые технологии. ТЭЦ считается самой экологически чистой в России и даже в Европе.
В качестве основного, как и резервного топлива, на станции используется природный газ, что предотвращает выбросы в атмосферу окислов серы, углеводорода и сажи.
Для повышения надежности функционирования, станция обеспечена двумя независимыми источниками газоснабжения. ТЭЦ-27 также обеспечена системами очистки, инфразвука, защиты от вибрации, шума, электромагнитных полей.
Впервые в России на станции внедрены установки каталического подавления окислов азота, которые позволяют раскладывать окислы азота в выбрасываемых газах на водяной пар и молекулярный азот, являющиеся неотъемлемыми компонентами воздуха.
Концентрация вредных выбросов ТЭЦ не превышает 1 % ПДК [23, 40].
На станции установлена информационно-управляющая система, которая обеспечивает экономичность и надежность работы оборудования, осуществляет непрерывный контроль за выбросами вредных веществ [40].
1-ый энергоблок ТЭЦ-27 введен в эксплуатацию в 1996 году, а 2-ой энергоблок - в 1998 году.
Суммарная электрическая мощность двух энергоблоков составляет 160 МВт, а суммарная тепловая мощность составляет 1100 Гкал/ч.
В 2005 году начали дальнейшее развитие ТЭЦ-27, используя новейшую технологию парогазового цикла.
Филиалом Мосэнерго - институтом Мосэнергопроект был разработан проект строительства 2-х парогазовых энергоблоков №№ 3 и 4.
Энергоблок № 3 ПГУ-450Т (мощностью 450 МВт) был введен в эксплуатацию в конце ноября 2007 года, а энергоблок № 4 ПГУ-450Т - в декабре 2008 года [23].
Энергоблок №3 ПГУ-450Т состоит из:
- 2 газотурбинных установок типа ГТЭ-160 с электрогенератором Т3ФГ-160-2М с воздушным охлаждением;
- 2 вертикальных котлов-утилизаторов Пр-224/51-7,70/0,5-509/206 (П-107);
- паровой турбины Т-125/150-7,4 с электрогенератором Т3ФА-160-2У3 с воздушным охлаждением.
Общая характеристика (энергетика и оборудование) ТЭЦ 27 представлена в таблице 3.1.
Большая разница энергетических характеристик заключается в том, что первый энергоблок был запущен в 1998 г., а четвертый - в конце 2008 г.
Таблица 3.1 -Энергетическая характеристика ТЭЦ-27 [40]:
|
Характеристика |
Показатель |
Единицы измерения |
|
|
Установленная мощность: |
|||
|
тепловая |
720 (1876) +160,6% |
гкал/час |
|
|
электрическая |
80 (1060) +1225% |
Мвт |
|
|
Годовая выработка энергии: |
|||
|
теплоэнергия |
1787604 (2310900) +29,3% |
Гкал |
|
|
электроэнергия |
395736 (3770000) +852,7% |
тыс. квт*час |
|
|
Удельный расход топлива: |
|||
|
на теплоэнергию |
162,1 |
кг/Гкал |
|
|
на электроэнергию |
205,2 |
г/квт*час |
|
|
Годовое потребление условного топлива |
351838 |
ГУТ/год |
|
|
Кол-во часов работы в году |
8760 |
часов/год |
Энергоблок № 4 аналогичный по составу оборудования, он также состоит из 2 газовых турбин, 2 котлов-утилизаторов и паровой турбины. Управление и контроль за технологическими процессами энергоблоков № 3 и №4 осуществляется с единого центрального управления.
Характеристика турбогенераторов и котлов ТЭЦ 27 «Северная» представлены в таблицах 3.2 и 3.3.
Таблица 3.2 - Характеристика турбогенераторов [40]
|
Марка |
Год установки |
Установленная мощность (МВт) |
Время работы (час/год) |
Годовая выработка электроэнергии (тыс.кВт·ч) |
Среднегодовая электрическая нагрузка (МВт) |
Среднегодовая тепловая нагрузка (Гкал/час) |
Расход тепла на турбину (Ккал/ КВт.час) |
|
|
ПТ-80 |
1996 |
80 |
6637 |
395736 |
59,6 |
87,8 |
1218 |
Таблица 3.3 - Характеристика котлов [40]
|
Марка |
Тип |
Год установки |
Схема установки горелок |
Марка горелок |
Тип горелок |
Время работы (час/ год) |
Средне-годовая тепловая нагрузка |
Удельный расход топлива |
КПД (%) |
|
|
Е-50 |
Паровой |
1996 |
2 горелки на фронтальной стене в 1 ряд |
ГМУ-15в |
Вихревые |
1420 |
12,1 |
234 |
94,2 |
|
|
КВГМ-180-150 |
Водогрев |
1996 |
такая же |
- |
- |
1146 |
106 |
152,1 |
93,19 |
|
|
КВГМ-180-150 |
Водогрев |
1996 |
такая же |
- |
- |
4213 |
121,7 |
150 |
94,3 |
|
|
КВГМ-180-150 |
Водогрев |
1996 |
такая же |
- |
- |
3169 |
112,5 |
150,7 |
94,02 |
|
|
КВГМ-180-150 |
Водогрев |
1996 |
8 горелок в 2 яруса на боковых стенах |
- |
Прямо-точные |
2141 |
107,9 |
150 |
94,45 |
|
|
ТГМЕ-464 |
Паровой |
1998 |
8 шт. в 2 яруса на задней стене топки |
- |
Вихревые |
- |
- |
151,6 |
94,4 |
|
|
ТГМЕ-464 |
Паровой |
1996 |
8 горелок в 2 яруса на задней стене топки |
- |
Вихревые |
6680 |
162,1 |
151,6 |
94,4 |
Дымовая труба ТЭЦ-27 является одной из самых высоких в Европе, имеет высоту 250 метров и диаметр 8,4 метра [40].
Для подачи питательной воды на котлы используются насосы KSB, изготовленные не как типовые, а по конкретным требованиям от заказчика по напору, КПД, производительности. Высокоэффективная парогазовая установка гарантирует суммарный КПД до 52%, а экономия газа составляет до 30%. Использование парогазовой технологии обеспечивает сокращение количества вредных выбросов в атмосферу [23].
Характеристики насосов блоков №3 и №4 ПГУ-450 ТЭЦ-27 ОАО «Мосэнерго» представлены в таблице 3.4.
Питательные насосы подают воду с высокими давлением и температурой, что обеспечивается конструкцией насосов.
Таблица 3.4 - Характеристики насосов блоков №3 и №4 ТЭЦ-27 [24]
|
Характеристики |
Питательный насос высокого давления HGC 5/6 |
Циркуляционный насос котла высокого давления HPH 200-316 |
Циркуляционный насос котла низкого давления HPK-LE 100-250 |
Насос рециркуляции конденсата HPK-LE4 100-200 |
Насос сетевой воды первой ступени RDLO 600-705A |
|
|
Поставлено, шт. насосов |
8 |
8 насосов |
8 |
8 |
5 |
|
|
Производитель-ность, м3/ч |
258 |
625 |
122 |
114 |
5000 |
|
|
Напор, м |
1058 |
25,06 |
13,55 |
51,1 |
70 |
|
|
Скорость, об/мин |
2910 |
1485 |
1450 |
2950 |
994 |
|
|
Мощность, кВт |
851 |
55 |
7,5 |
45 |
1043,5 |
К насосам предъявляются следующие основные требования: герметичность, динамическая устойчивость (отсутствие автоколебаний), прочность, длительный режим работы в любых режимах нагрузки.
Два насоса блока №3 укомплектованы гидромуфтой, а на блоке №4 все 4 насоса работают с гидромуфтами. Используются насосы секционного типа, их основными преимуществами перед двухкорпусными насосами являются габариты и весовые характеристики. Котлы работают с принудительной циркуляцией соответственно конструкции.
В качестве насосов циркуляции низкого и высокого давления установлены насосы типа HPK-LE и HPH соответственно. HPK-LE и HPH представляют собой одноступенчатые горизонтальные насосы со спиральным корпусом, с горизонтальным разъемом и радиальным рабочим колесом. В насосах заложен модульный принцип конструкции, благодаря этому номенклатура запасных частей незначительная.
Конструкция котла предполагает соединение насосов с двигателем посредством карданного вала. Двигатель жестко прикреплен к фундаменту, а насос висит на трубопроводах котла. Сетевые насосы первой ступени типа RDLO не требуют для работы подведения воды от внешних источников с целью охлаждения или для уплотнения в качестве запирающей жидкости.
3.2 Оценка выбросов (расчет зоны загрязнения)
Расчет выбросов загрязняющих веществ производят согласно РД 34.02.305-98 «Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС» [29] при использовании метода инструментальных замеров.
Суммарное количество загрязняющих веществ (М j), поступающего в атмосферу с дымовыми газами (г/с, т/год), рассчитывают по уравнению:
Mj = cj · V с.г · Вр · k п , (3.1)
где j - загрязняющее вещество,
с j - массовая концентрация вещества j в сухих дымовых газах, мг/м3;
V с.г - объем сухих дымовых газов, которые образуются при сгорании 1 м3 топлива;
Вр - расчетный расход топлива, тыс. м3/ч;
k п - коэффициент пересчета; k п = 0,278 Ч 10-3 [29].
Массовую концентрацию (с j), мг/м3, рассчитывают по соотношению:
(3.2)
где a - коэффициент избытка воздуха в месте отбора пробы, который рассчитывают по приближенной кислородной формуле:
(3.3)
где О2 - концентрация кислорода в месте отбора проб дымовых газов, %.
Расчетный расход топлива Вр, м3/ч, определяется по соотношению
(3.4)