Предложения по снижению экологического риска при эксплуатации котельной поселка «Мирный»

      Министерство  образования и науки Р.Ф.

      Сибирская государственная геодезическая  академия

      Кафедра экологии и природопользования  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Курсовая  работа  
 
 
 

      Предложения по снижению экологического риска при  эксплуатации котельной поселка «Мирный» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:                                                                                     Проверил:

Ст.гр. Э – 31,                                                                                 Черновский Л.А.

Ильина В. В. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск 2009

 

План

1. Введение……………………………………………………………..3
2. Источники тепловой и электрической энергии…………………...4
3. Виды топлива…………………………………………………….....6
4. Размещение источника теплоснабжения………………………...10
5. Склад топлива……………………………………………………...12
6. Здания котельных………………………………………………….13
7. Общие сведения о топочных устройствах……………………….16
8. Элементы котельной установки…………………………………..18
9. Устройство топок………………………………………………….20
10. Очистка дымовых газов перед выбросом в атмосферу………25

11. Очистка от газов………………………………………………...31
12. Практическая часть……………………………………………..34
13. Предлагаемый метод снижения нагрузки……………………..42
14. Заключение……………………………………………………...48
15. Приложение……………………………………………………..49
16. Библиография…………………………………………………...61

 

1 Введение

Экологический риск – совокупность рисков, угрожающих состоянию среды обитания и общественному благосостоянию.

Природопользование, не выходящее за пределы допустимого  экологического риска, позволяет обеспечить и экологическое и экономическое  качество жизни.

Уровень допустимого экологического риска  зависит от уровня научно-технического прогресса, который может рассматриваться и как ресурс, и как условие.

Разработка  природоохранных мероприятий невозможна без оценки экологического риска. Оценка риска – это научный анализ его генезиса и развития, включая его выявления, определение степени опасности в конкретной ситуации.

Целью данной работы является:

определение уровня экологического риска от теплоснабжения поселка Мирный  котельной малой мощности, работающей на твердом топливе;

• оценить экологический риск; выполнив расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
• при необходимости, разработать и провести ряд технических решений по снижению экологического риска.

Для осуществления  поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Произвести расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, рассеивание этих веществ.

 В  России основным показателем,  используемым для контроля качества  воздуха, являются предельно допустимые  концентрации вредных веществ  в воздухе (ПДК).

ПДК –  это максимальная концентрация примеси  в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия, и не оказывает вредного влияния на окружающую среду в целом.

Во многих случаях содержание вредных веществ на выходе из трубы превышает величины ПДК, но вследствие турбулентности атмосферы происходит перемешивание и рассеивание примесей, и их содержание на уровне земли может оказаться ниже ПДК. Поэтому для управления качеством воздуха используется норматив, называемый предельно допустимым выбросом (ПДВ) и устанавливаемый с таким расчетом, чтобы концентрация загрязняющих веществ в приземном слое воздуха не превышала нормативов качества воздуха для населения, а также для растений и животных.

2. Произвести расчет минимальной высоты трубы котельной, при которой обеспечивается концентрация  ЗВ в приземном слое не выше ПДК для населенных пунктов и сравнить ее с фактической высотой трубы.

3.   Сделать выводы о правильности заложения трубы при строительстве.

4. Определить класс опасности котельной и в соответствии с ним построить санитарно- защитную зону.
5. Выявить загрязняющее вещество, определяющее класс опасности предприятия и, рассчитав  экологический ущерб, разработать мероприятия по защите воздушной среды.

Основными природоохранными мероприятиями являются технические, поскольку именно они  позволяют наиболее эффективно снижать  или даже устранять ЗВ.

6. Разработав комплекс мероприятий и применив его в эксплуатации котельной, произвести расчет предотвращенного ущерба как экономического, так и экологического. 

2 Источники тепловой и электрической энергии

Электроэнергия  на ТЭС вырабатывается на традиционных видах топлива (угле, газе, мазуте, торфе, горючих сланцах) при помощи мощных паровых турбин, приводящих в действие электрогенераторы. По особенностям технологического процесса ТЭС подразделяется на два вида.

Конденсаторные (КЭС), в которых прошедший через  турбину отработанный пар охлаждается, конденсируется и вновь поступает  в котел. Тяготея к источникам топлива и к регионам наибольшего потребления электроэнергии, они широко распространены в мире.

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), особенностью которых является то, что отработанный в турбине  пар или горячая вода затем  используются для отопления и  горячего водоснабжения промышленной и коммунальной сферы. ТЭЦ строятся преимущественно в крупных городах, поскольку эффективная передача пара или горячей воды из-за высоких тепловых потерь в трубах возможна на расстоянии не более 20 – 25 км. Кроме того, чтобы уменьшить потери тепла, ТЭЦ необходимо дополнять небольшими подстанциями, которые должны размещаться вблизи от потребителя.

При всех указанных недостатках ТЭЦ представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и тепла, в связи с чем суммарный коэффициент полезного использования топлива повышается до 70% против типовых значений 30 – 35% на КЭС. При этом, как правило, максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.

Преимущества  тепловых станций по сравнению с  другими типами электростанций заключается в следующем.

1. В относительно свободном территориальном размещении, связанном с широким распространением топливных ресурсов.
2. В способности (в отличие от ГЭС) вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний мощности.
3. В том, что площадь отчуждения и вывода из хозяйственного оборота земли под сооружение и эксплуатацию ТЭС, как правило, значительно меньше, чем необходимо для АЭС и тем более для ГЭС.
4. ТЭС в связи с массовым освоением технологий их строительства сооружаются гораздо быстрее, чем ГЭС или АЭС, и их стоимость на единицу установленной электрической мощности значительно ниже по сравнению с АЭС и ГЭС.

В то же время ТЭС обладают и крупными, в большинстве случаев неустранимыми  недостатками.

1. Для эксплуатации ТЭС обычно требуется гораздо больший персонал, чем для ГЭС и АЭС сопоставимой мощности, связанной с обслуживанием очень масштабного по объему топливного цикла.
2. ТЭС постоянно зависят от поставок невозобновляемых (и нередко привозных) топливных ресурсов (уголь, мазут, газ, реже торф и горючие сланцы).
3. ТЭС весьма критичны к многократным запускам и остановкам; смены режима их работы резко снижаются эффективность, повышают расход топлива и приводят к повышенному износу основного оборудования.
4. ТЭС характеризуются сравнительно низким КПД (как правило, до 40%).
5. Именно ТЭС оказывают прямое и крайне неблагоприятное влияние на экологическую обстановку и являются самыми «грязными» источниками электроэнергии. Наибольший ущерб экологии окружающих регионов приносят станции на угле, особенно высокозольном. Среди ТЭС самыми экологически «чистыми» оказываютя станции, использующие в своем технологическом процессе природный газ.

По оценкам  экспертов, ТЭС всего мира выбрасывают  в атмосферу ежегодно около 200 – 250 млн. т. Золы, более 60 млн. т. Сернистого ангидрида и большое количества углекислого газа (вызывающего так называемый парниковый эффект и приводящего к долгосрочным глобальным климатическим изменениям), при этом поглощая огромное количество кислорода. Кроме того, к настоящему времени установлено, что избыточной радиационный фон вокруг тепловых электростанций, работающих на угле, в среднем в мире в 100 раз выше, чем вблизи АЭС такой же мощности (уголь в качестве микропримесей почти всегда содержит уран, торий и радиоактивный изотоп углерода).

Тем не менее, хорошо отработанные технологии строительства, оборудования и эксплуатации ТЭС, а также относительная дешевизна их сооружения приводят к тому, что доля ТЭС в мировых энергобалансах в целом повышается, причем эксперты считают, что такая тенденция в обозримом будущем сохранится. По указанной причине совершенствованию технологий ТЭС и снижению влияния их недостатков во всем мире уделяются большое внимание.

В снабжении  топливом основным направлением последних  лет в наиболее развитых и богатых  странах является перевод угольных и мазутных ТЭС на природный газ (прежде всего, для снижения экологической нагрузки на окружающую среду). В Европе это в последние годы закреплено соответствующими директивами ЕС. Кроме того, новые стандарты экологической безопасности для ТЭС в развитых странах предусматривают обязательное оборудование станций многоступенчатыми системами улавливания и утилизации вредных пылевых выбросов (фильтры, катализаторные каскады и пр.)

В последнее  время на ТЭС появляются и получают широкое распространение установки принципиально новых типов.

1. Газотурбинные установки (ГТУ), где вместо паровых турбин действуют газовые турбины на жидком или газообразном топливе, что в основном снимает крайне острую проблему водоснабжения ТЭС и тем самым позволяет размещать их в дефицитных по  воде районах.
2. Парогазотурбинные установки (ПГУ), в которых тепло отработавших газов используется для подогрева воды с целью получения пара низкого давления в парогенераторах, за счет чего возможно существенно повысить коэффициент полезного использования топлива.
3. Магнитогидродинамические генераторы (МГДГ) для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую.

Принцип работы МГДГ такой же, что и обычного электрогенератора: в проводнике, движущемся поперек магнитного поля, возникает электрический ток. При этом роль проводника в МГДГ играет так называемая  низкотемпературная (2000 - 3000ºС) плазма, возникающая в результате насыщения газообразных продуктов сгорания топлива легко ионизируемыми добавками.

3 Виды топлива

Все существующие виды топлива разделяются на твердые, жидкие и газообразные. Для нагрева используется также тепловое действие электрического тока и пылевидное топливо. Некоторые группы топлива, в свою очередь, делятся на две подгруппы, из которых одна представляет собой топливо в том виде, в каком оно добывается, и это топливо называется естественным; другая подгруппа — топливо, которое получается путем переработки естественного топлива; это топливо называется искусственным.

Твердое топливо: а) естественное — дрова, каменный уголь, антрацит, торф; б) искусственное — древесный уголь, кокс и пылевидное, которое получается из измельченных углей.

Жидкое  топливо: а) естественное — нефть; б) искусственное — бензин, керосин, мазут, смола.

Газообразное  топливо: а) естественное — природный газ; б) искусственное — генераторный газ, получаемый при газификации различных видов твердого топлива (торфа, дров, каменного угля и др.), коксовальный, доменный, светильный и другие газы.

Все виды топлива состоят из одних и  тех же элементов. Разница между видами топлива заключается в том, что эти элементы содержатся в топливе в различных количествах. Элементы, из которых состоит топливо, делятся на две группы. К первой группе относятся те элементы, которые горят сами или поддерживают горение. К таким элементам относятся углерод, водород и кислород. Ко второй группе элементов принадлежат те, которые сами не горят и не способствуют горению; к ним относятся азот и вода. Особо от названных элементов стоит сера. Она является горючим веществом и при горении выделяет тепло, но ее присутствие в топливе нежелательно, так как при горении серы выделяется сернистый газ, который переходит в нагреваемый металл и ухудшает его механические свойства.