Экологическая безопасность объекта может обеспечиваться только при помощи технологии и может находиться под контролем совместно с экономическим ростом и ростом населения.
Согласно принятой концепции экологическая безопасность обеспечивается использованием локальных систем очисток среды, приведением к норме показателей состояния окружающей среды, введением новых технологий.
Вторая концепция – биосферная, говорит о том, что экологическая безопасность должна обеспечиваться, опираясь на теоретическую базу и осмысление экологии. В данной идеологии за принцип принята биотическая регуляция. Экологическая безопасность с этой точки зрения должна обеспечиваться на основе накопленных экспериментальных знаний, в соответствии с законами физики и биологии. Теория этой концепции определяет, что экологическая безопасность должна поддерживаться биотической устойчивостью окружающей среды.
На каждом уровне организации система экологической безопасности функционально состоит из трех стандартных модулей, логически дополняющих друг друга и только в своем единстве составляющих саму систему, это: комплексная экологическая оценка территории, экологический мониторинг и управленческие решения (экологическая политика).
К основным методам обеспечения экологической безопасности относятся методы контроля качества окружающей среды, методы моделирования и прогноза, в том числе методы системного анализа, системной динамики, информатики и др.; комбинированные методы, например, эколого-токсикологические методы, включающие различные группы методов (физико-химических, биологических, токсикологических и др.), методы управления качеством окружающей среды.
Энергетика занимает третье место в промышленности по выбросам загрязняющих веществ от стационарных источников. Решение экологических проблем тепловой энергетики связано с реализацией экологической политики РАО «ЕЭС Росси» на региональном уровне.
В России в законодательном порядке уже действует нормирование выбросов загрязняющих веществ атмосферу для вновь вводимого оборудования с учетом технических нормативов. Установлены достаточно жесткие нормы выбросов оксидов азота и серы, твердых частиц для вновь вводимых котлов ТЭС мощностью 50 МВт (таблица 1) по удельным и валовым выбросам, кроме того, предусмотрено ежегодное сокращение выбросов этих веществ от действующих котлов [1, 2].
Рассматриваемая котельная предназначена для теплоснабжения существующих и реконструируемых учебных корпусов и общежитий для ФГБОУ ВПО СПбГА, котельная отдельно стоящая, совмещенная с помещением резервуара для хранения жидкого (аварийного) топлива. Продолжительность отопительного сезона – 220 суток. В котельной устанавливается следующее основное тепломеханическое оборудование: 4-е водогрейных котла типа Logano S825L LN Q=3500кВт (Германия), с горелками фирмы WEISHAUPT (Германия), малошумные насосы фирмы «Грундфосс» (таблица 1).
Таблица 1 - Технико-экономические показатели котельной
п/п |
П о к а з а т е л и |
Единицы Измерения |
Количественная Характеристика |
1. |
Тепловая мощность котельной, установленная |
МВт |
14,0 |
2. |
Подключенная нагрузка с учетом потерь в сетях 5% |
МВт |
12,955 |
2.1 |
на отопление на вентиляцию на ГВС (средняя) на ГВС (максимальная) |
МВт |
7,681 3,326 1,331 3,158 |
собственные нужды котельной: (отопление котельной) |
МВт |
0.1234 |
|
Потери в сетях 5% |
МВт |
0,617 |
|
3. |
Итого с учетом С.Н. и потерь в сетях (по ср.час) |
МВт |
13,08 |
4. |
Расход топлива – природный газ Qрн=8000 ккал/нм3
|
нм3/ч нм3/ч |
1601,0 1513,75 |
5. |
Электрическая мощность токоприемников - потребляемая - установленная Годовой расход электроэнергии |
кВт кВт тыс. кВт/год |
137,53 215,53 747,6 |
6. |
Расход водопроводной воды (макс.час) |
м3/час |
44,69 |
7. |
Валовый выброс вредных веществ из дымовых труб (на подключенную мощность) МNO МNO2 Мсо Бенз(а)пирен |
Т/год Т/год Т/год Т/год |
0.321 1.976 1.852 0.000001 |
8. |
Годовая выработка тепла с учетом потерь и СН котельной |
мВт/год / Гкал/год |
34883.95/30000.197 |
9. |
Годовой расход топлива на подключенную нагрузку: Природного газа условного топлива |
Млн. Нм3/год тыс. т у.т./год |
4.076 4.658 |
10. |
Удельный расход топлива на вырабатываемую мощность То же на полезно отпущенную нагрузку |
кг у.т./Гкал |
332.71 356,12 |
11 |
Удельный расход эл. энергии на вырабатываемую мощность |
КВтхЧ/ Гкал |
24,92 |
12 |
Коэф. загрузки котлов: - Макс. зимний режим - Средне-отопит. режим - Летний режим |
% |
93,43% 88,55% - 2 котла 90,23% - 1 котел |
13 |
Число часов использования установленной мощности в год |
час |
2492 |
Котельная полностью автоматизирована и работает без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Физико-географические и климатические условия эксплуатации котельной представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Физико-географические и климатические условия
Наименование характеристики |
Величина |
Коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы, А |
160 |
Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, °С |
22,0 |
Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца года, °С |
-7,8 |
Коэффициент рельефа местности, К |
1,0 |
Скорость ветра, повторяемость превышения которой составляет не менее 5% случаев, м/с |
5,0 |
Отвод продуктов сгорания от котлов производится через индивидуальные для каждого котла дымоотводящие трубы 530мм (4шт.), выведенные за пределы котельной на высоту 30,0 м относительно отметки земли.
Для обеспечения мероприятий по охране воздушного бассейна проектом предусмотрено при строительстве котельной установки современное топливосжигающее оборудование (котлы и горелки), работающее в автоматическом режиме с контролем состава уходящих газов и воздействия на процесс горения. Принятое оборудование не имеет Российских аналогов по эмиссии вредных веществ в атмосферу для установленной мощности. Принятые котлы Logano S825L LN фирмы «BUDEROSS» имеют более низкое тепловое напряжение в топочной камере, (1,15МВт/м2), чем у обычных котлов (1,7 Вт/м2).
Наряду с этим, в котельной установлены горелки фирмы «Waishaupt» исполнение LN, что дополнительно обеспечивает снижение эмиссии. Общая величина эмиссии вредных веществ составляет: по СО - 60,0 мг/м3; по NOх - 80,0 мг/м3.
Валовые выбросы от котельной рассчитаны по расчетной методике «Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 ГКАЛ в час» в соответствии с данными завода-изготовителя. Результаты расчетов для котельной сведены в сравнительную таблицу 3.
Таблица 3 – Характеристика токсичности выбросов котельной
Код |
Наименование выброса |
Валовой выброс [т/год] |
Максимально-разовый выброс [г/сек] |
304 |
Азота оксид |
0,321 |
0,046694 |
301 |
Азота диоксид |
1,975 |
0,287348 |
337 |
Углерода оксид |
1,852 |
0,269389 |
703 |
Бенз(а)пирен (3, 4-Бензпирен) |
0,000001 |
0,0000001 |
Расчет рассеивания выполнен для максимальной приземной концентрации и рассеивания загрязняющих веществ и максимального режима работы котельной в расчетном прямоугольнике 50х50 с шагом 10 м с заданием точек на границах территорий, прилегающих к учебным корпусам и к спортивной площадке. Расчет выполнялся без учета фона на зимний период года, в локальной системе координат с учетом застройки. За начало координат (0,0) для расчета рассеивания принят условный центр котельной.
Из анализа результатов расчета следует, что максимальная расчетная приземная концентрация достигается по Азота диоксиду на расстоянии 437,4 м и по всем расчетным веществам не превысит значения 0,0183ПДК.
На предприятии ведется ежегодный мониторинг химического загрязнения атмосферного воздуха. Для исследования влияния выбросов на состояние окружающей среды в районе расположения предприятия были выбраны две контрольные точки: - Т.1, 120м от территории площадки №1 в восточном направлении в 60м от Петербургского шоссе, в 3м от ограждения коллективного садоводства; - Т.2, 40м от территории материально- технической базы с гаражом площадки №1 в северном направлении, в 10м от склада продовольственных товаров. Определение концентраций загрязняющих веществ в точках производилось подфакельно (при С и С-В, Ю и З направлении ветра), согласно РД 52.04.186-89 , МВИ, ГН 2.1.6.1338-03., ГН 2.1.6.1983-05.
Анализ результатов натурных измерений атмосферного воздуха по химическому воздействию показал отсутствие превышений гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха в контрольных точках по всем замеряемым веществам.
Литература
1 Салова, Т.Ю. Разработка методов и средств, обеспечивающих снижение экологической нагрузки на окружающую среду при эксплуатации мини-ТЭЦ / Т.Ю. Салова // Материалы международной научно-практичекой конференции, посвященной 400-летию добровольного вхождения калмыцкого народа в состав Российского государства «Инженерно-экологические аспекты развития АПК Прикаспийского региона». – Элиста. - 2008. - С. 87-89.
2 Салова, Т.Ю. Снижение техногенного воздействия энергетических систем на экосистемы / Т.Ю. Салова, Н.Ю. Громова //Известия СПбГАУ. – 2008. - № 9. - С.185-190.
4