Нормативные показатели удельных выбросов могут применяться для определения величин платы за выбросы и штрафных санкций только при отсутствии данных натурных измерений для котельных установок, у которых гарантированные поставщиком (изготовителем) значения удельных выбросов соответствуют нормативным, с учетом экологических свойств сжигаемого топлива, технологических особенностей и других условий, отличных от проектных.
Нормативы удельных выбросов оксидов азота после котлов, не оборудованных устройствами для очистки газов, должны соответствовать нормативам для котлов по ГОСТ 28269.
В качестве основного нормируемого показателя принимают массовый выброс загрязняющих веществ в атмосферу на единицу вводимой в топку котла энергии и массовый выброс загрязняющих веществ на 1 т условного топлива, сжигаемого в топке котла.
В качестве производной величины выбросов принята массовая концентрация загрязняющего вещества в дымовых газах, выбрасываемых от установки в атмосферу.
Нормативы удельных выбросов оксидов азота и оксидов серы даны в пересчете на диоксид азота и диоксид серы.
Формулы расчета удельных выбросов приведены в приложении В.
Значения нормативов удельных выбросов относятся к дымовым газам при коэффициенте избытка воздуха 1,4. Нормативы удельных выбросов оксидов азота и серы приведены в пересчете на сухие газы.
Для значений коэффициента избытка воздуха, отличных от 1,4, концентрации загрязняющих веществ определяют в соответствии с 0Г.
Для действующих установок должны выполняться нормы, установленные для них проектами ПДВ.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при эксплуатации установки не должны превышать во всем диапазоне работы установки удельных выбросов, указанных в таблицах 1 6*, при проектных характеристиках топлива.
Допускается двукратное превышение нормативов удельных выбросов от установки котельной в течение 30 мин при условии, что среднее значение удельных выбросов за сутки не превысит нормативного значения и общая продолжительность 30-минутных превышений будет менее 3% времени за год.
Качество сточных вод, образующихся при работе котельных установок, определяют на основании правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов [2].
Шумовые характеристики составных частей котельной установки должны соответствовать ГОСТ 12.1.003, ГОСТ 12.1.023 и ГОСТ 26279.
Эквивалентные уровни звука в зонах обслуживания не должны превышать значений, определенных ГОСТ 12.1.003
5.2 Влияние вредных производственных факторов в рабочих зонах ТЭЦ
К вредным производственным факторам относят повышенную запыленность воздуха, повышенную и пониженную температуру воздуха в рабочей зоне, шум, вибрацию, повышенную подвижность воздуха, освещенность несоответствующую нормам. Вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: физические; биологические; психофизиологические (ГОСТ 12.0.003-74).Воздух рабочей зоны - это оптимальный микроклимат в помещении обеспечивающий поддержание теплового равновесия между организмом и окружающей средой, а также уменьшение содержания вредных веществ в воздухе.
С физической стороны воздух рабочей зоны производственных помещений характеризуется следующими параметрами: температура воздуха в помещении, выражается в градусах Цельсия; относительная влажность воздуха - в процентах; скорость его движения - в метрах в секунду, интенсивность радиации, преимущественно в инфракрасной и частично в ультрафиолетовых областях спектра; электромагнитных излучений - в джоулях на квадратный сантиметр в минуту.
Эти характеристики по отдельности и в комплексе влияют на организм человека, определяя его самочувствие.
Оптимальные значения температуры и скорости движения воздуха для рабочей зоны производственных помещений с учетом тяжести выполняемой работы и сезонов года.
Кроме отмеченных параметров воздуха от оптимальных значений возможно наличие в воздухе рабочей зоны вредных веществ.
Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных ПДК. Например, ПДК ацетона 200 мг/м3, дихлорэтана 10 мг/м3, серной кислоты 1 мг/м3, ртути и свинца 0,01 мг/м3. ПДК некоторых аэрозолей (пыли, взвешенной в воздухе): золы горючих сланцев 4 мг/м3, кокса 6 мг/м3, каменного угля 10 мг/м3.
Для определения содержания вредных веществ в воздухе отбор проб должен производится в зоне дыхания (пространство в радиусе до 0,5 м от лица работающего) при характерных производственных условиях.
В течении смены в каждой точке последовательно отбирают такое количество проб, которое явилось бы достаточным для достоверной гигиенической характеристики состояния воздушной среды (но не менее пяти).
5.3 Мероприятия по охране окружающей среды
С продуктами сгорания топлива в атмосферу выбрасываются различные вредные вещества, в том числе и отличающиеся сильной токсичностью. Количество некоторых из этих веществ (двуокись серы, соединения ванадия, летучая зола) зависит от состава топлива и его не горючей части. Содержание других вредных веществ в дымовых газах (окислы серы и азота, окись углерода, канцерогены) зависит не только от характеристики сжигаемого топлива, но и от ряда других факторов, включая режимные: способа подготовки и сжигания топлива, конструкции топочных и горелочных устройств, нагрузки котла, коэффициента избытка воздуха и др., следовательно, выброс этих веществ можно свести к минимуму принятием соответствующих мер.
Степень воздействия энергетического топлива на окружающую среду определяется по шкале вредности. Наименьшее вредное воздействие на окружающую среду из всех топлив оказывает природный газ; вредным продуктом при его сжигании являются окислы азота. Мазут с S=3,5% занимает по шкале девятое место из-за образующихся при его сжигании двуокиси серы и окислов азота.
Токсичными веществами являются сернистый газ и двуокись азота. Одним из сильнейших канцерогенных является бензопирен, оказывающий вредное воздействие на живые организмы, даже при малых его концентрациях в воздухе.
Содержащаяся в топливе сера окисляется в основном до сернистого ангидрида, являющимся очень токсичным. Сернистый газ представляет большую опасность для здоровья человека, а при концентрации в воздухе 0,5 мг/м3 и выше губительно действует на растительность. Взаимодействуя с почвой, сернистый газ вызывает снижение ее плодородия. Он способствует также ускорению коррозии и разрушению строительных железобетонных конструкций.
При сжигании любого вида топлива возможно образование окислов азота. Окисляется как азот воздуха, так и азот, содержащийся в топливе. Основными определяющимися условиями процесса окисления азота являются температура в зоне горения, концентрация кислорода и время пребывания газов в зоне реагирования. При недостатке кислорода в продуктах неполного сгорания может присутствовать бензопирен. Чем полнее сгорание топлива, тем меньше содержание бензопирена в продуктах сгорания. Главной санитарной инспекцией установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосфере на уровне дыхания человека.
5.4 Методы уменьшения выбросов веществ в атмосферу
С ростом мощности ТЭЦ роль их в загрязнении приземного слоя атмосферы становится все значительнее. Кроме того, ТЭЦ располагаются, как правило, в индустриальных районах, фоновая концентрация вредных веществ нередко близка к предельно допустимой.
Одним из возможных режимных мероприятий для снижения вредных выбросов ТЭЦ является частичный переход на сжигание топлива с низким содержанием серы. Получение малосернистого мазута (S<1%) возможно в результате очистки от серы, как высокосернистого мазута, так и исходной нефти на нефтеперегонных заводах.
В настоящее время для снижения концентрации SO2 (и других вредных веществ) в приземном слое атмосферы в настоящее время дымовые газы выбрасывают через высокие дымовые трубы (250,320м и более) в верхние слои атмосферы.
Основным методом снижения выбросов окислов азота является подавление их образования в топке котла проведением ряда конструктивных и режимных мероприятий. Применение прямоточных горелок с рециркуляцией газов и двух ступенчатое сжигание топлива при малых избытках воздуха позволяют уменьшить окислов азота на 70-75%. Интенсивность образования окислов азота резко снижается при температуре горения не выше 1500єС.
Уменьшение количества кислорода в зонах, где происходит интенсивное образование окислов азота.достигается при двухступенчатом сжигании топлива (т.е. при недостатке кислорода в топке или у отдельных горелок в момент воспламенения топлива и сгорания летучих веществ) или при затягивании подмешивания вторичного воздуха к аэросмеси. Однако при этом следует иметь в виду возможность возникновения благоприятных условий для шлакования и высокотемпературной газовой коррозии поверхностей нагрева.
Критериями оценки санитарного состояния среды и качества атмосферного воздуха являются предельно допустимые концентрации (ПДК) токсичных веществ в воздухе или воде водоемов. Под ПДК следует понимать такую концентрацию различных веществ и химических соединений, который при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний.
При нормальной работе ТЭЦ происходит непрерывный выброс в атмосферу продуктов сгорания, в которых всегда присутствуют вещества, оказывающие вредное воздействие на жизнедеятельность растений, животных и человека. При сжигании природного газа продуктами сгорания являются оксид углерода СО и оксид азота NO2.
Сточные воды ТЭЦ содержат в себе различные примеси: реагенты и соли, использование водонагревательных установок приводит к содержанию нейтральных солей, кислот и щелочей, не являющихся токсичными. Однако эти сбросы приводят к существенному повышению солесодержания водоемов и изменению показателя. Со сточными водами предочисток сбрасываются также все уловленные органические вещества, повышающие биохимическую потребность водоема в кислороде, а также взвешенные вещества, поэтому непосредственный сброс этих вод в водоемы недопустим.
Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами, представляют особую опасность для водоемов в связи с малыми значениями их ПДК. Нефтепродукты наносят значительный вред водоемам, так как образовавшаяся пленка их на поверхности воды уменьшает аэрацию. Нефтепродукты даже в незначительных количествах оказывают губительное воздействие на икру рыб. Сточные воды от промывок системы теплоснабжения содержат 70-90% применяемых реагентов. В настоящее время сточные воды в основном корректируют по показателю, и в некоторых случаях из них непосредственно выделяют грубодисперсные примеси. Годовой объем слива сточных вод отопительной котельной составляет 38,277 м3 на заполнение и двукратную промывку системы теплоснабжения в межотопительный период.
5.5 Сточные воды и их очистка
На ТЭЦ имеется несколько видов сточных вод, содержащих вредные для окружающей среды вещества: регенерационные и промывочные воды водоподготовительных установок и конденсатоочистки, воды гидрозолоудаления, загрязненные воды мазутохозяйства, воды после обмывки конвективных поверхностей нагрева котлов, охлаждающей воды конденсаторов и др. Для исключения вредного влияния на окружающую среду (в частности, водоемы) количество содержащихся в сточных водах примесей не должно превышать установленные санитарными нормами ПДК. Вода, используемая для гидротранспорта золы и шлака, после осветления может содержать весьма большое количество солей кальция, магния, окислов железа, алюминия, а также соединения ванадия, мышьяка, ртути, флоридов и канцерогенных веществ.
Содержание этих веществ зависит как от состава золы, так и от способа сжигания топлива и очистки дымовых газов, и в большинстве случаев существенно превышает установленные нормами ПДК. Сброс таких вод в водоемы, естественно, недопустим, поэтому в настоящее время на ТЭЦ предусматриваются замкнутые системы гидрозолоудаления. Допустимое солесодержание воды в этом случае обеспечивается за счет продувки системы.
При обмывке низкотемпературных поверхностей нагрева котлов, работающих на сернистых мазутах, использованная вода содержит грубодисперсные примеси и значительное количество свободной серной кислоты (4-5 г/л), ванадия(0,3-0,8 г/л), железа(7-8 г/л). Обмывочная вода поступает в баки - нейтролизаторы для обработки; осветленная вода может быть вновь использована для свободных нужд.
Большой вред водоемам и почве причиняет их загрязнение мазутом и другими нефтепродуктами ТЭЦ (смазочными и изоляционными маслами, керосином, бензином и др.).
Мазут может попадать в сточные (грунтовые) воды при сливе, перекачке и хранении в резервуарах, а также в конденсат греющего пара мазутохозяйства.
Очистка загрязнённых нефтепродуктами сточных вод должна производиться отстаиванием с последующей флотацией или коагуляцией либо сепарацией с последующей сорбцией, более перспективным считается первый метод.Отстойниками являются нефтеловушки различных конструкций. Для обработки сточных вод ТЭЦ требуются сложные и дорогостоящие очистные сооружения. Поэтому актуальной является проблема уменьшения и количества сточных вод, а в пределе - исключение хотя бы отдельных из них. Так, например, сброс замазученных и замасленных вод можно исключить их выпариванием, использованием их в системе золоулавливания шлако - золоудаления или в других целях (после предварительной очистки) и т.д. Значительное количество этих вод можно направлять в топку котла для сжигания содержащихся в них нефтепродуктов