Шевляков (Анализ уровня загрязнения атмосферы вредными выбросами Хабаровской ТЭЦ-1 и разработка воздухоохранных мероприятий)

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1 Географическая характеристика Хабаровского края и города Хабаровска…5

2 Источники загрязнения атмосферы города Хабаровска……………………...7

2.1 Определения уровня загрязнения атмосферы………………………………7

3 Качество атмосферного воздуха……………………………………………...10

3.1 Метеорологические факторы, способствующие рассеиванию примесей..20

3.2 Условия загрязнения атмосферы промышленными выбросами………….22

4 Тепловые электростанции…………………………………………………….25

4.1 Хабаровская ТЭЦ-1………………………………………………………….27

4.2 Компоненты выбросов тепловых электростанций………………………..29

5 Теоретические основы образования вредных веществ при горении

топлива в топках котлоагрегатов……………………………………………….31

6 Характеристика используемых котлоагрегатах Хабаровская ТЭЦ-1……...35

7 Перечень выбрасываемых вредных веществ, их анализ, определение

класса опасности и их ПДК в атмосферном воздухе………………………….38

7.1 Влияние загрязнения атмосферного воздуха на окружающую среду……40

7.2 Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека……...43

8 Расчетное определение максимальных разовых и валовых

выбросов загрязняющих веществ………………………………………………46

9 Определение параметров выбросов загрязняющих веществ для

расчета норм ПДВ. Расчет ПДВ для котлов по вредным веществам………..49

10 Разработка воздухоохранных мероприятий по снижению валовых вредных выбросов из паровых котлов, включая очистку дымовых газов……………..56

Заключение……………………………………………………………………….70

Список использованных источников…………………………………………...71

Введение

Самой важной жизнеобеспечивающей природной средой является воздух, представляющий собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюционного развития Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами производственных и жилых помещений. Загрязнение приземной атмосферы – это один из самых мощных, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Об этом однозначно свидетельствуют результаты экологических исследований российских и зарубежных учёных.

Воздух атмосферного слоя имеет безграничную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

Загрязнением атмосферы называется привнесение в атмосферу или образование в ней физико-химических агентов и веществ. Загрязнение атмосферы обусловлено как природными, так и антропогенными факторами. Естественными источниками загрязнения атмосферы могут являться пыльные бури, выветривание, вулканизм, лесные пожары, дым от которых распространяется на тысячи километров. Это приводит к значительному уменьшению притока солнечной радиации к земной поверхности. Естественный источник – то, что происходит в природе с большей или меньшей регулярностью. От этого никуда не деться – мы вряд ли когда-нибудь сможем предотвратить извержение вулкана, гарантировать защиту от лесных пожаров или пыльных бурь.

А вот антропогенное воздействие на атмосферу исходит от человека. К основным антропогенным источникам загрязнения относятся: промышленные предприятия, транспорт, теплоэнергетика, сельское хозяйство и др. Особенно токсичные выбросы в атмосферу дают предприятия цветной металлургии, химической, нефтяной, чёрной металлургии, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности. Антропогенные факторы могут оказывать различные воздействия на состояние атмосферы (нагревание, изменение влажности и др.); воздействие на физико-химические свойства атмосферы (изменение состава, увеличение концентрации СО₂, аэрозолей, фреонов и пр.) Существенна и проблема истощения и истончения озонового слоя атмосферы, образования озоновых дыр. Это вызвано избыточным использованием фреонов в быту и производстве.

Чтобы уменьшить антропогенное воздействие на атмосферу изобретаются экологически чистые виды топлива, разрабатываются новые способы утилизации отходов, создаются безвредные материалы для производства и строительства.

На данном этапе, к счастью, биосфера ещё может сохранять способность к саморегуляции. Она ещё пока может нейтрализовать или хотя бы свести к минимуму вред, наносимый человеком. Но существует предел, когда биосфера уже не может сохранять необходимое равновесие. Когда это происходит, возникают экологические катастрофы.

Цель ВКР: Проанализировать источники загрязнения атмосферы города Хабаровска, включая Хабаровскую ТЭЦ-1. Разработать мероприятия по снижению вредных выбросов из котлов Хабаровской ТЭЦ-1.

Задачи ВКР:

1) Описать источники загрязнения воздушного бассейна города Хабаровска.

2) Проанализировать воздействие на окружающую среду и человека вредных веществ, выбрасываемых при горении жидкого топлива.

3) Обосновать и рекомендовать к применению наиболее эффективные мероприятия по снижению вредных выбросов из котлов Хабаровской ТЭЦ-1.

1 Географическая характеристика Хабаровского края и города Хабаровска

Хабаровский край расположен в Дальневосточном федеральном округе, в восточной части Российской Федерации, и занимает территорию площадью 788,6 тыс. кв. км, это 4-е место среди субъектов Российской Федерации. Хабаровский край находится в умеренном поясе северного полушария, простираясь с юга на север на 1780 км и с запада на восток - на 700 км. Относится к девятому, часовому поясу (разница с Москвой составляет 7 часов). Расстояние от его центра до Москвы по железной дороге - 8533 км, по воздуху - 6075 км. Граничит с Китаем по реке Уссури, Амурской протоке, затем по Амуру (на протяжении около 900 км), соседствует с Приморским краем, Амурской и Магаданской областями, с Республикой САХА (Якутией). С севера-востока и востока  край омывается Охотским и Японскими морями, от острова Сахалин отделяется проливами Татарским и Невельского [1]. В состав края входят несколько островов, среди них самые крупные — Шантарские. Протяжённость береговой линии составляет 2500 км, включая острова — 3 390 км, и изобилует множеством бухт. В состав Хабаровского края входят 6 городов краевого подчинения, 1 город районного подчинения, 24 рабочих посёлка, 185 сельских администраций, 475 сельских населённых пункта [1].

Административным центром Хабаровского края, а также Дальневосточного федерального округа  России является город Хабаровск. Хабаровск расположен на правом берегу Амурской протоки и реки Амур в южной части Среднеамурской низменности, недалеко от места слияния рек Амур и Уссури. Среднеамурская низменность расположена между Буреинским хребтом на западе и горами Сихотэ-Алинь на востоке.

Площадь города составляет 37,2 тысяч гектар, протяжённость вдоль Амура и Амурской протоки — 33 километра. Рельеф города разнообразен и сложен. Город разделен на 5 основных районов: Центральный, Кировский, Железнодорожный, Индустриальный и Краснофлотский.

Климат на территории Хабаровского края – умеренный, муссонный, с жарким влажным летом и холодной снежной зимой. Метеорологические характеристики города Хабаровска представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Метеорологические характеристики города Хабаровска

2 Источники загрязнения атмосферы города Хабаровска

Основными источниками загрязнения атмосферы в Хабаровске являются такие предприятия, как СП “Хабаровская ТЭЦ-1” ОАО ДГК филиал “Хабаровская генерация”, СП “Хабаровская ТЭЦ-3” ОАО ДГК филиал “Хабаровская генерация”, ОАО “Хабаровский НПЗ” НК “Альянс”[1].

Вклад автотранспорта в суммарный выброс составляет 49 %.

Таблица 2.1

Выбросы вредных (загрязняющих) веществ в атмосферу в 2013 году

2.1 Определения уровня загрязнения атмосферы

Для определения уровня загрязнения атмосферы используются следующие характеристики загрязнения:

q_ср - средняя концентрация примеси в воздухе. мг/м^3;

σ_ср - среднее квадратическое отклонение q ср, мг/м^3;

q_м - максимальная (измеренная за 20 мин) разовая концентрация примеси, мг/м³.

Загрязнение воздуха определяется по значениям средних и максимальных разовых концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с ПДК [1]. Средние концентрации сравниваются с ПДК среднесуточными, максимальные из разовых концентраций - с ПДК максимальными разовыми.

ПДК - предельно-допустимая концентрация примеси для населенных мест, установленная Минздравсоцразвития России. (Гигиенические нормативы "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест"), ГН 2.1.6.1338-03, М,2003 [1].

В качестве статистических характеристик загрязнения воздуха используются:

g - повторяемость %. разовых концентраций примеси в воздухе выше предельно-допустимой концентрации (ПДК) данной примеси;

g₁ - повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше 5 ПДК.

Используются три показателя качества воздуха - ИЗА, СИ и НП.

ИЗА - комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций, поэтому этот показатель характеризует уровень хронического. длительного загрязнения воздуха [2].

СИ - наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Определяется из данных наблюдений на посту за одной примесью, или на всех постах рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год. Он характеризует степень кратковременного загрязнения.

НП - наибольшая повторяемость (в процентах) превышения максимально разовой ПДК по данным наблюдений на посту за одной примесью или на всех постах территории за всеми примесями за месяц или за год.

Степень загрязнения атмосферы оценивается по трем показателям - ИЗА, СП, НП.

В информационных документах для оценки уровня загрязнения воздуха рассчитывается ИЗА для пяти загрязняющих веществ.

В соответствии с существующими методами оценки. уровень загрязнения считается повышенным при ИЗА от 5 до 6, СИ <5, НП<20%. высоким при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10, НП от 20 до 50% и очень высоким при ИЗА равном или больше 14, СИ >10‚ НП > 50%. Если ИЗА, СИ и НП попадают в разные градации то степень загрязнения атмосферы оценивается по ИЗА. Допускается корректировка категории качества атмосферного воздуха «низкий» или «повышенный» уровень загрязнения (по комплексному ИЗА) в сторону увеличения оценки степени загрязнения, если показатели СИ>10 или НП более 20% [2].

3 Качество атмосферного воздуха

Сведения о сети мониторинга. Наблюдения проводятся на 4 стационарных пунктах (таблица 3.1) Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды (ГСН). Пункты работают в соответствии с требованиями РД 52.04.186-89 [3].

Стационарные пункты подразделяются на “ городские фоновые” в жилых районах (№ 6), “промышленные” вблизи предприятий (№ 2), “ авто” вблизи автомагистралей или в районах с интенсивным движением транспорта (№№ 3 и 5).Это деление является условным, так как, застройка города и размещение предприятий не позволяет делать четкого разделения районов.

Концентрации диоксида серы. Среднегодовая и максимальная разовая концентрации ниже 1 ПДК [3].

Концентрации диоксида азота/оксида азота. Среднегодовое содержание составляет 1,2 ПДК, максимальное – 1,8 ПДК.

Среднегодовое и максимальное содержание оксида азота ниже 1 ПДК.