МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАНИЯ «БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФАКУЛЬТЕТ МАГИСТЕРСКОЙ ПОДГОТОВКИ КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ, БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ХИМИИ Выпускная

квалификационная работа ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЭЦ КАК ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Г. БРАТСКА

Руководитель ВКР В.А. Никифорова

ВКР выполнил А.В. Князева



Братск 2020

мире уделяется экологическим проблемам. Актуальным остается вопрос загрязнения воздушного бассейна.

Существенную долю в загрязнение вносит энергетическая отрасль.

С ростом единичных мощностей блоков, теплоэнергетических станций и теплоэнергетических систем, удельных и суммарных уровней теплоэнергопотребления, возникла задача ограничения загрязняющих выбросов в воздушный и водный бассейны, а также более полного использования их естественной рассеивающей способности.

окружающую среду. Объект исследования – атмосферный воздух г. Братска и

уровень его загрязнения химическими веществами, образующимися при работе ПАО «Иркутскэнерго» ТЭЦ-6 Предмет исследования – количественная оценка воздействия загрязняющих веществ на состояние окружающей среды при различных метеоусловиях.

условный источник, расположенный на более высоком уровне, по сравнению с

реальным источником.
Эффективная высота рассчитывается по формуле

,

где Нтр – высота источника выбросов;
ΔН – начальный подъем дымового факела.

Формула для расчета начального подъема дымового факела получена в виде

,

где ωо – вертикальная скорость выброса;
Rо – радиус трубы;
U – скорость ветра на высоте флюгера (10м);
g – ускорение свободного падения;
ΔT – разность температур выброса из дымовой трубы и окружающего воздуха;
Тв – абсолютная  температура наружного воздуха.

выбросов вредных примесей
Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому,

что выбросы из труб не могут подниматься выше определенного уровня - «потолка». Высота потолка определяется по формуле


,


где ωо – вертикальная скорость выброса;
Rо – радиус трубы;
ΔT – разность температур выброса из дымовой трубы и окружающего воздуха;
Kz - коэффициент турбулентности;
dT/dz - градиент температуры.

определяют по формуле

,


где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания загрязнителей в атмосфере (для г. Братска А=200);
М – максимально разовое количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания взвешенных частиц в атмосфере: для газообразных веществ F = 1;
m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы;
h – высота дымовой трубы, м;
V – объемный расход выбрасываемых дымовых газов, м3/с;
ΔT – разность температур выбрасываемых дымовых газов и окружающего атмосферного воздуха tв, °С;
 – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; для условий г. Братска  = 1,04.
Коэффициент m зависит от параметра f:

; ,


где о – скорость выхода газов из устья трубы, м/с;
Dо – диаметр устья дымовой трубы, м.

. При Vm>2 n = 1. Для определения скорости выхода газов из устья трубы используют выражение . При неблагоприятных метеоусловиях максимальная концентрация вредных веществ у земной поверхности достигается на оси факела выброса по направлению среднего за рассматриваемый период времени ветра на расстоянии Xм, м, от дымовой трубы, вычисляемого по формуле , где d – безразмерный коэффициент; при Vm>2,0 d = 7,0(1,0 + 0,28). Значение опасной скорости ветра равно: , при Vm>2. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества Cmu, мг/м3, при неблагоприятных метеоусловиях и скорости ветра U, м/с, отличающейся от опасной скорости ветра Um, м/с, вычисляют по формуле , где r – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от величины U0 = U/Um: при U0  1 . Расстояние от источника выброса Xmu, м, рассчитывают по выражению , где р – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от величины U0: при 0,25  U0  1,0 . Приземные концентрации вредных веществ при опасной скорости ветра вычисляют по формуле , где S1 – безмерный коэффициент, определяемый из следующих соотношений:

; при . При других значениях скорости ветра приземные концентрации рассчитывают по формуле . Значения приземных концентраций вредных веществ в атмосфере Су, мг/м3, на расстоянии у, м, по перпендикуляру к оси выброса находят по соотношению , где S2 – безразмерная величина, определяемая в зависимости от скорости ветра u, м/с, и соотношения у/х по значению аргумента ty: ty = u y2/x2 при u  5, ty = 5y2/x2 при u > 5, .

(ΔH) и эффективную высоту подъема дымового факела (Hэ) влияет скорость

ветра. С усилением ветра ΔH значительно уменьшается. Разрушение дымового факела может происходить при высоких скоростях ветра.

Усиление ветра способствует рассеиванию примесей в атмосфере и очищению воздушного бассейна.

Ослабление ветра приводит к увеличению подъема перегретых выбросов и, следовательно, к уменьшению концентрации примесей в приземном слое воздуха.

вредных примесей
При фиксированных параметрах выброса и постоянном коэффициенте турбулентности (устойчивое

состояние атмосферы) потолок подъема вредных примесей уменьшается с увеличением градиента температуры и минимальные значения потолка подъема наблюдаются при сверхадиабатических градиентах dT/dz > 10/100м

воздух становится менее плотным и поднимается вверх, способствуя очищению городского

воздуха от загрязняющих веществ в нижних слоях атмосферы;


б) при скорости ветра, равной опасной скорости, происходит интенсивное загрязнение приземного слоя от высотных источников выбросов;


в) факел горизонтален, незначительно расширяется по мере удаления от трубы; характерен для вечернего времени при градиенте температуры, близком к нулевому, и умеренной скорости ветра;

под углом к горизонту, а затем смещается горизонтально по ветру,

характерен для нулевого или отрицательного градиента температуры при слабой скорости ветра;

д) факел имеет Г-образную форму: дым сначала поднимается вертикально, а затем смещается горизонтально по ветру, характерен для нулевого или отрицательного градиента температуры при штиле;

е) низко расположенные приподнятые инверсии на уровне источников выброса способствуют возникновению эффекта, называемого “задымлением”: примеси, скапливающиеся на уровне 100-300м, начинают интенсивно поступать в нижний слой воздуха, и загрязнение приземного слоя осуществляется от всех труб одновременно.

для источников загрязнения атмосферы труба № 1 и труба №

2 ТЭЦ-6

в г. Братске

в г. Братске

с категориями НМУ установлены три режима работы:

– первый режим –

до 5–10 %;
– второй режим – до 10–20 %;
– третий режим – до 20–25 %.

азота подача пыли в камеру горения под давлением заменена на

подачу пыли высокой концентрации под разряжением;

внедрена рециркуляцию дымовых газов сбросного сушильного агента систем пылеприготовления, а также ступенчатое сжигание топлива;

для снижения выбросов оксидов серы используются сорбционные свойства золы для связывания SO2 в сульфаты и сульфиты в газовом тракте котла;

проведена замена части сжигаемого топлива на кородревесные отходы.