3551

Если Мi < ПДВi, то данный выброс от источника (по веществу i) считается допустимым (дается разрешение на выброс).

В том случае, когда выброс какого-либо вещества превышает ПДВ, то необходимы природоохранные мероприятия. Степень очистки в этом случае можно определить по формуле 6.1 [12].

ПДВ для одиночного источника, выбрасывающего вещества, обладающие суммацией вредного воздействия, определяется по расчету рассеивания вредных веществ в зависимости от фактора суммации (полная суммация, неполная суммация) по формулам 6.4-6.9. [12]. Если условия формул не выполняются, то необходимы природоохранные мероприятия, а степень очистки определяется по ф-лам 6.10, 6.11 [12].

Занятие №3

Семинар-дискуссия

Тема: Физико-химические и гигиенические свойства вредных веществ, содержащихся

встоках теплогенерирующих установок.

Вдискуссии рассматривается водоемы и водотоки, как сложные экосистемы существования биоценоза. Выделяются факторы, негативно влияющие на процессы в водоемах (температура воды; минералогический состав примесей; водородный показатель (рН ); концентрация вредных примесей; концентрация кислорода).

Особое внимание уделяется характеристике стоков котельной установки. Рассматриваются источники загрязнения водоемов в котельной установке, анализируется состав стоков и приводится характеристика загрязняющих веществ, включая их физикохимические и гигиенические свойства [9,13,17,18, 20].

Обсуждаются методики расчета загрязняющих веществ от системы химводоочистки и продувки паровых котлов [13,17].

Впроцессе изучения темы и во время дискуссии студенты должны ответить на

следующие вопросы:

1. Какое воздействие на качество водоемов они оказывают сточные воды энергетических установок?

2.Какие виды загрязнения стоками котельных и ТЭЦ Вы знаете?

3.Какие загрязняющие вещества сбрасываются со стоками химводоочистки?

4.Какие загрязняющие вещества содержатся в промывочных водах?

5.Приведите характеристику продувочных вод промышленных котлов и перечень вредных веществ, содержащихся в стоках.

Расчеты

1. Расчет массы вредных веществ, содержащихся в стоках котельной установки

Расчет начинается с определения расхода сточных вод при различных методах химводоочистки по формулам 3.44-3.49 [13] и расхода продувочной воды по ф-ле 2.7[13].

Расчет массы загрязняющих веществ в стоках котельной установки производится по [13,17 ] соответствии с применяемым способом химводоочистки.

11

Ниже приведена последовательность расчета массы загрязняющих веществ, сбрасываемых за одну регенерацию (включая взрыхление и промывку) натрийкатионитного фильтра.

Исходные данные:

-качество исходной воды;

-диаметр фильтра;

-высота слоя катионита;

-вид катионита;

-число регенераций фильтра;

В процессе регенерации натрий-катионитных фильтров в дренаж сбрасываются: избыток поваренной соли NaCl; продукты регенерации катионита CaCl2 и MgCl2 , некоторое количество измельченного катионита.

Порядок выполнения расчета сбросов [13,17]:

-вычислить массу сбрасываемого избытка соли NaCl натрийкатионитными фильтрами, кг;

-определить массу соли NaCl, сбрасываемой от натрий-катионитных фильтров в час (кг/ч);

-определить массу солей жесткости, сбрасываемых в дренаж за одну регенерацию фильтра, кг-экв;

-определить массы солей CaCl2 и MgCl2, сбрасываемых от водоподготовительной установки в час, кг/ч;

-вычислить годовой сброс измельченного катионита, т/год.

Всхемах водород-натрий катионирования подсчет сбрасываемых стоков производится раздельно для Na- и Н-катионитовых фильтров

Всхемах Н-катионирования качественный и количественный характер загрязняющих стоков зависит как от схемы, в которой работают водород-катионитные фильтры («голодная» регенерация, параллельное или последовательное водород – катионирование), так и от качества исходной воды[13,ф-лы 3.58-3.72].

Всхемах Na-Cl – ионирования от первой стадии сбрасываются вещества, определенные в примере расчета.

При регенерации натрий-хлор-ионитных в дренаж сбрасываются: избыток поваренной соли NaCI; продукты регенерации анионита Na2SO4, NaHCO3.Расчет этих вредных веществ проводится по ф-лам 3.73-3.78 [13].

2.Расчет необходимой степени очистки стоков.

Сначала определяется норматив допустимого сброса (НДС) вещества - масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в водный бассейн в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе.

Исходными данными для расчета НДС котельной установки являются [13]:

-максимальный расход сточных вод от установки ХВО (см. разд. 3.2);

-максимальный расход продувочных вод (см. разд. 2.1);

-количество загрязняющих веществ в сточных водах ХВО (см. разд. 3.3);

12

-количество загрязняющих веществ в продувочных водах (см. разд. 4);

Расчет НДС проводят раздельно для каждого из загрязняющих веществ (хлоридов, сульфидов, взвешенных веществ, и др.) по ф-ле 5.4.[13].

Сброс сточных вод может быть осуществлен либо непосредственно в водоем, либо в систему канализации.

При сбросе в водоем величины НДС устанавливаются с учетом предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды [9].

Исходная информация для разработки проекта НДС может быть получена в территориальных органах Росгидромета или принята по данным организаций, имеющих лицензию на выполнение работ, связанных с получением требуемых данных [9, пункт11].

В учебном проектировании допускается оценивать с ндс величиной гигиенического норматива ПДК [13].

Рассчитывается концентрация загрязняющего вещества от каждого источника по формуле 5.1[13] . Полученное значение концентрации сопоставляется с допустимой (с ндс) в сбросе. Если концентрация загрязняющего вещества ci > с ндс, то cброс i-го вещества считается допустимым. В этом случае необходимо выполнение природоохранных мероприятий. Если в качестве мероприятия принимается разбавление стоков, то его величина рассчитывается по ф-ле 5.2[13].

Занятие 4

Семинар-дискуссия

Тема: Технологические методы снижения содержания вредных веществ в продуктах сгорания органического топлива

На семинаре дискуссии рассматриваются и анализируются технологические методы очистки продуктов сгорания от оксидов углерода, сажи, бенз(а)пирена, оксидов азота и серы [11, 15, 20]. Приводятся схемные решения технологических методов очистки.

В процессе дискуссии студенты должны обсудить следующие вопросы.

1.Какие методы снижения загрязнения названы «технологическими»?

2.Назовите технологические методы снижения выброса соединений углерода при сжигании различных топлив?

4.Проанализируйте технологические методы очистки продуктов сгорания от оксидов азота.

5.Какие из горелочных устройств предназначены для снижения выброса оксидов азота?

6.Какими путями можно снизить содержание серы в мазуте?

13

Занятие 5

Семинар-дискуссия

Технологические методы снижения содержания вредных веществ в сточных водах химводоочистки и продувки котлов.

Вдискуссии рассматривается комплекс технологических методов снижения загрязнения водного бассейна вредными сбросами котельной [17, 18, 20].

Обсуждаются две группы технологических методов – снижение производительности водоподготовки и снижение расхода продувки паровых котлов для уменьшения массы сбрасываемых вредных веществ.

Впроцессе изучения темы и во время дискуссии студенты должны ответить на следующие вопросы:

1. Как определить нормативно допустимый сброс котельных и ТЭС.

2. Какие методы очистки сточных вод энергетических установок Вы знаете? 3. Какие из методов очистки следует считать технологическими?

4.Как можно снизить производительность водоподготовки в котельной (проанализировать тепловую схему котельной)?

5.Какими методами можно очистить конденсат, возвращающийся в котельную, в зависимости от примесей, содержащихся в нем?

6.Назовите пути снижения расхода продувочной воды в котельной.

Занятие 6

Семинар-дискуссия

Способы очистки продуктов сгорания органического топлива. Схемы очистки. Экозащитное оборудование

На семинаре дискуссии рассматриваются и анализируются методы очистки продуктов сгорания от оксидов углерода, сажи, бенз(а)пирена, оксидов азота и серы, золы [11, 15, 19-20]. Приводятся схемные решения очистки.

Впроцессе дискуссии студенты должны обсудить следующие вопросы.

1.Проведите анализ способов очистки дымовых газов от продуктов неполного сгорания и назовите экозащитное оборудование.

2.Проанализируйте способы очистки дымовых газов от оксидов азота и назовите экозащитное оборудование.

4.Назовите способы очистки дымовых газов от золы и приведите примеры золоулавливающего оборудования.

Расчет

В процессе практических занятий студенты на классной доске приводят схемы очистки продуктов сгорания от твердых частиц и выполняют эскизы экозащитного оборудования [11,19,20].

Сначала рассматривается и анализируется механизм сепарации твердых частиц в

14

потоке при использовании различных типов экозащитного оборудования: сухие уловители (осадительные камеры, жалюзийные уловители, центробежные аппараты, тканевые фильтры, электрофильтры) и мокрые уловители (полые скрубберы, скрубберы Вентури, центробежные скрубберы, ударно-инерционные аппараты).

Приводится характеристика каждого вида пыле-золоулавливающего оборудования, анализируются преимущества и недостатки.

По заданию руководителя выполняется расчет циклона, расчет блока циклонов, расчет центробежного скруббера. Анализируются результаты расчета

Занятие 7

Семинар-дискуссия

Способы очистки конденсата теплогенерирующей установки. Экозащитное оборудование

На семинаре - дискуссии студенты повторяют все перечисленные ранее технологические методы снижения загрязнения водного бассейна, включающие:

-максимальный возврат конденсата в котельную в результате его очистки в местах загрязнения по предложенным на занятии №5 методами;

-снижение расхода продувочных вод паровых котлов за счет осуществления ступенчатого испарения, включая установку ступеней (перегородок) в барабане котлов

Чтобы вернуть в котельную максимально возможное количество конденсата и тем самым снизить стоки химводоочистки, необходимо очистить конденсат в местах использования технологического пара.

В зависимости от примесей, попадающих в конденсат на производстве, необходимо рассмотреть следующие способы его очистки у потребителя:

- очистка конденсата от продуктов коррозии металла – оксидов железа;

-очистка конденсата от масел и легких нефтепродуктов;

-очистка конденсата, возвращающегося из мазутного хозяйства котельной; -очистка конденсата от механических загрязнителей (твердых частиц).

Далее следует сопоставить различные фильтры, используемые в процессах очистки

конденсата:

-целлюлозные фильтры намывного типа;

-механические (одно-, двух- и трехкамерные) или водород-катионитные фильтры;

-электромагнитные аппараты и намывные ионитные фильтры.

Впроцессе дискуссии студенты должны обсудить следующие вопросы.

1.Какое оборудование устанавливается для очистки конденсата от масел (нефтепродуктов)?

2.Приведите схему очистки конденсата, возвращающегося из мазутного хозяйства в котельную?

4.В каких случаях устанавливаются механические фильтры для очистки конденсата?

5.В каких фильтрах и почему используется активированный уголь?

15

Занятие 8

Семинар-дискуссия Охрана труда в теплоэнергетике и теплотехнологиях

В процессе дискуссии рассматриваются негативные факторы воздействия энергетических установок и оборудования тепловых станций на обслуживающий персонал [2, 5, 6, 21, 22]. Приводятся основы правового регулирования отношений в области охраны труда в теплоэнергетике. Проводится выявление и анализ опасного с позиции охраны труда основного и вспомогательного оборудования теплогенерирующих установок.

Анализируются правила безопасной эксплуатации энергетического оборудования и процессов сжигания топлива в котельных и ТЭЦ [2, 5, 6, 21, 22].

Рассматриваются мероприятия по снижению уровня взрыво и пожароопасности энергетических установок, снижению уровня шума, вибрации, электромагнитного и радиационного излучения.

Впроцессе дискуссии студенты должны обсудить следующие вопросы.

1.Назовите основы правового регулирования отношений в области охраны труда

втеплоэнергетике.

2.Назовите опасное с позиции охраны труда оборудование теплогенерирующей установки.

3.Какие методы защиты от шума и вибрации основного и вспомогательного оборудования энергетических установок Вы знаете?

4.Каковы методы защиты от электромагнитного и радиационного излучения?

5.В каком случае можно отравиться продуктами неполного сгорания органического топлива и как их обнаружить?

16

3. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной

работы

3.1. Общие рекомендации для проведения самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.

Целями самостоятельной работы студентов являются: систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов; углубление и расширение теоретических знаний; формирование умений использовать нормативную, справочную документацию и специальную литературу; развитие познавательных способностей и активности студентов; формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.

В соответствии рабочей программой, самостоятельная работа по данной дисциплине составляет 28 часов и проводится в следующих направлениях:

-подготовка к семинарским занятиям по предложенным темам;

-подготовка к практическим занятиям;

-выполнение индивидуальных заданий по практическим занятиям;

-выполнение расчетно-графической работы;

-подготовка к промежуточной аттестации

Для успешного решения поставленных задач студентам предлагается список литературных источников, приведенный на стр.23 данного пособия. Кроме того, студент может использовать собственный поиск через систематический каталог в библиотеке, просмотр специальных периодических изданий по рассматриваемым темам и анализировать материалы, размещенные в сети Интернет. При этом следует учитывать, что учебники и учебные пособия предназначены студентов и магистрантов, а монографии и статьи ориентированы на исследователя.

3.2 Темы для на самостоятельного изучения

Студенты самостоятельно готовятся к семинарским занятиям в соответствии с рассмотренными ранее темами семинаров-дискуссий и выполняют индивидуальные задания по теме расчетно-графической работы, а также готовятся к экзамену

3.3.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

1.Лебедева, Е.А.. Охрана воздушного бассейна от вредных технологических и вентиляционных выбросов: учебное пособие.- Н.Новгород, ННГАСУ, 2010 -196с.

2.Лебедева, Е.А., Гордеев. А.В.. Проектирование, наладка и эксплуатация комплексных природоохранных систем: Учебное пособие - Н.Новгород. ННГАСУ, 2007.- 82 с.

3.Лебедева, Е.А., Гордеев А.В. Экозащитная техника: Учебное пособие. - Н.Новгород.

ННГАСУ, 2007.- 82 с

4.Лебедева, Е.А., Гордеев А.В., Лощилова Е.В. Экологическая оценка выбросов котельной в атмосферу : учеб.-метод. пособие.- Н.Новгород, ННГАСУ-2015.- 56с.

5.Лебедева Е.А., Гордеев А.В. Определение допустимых сбросов котельной в водоемы : учеб.-метод. Пособие.- Н.Новгород, ННГАСУ, 2016.- 57с.

17

4. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа выполняется во 2-ом семестре по заданию, выданному преподавателем (см. приложение А).

Задачей курсовой работы является проведение экологической оценки теплогенерирующей установки

Студентам предлагаются следующие примерные темы расчетно-графической работы:

1.Экологическая оценка теплогенерирующей установки с 5-ю котлами ДЕ-10-14; 2.Экологическая оценка теплогенерирующей установки с 4-мя котлами ДЕ-16-14;

8.Экологическая оценка теплогенерирующей установки 5- ю котлами BuderusLogano;

Каждый студент в соответствии с исходными данными проводит экологическую оценку котельной установки по фактору загрязнения воздушного и водного бассейнов.

Расчетно-графическая работа выполняется в последовательности:

-анализ исходных данных для проектирования;

-определение расхода выбросов котельной в атмосферный воздух;

-расчет массы загрязняющих веществ в выбросах котельной;

-расчет распределения концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе;

-выявление необходимой степени очистки вредных веществ, содержащихся в продуктах сгорания органического топлива;

-подбор комплексных природоохранных мероприятий;

-расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха до и после природоохранных мероприятий.

- определение расхода сбросов котельной в водный бассейн;

-расчет массы загрязняющих веществ в стоках котельной;

-выявление необходимой степени очистки вредных веществ, содержащихся в стоках котельной

-подбор природоохранных мероприятий;

-расчет платы за загрязнение водного бассейна до и после природоохранных мероприятий.

Графическая часть работы состоит из 1 листа формата А2.

На листе выполняется карта-схема территории, включающей план промышленной площадки предприятия и окружающие ее территорию: существующие жилые кварталы, участки перспективной жилой застройки, промышленную застройку, лесные и зеленые массивы, другие территории. Необходимо выбрать такой масштаб, чтобы за радиусом Хм можно было нанести 2-3 изолинии концентраций вредных веществ.

На карте-схеме территории наносятся:

18

−координатная сетка с шагом 500, 1000 или 2000 м в зависимости от масштаба генплана и мощности источника загрязнения;

−промышленная площадка (желательно в центре координатной сетки);

−санитарно-защитная зона (СЗЗ) предприятия по санитарной классификации с

корректировкой по румбам;

−источник загрязнения (в учебном проектировании - на пересечении линий координатной сетки);

−окружности радиусом хм, м для газообразных веществ и ТВЧ

−значения хмu, м по каждому из румбов.

−Анализируется полученный расчетом массив концентраций вредных веществ (см.

[12] табл. 4.2, 4.3) и на генплане наносятся 3–4 изолинии приведенных концентраций q по каждому из веществ или суммации. Например: от котельной qСО = 0,2; 0,4; 0,6; qNО2+SО2 = 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 и т.д. Расстояния, на которых размещаются

рассматриваемые изолинии, определяются путем интерполяции данных таблицы 4.3 [12] или графически.

На листе размещаются таблицы, отражающие количественный и качественный

состав выбросов и сбросов и условные обозначения.

Схемы очистки выбросов и сбросов могут быть размещены в расчетнопояснительной записке со ссылкой на них в графической части работы.

19

5.Методические рекомендации по подготовке к промежуточной

аттестации

Перед сдачей экзамена студентам выдается список подготовительных вопросов, охватывающих весь спектр тем по курсу. Экзаменационный билет состоит из 2х вопросов.

Непосредственно перед экзаменом проводится консультация, на которой рассматриваются наиболее сложные темы, а преподаватель отвечает на вопросы студентов, возникшие в ходе подготовки к промежуточной аттестации.

Ниже представлен перечень вопросов, содержащихся в билетах к экзамену.

1.Какие токсичные вещества образуются при сжигании газообразного топлива?

2.Назовите их физико-химические свойства и воздействие на организм человека.

3.Назовите физико-химические свойства токсичных веществ, которые образуются при сжигании мазута? Чем отличается воздействие золы мазута от нейтральной золы?

4.Какие токсичные вещества образуются при сжигании твёрдого топлива? При каких условиях образуются твёрдые частицы в виде кокса и золы?

5.Какие условия топочного процесса определяют образование бенз(а)пирена (см. расчётные зависимости)?

6.Как различаются оксиды азота по механизму образования? Изменяется ли соотношение NO/NO2 при движении по газовому тракту и при выбросе в атмосферу?

7.Каковы различия в низкотемпературном и высокотемпературном механизме образования бенз(а)пирена? Приведите примеры образования БП при сжигании природного газа и мазута.

8.Поясните механизм образования продуктов неполного сгорания – оксида углерода и сажи в топочных камерах топливосжигающих установок.

9.По какому механизму образуются оксиды серы и пары серной кислоты в топочных камерах котлов?

10.Как определить расход продуктов сгорания теплогенерирующей установкой?

11.Как определить массу оксидов азота, выделяющихся при сжигании органического топлива?

12.Как определить массу оксидов углерода, выделяющихся при сжигании органического топлива?

13.Как определить массу бенз(а)пирена, выделяющегося при сжигании органического топлива?

14.Как определить массу оксидов серы, выделяющихся при сжигании органического топлива?

15.Какие нормативы качества атмосферного воздуха Вы знаете? Каковы различия в значениях ПДК вредных веществ в рабочей зоне и в атмосферном воздухе? Приведите примеры.

16.Каковы основы расчета рассеивания выбросов от одиночного точечного

источника загрязнения?

17.Каким образом подсчитывается максимальная приземная концентрация вредных веществ от источника загрязнения?

18.Что такое предельно допустимый выброс (ПДВ) вредного вещества от источника загрязнения? Как определяется ПДВ?

19.Что такое значение Хм и как рассчитывается эта величина для горячих и холодных источников?

20