Аннотация. В данной статье рассматриваются вопросы защиты окружающей среды при работе котлоагрегатов, а также рассчитываются приземные выбросы вредных веществ котлоагрегатом при работе на экибастузском угле.
Состояние рынка энергетического оборудования в Казахстане характеризуется значительным физическим и моральным износом основного оборудования. В постперестроечный период энергетики зачастую не имели возможности проводить замену цилиндров или турбин в сборе по выработке ресурсного срока службы. По той же причине зачастую энергетики не имели возможности проводить даже полноценные ремонты основного оборудования с заменой изношенных узлов и деталей. Отсюда – ухудшение общего технического состояния основного оборудования, резкое возрастание вероятности отказов и аварий и, как следствие, возрастание объемов и сложности ремонтов, объемов контроля, уровня сложности принятия технических решений при ремонтах, т.е. существенное увеличение затрат на проведение «штатных» ремонтных мероприятий. Негативное влияние на состояние парка турбин оказали и макроэкономические изменения, повлекшие за собой существенное сокращение (в ряде случаев) промышленного потребления теплоэнергии, и, как следствие, консервацию либо недозагрузку части оборудования, работу части турбоустановок (особенно на ТЭЦ) в «пиковом» или «полупиковом» режиме, характеризующемся частыми пусками – остановами, сбросами – набросами нагрузки [1].
Моральное устаревание турбинного оборудования: проектно-технические решения, заложенные в конструкции турбин, разработаны в 60-70-х гг. прошлого века. Отсюда – невысокие, по сравнению с возможными, экономические показатели, а также показатели надежности, безотказности, ремонтопригодности, маневренности, потеря возможностей сокращения сроков ремонта и межремонтных периодов [2].
Нужно отметить уменьшение размеров основных фондов энергопроизводящих предприятий, что привело к резкому снижению амортизационных отчислений и к снижению затрат на реновацию, модернизацию и замену оборудования.
Основными направлениями увеличения экономичности теплофикационных турбин являются повышение начальных параметров пара, введение промперегрева и укрупнение единичной мощности, однако их реализация связана с большими материальными затратами.
По мере усложнения системы “Человек-техника” все более ощутимыми становятся экономические и социальные потери от несоответствия условий труда и техники производства возможностям человека. Анализ условий труда в турбинном цехе, где будет происходить замена теплоизоляции турбины приводит к заключению о потенциальной опасности производства. Суть опасности заключается в том, что воздействие присутствующих опасных и вредных производственных факторов на человека, приводит к травмам, заболеваниям, ухудшению самочувствия и другим последствиям. Главной задачей анализа условий труда является установление закономерностей, вызывающих ухудшение или потерю работоспособности рабочего, и разработка на этой основе эффективных профилактических мероприятий.
В турбинном цехе имеются следующие вредные и опасные факторы:
а) механические факторы, характеризующиеся воздействием на человека кинетической, потенциальной энергий и механическим вращением. К ним относятся кинетическая энергия движущихся и вращающихся тел, шум, вибрация;
б) термические факторы, характеризующиеся тепловой энергией и аномальной температурой.
К ним относятся температура нагретых предметов и поверхностей;
в) электрические факторы, характеризующиеся наличием токоведущих частей оборудования.
При разработке мероприятий по улучшению условий труда необходимо учитывать весь комплекс факторов, воздействующих на формирование безопасных условий труда.
Одно из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда – обеспечить нормальные условия и чистоту воздуха в рабочем помещении. Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий, к основным из которых относятся:
- применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадания их в рабочую зону. Этого можно достичь, например путем замены токсичных веществ нетоксичными;
- надежная герметизация производственного оборудования;
- установка на рассматриваемом участке устройства вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной среды;
- применение средств индивидуальной защиты, а именно: спецодежды, защищающей тело человека; защитных очков и фильтрующих средств защиты; защитных рукавиц (при выполнении транспортировочных работ) [3].
Оптимальные условия труда сведены в таблицу 1.
Таблица 1 – Оптимальные условия труда
Примечание: * холодный и переходный периоды
Допустимыми являются:
t = от 17 до 23 °С, влажность – 75%, u=0,3 м/с.
t (вне постоянных рабочих мест) от 13 до 24 °С.
Увеличение и накопление в окружающей среде различных загрязнений способны нарушить сложившиеся естественные процессы в биосфере. Наибольшую опасность для человека представляет загрязнения атмосферного воздуха в городах. Во многих из них концентрация вредных веществ превышает предельно-допустимые концентрации (ПДК – максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы воздуха, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени вызывает какие-либо болезненные изменения в организме человека).
В результате процесса полного сгорания топлива в воздушной среде в дымовых газах образуется углекислый газ СО , водяные пары Н О, азот N , окислы серы SO , сернистый ангидрид SO и зола.
В случае неполного сгорания топлива в топках могут образовываться также окись углерода СО, углеводороды СН , С Н , а также канцерогенные вещества [4].
Выбросы в атмосферу содержат продукты реакций в твердой, жидкой и газовых фазах. Изменения состава выбросов после их выхода могут проявляться в виде: осаждения тяжелых фракций; распада на компоненты по массе и размерам, химических реакций с компонентами воздуха; взаимодействия с воздушными течениями, с облаками, с атмосферными осадками, с солнечными излучениями различной частоты.
Одним из наиболее токсичных газообразных выбросов энергетических установок является сернистый ангидрид. Он составляет примерно 99% выбросов сернистых соединений, содержащихся в уходящих газах котлоагрегатов [5].
Тепловые выбросы – количество теплоты, поступающей в атмосферу, – определяются теплотой сгорания или тепловым эквивалентом использованных энергоресурсов. Значительная доля всей энергии выделяется в атмосферу в зоне расположения энергоустановки, что вызывает локальное повышение температуры воздуха над этой зоной.
Образование кислотных дождей связано с поступлением во влажную атмосферу окислов серы и азота. Кислотные дожди снижают плодородие почв, ухудшают здоровье населения, отрицательно воздействуют на флору и фауну, разрушают металлоконструкции.
Дымовые трубы ТЭЦ служат для отвода вредных выбросов электростанции в верхние слои атмосферы и последующего их рассеивания. Очевидно, что чем больше высота трубы, тем дальше уносятся и в большем объеме рассеиваются не уловленные в газоочистных устройствах частицы золы и вредные газообразные выбросы. Большое влияние на эффективность рассеивания дымовых газов оказывает также состояние атмосферы и условия выхода выбросов из устья трубы (скорости и температуры газов).
Из расчета видно, что приземные концентрации различных вредных веществ соответствуют норме и не превышают максимально разовой предельно допустимой концентрации.
В данной статье мы рассмотрели вопросы охраны окружающей среды и воздушного бассейна при работе котлоагрегатов на ТЭЦ. Также был произведен расчет приземной концентрации вредных веществ, показавший, что применение экибастузского угля является целесообразным и при должной работе по защите окружающей среде не нарушает нормы содержания вредных веществ в приземном слое, а выбросы не превышают максимально разовой предельно допустимой концентрации [1].
Литература
- Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.
- Дукенбаев А.Д. Технико-экономические факторы РК.– Алматы, 2001.– 251 с.
- Жабо В.В. Охрана окружающей среды ТЭС и АЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1992 – 240 с.
- Глазырин А.И. Подготовка воды для ТЭС промышленных. – Алматы: Республиканский издательский Комитет, – 146 с.
- Смал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигания топлива. – Л.: Недра, 1988. – 107 с.
- Липов Ю.М. Компоновка и тепловой расчет парового котла. – М.: Энергоатомиздат, – 237с.
- ГОСТ 17.2.3-02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых вредных веществ в промышленном предприятии.