8243
.pdfсечениях факела выбросов.
Нормативный метод позволяет рассчитать поля концентраций токсичных веществ, создаваемые как дымовыми трубами, так и плоскостными и линейными источниками.
При проведении дискуссии обсуждаются и анализируются следующие вопросы:
1.Каковы основы расчета рассеивания выбросов от одиночного точечного источника загрязнения?
2.Каким образом подсчитывается максимальная приземная концентрация вредных веществ от источника загрязнения?
3.Что такое значение Хм, и как рассчитывается эта величина для горячих и холодных источников?
4.Что такое «зона влияния источника» и как она определяется?
5.Что такое предельно допустимый выброс (ПДВ) вредного вещества от источника загрязнения? Как определяется ПДВ?
6.Проанализируйте разницу в распределении концентраций загрязняющих веществ от горячих и холодных источников загрязнения.
7.Проанализируйте разницу в распределении концентраций загрязняющих веществ от точечных, линейных и площадных источников.
8.Каковы изменения в распределении концентраций, если источник загрязнения размещен в зоне аэродинамической тени?
9.Что такое санитарно-защитная зона и как она устанавливается для промышленного предприятия?
10.Как проверяется расчетом ССЗ, принятая по санитарной классификации
предприятия?
Расчеты
1. Расчет распределения выбросов от котельной в атмосферном воздухе.
Для расчета рассеивания вредных веществ, содержащихся в выбросах котельной, в атмосферном воздухе используется нормативный метод [10].
Дымовая труба относятся к одиночным источникам загрязнения, поэтому их расчет выполняется в соответствии с формулами, приведенными в разделе 2 методики ОНД-86 [10].
Порядок расчета распределения (рассеивания) выбросов в атмосфере приведен в
[12]на примере рассеивания выбросов от дымовой трубы котельной установки
2.Расчет степени очистки выбросов
Расчет нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) токсичных веществ,
содержащихся в уходящих газах котельной установки, следует проводить в соответствии с методикой ОНД-86 [10]. Для расчета ПДВ котельной можно использовать учебнометодическое пособие [12], где учтены изменения, внесенные в нормативы [8].
Предельно допустимый выброс (ПДВ) определяется для каждого из вредных веществ, выбрасываемых источниками загрязнения.
Значение ПДВ, г/с от одиночного источника (для веществ, не обладающих эффектом суммации) рассчитывается по формуле 6.1 [12], Полученные значения ПДВ сопоставляются с массой загрязняющих веществ М, выбрасываемых источником.
11
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.
6. Как производится расчет массы веществ, содержащихся в сточных водах химводоочистки?
7. Как производится расчет массы веществ, содержащихся в продувочных водах паровых котлов?
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.
12
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;
- |
рассчитать массу соли |
CaCI2, сбрасываемую |
за одну регенерацию фильтра, кг-экв; |
- |
рассчитать массу соли |
MgCl2, сбрасываемую |
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);
13
-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?
3. Приведите экологические |
преимущества |
установки энергосберегающего |
оборудования в котельной. |
|
|
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?
14
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.
3. Какие способы очистки дымовых газов от оксидов серы |
Вы знаете. |
Проанализируйте 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
15
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?
3. Какое оборудование устанавливается в схеме |
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?
16
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?
17
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 56 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.
18
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;
3. |
Экологическая оценка теплогенерирующей установки с 4-мя котлами ДЕ-25-14; |
|
4. |
Экологическая оценка теплогенерирующей установки 4-мя котлами ДКВР-20-13; |
|
5. |
Экологическая оценка теплогенерирующей установки 5-ю котлами ДКВР-10-13; |
|
6. |
Экологическая оценка теплогенерирующей установки |
3- мя котлами КВГМ-20; |
7. |
Экологическая оценка теплогенерирующей установки |
4- мя котлами КВГМ-10; |
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:
координатная сетка с шагом 500, 1000 или 2000 м в зависимости от масштаба
19
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.
20