экз / shpory_ebt_chast_2 (1)

Вопрос №2. Основные экологические проблемы человечества. Международные усилия по предотвращению изменения климата. (Рамочная Конвенция ООН по изменению климата (РКИК), Киотский протокол, Парижское соглашение)

Основные экологические проблемы человечества- близость к глобальному потеплению из-за большого выброса парниковых газов, загрязнение окр.среды из-за бытовых и промышленных отходов, а так же снижение уровня вод в мировом океане. Рамочная конвенция ООН по изменению климата. Вступила в действие в 1994г. Принята из-за роста среднегодовой температуры в атмосфере Земли. РКИК установила для стран принципы и обязательства, которые касались организационного характера организации учета и отчетности без установления лимитов выброса парниковых газов по странам-участницам.Киотский протокол. Был введен для конкретизации РКИК в 2005 году. Установил для развитых стран ограничения по выбросу парниковых газов ( снижение их относительно какого-то конкретного года для отдельной страны, как минимум на 5%). Были установлены рыночно ориентировочные механизмы (торговля выбросами). РФ успешно справилась сократив выбросы на 5,5 млрд. тСО2-экв.Парижское соглашение. Вступило в силу в 2016г с целью не позволить средней температуре на планете вырасти больше чем на 2 градуса цельсия. Все страны-участники обязаны были принять обязательства по сокращению или ограничению выбросов парниковых газов с 2021г. и каждые 5 лет снижать их.

3. Причины образования при работе ГТУ и ПГУ. Формула расчета СО₂ СО и СО₂ – продукты окисления углеводородного топлива. Причиной незавершенности процесса могут быть: некачественные распыление и (или) медленное испарение жидкого топлива, неудовлетворительное смешение топлива с воздухом, недостаточное время пребывания в зоне горения, «замораживание» химической реакций в защитной пленке воздуха вблизи стенок камеры сгорания ГТУ.

Формула расчета выбросов СО₂:

4. Механизмы образования оксидов азота (термические, «быстрые», и топливные оксиды азота)

Различают два источника оксидов азота при сжигании органического топлива. В первом – происходит окисление молекулярного азота воздуха, использование в качестве окислителя при горении, а во втором – окисление азотосодержащих составляющих топлива. В первом случае образуются термические и «быстрые», а во втором – топливные.

Необходимым условием для образования термических оксидов азота является диссоциация при высоких температурах молекул кислорода на атомы, которые вступают в реакцию с молекулярным азотом воздуха. Их генерация происходит при температуре больше 1800 К.

«Быстрые оксиды» азота образуются в узкой зоне фронта пламени в результате аномально быстрых реакций взаимодействия молекулярного азота воздуха с углеводородными радикалами, образующимися в промежуточных реакциях горения. Температура образования примерно 1300 градусов Цельсия.

Азотосодержащие соединения, входящие в состав твердых и жидких топлив, являются источником образования топливных оксидов азота. Т=1000-1300 К.

6.Очистка дымовых газов ГТУ от оксидов азота

Комплексное сочетание различных режимнотехнологических и конструктивных мероприятий в ряде случаев позволяет обеспечить нормативы. В случае невозможности выполнения норм по выбросам оксидов азота используют очистку газов от оксидов азота. Наибольшее распространение получили: 1)Селективно каталитическое восстановление (СКВ) 2)Селективно некаталитическое восстановление (СНКВ). В процессе СКВ NOx аммиаком происходит на поверхности катализатора в присутствии кислорода при t=300-450. Катализатор выполняется на керамическом или метал. Носителе и вкл. В себя диоксид титана, пентаоксид ванадия с добавками других металлов. В процессе СКВ оксиды азота восстанавливаются аммиаком на катал. С образованием молекулярного азота и водяного пара без формирования вторичных загрязнителей

Эффективность достигает 95%. Минусы:

1) ограниченный срок службы катализатора, 2) проблемы эксплуатации, связанные с использованием серосодержащих(жидких) видов топлива3) проскок аммиака 4) необходимость утилизации отработавшего катализатора 5) ограничения при использовании в ГТУ открытого цикла 6) реакция возможно в ограниченном диапазоне температур

СНКВ – химическая реакция восстановления NOx до молек. Азота аммиаком или мочевиной, протекающая при высоких t=950-1100

Эффективность восстановления < 50%

5. Методы подавления образования оксидов азота в камерах сгорания ГТУ.

1. Упрощенное двухступенчатое сжигание: использование одной или нескольких горелок (предпочтительно в верхнем ярусе горелок) для подачи только воздуха с перераспределением топливной нагрузки на остальные горелки. Необходим запас мощности у горелок, которые остаются в работе. 2. Добавление воды/пара: Вода или пар используются в качестве разбавителя для снижения температуры горения в газовых турбинах, двигателях или котлах и снижения тепловых NОx. Она либо предварительно смешивается с топливом до его сжигания (топливная эмульсия, увлажнение или насыщение), либо непосредственно вводится в камеру сгорания (ввод воды/пара) 3. Низкие избытки воздуха: Метод главным образом основывается на следующих признаках: — сведение к минимуму присосы воздуха в топку — тщательный контроль подачи воздуха, используемого для сжигания и содержания СО. 4. Нестехиометрическое сжигание: Метод основывается на разбалансе топливовоздушного соотношения в горелочных устройствах или по ярусам горелок. Необходимо проведение наладочных испытаний с целью недопущения резкого возрастания химического недожога топлива и анализа изменений теплового состояния топки 5. Снижение температуры воздуха горения: Использование воздуха с пониженной температурой.

7. Основные выбросы вредных веществ тепловыми электростанциями с ГТУ и ПГУ. Формула расчета выбросов оксидов азота и углерода.

Вещества, для которых регламентируется выброс от ГТУ (ГОСТР ИСО 1042-1-2001): Оксиды Азота, Диоксид Азота, Оксид Углерода, Диоксид Углерода, Оксиды Серы, Углеводороды CH, Аммиак, Твердые часты золы.

Формула массового расхода:

В пересчете на NO2

9 вопрос. ПДК - такая концентрация загрязняющею вещества в атмосферном воздухе на уровне дыхания, которая не оказывает на организм человека прямого и косвенного воздействия, не приводит к его заболеванию, не снижает его работоспособности, не ухудшает его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Устанавливают ПДК атмосферных загрязнений для трех периодов усреднения концентраций: -максимально разовая -среднесуточная -среднегодовая. Максимальная разовая концентрация вредных веществ определяется по пробам, отобранным в течение 20 мин, среднесуточная — за сутки, среднегодовая- за год. Вещества однонаправленного действия – воздействуют и поражают одни и те же органы. Подразделяются на четыре класса опасности: 1 – вещества чрезвычайно опасные, 2 – вещества высокоопасные, 3 – вещества умеренно опасные, 4 – вещества малоопасные.

ПДК > c_ф + с_i - где с фоновые и приземные концентрации.

12)Нормативная методика расчета приземных концентраций вредных веществ. Формула расчета максимальной приземной концентрации.

В нашей стране методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, определена Общесоюзным нормативным документом – ОНД-86.

По этой методике проводится: 1) расчет разовых приземных концентраций проводится для неблагоприятных метеорологических условий. 2) необходимость высоты дымовой трубы

A-коэф, зависящий от температуры стратификации атмосферы при неблагоприятных метеорологических условиях и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере. M- суммарное кол-во вредного вещества,выбрасываемого в атмосферу, г/с;

F- безразмерный коэф, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атм воздухе, для газообразных примесей F=1, для пыли в степени улавливания более 90% F=2, менее 90% F=2,5;V-объем дымовых газов на ТЭС, м^3/c; - коэф, учитывающий влияние рельефа местности( для ровной или слабопересеченной местности перепадом высот не превышающим 50м на 1км) z- число одинаковых дымовых труб; - разность между температурной выбрасываемых газов TºC и средней температурой воздуха ТвºC, под которой понимается средняя температура самого жаркого месяца в 14 ч; m,n- безразмерные коэфы, учитывающие условия выхода газов из устья трубы.

13. Определение допустимой высоты дымовых труб и предельно допустимого выброса (ПДВ)

Расчёт необходимой высоты дымовой трубы

Минимально допустимая высота дымовой трубы H м, при которой обеспечивается значение Cтах, равное ПДК, для нескольких дымовых труб одинаковой высоты при наличии фоновой загазованности от других источников вредности, рассчитывается по формуле

Высота дымовой трубы для веществ однонаправленного действия, например, таких как SO2 и NO2 будет иметь вид

где - суммарный выброс SO2 и NO2 соответственно в пересчете на SO2, г/с; - суммарные фоновые концентрации SO2 и NO2 соответственно в пересчете

на SO2, мг/м3. А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы при неблагоприятных метеорологических условиях и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере;М— суммарное количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с; F—- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. V— объем дымовых газов на ТЭС, м3/с; - коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не превышающим 50 м на I км); z — число одинаковых дымовых труб; Т — разность между температурой выбрасываемых газов Т°С и средней температурой воздуха Тв, °C, под которой понимается средняя температура самого жаркого месяца в 14 ч; т, п- безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из устья трубы.

13. ПДВ. По методике определяется другой нормативный показатель - предельно допустимые выбросы (ПДВ) загрязняющих веществ. ПДВ - это такой выброс загрязняющего вещества, при котором приземные концентрации не превышают ПДК с учетом фоновых концентраций и суммации веществ однонаправленного действия.

ПДВ находят по формулам для каждого вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу . Для веществ однонаправленного действия дополнительно рассчитывается предельно допустимый выброс NO2 и SO2 в пересчете на SO2

13. Для обеспечения выполнения природоохранных нормативов необходимо выполнение следующих условий:

ПДВ разрабатывают сами промышленные предприятия и предоставляют природоохранным органам для согласования и утверждения.

Утвержденные нормативы ПДВ действуют в течение семи лет, после чего должны быть разработаны и утверждены новые ПДВ. При реконструкции предприятия или вводе нового оборудования в обязательном порядке необходимо разработать новые ПДВ. При невозможности обеспечить выбросы загрязняющих веществ в пределах ПДВ промышленному предприятию могут быть разрешены природоохранным органом временно согласованные выбросы (ВСВ). Для утверждения ВСВ промышленное предприятие должно предоставить в природоохранные органы подробный план мероприятий, который должен обеспечить постепенный выход на ПДВ.

Промышленные предприятия должны осуществлять контроль выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду. В соответствии с природоохранным законодательством РФ [3] объекты, оказывающие значительное воздействие на окружающую среду (объекты I категории), должны быть оснащены системами автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. За выбросы загрязняющих веществ, превышающие ПДВ. предусматривается резкое увеличение экологических платежей.

14. Эксплуатация энергетического оборудования связана со значительным шумоизлучением. Шум высокой интенсивности излучается в окружающую среду от воздухозаборных трактов от дутевых вентиляторов; газовых трактов после дымососов; газовых трактов котлов; работающих на самотяге воздухопроводов.

Негативное воздействие от шума:

-Медицинское -Социальное -Экономическое

Медицинский аспект связана с тем, что шум негативно влияет на здоровье человека. Например, повышенный шум оборудования влияет на нервную и сердечнососудистую системы, репродуктивную систему человека, вызывает раздражение и нарушение сна, утомление, агрессивность, способствует психическим заболеваниям. Основные характеристики шума: Нежелательные звуки формируют шум. Под звуком понимают упругие волны, распределяющиеся в упругой среде, колебания в среде, вызванные каким-либо источником. Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Здесь возникают деформации, разряжения и сжатия, которые приводят к изменению давления любой точки по сравнению с атмосферным. Разность между мгновенным ,полным давлением и средним, которое наблюдается в невозмущённой среде, называется звуковым давлением. Звук подразделяется на воздушный и структурный в зависимости от среды. Уровень интенсивности звука ,дБ Уровень звуковой мощности ,дБ -- пороговая звуковая мощность Уровень звукового давления ,дБ L=20 lg (

Децибел (дБ) – десятичный логарифм отношения двух значений одной и той же физ величины умноженной на 10

Формула сложения логорифм величин:

15. Основные источники на ТЭС и методы борьбы с шумом. Эксплуатация ТЭС связана со значительным шумоизлучением. Здесь шум излучается: из устья дымовой трубы, воздухозаборов дутьевых вентиляторов, от корпусов тягодутьевого оборудования, углеразмольного оборудования, трансформаторов, градирни, помещений паровых котлов, машинного зала, а также от аварийного сброса пара. Сильным источником шума может быть компрессорная станция, а для ТЭС, работающих на природном газе — помещение ГРП и газопроводы после него. Наиболее сильным источником шума является сброс пара. Постоянным источником шума, сильно воздействующим на окружающий район, являются воздушные и газовые тракты, шум через которые излучается от газовых турбин, тягодутьевых машин или связан с процессами горения.

Различают три способа уменьшения шума на окружающую среду:

- снижение шума в самом источнике, - снижение шума на путях его распространения, - индивидуальные средства защиты. Для реальных объектов проводится комплекс мероприятий по уменьшению шума по всем трем направлениям. Выбор мероприятий осуществляется на основе технико-экономического расчета. Если меры по шумоглушению предусмотрены в проекте, то затраты на них в несколько раз меньше, чем затраты в условиях работающих энергетических предприятий.

16.Особенности снижения шума от ГТУ и ПГУ. Виды глушителей.

Для снижения шума предусмотрена установка шумоглушителей. Для снижения корпусного пума дутьевого вентилятора котла и ГТУ используются кожухи. Газовоздухопроводы имеют звукоизоляцию. Для снижения вибрации предусмотрена установка вибровставок под основное оборудование. Для снижения электромагнитного излучения трансформаторы установлены в специально обработанные помещения.

Одним из возможных способов уменьшения шума, излучаемого тягодутьевыми машинами через энергетические газовоздухопроводы, является установка глушителей.

Требуемое снижение уровня шума глушителем зависит: 1) от шумовых характеристик тягодутьевых машин и их числа; 2) от месторасположения над уровнем моря земли воздухозабора и его ориентации по отношению к расчетной точке; 3) от высоты дымовой трубы и угла между направлением движения дымовых газов; 4) от снижения уровня звуковой мощности в воздушном/газовом тракте; 5) от расстояния от воздухозабора/среза дымовой трубы до расчетной точки.

16. Абсорбционные глушители

Типы абсорбционных глушителей: пластинчатый, трубчатый, сотовый, кулисный, цилиндрический. Наиболее широко в энергетике используются пластинчатые глушители. Пластинчатый глушитель представляет собой ряд параллельных щитов со звукопоглощающим материалом, разбивающих канал на несколько параллельных каналов.

Реактивные глушители. Среди реактивных глушителей различают камерные, резонансные и интерференционные глушители. Более часто применяются концентричные резонаторы, которые образованы с помощью камеры, концентрично расположенной по отношению к трубопроводу, и равномерно распределенных отверстий.

Активные глушители .С помощью громкоговорителя создаются волны в противофазе с шумом источника, амплитуды которых при наложении становятся равными нулю. Это достигается с помощью процессора, получающего сигналы от микрофонов, которые находятся сразу после ТДМ и громкоговорителя.

Глушители ПГУ .Глушители ПГУ работают при относительно низких температурах, чем глушители ГТУ. Глушители могут располагаться в (КУ), после котлов- утилизаторов до дымовой трубы, а также в дымовой трубе. Необходимое снижение уровня шума на высоких частотах ниже, чем для глушителей ГТУ. Это отражается на конструкции и размерах глушителя ГТУ. Целесообразно располагать глушитель там, где наибольшее проходное сечение и минимальные скорости.