- •Природоохранные технологии на ТЭС
- •Пояснительная записка
- •1. КУРС ЛЕКЦИЙ
- •1.1. Введение. Роль энергетики в вопросах экологии. Выбросы ТЭС и АЭС и их влияние на окружающую среду
- •1.1.1. Основные положения
- •1.1.2. Правовое и нормативное обеспечение
- •1.1.3. Термины и их определение
- •1.2. СОСТАВ И СТРУКТУРА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА. ВИДЫ ЕГО ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
- •1.2.1. Атмосферный воздух
- •1.2.2. Классификация загрязняющих веществ (ГОСТ 17.2.1.01-76)
- •1.2.3. Характеристика основных загрязняющих веществ
- •1.3. НОРМИРОВАНИЕ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
- •1.3.1. Предельно допустимые концентрации
- •1.3.2. Предельно допустимые выбросы
- •1.4. ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ И КОНТРОЛЬ ВОЗДУХООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ
- •1.4.1. Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
- •1.4.2. Экологический паспорт проекта
- •Сооружения по очистке сточных вод
- •1.4.3. Экологический паспорт действующего объекта
- •1.4.4. Ведомственный контроль воздухоохранной деятельности
- •1.4.5. Структура и рекомендации по оформлению и содержанию ведомственного проекта нормативов ПДВ для предприятий
- •утверждаю
- •Начальник местного органа
- •Регистрационный номер
- •1.5. РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
- •1.5.1. Общие положения
- •1.5.2. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника
- •1.5.3. Расчет загрязнения атмосферы выбросами группы источников
- •1.5.4. Расчет загрязнения атмосферы с учетом суммации вредного действия нескольких ингредиентов
- •1.5.5. Учет фоновых концентраций при расчетах загрязнения атмосферы
- •1.6. ОЦЕНКА УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
- •1.7. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ ТОПЛИВ
- •1.7.1. Общая характеристика методов
- •1.7.2. Оксиды азота
- •1.7.3. Оксиды серы
- •1.7.4. Продукты химнедожога
- •1.7.5. Газоанализаторы
- •1.7.6. Подсистема "Экология" в составе задач АСУ ТП ТЭС
- •1.8. ЗОЛОУЛАВИТЕЛИ НА ТЭС
- •1.8.1. Общие сведения
- •1.8.2. Циклоны и батарейные циклоны
- •1.8.3. Жалюзийные золоуловители
- •1.8.4. Мокрые золоуловители
- •1.8.5. Электрофильтры
- •1.8.6. Кондиционирование дымовых газов перед электрофильтрами
- •1.8.7. Тканевые фильтры
- •1.8.8. Результаты эксплуатации золоуловителей
- •1.9. Выбросы оксидов азота на ТЭС. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ОКСИДА АЗОТА ОТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ
- •1.9.1. Образование оксидов азота
- •1.9.2. Зависимость выхода оксидов азота от избытков воздуха в топочной камере
- •1.9.3. Ступенчатое сжигание топлив
- •1.9.4. Рециркуляция дымовых газов
- •1.9.5. Ввод влаги в топку и сжигание водомазутных эмульсий
- •1.10. ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ АЗОТА НА ТЭС. ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИЯ И ДЕНИТРИФИКАЦИЯ ТОПЛИВ И ИХ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
- •1.10.1. Газификация сернистых мазутов
- •1.10.2. Газификация твердых топлив
- •Рис. 10.5. БЛОК-СХЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ "ЭКОВУТ"
- •1.10.3. Очистка дымовых газов от оксидов серы и азота
- •1.11.2. Основные положения по проектированию систем сточных вод
- •1.11.3. Характеристики сточных вод ТЭС и методы их очистки
- •Цифровой индекс размера частиц
- •2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
- •2.1. Расчетные методики определения валовых выбросов загрязняющих веществ
- •2.1.1. Расчет выбросов твердых частиц
- •2.1.3. Расчет выбросов оксидов углерода
- •2.1.4. Расчет выбросов оксидов ванадия
- •2.1.6. Расчет выбросов бенз(а)пирена
- •2.1.7. Расчет выбросов диоксида углерода при сжигании органического топлива
- •2.1.9. Расчет выбросов оксида углерода и несгоревших углеводородов от газотурбинных установок
- •2.2. Определение минимальной высоты источников выброса
- •2.3. Типы дымовых труб
- •2.4. Пример расчета батарейного циклона
- •2.5. Пример расчета золоуловителя с трубой Вентури
- •2.6. Выбор и расчет электрофильтров
- •3. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ, ВЫНОСИМЫХ НА экзамен
- •4. Учебная ПРОГРАММА
- •ПРИРОДООХРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ТЭС
- •РЕЦЕНЗЕНТЫ:
- •ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
- •Высокотемпературные бескаталитические (гомогенный) методы восстановления оксидов азота в молекулярный азот. Каталитические низкотемпературные методы восстановления NОx в N2. Назначение озонаторов. Технико-экономические показатели работы De-NОх.
- •Основная ЛИТЕРАТУРА
СОСТАВИТЕЛЬ:
Н.Б. Карницкий, заведующий кафедрой «Тепловые электрические станции» Белорусского национального технического университета, доктор технических наук, профессор
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Кафедра энергосбережения, гидравлики и теплотехники Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» (протокол № 7 от 28.01.2010 г.);
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:
Кафедрой «Тепловые электрические станции» Белорусского национального технического университета (протокол № 13 от 14. 04. 2010 г.)
Советом энергетического факультета Белорусского национального технического университета (протокол № 9 от 28.04. 2010 г.)
Ответственный за редакцию Н.Б. Карницкий
Ответственный за выпуск А.Г. Герасимова
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная программа «Природоохранные технологии на ТЭС» разработана в соответствии с Образовательным стандартом ОСРБ 1-43 01 04 - 2007 для специальности 1-43 01 04 «Тепловые электрические станции». Она предусматривает изучение экологических проблем, связанных с деятельностью тепловых электрических станций и котельных.
В настоящее время тепловые электрические станции, потребляя свыше трети энергетического топлива, являются крупнейшими потенциальными источниками загрязнения окружающей среды. Вопросы охраны окружающей среды особенно обострились за последние десятилетия в связи с быстрым ростом промышленности и усиленным потреблением природных ресурсов.
Целью изучения дисциплины является приобретение знаний по вопросам, связанным с образованием вредных веществ при выработке
322
энергии на ТЭС, их влияние на окружающую среду, методы подавления вредных веществ в технических процессах ТЭС.
В результате освоения дисциплины «Природоохранные технологии на ТЭС» студент должен:
знать:
-закономерности взаимодействия общества и природы;
-основные экологические проблемы современности;
-методы и способы рационального использования природных ресурсов:
-принципы устойчивого развития.
уметь:
-ставить и решать природоохранные задачи;
-дать экологическую характеристику энергопредприятия;
-проводить измерения нормируемых показателей состояния окружающей среды;
-производить расчеты и оценивать экономический ущерб окружающей среде от техногенного воздействия.
приобрести навыки:
-расчетов массовых выбросов газообразных, жидких и твердых выбросов из энергетических котлов ТЭС, котлов котельных различного назначения;
-выбора очистного оборудования и аппаратуры, обеспечивающих нормативное состояние окружающей среды, при выбросе вредных веществ в атмосферу;
-определения количеств выбросов АЭС в нормальном режиме работы и методы их минимизации за счет использования современных систем спецгазоочистки и спецводоочистки;
-расчета золоотвалов, шламоотвалов, хранилищ отработавшего радиоактивного топлива, газообразных, жидких и твердых радиоактивных отходов;
-расчета и выбора дымовых и вентиляционных труб.
Методы (технологии) обучения
Основными методами (технологиями) обучения, отвечающими целям изучения
дисциплины «Природоохранные технологии на ТЭС», являются:
–элементы проблемного изложения, реализуемые на лекционных занятиях;
–элементы реализация творческого подхода, реализуемые на практических занятиях
ипри самостоятельной работе студентов;
–дискуссии, учебные дебаты, реализуемые на практических занятиях и конференциях.
323
Организация самостоятельной работы студентов
При изучении дисциплины используются следующие формы самостоятельной работы:
– контролируемая самостоятельная работа в виде решения индивидуальных задач в аудиториях во время проведения практических занятий под контролем преподавателя в соответствии с расписанием;
подготовка рефератов по индивидуальным темам;
управляемая самостоятельная работа, в том числе в виде выполнения индивидуальных заданий с консультациями преподавателя.
Диагностика компетенций студента
Оценка уровня знаний студента производится по десятибалльной шкале. Для оценки достижений студента используется следующий
диагностический инструментарий:
-проведение текущих контрольных опросов по отдельным темам;
-выступление студента на конференции по подготовленному реферату;
-сдача экзамен.
Программа рассчитана на 102 часа, в том числе 48 часов аудиторных занятий.
Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекции – 32 часа; практические занятия – 16 часов.
324
Примерный тематический план
|
Лекции |
Практические |
Всего |
|
Наименование раздела и темы |
аудитор- |
|||
(часы) |
занятия (часы) |
|||
|
ных часов |
|||
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
5 |
|
Введение. Роль энергетики в вопросах |
1 |
|
1 |
|
экологии |
|
|
|
|
Раздел I. Выбросы ТЭС и АЭС и их влияние |
|
|
|
|
на окружающую среду |
|
|
|
|
Тема 1. Энергетика как большая система. |
1 |
|
1 |
|
Тема 2. Основные загрязнители окружающей |
1 |
|
1 |
|
среды от ТЭС и АЭС. |
|
|
|
|
Тема 3. Массовые выбросы вредных веществ |
2 |
2 |
4 |
|
ТЭС и АЭС. |
|
|
|
|
Тема 4. Нормирование содержания вредных |
1 |
|
1 |
|
веществ в атмосфере и водных бассейнах. |
|
|
|
|
Раздел II. Выбросы оксидов азота на ТЭС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема 5. Условия образования оксидов азота в |
2 |
2 |
4 |
|
энергетических установках. |
|
|
|
|
Тема 6. Методы подавления оксидов азота в |
1 |
|
1 |
|
топливосжигающих установках ТЭС и |
|
|
|
|
котельных. |
|
|
|
|
Тема 7. Денитрификационные установки на |
1 |
|
1 |
|
современных ТЭС и котельных. |
|
|
|
|
Раздел III. Выбросы оксидов серы на ТЭС. |
|
|
|
|
Тема 8. Условия образования оксидов серы в |
1 |
2 |
3 |
|
котлах ТЭС и котельных. |
|
|
|
|
Тема 9. Методы очистки топлива от серы. |
1 |
|
1 |
|
Тема 10. Газификация энергетических топлив. |
1 |
|
1 |
|
Тема 11. Сжигание топлив в кипящем слое. |
1 |
|
1 |
|
Тема 12. Десульфуризационные установки. |
1 |
|
1 |
|
Тема 13. Оценка ущерба от газообразных и |
1 |
|
1 |
|
твердых выбросов ТЭС. |
|
|
|
|
Раздел IV. Золоулавливание на ТЭС. |
|
|
|
|
Тема 14. Основы теории золоулавливания. |
1 |
|
1 |
|
Тема 15. Сухие золоуловители. |
1 |
2 |
3 |
|
Тема 16. Мокрые золоуловители. |
1 |
2 |
3 |
|
Тема 17. Электрофильтры. |
1 |
|
1 |
|
Тема 18. Рукавные (тканевые) фильтры. |
1 |
|
1 |
|
Тема 19. Комбинированные золоуловители. |
2 |
2 |
4 |
|
Использование шлака и золы в экономике |
|
|
|
|
страны. |
|
|
|
|
Тема 20. Оценка ущерба от выбросов твердых |
1 |
2 |
3 |
|
веществ в атмосферу. |
|
|
|
|
Раздел V. Сточные воды ТЭС. |
|
|
|
|
Тема 21. Классификация сточных вод ТЭС. |
1 |
2 |
3 |
|
Тема 22. Нормирование вредных выбросов в |
2 |
|
2 |
|
водоемы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
325 |
Раздел VI. Выбросы АЭС в окружающую |
|
|
|
|
среду. |
|
|
|
|
Тема 23. |
Газообразные выбросы. |
2 |
|
2 |
Тема 24. |
Радиационно-загрязненные сточные |
1 |
|
1 |
воды АЭС. |
|
|
|
|
Тема 25. |
Хранение исходного ядерного топлива |
2 |
|
2 |
и его отработавших продуктов. |
|
|
|
|
|
ВСЕГО |
32 |
16 |
48 |
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел I. ВВЕДЕНИЕ. РОЛЬ ЭНЕРГЕТИКИ В ВОПРОСАХ ЭКОЛОГИИ
Тема 1. ЭНЕРГЕТИКА КАК БОЛЬШАЯ СИСТЕМА
Составляющие топливно-энергетического комплекса страны. Место и роль электроэнергетики в экосистеме. Правовое и нормативное обеспечение природоохранной деятельности в энергетике.
Тема 2. ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ТЭС И АЭС
Атмосферный воздух. Классификация загрязняющих веществ. Характеристика основных загрязняющих веществ от ТЭС и АЭС.
Тема 3. МАССОВЫЕ ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ТЭС И АЭС
Расчетные методики определения валовых выбросов загрязняющих веществ. Расчет выбросов твердых частиц, оксидов серы и азота, оксидов углерода и ванадия, диоксида углерода и бенз(а)пирена. Выбросы оксидов азота, углерода и несгоревших углеводородов от газотурбинных установок. Выбросы загрязняющих веществ от АЭС.
Тема 4. НОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ И ВОДНЫХ БАССЕЙНАХ
Предельно допустимые концентрации. Предельно допустимые выбросы. Контроль выбросов по данным инструментальных измерений. Инвентаризация выбросов ТЭС и котельных.
326
