- •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
Раздел П. ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ АЗОТА НА ТЭС
Тема 5. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Физико-химические свойства оксидов азота. Тепловые (термические) оксиды азота. Топливные оксиды азота. Теории Я.Б. Зельдовича и Фенимора. «Быстрые» оксиды азота.
Тема 6. МЕТОДЫ ПОДАВЛЕНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ТОПЛИВОСЖИГАЮЩИХ УСТАНОВКАХ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ
Технологические методы снижения выбросов NОx. Снижение максимальной температуры. Снижение концентрации окислителя. Специальные методы сжигания. Ступенчатое сжигание топлив.
Тема 7. ДЕНИТРИФИКАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ НА СОВРЕМЕННЫХ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ
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.
Раздел ПI. ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ СЕРЫ НА ТЭС
Тема 8. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИДОВ СЕРЫ В КОТЛАХ ТЭС И КОТЕЛЬНЫХ
Теории образования оксидов серы в топках котлов. Классификация оксидов серы. Коррозионная агрессивность продуктов сгорания жидких топлив.
Тема 9. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ТОПЛИВ ОТ СЕРЫ
Механическое удаление серосодержащих компонентов из твердых топлив. Прямой и косвенный методы очистки мазута от серы на НПЗ. Гидратация остатков нефтепереработки.
Тема 10. ГАЗИФИКАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТОПЛИВ
Газификация угля. Газификация высокосернистых и сернистых мазутов. Характеристики продуктов газификации топлив. Очистка продуктов газификации от вредных веществ.
Тема 11. СЖИГАНИЕ ТОПЛИВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ
Понятия о кипящем слое и характеристики его структуры. Сжигание древесных отходов, углей, лигнина, мазутов в кипящем слое. Достоинства этих методов и недостатки.
327
Тема 12. ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ
Очистка дымовых газов от оксидов серы и азота. Сухие и мокрые методы очистки. Принципы связывания оксидов серы в топке, газоходах котла и в уходящих газах. Технико-экономические показатели ДСУ.
Тема 13. ОЦЕНКА УЩЕРБА ОТ ГАЗООБРАЗНЫХ И ТВЕРДЫХ ВЫБРОСОВ ТЭС
Экономический паспорт объекта. Рассеивание вредных выбросов в атмосфере. Коэффициенты стратификации и осаждения. Фоновые концентрации. Зона активного загрязнения. Оценка ущерба от выбросов ТЭС и меры по его минимизации.
Раздел IV. ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЕ НА ТЭС
Тема 14. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЯ
Очистка уходящих газов от твердых выбросов. Общие сведения. Параметр золоулавливания. Проскок. Степень очистки. Гидравлическое сопротивление. Дисперсный состав золы. Классификация способов очистки газов от твердых частиц.
Тема 15. СУХИЕ ЗОЛОУЛОВИТЕЛИ
Сухие инерционные золоуловители и осадительные камеры. Сухие центробежные золоуловители. Степень очистки сухих золоуловителей. Золоуловители ЦНИИОГАЗ. Блоки циклонов. Батарейные циклоны. Мультициклоны. Жалюзийные золоуловители.
Тема 16. МОКРЫЕ ЗОЛОУЛОВИТЕЛИ
Центробежные скрубберы. Золоуловители МП-ВТИ. Золоуловители МС-ВТИ. Достоинства и недостатки мокрых золоуловителей.
Тема 17. ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ
Электрофизические свойства золы. Горизонтальные и вертикальные электрофильтры. Причины возникновения обратной короны. Питание электрофильтра импульсным и знакопеременным напряжением. Мероприятия по борьбе с обратной короной. Кондиционирование дымовых газов перед электрофильтрами.
Тема 18. РУКАВНЫЕ (ТКАНЕВЫЕ) ФИЛЬТРЫ
Фильтрующие материалы РФ. Каркасные и рукавные фильтры. Каркасный рукавной фильтр с системой пневмоочистки. Системы очистки фильтров.
Тема 19. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗОЛОУЛОВИТЕЛИ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШЛАКА И ЗОЛЫ В ЭКОНОМИКЕ СТРАНЫ
Комбинированные золоуловители (циклон + электрофильтр, циклон + жалюзийный золоуловитель, мокрый золоуловитель + электрофильтр).
328
Комбинированная золоулавливающая установка – тканевый фильтр с циклоном.
Тема 20. ОЦЕНКА УЩЕРБА ОТ ВЫБРОСОВ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ
Результаты эксплуатации золоуловителей. Определение количеств уловленной золы и шлака. Использование шлака и золы в стройиндустрии и других отраслях экономики. Оценка ущерба расчетным путем и с использованием инструментальных измерений.
Раздел V. СТОЧНЫЕ ВОДЫ ТЭС
Тема 21. КЛАССИФИКАЦИЯ СТОЧНОЙ ВОДЫ
Сточные воды систем охлаждения. Сточные воды ВПУ и БОУ. Сточные воды химпромывок и консервации. Обмывочные сточные воды. Сточные воды систем ГЗУ. Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами.
Тема 22. НОРМИРОВАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В ВОДОЕМЫ
ПДК и ПДВ вредных веществ в водоеме. Показатели качества сточных вод. Оценка ущерба от выбросов в естественные водоемы.
Раздел VI. ВЫБРОСЫ АЭС В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Тема 23. ГАЗООБРАЗНЫЕ ВЫБРОСЫ
Классификация радиоактивных газообразных примесей. Система газовых сдувок реакторного отделения. Системы спецгазоочистки. Системы выдержки радиоактивных газов в газгольдерах. Системы с разбавлением смесей азотом и дожиганием водорода в рекомбинаторах.
Тема 24. РАДИОЦИОННО-ЗАГРЯЗНЕННЫЕ СТОЧНЫЕ ВОДЫ
Источники жидких радиоактивных отходов. Спецводоочистки и их классификация. Способы обработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). соосаждение. Фильтрация. Дистилляция. Ионный обмен. Ионоселективная сорбция. Дегазация. Обратный осмос. Электродиализ. Флотация и вымораживание. Системы обращения с ЖРО. Битумирование, цементирование и остекловывание ЖРО. Обработка ЖРО при выводе энергоблока из эксплуатации.
Тема 25. ХРАНЕНИЕ ИСХОДНОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА И ЕГО ОТРАБОТАВШИХ ПРОДУКТОВ
Хранение ядерного топлива. Отработавшее ядерное топливо АЭС с реакторами разных типов. Особенности временного хранения отработавшего ядерного топлива на АЭС. Транспортировка отработавшего ядерного топлива. Длительное хранение отработавший ТВС. Обращение с РАО от переработки ОЯТ. Трансмутация долгоживущих радиоактивных отходов. Локализация радиоактивных отходов. Обоснование надежности захоронения РАО.
329
ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1.Расчет количества золы и шлака при различных способах сжигания твердых топлив.
2.Расчет количества оксидов азота при сжигании всех видов энергетических топлив.
3.Расчет количества оксидов серы при сжигании в котлах серосодержащих топлив.
4.Расчет сухих центробежных золоуловителей.
5.Расчет мокрых золоуловителей.
6.Расчет электрофильтров.
7.Расчет потоков сточных вод различного происхождения.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Образовательный стандарт высшего образования ОСВО 1-43 01 04 – 2013. Высшее образование, первая ступень. Специальность 1-43 01 04 «Тепловые электрические станции». Квалификация «Инженерэнергетик».
2.Стриха, И.И. Экологические аспекты энергетики: атмосферный воздух / И.И. Стриха, Н.Б. Карницкий. – Мн.: УП «Технопринт», 2001. – 375 с.
3.Бертокс, П. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений / П. Бертокс, Д. Родд. – перевод с анлг., под ред. Я.Б. Черткова. – М.: Мир,
1980. – 607 с.
4.Копылов, А.С. Водоподготовка в энергетике / А.С. Копылов, В.М. Лавыгин, В.Ф. Очков. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 309 с.
5.Абрамов, А.И. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций / А.И. Абрамов, Д.П. Елизаров, А.Н. Ремезов [и др.]. – М.: Издательство МЭИ, 2001.
6.Назмеев, Ю.Г. Системы золошлакоудаления ТЭС / Ю.Г. Назмеев. – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 572 с.
7.Скачек, М.А. Обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами АЭС / М.А. Скачек. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 448 с.
8.Стерман, Л.С. Тепловые и атомные электростанции / Л.С. Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 424 с.
9.Буров, В.Д. Тепловые электрические станции: учебник для вузов / В.Д. Буров, Е.В. Дорохов, Д.П. Елизаров [и др.]; под ред. В.М. Лавыгина, А.С. Седлова, С.В. Цанева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 466 с.
330
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Рихтер, Л.А. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС / Л.А. Рихтер, Э.П. Волков, В.Н. Покровский. – М.: Энергоиздат,
1981. – 296 с.
2.Покровский, В.Н. Очистка сточных вод тепловых электростанций / В.Н. Покровский, Е.П. Аракчеев. – М.: Энергия, 1980.
3.Залогин, Н.Г. Энергетика и охрана окружающей среды / Н.Г. Залогин, Л.И. Кронн, Ю.М. Кострикин. – М.: Энергия, 1979.
4.Девочкин, М.А. Технико-экономические основы проектирования малоотходных и нетрадиционных ТЭС / М.А. Девочкин. - Учебное пособие. – Иваново, ИЭИ, 1989. – 104 с.
5.Маврищев, В.В. Основы общей экологии / В.В. Маврищев. – М.: Высш.
школа, 2008. – 317 с.
6.Пал, М.Х. Энергия и защита окружающей среды / М.Х. Пал (Пер. с нем.). – Падерборы: Изд-во FIT – Vereland, 1996. – 449 с.
331
