Экологические аспекты энергетики атмосферный воздух

3. НОРМИРОВАНИЕ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

3.1.ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ

Вбольшинстве промышленно развитых стран мира законодательно ограничивают выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Критерием этих ограничений являются предельно допустимые концентрации (ПДК) различных веществ в приземном слое атмосферы. При установлении нормативов ПДК для отдельного вещества исходят из того, что наличие в атмосферном воздухе соответствующего его количества не оказывает негативных воздействий на человека, животный и растительный мир, климат, состояние атмосферы и т. п. Показатель ПДК устанавливается соответствующими органами. Впервые в бывшем СССР в 1951 г, а затем и в других странах мира были установлены нормативы ПДК большого числа загрязняющих веществ. В настоящее время в РБ действуют нормативы ПДК более чем по 400 веществам. Установлены также правила эффекта суммации токсичности выбросов при совместном присутствии в атмосферном воздухе отдельных веществ (более 50 комбинаций смесей, например диоксид и монооксид азота, мазутная зола, сернистый и серный ангидрид, монооксид азота).

Установлены ПДК загрязняющих веществ для рабочей зоны, воздуха из систем вентиляции, населенных пунктов, территорий, курортов, зон отдыха.

Существуют максимально разовые ПДК, при которых проявляются реакции людей на загрязнение воздуха при 20-минутном воздей-: ствии на них и среднесуточные — без отрицательных последствий при неограниченно длительном воздействии.

В разных странах устанавливались нормативы ПДК загрязняющих атмосферу веществ, уровни которых по одинаковым веществам значи-

льно отличались. Для сравнения приведены действовавшие в 80-е гг. аксимально допустимые концентрации некоторых загрязняющих ве-

щ е с т в в воздухе населенных пунктов отдельных стран (табл. 3.1).

Необходимо отметить, что нормативы ПДК загрязняющих веществ постоянно совершенствуются. Это иллюстрируется табл. 3.2, в которой приведены данные применительно к N0^..

^^ табл. 3.3. представлены значения ПДК для основных загрязни-

'''ЗДей атмосферы, принятые в Российской Федерации в 1994 г

О ns^ с 1981 г действуют нормы ПДК по диоксиду азота, равные

ри 0,3 мг/м^ при длительном и кратковременном воздействии. В

^установлена среднегодовая ПДК NO^, составляющая 0,10 мг/м-'

как д л я iicpiiiiMui.ix ( п р и м ч а н н ы х и и ц н 1 н 1 ь чдор^ми.с м е л о и с к а ) . law и для вторичных сгаидаргон (приjiiainibix иинтигь fxiaiососюяппс населения путем уменьшения Bpe;uioro возде11егвия .ии рячин i еде!! на растительны]"! и животньн"! мир. сгрончельные сиоружсння н i п.). Предельно допус тимые коинентрацни SO, в США сос тавляют; ОЛ miv'm^ в часовой и 0,3 мг'м' в срсднесу точтюй пробах. В Янонни аиалотичиыс нормы более жесткие: максимальная (часовая) — 0,3 nhVm\ среднесуточная — 0,14 мг/м'. Во Францин, как н в России, максимальная (30-минутная) ПДК SO, равна 0.5 д н м \

Ташииа 3.3

Значения ПДК д.1я основных загрязнителей, riociynaiomiix в атмосферу с дымовыми газами котлов, мг/\г'

ВРеспублике Беларусь загрязняющие вещества, выбрасываемые

ватмосферу источ1Н1ками теплоты, имеют санитарно-гигиенический

характеристики, которые демонстрируются в табл. 3.4. J При совместном присутствии эффектом суммации обладают; дн оксид азота п диоксид серы; диоксид и оксид азота; диоксид серы :

мазутная зола (в пересчете на ванадий). При этом в соответствии уточнениями к дсйс'гвуюттщм нормативным документам но вопрс сам нормирования выбросов вредных веществ в атмосферу при со вмсстном присутствии диоксидов серы, азота, оксида азота, мазут ной золы (в пересчете на ванадий), обладающими эффектом неполно: суммации с коэффициентом комбинированного действия 1,65, н

требуется проверки эффекта суммации в отношении диоксидов серы

иазота.

С1.09.1998 г. R РБ введено дополнение к списку загрязняющих веществ, согласно которому коэффициент трансформации оксида азота в диоксид при рассеивании в атмосфере дымового факела ТЭС и котельных при расчете максимальных приземных концентраций равен 0,8, усредненных (среднесуточных, среднемесячных, среднегодовых) — 0,6. Внесены дополнения в отношении ПДК диоксидов серы и азота (табл. 3.5).

Приведение в РБ нормативов ПДК для диоксида азота в соответствие с таковыми ряда зарубежных стран позволило по-другому решать задачи градостроительства, расширять объем малозатратных технологических методов снижения выбросов в энергетике.

3.2.ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ

^^Для соблюдения выполнения санитарно-гигиенических нормати- g Чистоты атмосферного воздуха в 70-80-е гг. в большинстве стран, ^ом числе и в бывшем СССР, была введена система нормирования

предельно допустимых выбросов (ПДВ). Эта система ограничивает абсолютное значение выбрасываемых в атмосферу загрязнителей. Нормы ПДВ периодически пересматриваются с учетом совершенствования технологических процессов, а также появления достаточно эффективных очистительных устройств.

Дополнение санитарно-гигиенических нормативов системой ПДВ позволило более четко оценивать ответственность каждого предприятия за загрязнение атмосферы.

Вбывшем СССР нормы ПДВ были установлены в конце 70-х гг. (ГОСТ 17.2.3.02-78). Этот же стандарт предусматривал для предприятий возможность работать с повышенными, так называемыми временно согласованными, выбросами (ВСВ). В настоящее время для действующих предприятий задачу о допустимых выбросах вредных веществ (М, г/с) решают местные органы контроля за состоянием атмосферы, которые руководствуются требованием обеспечения ПДК,

атакже технологическими возможностями промышленных и отопительных котлов.

Вбольшинстве нромышленно развитых стран имеются общенациональные стандарты по допустимым выбросам в атмосферу для крупных энергетических котлов, и, как правило, отсутствуют нормы для мелких отопительных котлов, которые обычно работают на газе или дистилляте (очищенном жидком топливе). Что касается промышленных и крупных отопительных котлов, то к этой проблеме во всех странах подходят по-разному. Так, например, в США в декабре 1987 г. (Агентство по охране окружающей среды) ЕРА установило нормы, обязательные для промышленных котлов тепловой мощностью свыше 29,3 МВт (котлы тепловой мощностью более 73 МВт уже относятся к классу энергетических и должны удовлегворять другим нормам по допустимым выбросам).

Всоответствии с этими нормами, вступившими в силу в декабре 1989 г, выбросы оксидов азота (в пересчете на NO^) для котлов данного класса при сжигании газа не должны превышать 0,043-0,086 г/МДж в зависимости от теплового напряжения топочного объема. Если эти цифры перевести на более привычные концентрации но N0^, то для природного газа, сжигаемого в промышленных котлах г Москвы, предельные нормы концентрации N0^ в дымовых газах должны составлять

120-'^40 мг/м'' (в пересчете на N0, в сухой пробе дымовых газов при стандартных условиях: jD = 101,3 кПа, Г = 273 К, О, = 6%, т. е. а = 1,4).

Для промышленных котлов, работающих на мазуте, в США приняты следующие нормы допустимых выбросов:

_ по N0^ — 0,172 и 0,129 г/МДж (больщая цифра для котлов с повышенным тепловым напряжением топочного объема);

по SO, — 0,344 г/МДж при условии 90-процентной очистки дымовых газов или 0,215 г/МДж без очистки.

У к а з а н н ы м выше удельным выбросам соответствуют следующие

концентрации (приведенные к а = 1,4):

- по N0^ — 480 и 360 мг/м^; -- по SOj'— 960 и 600 мг/м^

Выбросы твердых частиц при сжигании мазута не должны превышать 0,043 г/МДж, или приблизительно 280 мг/м^ Для промышленных котлов, сжигающих твердое топливо, были установлены следующие предельные нормы выбросов:

-по SO, — 0,516 г/МДж (для всех типов топок) и 90-процентная очистка дымовых газов;

- по N0^. — 0,301 г/МДж (для пылеугольных топок);

-0,258 г/МДж (для топок с кипящим слоем);

-о т 0,215 до 0,258 г/МДж (для разных топок с механическими решетками);

-по твердым частицам — 0,0215 г/МДж.

Вбольшинстве европейских стран также лимитируются удельные выбросы только для крупных отопительных и промышленных кoтJюв, так как мелкие котлы, применяемые, как правило, для огопления индивидуальных домов, работают на экологически чистом топливе. В табл. 3.6, 3.7 приведены предельно допустимые выбросы SO, и N0^ для промышленных котлов в некоторых развитых странах.

Угроза глобальной экологической катастрофы вслсдствие техновыбросов загрязняющих веществ в атмосферу с продуктами угорания органических топлив вызывает необходимость устанавливать олее строгие нормы на допустимые уровни этих выбросов. В частноN0^ в Европейском сообществе для новых ТЭС на твердом ^опливе мощностью свыше 50 МВт действующие предельные нормы мг/м^ (при 6% Oj) предполагается ужесточить с разбивкой но мощ-

ностям: 50-100 МВт — 400 мг/м^; 100-300 МВт — 300 мг/м^; свыше 300 МВт — 200 мг/м1 Для существующих ТЭС мощностью 50-500 МВт устанавливаются предельные значения 50 мг/м^ а для энергоблоков и ТЭС свыше 500 МВт — 350 мг/м1

Вближайшие годы можно ожидать ужесточение норм в странах Европейского сообщества по выбросам оксидов азота (табл. 3.8).

ВСША градации предельно допустимых выбросов по НО^связанЬ не только с мощностью котлов, но и с конструкцией топочных устройств: для топок с настенными горелками и твердым шлакоудалением —

(420 1и более)

В Р о с с и и и Беларуси для стационарных паровых котлов с естественной циркуляцией небольшой мощности действуют общие тех- н и ч е с к и е требования но выбросам оксидов азота (табл. 3.12).

Для стационарных котлов большой мощности (табл. 3.13) наибольшие допустимые значения выбросов оксидов азота за котлами, кг/ГДж (мг/м^ сухого газа при а = 1,40; г = 0° С; 760 мм рт. ст.).

.. Значения действительны для котлов, сжигающих мазут марки 100 или лучшего качества. Значения относятся к котлам, разработанным после 01.01.92.

Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов азота и твердых частиц приведены в табл. 3.14, 3.15.

Коэффициенты эмиссии для расчета приведены в табл. 3.16 (выРос вредных веществ в тоннах при сгорании 1 тонны бензина, диз- ^оплива и сжиженного газа; 1000 м^ — для сжатого газа).