Otvety

5.Важным рычагом и условием воспитания экологической дисциплины и ответственности каждого работника ТЭС, психологической перестройки является информированность персонала:

- о влиянии предприятия на состояние окружающей природной среды, здоровье населения в прилежащей зоне при нормальном (расчетном) режиме работы, а также при отклонении от него (залповые выбросы и стоки; пониженная эффективность аппаратов для очистки отходящих газов, стоков; пыление топливных складов, золоотвалов);

- о возможном диапазоне и фактическом влиянии деятельности отдельного человека на его рабочем месте в рамках его производственных обязанностей на экологические характеристики предприятия;

- о природоохранных планах предприятия, ходе их реализации {достигнутом снижении выбросов, загрязненных стоков), соблюдении нормативов ПДВ, ПДС.

6.Важнейшим инструментом и непременным условием экологического воспитания является эффективная система материального стимулирования персонала, который в рамках своей производственной деятельности влияет на экологическую характеристику предприятия.

7.Экологическое воспитание должно опираться и одновременно развивать социальную активность личности путем привлечения широкого круга работников ТЭС к решению конкретных экологических проблем предприятия - путем открытого обсуждения проектов реконструкции предприятия, планов природоохранных мероприятий, проведения конкурсов на лучшие предложения по повышению эффективности природоохранной работы, участию персонала в комиссиях по обследованию работы природоохранного оборудования, расследованию случаев нарушения экологической дисциплины.

8.Повышение уровня чувственного восприятия глобальных и локальных экологических проблем - один из важнейших рычагов в формировании осознанных экологических потребностей личности в производственных условиях. Когда речь идет о сложившихся личностях, со значительным жизненным и производственным опытом, с устоявшимися психологическими стереотипами, такая переориентация восприятия представляет сложную задачу.

Эмоциональное восприятие экологических проблем будет способствовать формированию неких психологических тормозов в проведении технологических работ, губительных для окружающей среды, повысит заинтересованность персонала во внедрении нового экологически современного оборудования, технологии, способов эксплуатации, в наиболее полном использовании возможностей природоохранного оборудования.

9.К настоящему времени практически не решены вопросы методического обеспечения системы экологического образования в производственных условиях - отсутствуют специальные учебные программы, нормативные и методические издания, учебные пособия, специальная литература, аудиовидеоматериалы. Необходимо создание единого отраслевого информационно-методического центра экологической подготовки персонала ТЭС, который сможет обобщать опыт отдельных энергопредприятий, учебных заведений, исследовательских организаций, оперативно распространять информацию, методические материалы

сиспользованием современных технических средств.

ВЫВОДЫ Критерием экологической образованности персонала ТЭС может служить

умение принимать на уровне должностных обязанностей и возможностей экологически рациональные технологические и организационные решения - оперативные и долгосрочные. Экологическое воспитание в производственных условиях станет возможным и эффективным только в том случае, когда

11

экологическая дисциплина составит часть производственной, технологической дисциплины; неотъемлемой частью и условием эффективности производственной деятельности ТЭС, когда эффективность природоохранной деятельности станет одним из основных показателей качества работы ТЭС, отдельных коллективов и каждого специалиста.

6. Каковы нормативы удельных выбросов вредных веществ в атмосферу?

Продукты сгорания топлив по степени опасности (токсичности) делятся на пять классов:

1.Чрезвычайно опасные (Б(а)П, V2O5);

2.Опасные (NO2, H2S, летучая зола при содержании CaO _ 35 %);

3.Умеренно опасные (NO, SO2, SO3, летучая зола при содержании

CaO < 35 %);

4.Малоопасные (NH3, CO);

5.Безопасные (N2, O2, CO2, H2O).

В соответствии с законом об охране атмосферного воздуха в России установлены следующие три уровня нормативных показателей:

•предельно допустимые концентрации (ПДКi) загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха (мг/м3);

•предельно допустимые массовые выбросы (ПДВi) вредных веществ в атмосферу из дымовых труб (г/с, т/год). При необходимости устанавливаются временно согласованные выбросы (ВСВi) и планграфик природоохранных мероприятий по достижению ПДВi для действующих ТЭС;

•нормативные удельные выбросы (НУВi) для котлов.

Удельные выбросы вредных веществ в пересчете на избыток воздуха, равный 1,4, нормируются в нескольких размерностях:

•на единицу вводимой в топку тепловой энергии (г/МДж);

•на единицу условного топлива (г/кг у. т.; кг/т у. т.);

•на единицу объема дымовых газов при нормальных условиях (мг/нм3).

Целью нормирования выбросов тепловых электрических станций является ограничение неблагоприятного воздействия ТЭС на воздушный бассейн. Нормированию подлежат выбросы загрязняющих веществ, содержащихся в дымовых газах: диоксида азота, оксида азота, диоксида серы, золы твердых топлив, мазутной золы, оксида углерода, сажи и бенз(а)пирена. Кроме того, нормированию подлежат выбросы угольных частиц при перевалке топлива на складе и золошлаковых частиц при выемке сухой золы на действующих и отработанных золоотвалах.

Предельно допустимой концентрацией называется такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе на уровне дыхания человека, которая не оказывает на организм человека прямого или косвенного воздействия, не снижает его работоспособности, не влияет на его самочувствие или настроение.

12

7. Понятие предельно-допустимого выброса вредного вещества из дымовых труб в атмосферу (ПДВi).

ПДВ. Предельно допустимые выбросы. Предельно допустимый выброс (проект ПДВ) - это норматив выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы и других экологических нормативов.

Предельно допустимой концентрацией называется такая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе на уровне дыхания человека, которая не оказывает на организм человека прямого или косвенного воздействия, не снижает его работоспособности, не влияет на его самочувствие или настроение.

ПДК – это норматив концентрации химического соединения, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не приводит к каким-либо патологическим изменениям в состоянии здоровья человека, а также не нарушает биологического оптимума для человека.

ПДК вредных веществ (т.е. веществ, которые при контакте с организмом человека могут привести к производственной травме, профессиональным заболеваниям или отклонениям в состоянии здоровья, либо химическое вещество, вызывающее нарушение в росте, развитии или состоянии здоровья организмов, в том числе в цепи поколений) устанавливаются в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе и в воде водных объектов.

8. Что такое ВСВ? В каком случае он устанавливается, что ему сопуствует?

ВРЕМЕННО СОГЛАСОВАННЫЕ ВЫБРОСЫ (ВСВ) – предельная масса загрязняющих веществ, разрешенная к выбросу (сбросу) в течение определенного периода времени (как правило, календарного года).

Устанавливается органами государственного экологического контроля в целях минимизации воздействия на окружающую среду. Выбросы вредных веществ в атмосферу устанавливаются на уровне предприятий с наилучшей технологией или предприятий, аналогичных по мощности и технологическим процессам, в процессе поэтапного достижения предельно допустимого выброса (ПДВ) в том случае, если значения последнего по объективным причинам не могут быть достигнуты сразу.

13

9. Как определить эффективность золоулавливания, используя параметр золоуловителя? [беспалов, вагнер, природоохр. технологии на тэс, стр 24]

Mвх, Мвых – масса частиц на входе в золоуловитель и выходе из него в единицу времени; свх, свых – концентрация твердых частиц на входе в золоуловитель и выходе из него.

- степень проскока частиц, которая представляет собой отношение неуловленных

частиц к массе частиц на входе.

Эффективность золоулавливания в золоуловителях различного типа зависит от целого ряда факторов: скорости газов (u), скорости дрейфа (осаждения) частиц (v), поверхности осаждения (A), площади проходного сечения (f) и т. д. В теории золоулавливания эти факторы оцениваются параметром золоулавливания П, который определяется по зависимости П=КФ.

К = v/u – кинематический параметр . Ф = А/f – параметр формы.

Приняв ряд допущений: отсутствие вторичного уноса уловленной золы, все частицы имеют одинаковую скорость дрейфа, распределение скоростей по сечению золоуловителя равномерное, выводим универсальное для всех типов золоуловителей соотношение exp( П) . Эта зависимость справедлива для

мелких частиц золы (менее 30 мкм), которые участвуют в турбулентных пульсациях потока газа. Чем больше параметр П, тем меньше проскок и выше эффективность золоулавливания.

В практических расчетах приходится учитывать реальные условия и вводить эмпирические поправки. Ниже приводятся эмпирические уравнения определения параметра П для различных золоуловителей:

Циклон:

где Kун – коэффициент вторичного уноса; v – скорость движения частиц к поверхности осаждения (скорость дрейфа), м/с; u – средняя скорость движения потока газов, м/с; n – число полей; Ln – длина одного поля, м; t – расстояние между осадительными и коронирующими электродами, м.

Мокрые золоуловители

П gжuг где g – удельный расход орошающей жидкости, л/м3; u – скорость

газа в горловине, м/с.

Частицы различных диаметров имеют разную скорость дрейфа, поэтому точные расчеты степени улавливания необходимо проводить для каждой фракции

14

отдельно. Для усредненного диаметра каждой фракции подсчитывается скорость дрейфа vi и по ней – фракционный i-тый проскок. Тогда общий проскок золы

10. Назовите способы золоулавливания и основные типы золоуловителей

15

11. От каких факторов зависит эффективность работы батарейных циклонов? Назовите способы повышения их эффективности

В качестве инерционных (механических) золоуловителей наибольшее распространение получили циклоны, в которых осаждение твердых частиц происходит за счет центробежных сил при вращательном движении потока.

Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка).

C уменьшением диаметра циклона степень очистки возрастает, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Возможно также применить электростатический фильтр, который, напротив, эффективен именно для малых частиц.

Расчет степени улавливания батарейных циклонов проводится по эмпирической формуле, полученной из экспериментальных исследований циклонов. Параметр золоулавливания П i подсчитывается для каждой фракции в

учитывающий тип циклона: k = 0,3 для батарейных элементов типа розетки, k = 0,5 для циклонов с улиточным подводом газа к батарейным элементам. Оптимальная скорость газов принимается 4–6 м/с.

При больших расходах очищаемого газа применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, повышает эффективность пылеулавливания. Из выражения (3) следует, что эффективность очистки газа в циклоне можно повысить путем увеличения скорости газа или уменьшения диаметра аппарата. Однако возрастание скорости связано со значит. увеличением гидравлич. сопротивления. Поэтому для повышения эффективности работы циклонов желательны уменьшение их диаметра и замена одного аппарата несколькими малого диаметра.

12. В чем заключается принцип действия золоуловителей с трубами Вентури? Назовите способы повышения их эффективности

Запыленные дымовые газы из котла поступают в трубу Вентури, которая представляет собой конфузор, горловина, диффузор, выходной патрубок в скруббер. На входе в конфузор установлены орошающие центробежно струйные

16

форсунки, которые осуществляют дробление орошающей воды с диаметром капель 150-200 мкм. При соприкосновении капель воды и пылегазового потока происходит коагуляция частиц золы в горловине трубы Вентури. Скорость дымовых газов в горловине составляет 50-75 м/с. Лучший эффект коагуляции достигается при большей разнице скоростей капель воды и пылегазового потока. Капли воды приобретают в комфузоре и горловине труб Вентури на 15-25 м/с меньше пылегазового потока, вследствие чего происходит фильтрация запыленного газового потока через движущийся водяной мелкозернистый фильтр. Для турбулизации защит пылегазового потока с распыленной орошающей водой в горловине труб Вентури установлены аэроакустические интенсификаторы, которые улучшают коагуляцию мелкой фракции пылегазового потока. Скоагулированная и крупнофракционная золовая пыль выделяется в каплеуловителе за счет тангенциального улиточного ввода газов, вызывающих их закручивание в каплеуловителе и инерционное осаждение частиц на смоченной внутренней поверхности. Уловленные золовые частицы смываются с внутренней поверхности каплеуловителя орошающей водой через гидрозатвор в канал ГЗУ. Таким образом, эффективность работы мокрых золоуловителей с предвключенной трубой Вентури зависит от удельного расхода орошающей жидкости и скорости газов в горловине. Это единственный вид золоуловителей, в

котором эффективность очистки не зависит от размера частиц. П qж иг , из

формулы следует, что эффективность очистки можно повысить, увеличив расход орошаю щей жидкости сверх рекомендованных пределов, однако при этом возрастет гидравлическое сопротивление золоуловителя, а также необходимо, чтобы для температуры очищенных газов выполнялось условие tух ≥ tр + 21, где tр ― температура точки росы водяных паров, °С. Увеличение скорости газов в горловины трубы Вентури также приводит к росту гидравлического сопротивления золоуловителя. При рекомендованных значениях qж и uг гидравлическое сопротивление аппарата обычно лежит в пределах 800…1100 Па.

13. В чем заключается принцип действия эмульгатора?

Открытое в 1974 году явление скачкообразного увеличения массо и теплообмена между газовой и жидкой фазой в режиме инверсии фаз (эмульгирования) позволило разработать МЗУ нового поколения. В режиме инверсии фаз жидкость из пленочного режима движения переходит в сплошную среду, а газ – в дисперсную. В результате активный объём заполняется эмульсией, состоящей из жидкости и множества мельчайших пузырьков газа, которые существенно меньше достижимых при других способах образования. Степень очистки от пыли газовых потоков может составлять 99–99,5 % даже при значительном отклонении рабочих параметров от расчетных. Попутно улавливается от 5 до 20 % SO 2 в зависимости от химического состава золы. Эмульгаторы могут также применяться в системах обеспыливания тракта углеподачи. В эмульгаторах используются следующие механизмы осаждения пыли, в той или иной степени связанные с размером газовых пузырьков в потоке двухфазной среды:

•гравитационное осаждение – этот механизм характерен для крупных частиц и малых скоростей газов;

•инерционное осаждение – происходит тогда, когда масса частицы или скорость её движения настолько значительны, что она не может следовать по

линии тока газа, а продолжает движение по инерции, сталкивается с

17

препятствием и прилипает к нему. В данном случае препятствие – это граница пузырьков газа. Эффект усиливается с турбулизацией потока;

•осаждение под действием центробежной силы – процесс происходит аналогично инерционному осаждению, только в данном случае траектория движения пузырьков не случайна, а специально созданная конструкцией аппарата;

•диффузионное осаждение, когда мелкие частицы испытывают непрерывное воздействие молекул газа, находящихся в броуновском движении, в результате которого возможно осаждение этих частиц на поверхности пузырьков газа. С повышением температуры и с уменьшением диаметра газовых пузырьков диффузионный эффект осаждения возрастает;

•электростатическое осаждение возможно в результате появления электростатических зарядов на пылевых частицах и каплях жидкости.

В настоящее время на ТЭС применяются эмульгаторы двух типов: батарейные эмульгаторы (УЭЗ) и эмульгаторы кольцевые однотрубные (ЭКО).

14. Каким образом можно поддерживать требуемую температуру дымовых газов за мокрым золоуловителем?

до 91%. Это приводит к значительному понижению температуры дымовых газов. Поэтому для подогрева охлажденных газов к ним добавляют нагретый в воздухоподогревателях котлов воздух, что приводит к перерасходу топлива на 1–

1,2 %.

15. Каков принцип действия электрофильтров?

Преимуществом электрофильтров является способность улавливать тонкую золу с частицами 10 мкм и менее. Поэтому они особенно эффективны при приготовлении пыли в шаровых барабанных мельницах. Электрофильтры очищают газы до концентрации твердых частиц в дымовых газах за фильтром порядка 50 мг/м3. Принцип действия электрофильтра (рис. 2.5) базируется на создании неравномерного электрического поля высокой напряженности и образовании коронного разряда в окрестности коронирующих электродов, расположенных в корпусе электрофильтра. Вокруг электрода, имеющего профиль с острыми углами, при напряженности электрического поля около 1,5 МВ/м возникает интенсивная ионизация дымовых газов в узкой области, прилегающей к электроду. Возникает коронный разряд, в результате которого из молекул дымовых газов выталкиваются отрицательно заряженные электроны и образуются положительно заряженные ионы дымовых газов. Электроны под действием сил электростатического поля движутся в направлении от коронирующих к осадительным электродам. Встречая на своем пути частицы золы, электроны абсорбируются на них и передают им отрицательный заряд. Теперь отрицательно заряженные частицы под действием электростатических сил направляются к осадительным электродам и осаждаются на них. Под действием адгезивных сил частицы образуют слой на осадительном

18

электроде. Через определенные промежутки времени с помощью ударного механизма происходит встряхивание электродов, и частички золы под действием сил тяжести падают в бункер. Коронный разряд возникает при достижении определенной напряженности электрического поля, называемой критической. С увеличением напряженности выше критической ток короны возрастает, что приводит к увеличению скорости осаждения частиц и повышению эффективности улавливания золы. При дальнейшем росте напряженности электрического поля происходит пробой межэлектродного пространства искровым или дуговым электрическим зарядом, что недопустимо.

16. От каких факторов зависит эффективность работы электрофильтра?

Важнейшим, определяющим эффективность улавливания золы фактором является скорость движения газа по проходам между электродами. Чем дольше запыленный поток газов находится в электростатическом поле, тем больший заряд приобретают твердые частицы, тем выше их скорость осаждения. Это достигается за счет низких скоростей газа и длины электрофильтра. В зависимости от электрофизических свойств золы она рекомендуется от 0,8 до 1,6 м/с. Длина электрофильтра определяется количеством последовательно установленных друг за другом одинаковых электростатических полей. Столь низкая скорость газов и число полей обуславливают большие габаритные размеры установки. Дымовые газы после распределительной решетки попадают в коридоры, образованные вертикально висящими широкополосными осадительными электродами. Между осадительными электродами расположены коронирующие электроды. Осадительные и коронирующие электроды объединены по ходу движения газов в поля. В зависимости от требуемой степени очистки газов и электрофизических свойств золы число полей может составлять от трех до

19

восьми. Эффективность работы электрофильтра, согласно теории золоулавливания, оценивается параметром золоулавливания П. На основании обобщения данных испытаний отечественных электрофильтров было получено полуэмпирическое выражение для определения параметра

где K ун – коэффициент вторичного уноса; v – скорость движения частиц к поверхности осаждения (скорость дрейфа), м/с; u– средняя скорость движения потока газов, м/с; n – число полей; L n – длина одного поля, м; t – расстояние между осадительными и коронирующими электродами, м.

Основное влияние на степень золоулавливания в электрофильтре оказывает скорость дрейфа (скорость осаждения) v. Для электрофильтра параметр золоулавливания и, следовательно, степень золоулавливания возрастают с увеличением эффективной скорости дрейфа частиц v, числа полей у электрофильтра n и длины каждого поля Ln , а уменьшаются с ростом скорости дымовых газов u и расстояния t между коронирующими и осадительными электродами.

17. В чём преимущества рукавных фильтров и область их применения?

Рукавные фильтры имеют широкую сферу применения в различных отраслях промышленности:

–на тепловых электростанциях для улавливания летучей золы при сжигании угля или нефти;

–в системах аспирации при пересыпке, транспортировке, упаковке сыпучих высокодисперсных порошковых материалов;

–в энергетике - после котлов, сжигающих каменный уголь;

–в производстве строительных материалов после мельниц и обжиговых печей;

–на предприятиях химической промышленности для очистки газов в процессе мокрой грануляции сажи, при получении и обработке порошков и пылевидных материалов и т.д.

Рукавные фильтры имеют много преимуществ по сравнению с другими конструкциями матерчатых фильтров - высокая эффективность пылеулавливания, надежность, замена фильтровальных рукавов и элементов без прекращения эксплуатации, пониженная чувствительность к эксплуатационным изменениям.

Для нейтрализации присутствующих в газах SO3 на входе в фильтры вводится щелочная присадка. Скорость фильтрации при температуре 125 С составляет 0,3 м3/мин. Очистка рукавов осуществляется поочередно каждый час при помощи вентиляторов, всасывающих отфильтрованный газ.

20