20) Мониторинг в энергетике

Мониторинг в теплоэнергетике

В системе мониторинга эмиссии поллютантов в энергетической промышленности различают два вида мониторинга: мониторинг природной среды и производственный мониторинг.

Первый применяется для наблюдения за концентрациями поллютантов и метеорологическими величинами и явлениями, для определения содержания поллютантов в атмосферном воздухе и контроле ее текущего состояния. Измерения осуществляются с использованием стационарных и передвижных лабораторий.

Производственный мониторинг применяется для контроля промышленных источников выбросов, таких как ТЭС, котельные и решает следующие задачи:

- определение характеристик выбросов поллютантов конкретного источника;

• выполнение расчетов загрязнения территории, прилегающей к источнику загрязнения;

• проведение контроля предельно допустимых выбросов (ПДВ) и временно согласованных выбросов (ВСВ);

• расчет платы за выбросы, по каждому конкретному источнику и разработка планов мероприятий по снижению эмиссии поллютантов.

В последнее годы на предприятиях энергетики все более активно разрабатываются и внедряются различные системы непрерывного контроля. Система непрерывного производственного контроля эмиссии поллютантов базируется на современных средствах измерительной и вычислительной техники. На рис. 1 приведена принципиальная схема •проведения контроля поллютантов в газоходе.

Система непрерывного контроля может быть использована не только для текущего контроля и учета эмиссии поллютантов тепловых энергетических станций, но также и для диагностики рабочих режимов и управления технологическим процессом сжигания топлива в котлах в масштабе реального времени. Внедрение данных систем на всех предприятиях теплоэнергетики позволит осуществлять достоверный непрерывный контроль за выбросами тепловых энергетических станций в атмосферный воздух, экономить топливо, что позволит уменьшить загрязнение природной среды токсичными продуктами сгорания. Контролю подлежат оксиды азота (NO_x), диоксид серы (SO2),золы твердого топлива (в пересчете на V2O5), оксид углерода (СО) и сажа. Таким образом, система непрерывного мониторинга эмиссии поллютантов ТЭС в атмосферный воздух представляет собой измерительно-информационный комплекс.

Непрерывные измерения эмиссии поллютантов выполняются с помощью стационарных автоматических газоанализаторов и газоанализаторных систем.

При организации систем непрерывного контроля эмиссии поллютантов выделяют два принципиально разных вида газоанализаторных систем: пробоотборные и беспробоотборные.

Пробоотборные системы имеют устройства для отбора, подготовки и транспортировки пробы к газоанализатору. Эти устройства могут быть совмещены с измерительной системой в единый газоанализаторный компьютеризованный комплекс. В пробоотборныхсистемахширокоиспользуютсяэлектрохимический,

хемилюминисцентный, хроматографический и фотоколометрический методы инструментального анализа газов.

В беспробоотборных системах отсутствуют устройства отбора пробы, ее подготовки и транспортировки. Эти системы выполняются в виде зондов или в виде оптических передатчика и приемника, устанавливаемых друг против друга непосредственно в газоходе, Они базируются в основном на методах инфракрасной и ультрафиолетовой спектрометрии, а также используют электрохимические ячейки с твердым электролитом, размещаемые непосредственно в потоке газов.

На ТЭС, при реализации системы непрерывного мониторинга эмиссии поллютантов, наиболее оптимальной является ситуация, когда контроль суммарных выбросов станции в атмосферный воздух осуществляется в дымовой трубе, а контроль газового состава поллютантов (с целью регулирования и наладки рабочих режимов) на каждом котле.

При осуществлении мониторинга с помощью системы непрерывного контроля решаются следующие задачи:

• текущий контроль эмиссии поллютантов;

• обработка, систематизация и хранение данных контроля;

• статистическая отчетность и отображение динамики эмиссии поллютантов;

• оперативный анализ и диагностика;

• разработка рекомендаций по оптимизации текущих режимов работы оборудования;

• разработка рекомендаций по ремонту, реконструкции и модернизации оборудования;

• обмен информацией внутри системы непрерывного мониторинга и с другими системами мониторинга;

• прогнозирование потенциального загрязнения природной среды.

Решение этих задач позволит снизить негативное влияние тепловых электрических станций на природную среду за счет обеспечения достоверного контроля эмиссииполлютантов в атмосферный воздух и организации целенаправленной деятельности по их снижению, а также повысить эффективность работы энергетического оборудования врезультате оптимизации рабочих режимов, модернизации и реконструкции оборудования, усиления технологической и производственной дисциплины.

Мониторинг атомных электростанций

В целях обеспечения радиационной безопасности на предприятиях атомной энергетики организован регулярный контроль за источниками выделения радионуклидов и их содержанием в природных средах. Проводится радиационный технологический, дозиметрический и радиационный контроль природной среды. К первому виду относится контроль за источниками излучений, источниками образования радиоактивных отходов и возможными путями распространения радиоактивных нуклидов. Ко второму виду относится контроль за радиационной обстановкой на АЭС и индивидуальный дозиметрический контроль персонала (определение уровня облучаемости персонала). Третий вид - контроль за радиационной обстановкой природной среды, окружающей АЭСв пределах зоны наблюдения. Все виды контроля осуществляются службой радиационной безопасности АЭС с помощью специальной дозиметрической и радиометрической аппаратуры. .

На АЭС безопасность эксплуатации обеспечивается системой контроля за нейтронно-физическими и теплотехническими параметрами, состоянием оборудования, системой аварийной защиты, резервными источниками питания и другими средствами, которые предупреждают об отклонении нормального режима или предотвращают развитие аварии. Средства предотвращения аварии постоянно совершенствуются и дополняются новыми, созданными с учетом накопленного опыта работы. Совершенствование средств и методов контроля, улучшение качества и организации эксплуатации оборудования повышают надежность работы ядерных реакторов.

В пределах санитарно-защитной зоны АЭС, радиус которой составляет 3 км, периодически отбираются пробы воздуха, воды, снега, почв, растительности, донных отложений в водоемах-охладителях. Результаты анализа проб сравниваются с данными анализа подобных образцов, взятых за пределами зоны возможного влияния АЭС на окружающую природную среду.

Такая система контроля удовлетворяет'санитарно-гигиеническим требованиям защиты человека от радиоактивного воздействия, однако она не гарантирует безопасность окружающих биогеоценозов. Кроме того, отбор проб, осуществляемый по основным румбам на разных расстояниях от АЭС, производится без учета естественной дифференциации природных комплексов, влияния рельефа, ландшафтно-геохимическихусловий территории, определяющих пространственную миграцию загрязняющих веществ. Поэтому возникает необходимость в организации службы радиационного геоэкосистемного мониторинга - регулярного слежения за состоянием радиоактивногозагрязнения геосистем и экосистем с целью оценки и прогноза экологических последствий влияния АЭС на природную среду.

Радиационный геоэкосистемный мониторинг является составной частью системы слежения за состоянием природных комплексов, включающий также наблюдения за

геохимическим, гидрохимическим, тепловым и другими видами воздействия АЭС на природу. Его сущность состоит в сборе, регистрации и обработке информации о радиационной обстановке в зоне влияния станции, выявлении доли радионуклидов "станционного" происхождения, изучении закономерностей миграции, накопления и распространения радионуклидов в конкретных геосистемах. При аварийной ситуации служба мониторинга должна оперативно выдавать данные о радиационной обстановке, которые необходимы для принятия мер по устранению аварии и ее последствий.

Радиационный мониторинг в зоне влияния АЭС включает три основных блока:

• наблюдения за источниками загрязнения,

• слежение за внешними факторами,

• наблюдения за состоянием природной среды.

Объектами наблюдения в первом блоке являются газообразные и жидкие отходы, выделяемые в процессе эксплуатации АЭС; во втором - внешние факторы рассеивания (накопления) поллютантов (метеорологические условия и радионуклиды глобального происхождения); в третьем - состояние природных и природно-антропогенных комплексов, в которых происходит миграция, накопление и перераспределение радионуклидов (рис.2).

Мониторинг должен проводится по элементарным ландшафтам на базе ландшафтно-геохимического районирования зоны влияния АЭС.