Разработка метода снижения негативного воздействия энергетических комплексов на окружающую среду и обоснование применения технологии кипящего слоя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.01, кандидат наук Тыскинеева Ирина Евгеньевна

• Тыскинеева Ирина Евгеньевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Тыскинеева Ирина Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор методов очистки газовых выбросов и способов сжигания угля в энергетических агрегатах............................................................... ^

1.2 Анализ негативного воздействия объектов теплоэнергетики на окружающую среду, на примере города Улан-Удэ

1.3 Метод системного подхода для исследования проблемы загрязнения

атмосферного воздуха.................................................................... ^

Выводы по первой главе................................................................ ^

ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ВКЛАД ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ В ОБЩЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА

2.1 Процесс распространения загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.................................................................................. ^

2.2 Методика расчета и исходные данные.......................................... ^

2.3 Результаты расчета и анализ полученных данных............................ ^

Выводы по второй главе.................................................................. ^

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ

БУРЯТСКИХ И ЗАБАЙКАЛЬСКИХ УГЛЕЙ В ТОПКАХ С КИПЯЩИМ

СЛОЕМ...................................................................................... , _

65

3.1 Планирование экспериментов по исследованию характеристик горения Бурятских и Забайкальских углей в топках с кипящим слоем.................. ^

3.2 Конструкция и рабочий режим котлоагрегатов КЕ-10-14 с топкой ВЦКС и КВр-23-25-150 с топкой НТКС

3.3 Анализ процесса горения различных видов топлива в котлоагрегатах ВЦКС и НТКС

3.4 Результаты эксперимента по критерию оптимизации концентрации оксидов азота при сжигании Бурятских и Забайкальских углей в топках

ВЦКС и НТКС

Выводы по третьей главе................................................................ оп

89

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КС И ЦКС НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ БУРЯТИИ И ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ

4.1 Эффективность применения технологии сжигания твердых топлив в котлах с КС и ЦКС....................................................................... ^ ^

4.2 Опыт использования котлоагрегатов с кипящим слоем на котельных малой мощности, менее 100 МВт..................................................... ^ ^

4.3 Предложение по внедрению котлоагрегата с ЦКС-технологией на ТЭЦ-2 города Улан-Удэ................................................................ ^ ^

4.4 Эколого-экономическая оценка эффективности предлагаемых

мероприятий.............................................................................. ^ ^

Выводы по четвертой главе........................................................... ^^

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода снижения негативного воздействия энергетических комплексов на окружающую среду и обоснование применения технологии кипящего слоя»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Согласно Энергетической стратегии (ЭС) России задачей развития энергетики в сфере экологии и противодействия изменению климата является всемерное сдерживание роста и снижение негативного воздействия этапов жизненного цикла энергоресурсов на окружающую среду, климат и здоровье людей.

В число мер, способствующих решению данной задачи, входят:

- переход в отраслях ТЭК на принципы наилучших доступных технологий;

- создание системы мониторинга и учет экологических и природоохранных рисков;

- стимулирование научных исследований и поддержка разработки перспективных технологических решений, направленных на уменьшение негативного влияния на окружающую среду и экологических рисков;

- создание экологически чистых, низкоуглеродных и ресурсосберегающих технологий производства, транспортировки, хранения и использования энергетических ресурсов.

Также стратегией определены приоритетные технологии в развитии теплоэлектроэнергетики, направленные на отечественные разработки для крупномасштабного применения на период до 2035 года:

• котлы с циркулирующим кипящим слоем на угле для паротурбинных конденсационных энергоблоков;

• котлы с циркулирующим кипящим слоем на угле для паротурбинных теплофикационных энергоблоков;

• новые технологии газификации твердого топлива, включая биомассу и бытовые отходы, например на основе плазменно-энергетических технологий.

Котлы по технологии КС и ЦКС демонстрируют хорошие адаптационные возможности к изменению качества угля, обладают хорошими маневренными свойствами, обеспечивают эффективное снижение негативного воздействия угольной энергетики на окружающую среду.

Поэтому, для Республики Бурятия и Забайкальского края, в которых основным источником производства тепла и электроэнергии является уголь, наиболее значимыми будут цели и задачи в решении технологических и экологических проблем. И прежде всего это сводится к тому, что энергетические установки на угле должны быть экологически безопасными для окружающей среды.

В связи с вышеизложенным, можно констатировать, что проведение исследований сжигания Бурятских и Забайкальских углей и внедрение технологии КС и ЦКС на котлоагрегатах, для снижения воздействия на окружающую среду, актуальны.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-исследовательской темой ВСГУТУ «Охрана окружающей среды в водосборном бассейне реки Селенги и озера Байкал в целом», 2000-2004 гг. № ГР 01870019608; государственным контрактом на выполнение научной работы по разработке «Республиканской целевой программы энергосбережения Республики Бурятия на период до 2020 года», № 317 от 28.09.2009; госбюджетной темой «Эксплуатация систем теплоснабжения в условиях РБ на основе энергосбережения», 2011-2015 гг. № ГР 01201254531.

Степень разработанности темы.

Исследования по изучению технологии кипящего и циркулирующего кипящего слоя, эффективности применения данных технологий для снижения негативного воздействия угольных ТЭС и котельных на окружающую среду проводились такими авторами как Баскаков А.И., Беляев Л.А., Рябов Г.А., Кан Чан Ир, Загородский И.А., Долгушин И.А., Русских Е.Е., Скопцов Ю.В., Suzuki, Basu P., Lafanechere L., Jestjn L., Ishida K., Hasegava Y., Roper B., Thomas G. и др.

Несмотря на большое количество отечественных и зарубежных работ, посвященных данной тематике, практического применения этих технологий сжигания в России не так много. Достаточно обширно рассмотрены вопросы, посвященные проблемам утилизации тепла уходящих газов, исследованиям гидродинамики, оптимизации параметров энергоблоков, газификации различных видов биомассы в кипящем слое, исследованиям процессов, протекающих при совместном сжигании угля и биомассы. Однако, большая часть исследований посвящена работе котлов с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС) средней и большой мощности.

В диссертационной работе соискателем проведены исследования по сжиганию Бурятских и Забайкальских углей в котлах малой мощности с топками высокотемпературного циркулирующего кипящего слоя (ВЦКС) и низкотемпературного кипящего слоя (НТКС). Предложенный метод системного подхода к оценке мероприятий по минимизации негативного воздействия объектов теплоэнергетики на воздушный бассейн, прежде не рассматривался.

Цели работы включают разработку метода по снижению вредного воздействия энергетических комплексов на окружающую среду, с применением системного подхода (на примере теплоэнергетического комплекса города Улан-Удэ); обоснование применения технологии кипящего слоя экспериментальным путем и оценку эффективности внедрения данной технологии.

В соответствии с целями были поставлены следующие задачи:

- произвести анализ существующих методов очистки вредных выбросов, способов сжигания угля, негативного влияния объектов теплоэнергетики на воздушный бассейн и разработать метод по снижению вредного воздействия энергетических комплексов на окружающую среду, с применением системного подхода;

- произвести расчет уровней загрязнения вредными выбросами от отдельных источников энергии;

- исследовать процесс сжигания Бурятских и Забайкальских углей в топках с высокотемпературным (ВЦКС) и низкотемпературным (НТКС) кипящим слоем и получить математическую модель зависимости концентрации оксидов азота от температуры слоя и коэффициента избытка воздуха;

- определить эффективность внедрения технологии кипящего слоя для снижения негативного воздействия теплоэнергетики на воздушный бассейн города Улан-Удэ.

Методологическую и теоретическую основу исследования в данной работе составляют комплексный анализ и системный подход к изучению рассматриваемых задач. При работе над диссертацией использовались методы математического моделирования, расчета концентраций загрязняющих веществ и оценки эколого-экономической эффективности.

Научная новизна:

1. Предложен метод исследования проблемы загрязнения атмосферного воздуха с применением системного подхода, который позволяет в комплексе рассмотреть оценку вредных выбросов от отдельных источников энергии, модернизацию котельного оборудования и варианты развития системы энергоснабжения с учетом минимизации вредного воздействия на воздушный бассейн.

2. На основе экспериментальных данных построены регрессионные зависимости (математическая модель) концентрации оксидов азота от температуры слоя и коэффициента избытка воздуха при сжигании Бурятских и Забайкальских углей в топках ВЦКС и НТКС.

3. Выполнена эколого-экономическая оценка по техническому перевооружению муниципальных котельных малой мощности и вариантов расширения ТЭЦ-2 города Улан-Удэ, где показана эффективность технологии кипящего слоя, которая может иметь практическую значимость.

Достоверность работы. Достоверность результатов получено на основе многочисленных экспериментальных исследований, неоднократно

апробировалось путем сопоставления расчетных данных с показателями работы ряда котлоагрегатов с кипящим слоем. Использовались программы «УПРЗА Эколог 3.1», STATISTICA 8.0, Excel 2010. Проводились замеры концентрации вредных выбросов от котлоагрегатов с применением портативных приборов (анализатор testo 350, testo 340).

Личный вклад автора. Личное участие автора заключается в разработке метода системного подхода, проведении экспериментов, получении моделей и анализе экспериментальных данных.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты работы представляют интерес для теплогенерирующих предприятий и могут послужить обоснованием при принятии решений по развитию тепло- и энергоснабжения.

Полученные данные используются в учебном процессе при изучении следующих дисциплин (Энергосбережение и экология, Котельные установки и парогенераторы) на кафедре «Тепловые электрические станции» ВосточноСибирского государственного университета технологий и управления.

Положения, выносимые на защиту.

1. Метод исследования проблемы загрязнения атмосферного воздуха с применением системного подхода, который позволяет в комплексе рассмотреть оценку вредных выбросов от отдельных источников энергии, модернизацию котельного оборудования и варианты развития системы энергоснабжения с учетом минимизации вредного воздействия на воздушный бассейн.

2. Регрессионные зависимости концентрации оксидов азота от температуры слоя и коэффициента избытка воздуха, построенные на основе экспериментальных данных, при сжигании Бурятских и Забайкальских углей в топках ВЦКС и НТКС.

3. Эколого-экономическая оценка технического перевооружения муниципальных котельных малой мощности и вариантов расширения ТЭЦ-2 города Улан-Удэ, показывающая эффективность технологии кипящего слоя.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Диссертационная работа соответствует следующим пунктам паспорта специальности ВАК 05.14.01 - «Энергетические системы и комплексы»: пункт 1. «Разработка научных основ исследования общих свойств, создания и принципов функционирования энергетических систем и комплексов, фундаментальные и прикладные системные исследования проблем развития энергетики городов, регионов и государства, топливно-энергетического комплекса страны»; пункт 4. «Разработка научных подходов, методов, алгоритмов, программ и технологий по снижению вредного воздействия энергетических систем и комплексов на окружающую среду».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Ежегодной научно-практической конференции преподавателей, научных работников и аспирантов ВСГУТУ г. Улан-Удэ, 2012-2016 гг.; Международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности г. Комсомольск-на-Амуре, 2006 г.; Международной научной-школе конференции студентов и молодых ученых г. Абакан, 2006 г.; IV школе-семинара молодых ученых России посвященная 50-ю СО РАН п. Истомино БНЦ СО РАН, 2007 г.; Материалы международной научно-практической конференции посвященной 20-летию географического отделения биолого-географического фак-та БГУ г. Улан-Удэ, 2008 г.; Materials of International Scientific Conference «Ecology and rational nature managment», Israel (Tel Aviv), 2014 г.; VII Всероссийской научно-практической конференции г. Улан-Удэ, 2015 г; Всероссийской научно-практической конференции «Электроэнергетика Байкальского региона: Проблемы и перспективы» Улан-Удэ - с. Горячинск, 2016.

Публикации. Результаты работы отражены в 12 печатных работах, 4 из которых опубликованы в журналах рекомендованных ВАК для публикации основных результатов кандидатских и докторских диссертаций, остальные тезисы докладов и материалы конференций.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов по работе, списка литературы и приложений. Работа изложена на 160 страницах и содержит 42 рисунка, 26 таблиц и 3 приложения. Список литературы включает 130 наименований, в том числе 17 на иностранном языке.

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель исследования, изложены научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор методов очистки газовых выбросов и способов сжигания угля в энергетических агрегатах. Проведен анализ негативного воздействия объектов теплоэнергетики на окружающую среду, дано общее состояние воздушного бассейна города Улан-Удэ, описаны климатические и метеорологические условия. Описан метод системного подхода для исследования проблемы загрязнения атмосферного воздуха.

Во второй главе описан процесс распространения загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Определен процентный вклад каждого исследуемого объекта в суммарные выбросы загрязняющих веществ. Рассчитаны поля концентраций загрязняющих веществ от работы котлов теплогенерирующих объектов города Улан-Удэ.

В третьей главе изложена методика экспериментальных исследований и выбраны методы обработки экспериментальных данных, описана конструкция и рабочий режим исследуемых котлоагрегатов.

В четвертой главе представлена технико-экономическая и экологическая оценка внедрения технологии КС и ЦКС в котлоагрегатах Бурятии и Забайкальского края.

В заключении представлены выводы по основным результатам работы.

Глава 1. Состояние вопроса. Метод исследования

Способность атмосферы нашей планеты к самоочищению к сожалению ограничена. С ростом численности населения и расширением промышленного производства стремительно возрастает поступление в окружающую среду различных вредных выбросов. Увеличение количества вредных выбросов привело к повышению концентраций загрязнений атмосферы у земной поверхности, что вызвало резкое возрастание заболеваемости и смертности населения.

Незначительное снижение вредных выбросов в отдельные годы в нашей стране связано в основном с резким спадом промышленного и сельскохозяйственного производства, а не с увеличением эффективности природоохранных мероприятий или же техническим совершенством промышленных объектов и инженерной инфраструктуры населенных пунктов. Превышение гигиенических нормативов содержания примесей в атмосфере наблюдается в основном в зонах влияния промышленных предприятий, объектов теплоэнергетики и большого потока автотранспорта.

1.1 Обзор методов очистки газовых выбросов и способов сжигания угля в энергетических агрегатах

Одной из важнейших научных и технических задач человеческой деятельности является создание экологически безопасных производств, т.е. производств с минимальным вредным воздействием на окружающую среду, в том числе электростанций. Решение этой задачи позволит отодвинуть на некоторое время проблему глобального загрязнения Земли [1].

Загрязнение атмосферы промышленными выбросами невозможно предотвратить без существенного изменения технологии действующих и проектируемых промышленных установок и значительных материальных затрат. Доступным и экономичным решением проблемы санитарной охраны воздушной среды является управление организованными выбросами. Задача

регулирования объема выброса загрязняющих веществ ТЭЦ решается наличием системы контроля на предприятии теплоэнергетики, позволяющей следить за концентрациями загрязняющих веществ в воздушной среде города и системы управления технологическими режимами источника выброса[42]. Условие обеспечения окружающей среды и энергообеспечения, как неразрывная органическая связь важнейших факторов жизнедеятельности человека и развития производительных сил, привлекает постоянное внимание к проблеме взаимодействия окружающей среды и энергетики [92].

С увеличением единичных мощностей блоков, электрических станций и энергетических систем, удельных и суммарных уровней энергопотребления появилась проблема ограничения выбросов в воздушный и водный бассейны, а также более полного использования их рассеивающей способности.

Еще более значительные масштабы развития энергопотребления в обозримом будущем предопределяет дальнейший интенсивный рост разнообразных воздействий на все компоненты окружающей среды в глобальных масштабах. Важным фактором, оказывающим влияние на развитие энергетики, является расширение объема практических мероприятий по предотвращению отрицательного воздействия на окружающую среду, как в энергетике, так и во всех других отраслях народного хозяйства [42].

Рабочая масса органического топлива состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, серы, влаги и золы. В результате полного сгорания топлива образуются углекислый газ, водяные пары, оксиды серы и зола. При неполном сгорании в котлоагрегатах могут также образовываться углеводороды, СН4, С2Н4, оксид углерода СО и др., а также канцерогенные вещества. Продукты неполного сгорания весьма вредны, однако при современной технике сжигания их образование можно исключить или свести к минимуму.

Одной из острейших проблем является снижение выбросов серы в атмосферу. Так, для связывания диоксида серы из дымовых газов

предложено более 400 способов, основанных на различных химических и физических принципах. Основное место в мировой практике сероочистки дымовых газов занимают технологии с использованием кальцита и извести. Однако из большого многообразия этих методов принципиально может быть использована лишь очень ограниченная часть: известняковый, циклический, магнезитовый и аммиачно-циклический. Указанные методы позволяют обеспечить высокую степень очистки дымовых газов, однако требует больших затрат: стоимость 1 кВт установленной мощности возрастает на 60122 руб., сопровождается коррозией оборудования, загрязнением почвы и водного бассейна [42].

Также не маловажной проблемой является очистка дымовых газов от оксидов азота. Так, в энергетике, практическое применение нашли лишь две технологии: селективное каталитическое восстановление (СКВ) и селективное некаталитическое восстановление (СНКВ) с использованием аммиака, аммиачной воды или мочевины.

Эффективность метода СКВ достаточно высока, например позволяет снизить выбросы ЫОх на 90%. К сожалению, большие капитальные затраты, а также дополнительные требования, усложняющие эксплуатацию котельных установок, препятствуют широкому внедрению на электростанциях России.

Метод СНКВ не требует крупных затрат, связанных с приобретением катализатора, но действует он только в определенном температурном интервале. При температуре дымовых газов выше 1100 0С возможно протекание реакции, в результате которой ввод аммиака в дымовые газы приведет к увеличению содержания ЫОх .

Кроме вышеперечисленных методов очистки существуют и режимно-технологические мероприятия по снижению выбросов. Например, снижение образования оксидов азота достигается при использовании следующих мероприятий направленных на:

1) снижение температуры горения;

2) уменьшение времени пребывания продуктов сгорания в области высоких температур;

3) создание зон реакций с восстановительной атмосферой (избыток воздуха меньше единицы), где образование N0 из азота топлива затруднено и восстановление оксидов азота идет до молекулярного азота.

Также проводят следующие мероприятия: использование горелок с низким выбросом NОх (снижение NОх до 60%); ступенчатое сжигание топлива (снижение N0x на 35-45%), ступенчатая подача воздуха (снижение N0x до 50%).

Другими, не менее значимыми, способами снижения вредных выбросов в атмосферу являются технологии экологически чистого сжигания угля. Поэтому вопрос эффективного сжигания твердого топлива актуален на протяжении всего этапа развития энергетики. Практически на каждой угольной электростанции России ведется поиск различных вариантов решения этой непростой задачи.

Низкотемпературная вихревая технология

Данная технология является современной эффективной технологией энергетического использования твердого органического топлива. Такой способ сжигания и топочное устройство разработали под руководством выдающегося советского ученого-теплоэнергетика В.В. Померанцева на кафедре «Реакторо- и парогенераторостроение» Ленинградского политехнического института (Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, СПбГПУ). В период с 1970 по 1990 годы НТВ технология прошла широкую апробацию в энергетике.

К достоинствам технологии низкотемпературного вихревого сжигания относятся гарантированное обеспечение устойчивого воспламенения и горения твердых топлив без подсветки газом и мазутом, улучшенные экологические показатели и устранение шлакования. Низкотемпературную вихревую технологию сжигания можно реализовать, путем модернизации котла, в традиционной камерной топке. Так, приказом Минэнерго СССР (№

51а от 30.03.87 г.) в 1987 году, с целью технического перевооружения ряда электростанций Дальнего Востока, Сибири и Урала, были начаты работы по созданию серии котлов 75, 220, 320, 420, 640 т/ч с НТВ-топками.

В традиционной технологии пылеугольного сжигания основная часть топлива сгорает в зоне активного горения. Эта зона расположена в районе горелок и занимает относительно небольшой объем камерной топки. А в топке с низкотемпературной вихревой технологией сжигания в эту зону вовлечен значительно больший объем топочного пространства. В результате в топке создается возможность выровнять уровень температуры в объеме вихревой зоны за счет активной аэродинамики и снизить на 100...300 оС максимальную температуру.

За счет многократной циркуляции горящих топливных частиц, угрубления гранулометрического состава золы, ступенчатого ввода окислителя и пониженного уровня температуры вихревых топок, обеспечиваются улучшенные показатели по выбросам оксидов серы и азота, а также повышаются эффективность работы золоулавливающего оборудования.

Низкий уровень температуры в зоне активного горения и ступенчатый подвод окислителя к топливу обуславливает снижение оксидов азота. Температура сгорания продуктов в топке низкотемпературного вихревого сжигания не превышает 1100.1250 оС. В таких условиях «термические» оксиды азота образуются в малом количестве. По сравнению с традиционной технологией сжигания в топках НТВ-сжигания концентрация оксидов азота в 1,2-2,0 раза ниже.

Кроме того, данная технология создает хорошие условия для связывания оксидов серы. Длительное пребывание в вихревой зоне и большая поверхность реагирования частиц золы способствует связыванию оксидов серы с основными оксидами минеральной части топлива (СаО, MgO). Степень связывания оксидов серы выше на 20-50 % (в зависимости от марки топлива) по сравнению с технологией прямоточного факела. Также,

следует отметить, что условия вихревой топки позволяют применять различные сорбенты на основе СаО для повышения степени связывания оксидов серы [66].

Основными недостатками данной технологии является высокое удельное энергопотребление, повышенный механический недожог из-за уноса крупных частиц и эрозия внутритопочных поверхностей нагрева, плохая эффективность работы на топливах с высокой влажностью и зольностью ввиду покрытия внутренней поверхности топки спекающейся золой, а также сложность удаления спекшейся золы.

Плазменно-энергетические технологии

Совместное сжигание угля с мазутом, практикующееся на пылеугольных ТЭС, приводит к заметному возрастанию мехнедожога топлива, снижению КПД котлов и надежности работы котельного оборудования, повышению выбросов оксидов азота, серы и пентаоксида ванадия [46, 47]. Одним из решений данной проблемы являются плазменные технологии. Плазменно-энергетическая технология (ПЭТ) дает возможность использовать безмазутный способ растопки котлоагрегатов и подсветки пылеугольного факела, а также включает методы стабилизации выхода жидкого шлака в топках с жидким шлакоудалением, комплексную переработку углей и плазменную газификацию [45]. Плазменное воспламенение углей основано на электротермохимической подготовке топлив к сжиганию, результатом которой является образование двухкомпонетного высокореакционного топлива (горючий газ плюс коксовый остаток).

Впервые в мире промышленные испытания плазменной подсветки пылеугольного факела проведены Ф. Блэкборном (США) на блоке мощностью 200 МВт [46, 114]. В СССР плазменное воспламенение аэросмеси различных типов каменных углей (кузнецких и нерюнгринских) с выходом летучих 14-20% впервые испытано на промышленном котле ТП-170 (Новосибирская ТЭЦ-2) в 1987 г. ИТФ СО РАН (М.Ф. Жуков, В.С.

Перегудов) [46, 41]. Была установлена возможность плазменного розжига и подсветки пылеугольного факела при номинальной нагрузке и в режиме растопки, с использованием специальной розжиговой горелки с линейным плазмотроном постоянного тока мощностью 100 кВт. В 1989 г. в КазНИИ энергетики были проведены промышленные испытания безмазутной растопки котла ЦКТИ-75 (Усть-Каменогорская ТЭЦ) [46].

Плазмотроны с камерой термохической подготовки топлив (ТХПТ) были испытаны на Восточно-Пхеньянской ТЭЦ при растопке из холодного состояния котла Е-210 сжигающего корейский антрацит с выходом летучих 2-4%. На Баодинской ГРЭС (Китай) испытывались плазматроны с графитовым катодом мощностью 200 кВт для безмазутной растопки котла Ч-200 [46].

Таким образом, безмазутные технологии растопки пылеугольных котлов и подсветки факела с использованием электродуговых плазматронов способствует снижению вредных газовых выбросов.

Газификацию углей рассматривают как один из наиболее перспективных методов повышения эффективности топливоиспользования. Экологическим преимуществом плазменных технологий газификации, комплексной переработки и термохимической подготовки к сжиганию углей посвящено значительное число публикаций [47]. При комплексной переработке из органической массы углей получают высококалорийный синтез-газ (СО+Н2), свободный от оксидов серы и азота, а из минеральной части углей извлекают ценные компоненты (кремний, ферросилиций, карбосилиций, ферроалюминий), что позволяет существенно сократить вредные выбросы в окружающую среду [45, 60].

Разрабатываются два основных варианта конструкции плазмохимического газогенератора: с подачей угольной пыли в струю плазмообразующего газа (реактор с пространственным разнесением зон

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тыскинеева Ирина Евгеньевна, 2018 год

Источник

Вклад в д. ПДК 0.6874 0.1553 0.1021 0.0140

Вклад % 49.5839 22.1734 14.5749 1.9936

16 7054 10276 2 0,37 97 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2005 54.1089

01 1 1 0.0470 12.6793

01 1 1 0.0226 6.0907

17 11474 9006 2 0,7 80 5,08 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех

01 1 1

01 1 1

01 1 1

01 1 2

Источник

Вклад в д. ПДК 0.7357 0.1279 0.0842 0.0137

Вклад % 58.2811 18.3742 12.1011 1.9633

18 12354 3916 2 0,37 11 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2347 63.6436

01 1 1 0.0566 15.3483

01 1 1 0.0286 7.7427

19 10354 3456 2 0,45 227 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

03 1 1 0.7930 84.2395

03 1 1 0.0152 3.3464

03 1 1 0.0143 3.1369

20 19554 -2144 2 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.0801 57.2220

01 1 1 0.0169 12.0962

01 1 1 0.0069 4.9199

21 16494 7066 2 0,55 307 5,08 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.3151 57.2907

01 1 1 0.0880 16.0021

01 1 1 0.0488 8.8797

22 24654 10806 2 0,21 263 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех

01 1 1

01 1 1

01 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.1002 0.0213 0.0089

Вклад % 48.8692 10.3972 4.3601

1

2

23 18304 3556 2 0,28 320 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.1726 60.7562

01 1 1 0.0389 13.6877

01 1 1 0.0181 6.3750

24 19174 9096 2 0,39 273 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2308 58.4801

01 1 1 0.0539 13.6570

01 1 1 0.0277 7.0236

25 13674 6986 2 0,68 355 5,08 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.7684 57.2322

01 1 1 0.1140 16.8004

01 1 1 0.0759 11 .1792

26 16774 8246 2 0,59 289 5,08 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка

01 01 01 1 1

1 1 1

33 5

Цех 1 1 1

172 6017

Источник

Вклад в д. ПДК 0.3314 0.0932 0.0538 3.4200 3.0199

Вклад % 55.7679 15.6794 9.0592

27 11954 7556 2 0,66 40 5,08 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех

01 1 1

01 1 1

01 1 1

01 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.8298 0.1180 0.0764 0.0098

Вклад % 59.0662 17.8766 11.5787 1.4863

Таблица П.2 - Вещество: 0330 Сера диоксид (Ангидрид сернистый)

№ Коорд Коорд Высота Концентр. Напр. Скор. Фон (д. Фон до Тип

К(м) ^м) (м) (д. ПДК) ветра ветра ПДК) искл. точки

1 10354 11456 2 0,83 124 5,24 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.8229 50.9793

01 1 1 0.1968 23.7264

01 1 1 0.1773 21.3796

2 12354 10756 2 1,21 142 3,93 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.4996 41.3743

01 1 1 0.3836 31.7684

01 1 1 0.2883 23.8782

02 1 1 0.0060 0.4997

3 14054 9556 2 0,82 252 2,94 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.8362 53.1343

01 1 1 0.2423 29.5081

01 1 1 0.1275 15.5291

03 2 1 0.0074 0.9039

03 3 1 0.0037 0.4564

4 21254 13356 2 0,39 228 3,93 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

03 12 1 0.3272 84.5760

01 1 1 0.0110 2.8417

03 1 1 0.0042 1.0945

01 1 1 0.0039 1.0050

5 22054 12656 2 0,38 195 3,93 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

04 1 1 0.1608 41.9961

04 1 1 0.0967 25.2398

04 1 1 0.0777 20.2832

02 1 1 0.0085 2.2132

02 1 1 0.0078 2.0362

6 20854 10256 2 0,48 263 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.9943 49.1633

01 1 1 0.0780 16.3782

01 1 1 0.0745 15.6405

7 11754 9856 2 1,23 106 3,93 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.5046 41.1717

01 1 1 0.3870 31.5750

01 1 1 0.2928 23.8878

8 16824 10796 2 5,24 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 1.0812 50.7627

01 1 1 0.2043 24.0563

01 1 1 0.1777 20.9230

03 2 1 0.0048 0.5617

9 13104 10456 2 1,19 162 3,93 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 1.2097 38.7389

01 1 1 0.4004 33.7417

01 1 1 1.1668 22.3160

10 2204 5856 2 0,47 264 3,93 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех 03 2 1

03 2 1

Источник Вклад в д. ПДК Вклад % 0.4648 99.4257

0.0014 0.2967

11 5154 5656 2 0,33 66 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.1813 54.3245

01 1 1 0.0602 18.0520

01 1 1 0.0531 15.9004

03 12 1 0.0160 4.7928

12 4954 9756 2 0,36 92 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.1964 54.4656

01 1 1 0.0658 18.2495

01 1 1 0.0590 16.3464

13 12044 8596 2 1,27 62 3,93 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4958 39.1873

01 1 1 0.4077 32.2229

01 1 1 0.3002 23.7249

03 12 1 0.0364 2.8793

14 8754 12756 2 0,55 126 5,24 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех

01 1 1

01 1 1

01 1 1

02 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.2966 0.1147 0.1088 0.2628

Вклад % 53.7220 20.7854 19.7159 0.5131

15 9554 9956 2 0,82 98 5,24 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4066 49.7577

01 1 1 0.1837 22.4808

01 1 1 0.1692 20.7061

16 7704 13676 2 0,45 127 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2423 54.0961

01 1 1 0.0832 18.5708

01 1 1 0.0781 17.4450

03 9 1 0.5851 1 1457

17 12754 7956 2 1,23 26 3,93 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4822 39.1281

01 1 1 0.4053 32.8907

01 1 1 0.3001 24.3563

18 10504 10426 2 0,99 110 5,24 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4641 47.0050

01 1 1 0.2371 24.0092

01 1 1 0.2021 20.4725

19 7054 10276 2 0,5 98 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2716 54.0019

01 1 1 0.0951 18.9021

01 1 1 0.0920 18.2984

20 11474 9006 2 1,2 80 3,93 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.5035 42.0957

01 1 1 0.3576 29.8978

01 1 1 0.2840 23.7394

04 1 1 0.0061 0.5130

21 12354 3916 2 0,56 11 5,24 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех 01 1 1 01 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.3086 0.1203

Вклад % 54.6703 21.3185

22 10354 3456 2 0,46 28 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2634 57.8866

01 1 1 0.0907 19.9231

01 1 1 0.0880 19.3406

23 19554 -2144 2 0,2 336 0,92 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка

01

03 01 01

04

1

30 1 1 1

Цех 1 1 1 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.0662 0.6727 0.0317 0.0317 0.3750

Вклад % 33.4296 16.5018 16.0026 15.9915 2.5276

24 16494 7066 2 0,83 307 5,24 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4206 50.8394

01 1 1 0.1950 23.5652

01 1 1 0.1721 20.8026

03 8 1 0.0031 0.3721

25 24654 10806 2 0,26 263 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.1333 50.7761

01 1 1 0.0421 16.0442

01 1 1 0.0358 13.6382

26 18304 3556 2 0,4 320 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2297 57.3693

01 1 1 0.0769 19.1954

01 1 1 0.0726 18.1220

03 10 1 0.0016 0.3983

27 19174 9096 2 0,56 273 5,24 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка

01 01 01 03

1 1 1 4

Цех 1 1 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.3027 0.1139 0.1122 0.0036

Вклад % 54.0537 20.3355 20.0444 0.6358

28 13674 6986 2 3,93 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4816 44.0258

01 1 1 0.3174 29.0119

01 1 1 0.2518 23.0199

29 16774 8246 2 0,88 289 5,24 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка

01 01 01 03

1 1 1 4

Цех 1 1 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.4420 0.2147 0.1820 0.0065

Вклад % 49.9843 24.2721 20.5795 0.7380

30 11954 7556 2 1,09 40 3,93 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех

01 1 1

01 1 1

01 1 1

Источник

Вклад в д. ПДК 0.4832 0.3198 0.2601

Вклад % 44.3386 29.3451 23.8651

Таблица П.3 - Вещество: 2908 Пыль неорганическая: 70-20% БЮ2

№ Коорд Коорд Высота Концентр. Напр. Скор. Фон (д. Фон до Тип

К(м) ^м) (м) (д. ПДК) ветра ветра ПДК) искл. точки

1 10354 11456 2 1,07 124 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.7388 69.0092

01 1 1 0.2841 26.5397

02 1 1 0.0143 1.3368 02 1 1 0.0031 0.2863

2 12354 10756 2 1,7 142 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 1.1211 66.0255

01 1 1 0.4849 28.5609

02 1 1 0.0399 2.3484 02 1 1 0.0084 0.4923 02 1 1 0.0078 0.4577

3 14054 9556 2 1,12 252 3,37 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.8940 52.9447

01 1 1 0.5180 46.0987

03 2 1 0.0020 0.1780

4 21254 13356 2 0,4 163 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.1659 41.2449

01 1 1 0.0746 18.5483

01 1 1 0.0701 17.4239

01 1 1 0.0208 5.1836

01 1 1 0.0174 4.3314

5 22054 12656 2 0,79 194 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

02 1 1 0.2821 35.8650

02 1 1 0.1361 17.3045

02 1 1 0.1239 15.7528

02 1 1 0.0615 7.8261

02 1 1 0.0593 7.5350

7 11754 9856 2 1,64 106 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех 01 1 1 01 1 1

Источник Вклад в д. ПДК Вклад % 1.1341 68.9452

0.4946 30.0663

8 16824 10796 2 1,09 247 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.7606 70.0954

01 1 1 0.2842 26.1932

01 2 1 0.0032 0.2993

9 13104 10456 2 1,77 161 3,37 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех 01 1 1 01 1 1

Источник Вклад в д. ПДК Вклад % 0.9478 53.5622

0.5530 31.2501

10 2204 5856 2 0,41 264 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие 03 Площадка 2 Цех 1 Источник Вклад в д. ПДК 0.4054 Вклад % 100.0000

11 5154 5656 2 0,36 66 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.2614 71.8346

01 1 1 0.0787 21.6143

03 12 1 0.0017 0.4800

03 1 1 0.0017 0.4623

12 4954 9756 2 0,41 92 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.2876 70.4602

01 1 1 0.0871 21.3353

13 12044 8596 2 1,72 62 4,85 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 1.1667 67.8648

01 1 1 0.5122 29.7944

03 12 1 0.0043 0.2504

14 8754 12756 2 0,7 126 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4889 69.6655

01 1 1 0.1558 22.1971

02 1 1 0.0193 2.7432

02 1 1 0.0041 0.5824

02 1 1 0.0038 0.5416

15 9554 9956 2 1,02 98 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.7170 70.2857

01 1 1 0.2422 23.7485

16 7704 13676 2 0,54 127 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.3702 68.2468

01 1 1 0.1142 21.0616

02 1 1 0.0200 3.6887

02 1 1 0.0043 0.7926

02 1 1 0.0040 0.7370

17 12754 7956 2 1,75 26 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 1.1473 65.6481

01 1 1 0.5123 29.3138

18 10504 10426 2 1,3 110 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.8510 65.2648

01 1 1 0.3427 26.2826

19 7054 10276 2 0,6 98 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.4269 71.0824

01 1 1 0.1341 22.3366

20 11474 9006 2 1,6 80 4,85 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 1.0848 67.7511

01 1 1 0.4735 29.5724

02 1 1 0.0037 0.2320

21 12354 3916 2 0,79 12 7,00 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.5155 65.6040

01 1 1 0.1611 20.4992

03 28 1 0.0085 1.0821

22 10354 3456 2 1,22 347 2,33 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д . ПДК Вклад %

01 1 1 0.0377 3.0804

23 19554 -2144 2 0,26 347 0,78 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

02 1 1 0.0733 28.3045 01 1 1 0.0567 21.9061

03 30 1 0.4081 18.5923

01 1 1 0.0296 11.4348

02 1 1 0.4836 5.2694

24 16494 7066 2 1,04 307 4,85 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех 01 1 1 01 1 1

Источник Вклад в д. ПДК Вклад % 0.7333 70.6162

0.2722 26.2173

26 18304 3556 2 0,48 116 1,62 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

02 1 1 0.3299 73.6480

02 1 1 0.0565 11.8919

02 1 1 0.0525 11.0581

02 1 1 0.0117 2.4621

02 1 1 0.0038 0.7993

27 19174 9096 2 0,76 272 7,00 0,000 0,000 1

Предприятие Площадка Цех 01 1 1 01 1 1

Источник Вклад в д. ПДК Вклад % 0.4981 65.9344

0.1543 20.4270

28 13674 6986 2 1,49 355 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех 01 1 1 01 1 1

Источник Вклад в д. ПДК Вклад % 1.0108 68.0163

0.4046 27.2256

29 16774 8246 2 1,14 289 4,85 0,000 0,000 4

Предприятие Площадка Цех Источник Вклад в д. ПДК Вклад %

01 1 1 0.7898 69.4975

01 1 1 0.2954 25.9949