Воздействия ТЭЦ на атмосферу

4 Усть–Илимская ТЭЦ как источник загрязнения атмосферного воздуха

4.1 Характеристика района расположение ТЭЦ по  уровню загрязнения                        атмосферного воздуха

В топке энергетических котлов минеральная часть твердого топлива претерпевает изменения структурного и минералогического порядка: улетучивается гидратная вода; выгорает пиритная сера; пиритное железо окисляется до двуокиси железа FeO3; щелочи возгоняются и конденсируются при температурах около 1000°С. В результате качество и количество золы, образующейся в топочном процессе, отличается от содержания минеральных веществ в исходном топливе. Фракционный состав золы зависит от химического состава, способа подготовки топлива к сжиганию, способа сжигания, температуры горения и определяется в каждом случае экспериментальным путем.

Влияние микроэлементов: в минеральной массе углей присутствуют в небольших количествах высокотоксичные элементы, в основном, тяжелые металлы – марганец, мышьяк, цинк, фтор, медь, никель, кобальт, кадмий, молибден, литий, бериллий и другие, общие содержание их в угле не превышает 0,05 %. Однако эти микроэлементы во многом определяют токсичность угольной золы. Возгоняемые в факел тяжелые металлы образуют субмикронные аэрозоли, переходят в газовую фазу и в такой форме поступают в атмосферу. Меньшая часть возгонов микроэлементов конденсируется на золовых частицах, существенно увеличивая содержание в них тяжелых метал-
лов по сравнению с исходным топливом. Поэтому распределение этих загрязнителей на подстилающей поверхности отличается от распределения
твердых золовых частиц, концентрирующих меньшую часть микроэлементов. Одним из наиболее токсичных веществ выделяющихся при сжигании мазута, являются оксиды ванадия. Основная часть указанных загрязнений удаляется в атмосферу с дымовыми газами, часть их оседает на поверхностях нагрева и удаляется с обмывочными водами. При сжигании засоленных углей существенное значение приобретает выделение газообразных и аэрозольных соединений хлора.

Улавливание золы с концентрированными в ней тяжелыми металлами предотвращает сверхнормативные загрязнение приземного слоя воздуха. Сопоставление фактических и прёдельно допустимых концентраций ряда микроэлементов угля показывает, что при обеспечении содержания золы в приземном слое воздуха не выше ПДК соответствующая концентрация связанных с золой микроэлементов будет многократно меньшей ПДК. Таким образом, микроэлементы не являются лимитирующим фактором вредности по загрязнению воздушного бассейна угольными ТЭЦ. Экологическая опасность их водорастворимых соединений связана с последующей миграцией в почвенный слой, грунтовые воды, растительность и накоплением в этих объектах, представлено в таблице 2.

Таблица 2 – Сопоставление предельно допустимых и фактических                         концентраций микроэлементов (ПДК золы 0,15 мг/м3)

Влияние бенз(а)пирена: при сжигании органического топлива в энергетических котлах выделяются полиароматические углеводороды, одни из наиболее токсичных веществ, содержащихся в дымовых ТЭЦ, они обладают канцерогенными свойствами (ПДКСО = 0,0001 мкг/м3). Наиболее характерным из них является бенз(а)пирен. Для котлов различной мощности концентрация бенз(а)пирена в дымовых газах ( за золоуловителями) составляет в среднем (1-20) мкг на 100 м2. Содержание бенз(а)пирена в дымовых газах котлов ТЭЦ (таблица 3) составляет в среднем в мкг на 100 м3:

Таблица 3 – Количество бенз(а)пирена в дымовых газах

Это связно не столько со специфическими условиями организации процесса горения, сколько неналаженностью режима эксплуатации топочно-горелочных устройств, отсутствием во многих случаях механизации, автоматизации, приборов контроля горения (датчики разрежения, температуры, расхода топлива, воздуха). Особенно велик выход бенз(а)пирена при циклическом режиме работы котлов в период разогрева. Сравнение различных типов газогорелочных устройств показывает, что использование подовых горелок существенно повышает выход бенз(а)пирена - до 130 мкг на каждые 100 м3 дымовых газов.

ТЭЦ, являясь крупными, стационарными потребителями топлива, при наладке режима горения не могут считаться главным источником выбросов бензапирена. Вместе с тем следует отметить, что внедрение в последнее время технологических методов подавления оксидов азота приводит к росту содержания бензапирена в дымовых газах котлов. Бензапирен является индикатором группы канцерогенных загрязнителей природной среды, таких как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

Поскольку основным процессом образования бензапирена являются пиролитические реакции, количество его выбросов определяется характеристиками сжигания топлива. В 2009 году УИ ТЭЦ выбросило 0,001 т. бензапирена.

Основным накопителем бензапирена в природе является почва, самоочищающие свойства которой зависят от многих факторов. Важно при этом рассеивание вредных выбросов на возможно большей территории, что характерно для ТЭЦ.

4.2 Валовые выбросы Усть-Илимской ТЭЦ

При эксплуатации ТЭЦ основная масса загрязнителей поступает в атмосферу с дымовыми газами котельных агрегатов, которые представляют собой многокомпонентные газовоздушные смеси. Состав загрязнителей в атмосферном воздухе, связанных с эксплуатацией ТЭЦ и определяющие конечное воздействие на природные объекты и человека, значительно шире ограниченного круга токсичных веществ, содержащихся в дымовых газах ТЭЦ. Таким образом технологические характеристики ТЭЦ определяются не только количеством и видом загрязнителей, поступающих от ТЭЦ в окружающую среду, но также характером, степенью конверсии их в атмосфере, водных объектах, грунте с образованием дочерних вредных веществ [10].

В районе жилых массивов города. Существующий уровень загрязнения атмосферы в жилых массивах города Усть-Илимска можно описать фоновыми концентрациями, рассчитанными по данным на постах ОГСНКа.

Ближайшими к ТЭЦ постами наблюдения загрязнения атмосферы в городе Усть-Илимск является правобережные - №№ 1, 3 (10,5км от ТЭЦ) и на левом берегу речке Ангара – ПНЗ № 2 (10км от ТЭЦ).

В жилых массивах фоновые концентрации составляют величины, представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Значения фоновых концентраций вредных веществ в

                         атмосферном воздухе г. Усть-Илимска