Файл: ВосточноСибирский государственный университет технологий и управления.pdf

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
(ВСГУТУ) Институт экономики и права Юридический факультет Кафедра Промышленная экология и защита в чрезвычайных ситуациях
Допущен к защите
Заведующий кафедрой
_____________ к.т.н., доц. Ю.М. Ханхунов ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА ДИПЛОМНАЯ РАБОТА Дна тему Прогнозирование и оценка загрязнения окружающей среды при аварии на предприятии теплоэнергетики Исполнитель обучающийся по направлению подготовки «Техносферная безопасность очной формы обучения группы 5106-21, направленности Защита в чрезвычайных ситуациях
МАКАРОВА СНЕЖАННА СЕРГЕЕВНА подпись, дата) Руководитель работы к.б.н., доц. ОН. Чудинова/
(подпись, дата)
Консультанты:
_______________ к.т.н., доц. /Б.В. Бадмацыренов/
(подпись, дата)
Нормоконтролер ст. преп /А.А. Бутакова/
(подпись, дата)
Референт к.б.н., преподаватель /С.Ж. Гулгенов/
(подпись, дата)
Улан-Удэ, 2020 СОДЕРЖАНИЕ

Введение
5 1. Анализ загрязнения окружающей среды при авариях на предприятиях теплоэнергетики
6 1.1 Характеристика предприятий теплоэнергетики
6 1.2 Характеристика производственных процессов
12 1.3 Причины аварийна предприятиях теплоэнергетики
24 1.4 Воздействие на окружающую среду последствий аварийна предприятиях теплоэнергетики
28 2. Характеристика предприятия теплоэнергетики
33 2.1 Общие сведения о предприятии
33 2.2 Характеристика производственных процессов
34 2.3 Характеристика используемого топлива
37 2.4 Характеристика основного технологического оборудования
38 2.5 Объекты вспомогательного производства
44 3. Воздействие на окружающую среду предприятия теплоэнергетики
46 3.1 Оценка влияния на атмосферный воздух расчѐтным методом
46 3.2 Оценка влияния на атмосферный воздух экспериментальным методом
59 4. Характеристика аварии на предприятии теплоэнергетики
67 5. Прогнозирование загрязнения окружающей среды при аварии
70 6. Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды
72 Заключение
74 Список использованных источников
75 Приложение

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время в Российской Федерации действует около 566 тепловых электростанций мощностью от 500 кВт и выше, около 74,8 тыс. отопительных котельных. Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемых параметров. Эксперты отмечают, что оборудование в теплоэнергетической сфере устарело примерно на 60%. Очень часто возникают аварии и утечки, и вследствие этого тепловые потери и выбросы в окружающую среду неизбежны. Исходя из вышеизложенного тема выпускной квалификационной работы Прогнозирование и оценка загрязнения окружающей среды при аварии на предприятии теплоэнергетики является актуальной. Целью дипломной работы является прогнозирование и оценка загрязнения окружающей среды при аварии на предприятии теплоэнергетики. Для достижения цели поставлены следующие задачи
- провести анализ загрязнения окружающей среды при авариях на предприятиях теплоэнергетики дать характеристику предприятия
- рассмотреть воздействие на окружающую среду предприятия теплоэнергетики
- дать характеристику предприятия теплоэнергетики
- дать характеристику аварии на предприятии теплоэнергетики
- провести прогнозирование загрязнения окружающей среды при аварии
- рассчитать экономический ущерб от загрязнения окружающей среды.

1 АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ АВАРИЯХ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
1.1 Характеристика предприятий теплоэнергетики К предприятиям теплоэнергетики относятся ТЭС (тепловая электростанция, ГРЭС государственная районная электростанция, ТЭЦ (теплоэнергоцентраль), квартальные котельные. Тепловая энергия используется для производства практически всех видов продукции, поэтому потребность в тепле имеется на всех современных промышленных предприятиях, как для технологических целей, таки для сантехнических нужд. Кроме собственных производственных объектов, тепло необходимо также для отопления жилых сооружений и бытовых нужд населения, живущего в прилегающих к промышленному предприятию районах - жилищно-коммунальный сектор. На отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и промышленных зданий, а также на пароснабжение промышленных предприятий затрачивается около 36% всех потребленных в стране энергетических ресурсов, из которых полезно используется только 21%, а 15% являются потерями. Теплоэнергетика является одной из основных составляющих энергетики и включает в себя процесс производства тепловой энергии, транспортировки, рассматривает основные условия производства энергии и побочные влияния отрасли на окружающую среду, организм человека и животных [18]. Как отмечает Ю.В. Новиков, по суммарным выбросам вредных веществ в атмосферу теплоэнергетика занимает первое место среди отраслей промышленности. Если паровой котѐл - сердце электростанции, то вода и водяной паре кровь. Они циркулируют внутри установок, крутят лопатки турбин. Так вот эту кровь удалось сделать супер критической, в несколько раз увеличив еѐ температуру и давление. Благодаря этому КПД электростанций существенно вырос. Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит
(Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-
Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС таки не нашлось полноценной замены их доля в мировой энергетике составляет более 60 %. И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее кровь - органическое топливо - уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по- прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.

Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде.
ТЭС - это электростанция, применяющая в качестве источника энергии какое-либо органическое топливо. В качестве топлива может использоваться, к примеру, нефть, газ, уголь. На настоящий момент тепловые комплексы являются самым распространенным видом электростанций в мире. Объясняется популярность ТЭС, прежде всего доступностью органического топлива. Нефть, газ и уголь имеются во многих уголках планеты.
ТЭС - это помимо всего прочего, комплекс с довольно-таки высоким КПД. В зависимости от вида используемых турбин этот показательна станциях подобного типа может быть равен 30
- 70%. Классифицироваться станции этого типа могут по двум основным признакам назначению типу установок. В первом случае различают ГРЭС и ТЭЦ. ГРЭС - это станция, работающая за счет вращения турбины под мощным напором струи пара. ТЭЦ - это также довольно-таки распространенный вид ТЭС. В отличие от ГРЭС, такие станции оснащаются не конденсационными, а теплофикационными турбинами. Помимо конденсационных и теплофикационных установок (паротурбинных, на ТЭС могут использоваться следующие типы оборудования газотурбинные установки парогазовые. ТЭЦ, является одной из разновидностей ТЭС. Отличается такая станция от других типов
ТЭС, прежде всего тем, что часть вырабатываемой ею тепловой энергии идет на бойлеры, установленные в помещениях для их обогрева или же для получения горячей воды. Также люди часто путают названия ГЭС и ГРЭС. Связано это, прежде всего со сходством аббревиатур. Однако ГЭС принципиально отличается от ГРЭС. Оба этих вида станций возводятся на реках. Однако на ГЭС, в отличие от ГРЭС, в качестве источника энергии используется не пара непосредственно сам водяной поток. Квартальные котельные - это обслуживающие целый комплекс зданий или отдельные микрорайоны города. Котельная - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное водном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные виды топлива для промышленных котельных Вид топлива и способ его сжигания влияют не только на конструктивные особенности котла, в котором оно будет сжигаться, перечень необходимого вспомогательного котельного оборудования, но, что самое важное, на технико-экономическую эффективность всего объекта в целом [42]. Виды топлива представлены в таблице 1, принято делить по способу получения - на природные и искусственные, которые получены в процессе человеческой деятельности специально или попутно. Кроме того, топливо подразделяют по типу его агрегатного состояния
- твердое, жидкое и газообразное.
Таблица 1 - Классификация видов топлива для котельных Топливо Агрегатное состояние Твердое Жидкое Газообразное
1 2
3 4 Природное Ископаемые угли (каменные, бурые, антрацит, торф, горючие сланцы, древесина Мазут Природный газ Искусственное Брикеты, гранулы
(пеллеты) из торфа, древесных отходов и отходов сельского хозяйства, древесные отходы щепа, дроблѐнка, стружка, опилки, древесная мука, древесная пыль, отходы сельского хозяйства лузга, солома, костра льна, шелуха Нефтяные топлива мазут, соляровое масло, печное топливо) Масла сланцевое, отработанное
машиное) Эмульсии (
ВУТ - водоугольное топливо Доменный газ, коксовый газ, газы нефтепереработки, биогаз

Уголь, торф, древесину, мазут и природный газ принято считать традиционными видами топлива. К нетрадиционным видам топлива относят различные горючие отходы - угольные, нефтяные, промышленные, древесные, сельскохозяйственные. Они сжигаются либо как самостоятельные материалы, или из них предварительно изготавливают брикеты, гранулы
(пеллеты) или смеси, например водноугольное топливо. Нетрадиционные виды топлива еще часто называют альтернативными видами топлива. Особое место среди них занимает биотопливо, получаемое в основном из органических промышленных отходов и растительного сырья. К твердому биотопливу относятся все горючие отходы деревообработки, сельскохозяйственного производства, торфа, в том числе брикеты и гранулы. У нас в стране твердое биотопливо пока все еще слабо используется для сжигания в котельных установках, в то время как Европа, например, с удовольствием покупает пеллеты российских производителей. Обосновано это тем, что котельная на пеллетах выдерживает самые жесткие требования экологов. Например, одна из построенных нами пеллетных котельных успешно работает в заповедном районе Алтая.
Пеллеты - это гранулированный вид твердого топлива цилиндрической формы из спрессованных отходов сельскохозяйственного производства деревообрабатывающей промышленности. Основными материалами для изготовления топливных гранул являются
- опилки, щепа, кора, горбыль хвойных и лиственных пород древесины
- торф
- лузга подсолнечника, рапс, солома различных зерновых культур, кукуруза, шелуха, жмыхи многое другое
- древесный уголь
- бытовые отходы.
Пеллеты для отопления - это гранулы белого или оттенков коричневого цвета, длиной от
10 до 30 мм, диаметром 6 - 8 мм, реже встречается топливо диаметром 10 мм, предельный диаметр гранул 25 мм. Потемнение пеллет связано с присутствием в структуре материала различных несгораемых остатков (пыли, земли, ряда других. На рисунке 1 представлены виды пеллет, используемые для отопления.

Рисунок 1 – Виды пеллетов используемые для отопления По оценке экспертов энергетического рынка у газообразного биотоплива (биогаза) в России тоже неплохие перспективы. На биогазе, например, можно строить мини-ТЭЦ мощностью до 10 МВт. Жидкое биотопливо - это в основном этанол, биодизель. Различные виды топлива сравнивают между собой с помощью удельной теплоты сгорания - специального показателя, характеризующего теплотворную способность топлива. Он показывает, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1 кг топлива. Удельная теплота сгорания измеряется в МДж/кг или калориях/кг. В таблице 2 представлены показатели теплоты сгорания веществ в воздухе. Чем больше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше удельный расход топлива при той же величине коэффициента полезного действия КПД агрегата. Для удобства проведения теплотехнических расчетов, связанных с различными видами топлива, используют понятие условного топлива. В России удельная теплота сгорания 1 кг условного топлива равна 29,3 МДж или 7000 ккал, что соответствует теплотворной способности одного из видов каменного угля - антрацита. Таблица 2 Удельная теплота сгорания веществ в воздухе измеряющихся в МДж/кг. Наименование вещества топлива)
МДж/кг
1 2 Торф от 8 до 15 Дрова (березовые, сосновые)
10,2 Бурый уголь от 14 до 15

Каменный уголь от 22 до 29,3 1 у. т. (антрацит)
29.3 (7000 ккал/кг) Газ (метан)
50,1 Мазут
39,2 Дизельное топливо
42,7 В России действуют более 17 тыс. предприятий теплоснабжения. Поданным Росстата за
2013 г. общее количество тепловых электростанций с единичной установленной мощностью от
500 кВт составило 1586 ед, из них 537 тепловых электростанций общего пользования установленной мощностью более 25 МВт, около 74 тыс. отопительных котельных и порядка 18 млн. индивидуальных теплоисточников. По состоянию на 1 января 2019 г, 79 % мощности тепловых электростанций России представлено электростанциями с паротурбинными установками, 15,5 % - с парогазовыми установками, 4,8 % - с газотурбинными установками, 0,7 % - с установками других типов дизельные, газопоршневые). Расход условного топлива на выработку электроэнергии по итогам
2018 года составляет 309,8 грамм на кВт.ч. В таблице 3 представлены крупнейшие тепловые электростанции России.
Талица 3 Крупнейшие тепловые электростанции России Название ТЭС Установленная мощность, МВт Топливо
1 2
3 Сургутская ГРЭС 5657,1 попутный нефтяной газ, природный газ
Рефтинская ГРЭС каменный уголь
Костромская ГРЭС природный газ
Пермская ГРЭС природный газ
Сургутская ГРЭС 3333 попутный нефтяной газ, природный газ Рязанская ГРЭС бурый уголь, каменный уголь, природный газ