автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Экологическое совершенствование тепловых электрических станций на основе комплексного решения нормативно-методических и технологических проблем

На правах рукописи

Шульман Владимир Львович

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

Специальность 05.14.14. - Тепловые электрические станции,

их энергетические системы и агрегаты.

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Екатеринбург - 2003

Работа выполнена в ОАО «Предприятие по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей УралОРГРЭС» и на кафедре «Тепловые электрические станции» Уральского государственного технического университета УГТУ-УПИ

Чуканов В.Н., член-корр.

Официальные оппоненты: РАН, доктор физико-математических наук, директор Института промышленной экологии Уральского отделения РАН

Кудинов А.А.доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой тепловых электрических станций Самарского Государственного технического университета

Алехнович А.Н.докгор технических наук, Главный научный сотрудник Уральского теплотехнического института УралВТИ

Ведущая организация - Всероссийский теплотехнический

институт РАО «ЕЭС России»

Защита диссертации состоится 29 октября 2003г. в 14.00 на заседании диссертационного Совета Д 212.285.07 при ГОУ Уральский государственный технический университет - УПИ по адресу: г.Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, 5, 8-й учебный корпус УГПУ-УПИ, аудитория Т-703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ УГТУ-УПИ.

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г.Екатеринбург, ул.Мира, 19, ГОУ УГТУ-УПИ, Учёному секретарю Совета. Телефон (3432) 754567. Е- mail: dpe @ mail.ustu.ru Автореферат разослан 22 сентября 2003 г.

Учёный секретарь —г—

диссертационного СовП.Н.

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы

Экологическая доктрина Российской Федерации, направленная на обеспечение устойчивого развития общества, выдвигает жесткие требования к энергетике - одному из наиболее значимых факторов антропогенного воздействия на окружающую среду. в рамках решения этой задачи Экологическая программа электроэнергетики России предусматривает основные направления природоохранной деятельности, включающие достижение нормативов пдв (предельно допустимых выбросов) на действующих ТЭС, совершенствование нормативно-правовой и методической базы природоохранной деятельности, оптимизацию методов формирования топливного баланса ТЭС и подготовки топлива, создание на ТЭС измерительных систем для контроля соблюдения нормативов выбросов, внедрение технологических методов подавления оксидов азота, развитие систем сухого складирования золы.

Решению этих задач посвящена настоящая работа, в которой область исследований включает:

- разработку научных основ расчета и оптимизации экологических показателей оборудования, объектов ТЭС на основе экологических исследований;

- разработку, исследование, совершенствование и освоение новых технологий использования топлива со снижением негативного влияния ТЭС на окружающую среду.

Из всего спектра природоохранных проблем отрасли в данном исследовании выделена задача экологического совершенствования действующих ТЭС с использованием существующего оборудования. Такой подход исходит из стратегической задачи отрасли на ближайшее десятилетие - стабилизация энергоснабжения , в основном, за счет удержания в эксплуатации действующего оборудования. Основной объем энергии будет выработан в этот период располагаемыми в настоящее время мощностями. Широкомасштабная реновация энергооборудования направлена на продление ресурса, которое предполагает не только обеспечение надежности физически стареющего оборудования, но также адаптацию его к современным экологическим требованиям.

Следует также учитывать, что и в общем случае, не ограничиваясь нынешней ситуацией, сложившейся в отрасли, за время существования ТЭС потребуется пересмотр отдельных технологических решений ( в связи с изменением структуры топливного баланса, экологической ситуации, подвижностью нормативной базы охраны окружающей среды), чтобы оставаться на уровне современных экологических требований .

Таким образом, экологические проблемы отдельной ТЭС не могут быть решены одномоментно - на стадии проектирования нового энергопредприятия или реконструкции действующего ваются и решаются непрерывно в ходе эксплуата аиюЕЭйХциональная

библиотека

Возможности и пути экологического совершенствования технологии энергопроизводства и оборудования действующих ТЭС существенно отличны от способов решения экологических проблем вновь создаваемых энергопредприятий. Здесь условия природоохранных работ диктуются в значительной мере ограниченностью производственных площадей, компоновочными ограничениями, инвестиционными возможностями, износом существующего оборудования и ограниченным сроком его дальнейшей эксплуатации, использованием непроектоого топлива.

Таким образом, экологизация действующих ТЭС путем реновации оборудования представляет собой самостоятельную научно-техническую проблему, решение которой возможно на совершенной, динамично развивающейся нормативно-методической и технологической базе , на основе научной методологии, опирающейся на общие принципы методологии охраны окружающей среды и учитывающей специфику энергопроизводства, а также локальные, региональные и глобальные экологические проблемы отрасли.

Цель настоящей работы - разработка, обоснование и практическая реализация методики комплексного решения нормативных, методических и технологических проблем как основополагающего принципа научной методологии экологического совершенствования действующих тепловых электрических станций.

Решение этой комплексной научно-технической проблемы предполагает системную разработку методов экологизации всех значимых звеньев организации и технологического процесса энергопроизводства в их взаимосвязи как целостной системы.

Поставленная задача ограничиваются определенными рамками:

- объектом исследования является действующая ТЭС, работающая на твердом топливе, оборудование сохраняется в эксплуатации на среднесрочную перспективу;

- непосредственной целью совершенствования технологии сжигания твердого топлива является подавление выбросов оксидов азота.

Основные подходы и способы решения задачи

Формирование научной методологии экологизации технологии энергопроизводства действующих ТЭС осуществляется как результат теоретических исследований проблемы, выявления общих закономерностей этой специфической сферы деятельности и обобщения практического опыта. Автором проведены исследования и разработка новых экологически ориентированных технологий сжигания энергетического топлива, теоретические и экспериментальные исследования топочно-горелочных устройств на действующих котлах и опытных стендах, исследования в полевых условиях процессов ветровой эрозии площадных объектов ТЭС, обследование природоохранной деятельности энергообъединений, разработка отраслевых нормативно-методических документов, регулирующуих природоохранную деятельность ТЭС, подготовка нормативов ПДВ для большой группы ТЭС.

Научная новизна

1. В развитие методологии охраны окружающей среды разработана система методологических принципов экологического совершенствования ТЭС, комплекс методик по оценке экологической значимости ТЭС, отдельных ее экологических характеристик, нормированию выбросов загрязнителей.

2. В развитие технологических возможностей экологизации энер-гоборудования создан комплекс новых совместимых технологий сжигания твердого топлива, направленных на снижение выбросов оксидов азота, разработаны рекомендации по организации производственного экологического контроля.

3. Показана значимость корректирующего взаимодействия в развитии нормативно-методической базы и технологии энергопроизводства как условия экологического совершенствования ТЭС. Единство нормативно- методологических и технологических разработок, представляемых на защиту как единую систему с активно функционирующими внутренними связями, объединяемых общими методологическими принципами, определяет целостность представляемой работы

4. Исследованные в рамках данной работы разнородные методические и технологические вопросы экологического совершенствования ТЭС составляют в своем единстве основу и содержание экологического совершенствования ТЭС.

Практическая ценность

Разработанный автором на основе проведенных исследований, ряд нормативно-методических материалов составляет значительную часть блока отраслевых нормативных документов по охране окружающей среды, используемых в практической деятельности энергопредприятий, включая методики

-оценки и нормирования экологических характеристик ТЭС: нормирование выбросов в атмосферу с учетом требования природоохранного законодательства и специфики отрасли, расчетная оценка ветровой эрозии угольного штабеля и золошлакоотвала, регулирование выбросов в особо неблагоприятных метеоусловиях (НМУ), оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС ) на основе двух основных экологических параметров - экологические свойства ТЭС (непосредственное воздействие на окружающую среду) и экологическая значимость ТЭС (последствия контакта с окружающей средой, которые определяются соотношением свойств энергопредприятия со структурой и свойствами окружающей среды)..

-оценки экологических свойств энергетического топлива на основе синтеза оценок исходных качеств топлива (экопотенциал топлива), соотношения с локальными экологическими условиями в зоне ТЭС ( эко-совместимость), пластичности топлива по отношению к технологическим методам снижения вредных выбросов (экотехнологичность);

-формирования санитарно-защитной зоны ТЭС (как замыкающего этапа формирования экологических свойств ТЭС) по принципу ограничения ее максимального и минимального размера;

-организации экологического производственного контроля на ТЭС в двух основных его функциях - технологический и учетный контроль, включая организацию автоматизированной системы контроля выбросов.

Разработаны, исследованы автором (лично или в составе группы специалистов под его руководством) и прошли апробацию,внедрены на ТЭС новые технологические методы подавления оксидов азота:

- термическая подготовка топлива при температуре до 850°С в устройствах, встроенных в основные пыпеугольные горелки;

- оптимизация скоростного режима горелок путем выравнивания импульса потоков аэросмеси и вторичного воздуха;

- сжигание высококонцентрированной аэросмеси с использованием прямоточных и вихревых горелок в котлах с жидким шлакоудапением;

- трехступенчатое сжигание в условиях ограниченности размера топочной камеры и компоновочных ограничениях без использования вспомогательного топлива для получения восстановительной среды;

- организация эффективной аэродинамической структуры в топочной камере крупных котлоагрегатов в режиме трехступенчатого сжигания с вводов восстановительной среды и воздуха на дожигание в виде системы закрученных и прямоточных струй.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на 1Х Всесоюзном Симпозиуме по горению и взрыву (1989г.), конференции по проблемам тепло- и массообмена в продуктах горения, используемых в энергетике (Минск,1990), П конференции стран-членов СНГ(1992г), международном семинаре по трехступенчатому сжиганию твердого топлива (Москва,2000г), ряде конференций, организованных Минэнерго, РАО «ЕЭС России», Международном симпозиуме по горению и загрязнению атмосферы (С.-Петербург, 2003). Работы представлялись на ВДНХ, автор отмечен двумя медалями ВДНХ. За работы по снижению выбросов оксидов азота автор в составе группы специалистов удостоен премии Правительства РФ в области науки и техники за 1998г.

Публикации

Основные положения диссертации изложены в монографии «Методические основы природоохранной деятельности ТЭС» . По вопросам, рассматриваемым в диссертации, опубликовано 46 статей в реферируемых научно-технических изданиях, получено 17 авторских свидетельств и патентов. Автор является одним из разработчиков «Экологической программы электроэнергетики России».

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы (47 публикаций по теме диссертации и 151 наименование публикаций, цитируемых в работе). Общий объем 287 страниц, 39 рисунков.

1.Первая глава посвящена разработке методических принципов экологического совершенствования действующих ТЭС.

Первый значительный шаг в формировании научной методологии природоохранной деятельности в энергетике связан с работами МАСтыриковича. Важную роль в формировании нормативно-методических основ природоохранных работ сыграли разработки Демир-чяна К.С., Клименко В.В. по оценке экологической значимости ТЭС , исследования Берлянда М.Е., Внукова А.К., Сигала И .Я., Рихтера Л.А., Волкова Э.П. по оценке загрязнения воздушного бассейна как важнейшего проявления экологических свойств ТЭС. Интенсивные разработки новых «чистых» технологий энергопроизводства в 80-90х годах ( Бабий В.И., Кропп Л.И., Росляков П.В., Енякин Ю.П., Тупое В.Б. и другие исследователи) заложили научно-технологическую основу широкого использования в отрасли эффективных методов снижения загрязняющего воздействия ТЭС. Вместе с тем, следует учитывать, что совершенствование и расширение нормативно-методической и научно-технологической базы природоохранной деятельности является непрерывным процессом в постоянно изменяющихся условиях функционирования и развития предприятий отрасли, ведения природоохранных работ на ТЭС.

Формирование и развитие методологии природоохранной деятельности в энергетике России и экологического совершенствования технологии энергопроизводства происходит под влиянием ряда объективных и субъективных факторов:

-существенное разнообразие природно-климатических условий по территории страны, охватывающей различные природно-климатические зоны, и соответствующая неоднородность условий функционирования, развития энергетики России.

- запасы органических топлив позволяют обеспечить электроэнергетику надежной топливной базой и формировать благоприятный топливный баланс. Доведение доли природного газа в топливном баланса отрасли до 65 % позволило выполнить обязательства по снижению выбросов оксидов серы , ограничению выбросов оксидов азота. Однако в дальнейшем возможности увеличения доли природного газа в топливном балансе отрасли исчерпаны.

- сложилась общая нехватка природных ресурсов для развития энергетики в основных энергопотребляющих зонах страны. Крупнейшие в мире массивы ненарушенных экосистем не могут служить природным ресурсом для развития отечественной энергетики, учитывая их исключительную роль в стабилизации глобальной экологической ситуации, а также труднодоступность, климатические особенности этих территорий.

-для ряда крупных российских ТЭС характерно участие в трансграничном переносе выбросов, что приводит к загрязнению воздушного бассейна сопредельных стран;

-технологические особенности энергетики России (высокая степень централизации электро-, тепло- и газоснабжения, выработка значи-

тельной част энергии на ТЭЦ в комбинированном цикле) определяют специфику экологических проблем - сравнительно низкий удельный выход загрязнителей на единицу выработанной энергии, ограниченное воздействие источников централизованного теплоснабжения на состояние воздушного бассейна городов (с учетом удаленности ТЭЦ от жилой застройки, использования дальних систем теплоснабжения);

-затянувшийся экономический кризис на десятилетие затормозил обновление основных производственных фондов ТЭС,определил высокую степень морального и физического старения оборудования;

- смена экономической системы , развитие рыночных механизмов способствовали формированию рынка природоохранного оборудования и услуг по экологизации ТЭС с активным участием энергомашиностроительных заводов. В то же время резко уменьшились инвестиционные возможности развития и технического перевооружения ТЭС;

-существенно утрачен интерес к экологическим проблемам энергетики со стороны общества, принимавший ранее гипертрофированный характер;

- значительно возросла роль экологических факторов глобального порядка (проблемы сохранения климата планеты, озонового слоя атмосферы, трансграничного переноса выбросов, загрязнения мирового океана).

Отмеченные условия во многом определяют формирование целостной научной методологии охраны окружающей среды в энергетике и экологизации энергопроизводства.

Общепризнано, что эффективное решение масштабных многофакторных и разноплановых эколого-обусловленных проблем возможно только при комплексном системном подходе, в котором система понимается не просто как совокупность отдельных структур, но и как совокупность их отношений. Важнейшими базовыми структурными элементами такой сложной системы как экологизации энергопроизводства являются нормы природопользования ( федеральный уровень с участием отрасли), методическое обеспечение(отраслевой уровень), технологическое обеспечение (исследования и научно-технические разработки экологически эффективных технологий и оборудования при государственной и отраслевой поддержке, наличие рынка природоохранного оборудования и технологий), организация технологического процесса на ТЭС.

Развитие этих структурных элементов возможно при условии активного корректирующего взаимодействия, в рамках которого нормативно-методический блок формирует рамки экологических требований и пути их реализации, ориентируя направление развития технологии энергопроизводства. В то же время несовершенство, неполнота нормативной и методической базы может препятствовать либо ориентировать в неверном направлении развитие технологической сферы. Технология энергопроизводства (технологичексий процесс, организация производства, экологический контроль) совершенствуется исходя из обоснованных экологических норм и рекомендаций по реализации новых эффективных

технологических процессов. Она предопределяет рамки возможного , ограничивая экологические нормативы на достижимом уровне с учетом реальных возможностей современной технологии энергопроизводства, инвестиционных возможностей в реализации новых экологически совершенных технологий. Развитие методологии и научно-технической базы экологического совершенствования ТЭС осуществляется в динамическом взаимодействии, что позволяет поддерживать равновесие в этой системе как компромисс необходимого и возможного.

Эффективное функционирование связей в этой двухблочной системе предполагает следующие условия:

-стабильность основных принципов природоохранного законодательства, нормативной базы, их эволюционное развитие, что являет») гарантией соответствия актуальным задачам охраны окружающей среды и создает устойчивую базу для природоохранной деятельности на основе долгосрочных программ;

-стабильность санитарно-гигиенических нормативов, в частности, базового критерия в оценке качества природных сред - ПДК (предельно допустимая концентрация загрязнителей в природных средах); спонтанность в разработке и введении нормативов нарушает возможность долгосрочного планирования природоохранных работ. Необходимо установить порядок, при котором пересмотр нормативов ПДК может осуществляться не чаще, чем через пять лет, с информацией о предстоящем изменении за пять лет до их внедрения.

- обоснованность экологических норм - их научная состоятельность, учет реальных экономических, технических возможностей их соблюдения, неприемлемость узковедомственных подходов;

-рамочные ограничения требований по обеспечению экологической безопасности теплоэнергетики и отдельных ТЭС воздействием на наиболее значимые экологические факторы с учетом жизнеобеспечивающей роли и специфики процесса энергопроизводства(ограничение круга нормируемых загрязнителей, учитываемых источников выбросов), что позволяет обеспечить максимальный эколого-экономический эффект;

- индивидуальный подход к определению условий безопасности каждой ТЭС.

Системный подход, являющийся основой методологии экологизации энергопроизводства, предусматривает определенный алгоритм действий и процедур в принятии решений по экологическому совершенствованию каждой ТЭС:

- учет всех значимых факторов и проявлений взаимодействия с окружающей средой, правильная оценка их взаимосвязи, роли в формировании экологических свойств энергопредприятия; объективность оценки вклада ТЭС в формирование экологической ситуации позволяет выделять реальные проблемы и практические задачи в охране окружающей среды, противодействовать как экологическому экстремизму, так и экологическому нигилизму;

-последовательность рассмотрения и решения комплекса задач,

определяемая методологией системного подхода:

- оценка рамочных экологических ограничений производственной деятельности (правовых, нормативных);

- обоснованная мотивация экологизации эксплуатируемого оборудования, анализ побудительных механизмов (сокращение платежей в экологический фонд, создание условий расширения предприятия, предписания местных органов власти, вышестоящих ведомственных органов). Выход на уровень установленных для ТЭС нормативов природопользования ( главным образом, ПДВ,ПДС)следует рассматривать как порог достаточности экологического совершенствования производства;

- оценка возможности предприятия в природоохранной деятельности (материальные, технологические, организационно-технические);

- формирование приоритетов и целей в экологическом совершенствовании ТЭС;

- определение оптимальных способов решения поставленных приоритетных задач в рационализации энергопроизводства;

- комплексное решение экологических проблем ТЭС, преду-сматривающеее:

-совершенствование в единстве всех значимых звеньев технологического процесса энергопроизводства от складирования топлива до утилизации отходов;

-комплексное решение организационных вопросов экологического совершенствования ТЭС (формирование структуры топливного баланса, разработка нормативов природопользования, организация производственного экологического контроля); -учет возможных побочных последствий отдельных мероприятий. направленных на защиту окружающей среды, на основе рассмотрения взаимосвязей всех характеристик ТЭС, формирующих ее экологические свойства.;

- комплексное обеспечение эффективного использования при родоохранного оборудования (организация эксплуатации в оп тимапьном режиме, экологическая подготовка персонала, сис тема стимулирования персонала в соблюдении экологической производственной дисциплины, организация производственного экологического контроля и учета); в противном случае, как показывает опыт, возможна утрата потенциального экологического эффекта;

-комплексный экологический эффект каждого мероприятия по совершенствованию технологического процесса с изменением характеристик различных его составляющих;

-выявление и анализ взаимодействия ТЭС с другими источниками техногенного воздействия в зоне влияния ТЭС, что позволяет выделить не только реальный вклад ТЭС, но также определить наиболее значимые источники загрязнения, формировать консолидированные инвестиции с максимальными эколого-экономическим эффектом, выявить возможность взаимной нейтрализации техногенного воздействия;

-определенные закономерности принятия решений в условиях

недостаточности, неполноты информации: расширение и уточнение исходной информации за счет использования наряду с нормативными, методическими документами, также материалов, сосредоточенных в различных специализированных организациях, данных незавершенных исследований, экспертных оценок, материалов по объектам-аналогам, инициирования специальных исследований; поэтапное принятие решения по ходу проектирования и строительства с корректировкой решений по данным проявляющихся последствий воздействия на окружающую среду.

Сформулированные в работе общие принципы экологического совершенствования существующих ТЭС предусматривают взвешенную постановку задачи экологизации предприятия с учетом экономических и экологических факторов, приоритет решения природоохранных задач в рамках повышения экономичности энергопроизводства, достижение комплексного экологического эффекта, недопущение снижения надежности оборудования, индивидуализацию экологических оценок и технологических решений, исключающую поточные методы проектирования, создание некой эталонной модели «экологически чистой» ТЭС безотносительно к конкретным условиям в зоне ее размещения, учет экологических и социальных последствий эксплуатации и совершенствования ТЭС, организацию эффективного экологического контроля, информационное обеспечение.

Для нормативного обеспечения последовательного принятия решений по экологическому совершенствованию ТЭС необходимо формирование пакета методик:

-оценка ТЭС как элемента лриродно-антропогенной системы;

-оценка воздействия на окружающую среду - система ОВОС; -анализ формирования экологических свойств ТЭС и определение отдельных экологических характеристик энергопредприятия ;

-организация производственного экологического контроля ; -регулирование экологических свойств ТЭС в процессе эксплуатации;

-методика экологического совершенствования технологии энергопроизводства.

Эти вопросы исследуются и разрабатываются в представленной работе в соответствии с изложенными выше методологическими принципам в такое степени, которая позволила создать по всем указанным направлениям отраслевые нормативные документы, расчетные методики, методические рекомендации.

2. Во второй главе излагаются методы оценки экологической значимости ТЭС.

Инструментом научного анализа взаимодействия энергетики и окружающей среды является методология системно-структурного анализа, который предусматривает выделение наиболее значимых элементов этой системы и связей между ними. В соответствии с этим принципом выделяются три аспекта взаимодействия в системе «энергетика - окружающая среда»: энергетика как источник загрязнения окружающей среды; энергетика как фактор формирования благоприятной среды обитания; окружающая среда как фактор, определяющий условия дислокации, эксплуатации и развития предприятий энергетики. Анализ этих направлений взаимодействия ТЭС с антропогенно-природной средой включает рассмотрение ряда подсистем с участием ТЭС, в различной мере формирующих экологические свойства и экологическую значимость энергопредприятия: «топливо - технология - эксплуатация -мощность» (производство энергии) - система определяет условия формирования, уровень и направление первичного воздействия ТЭС на окружающую среду. Непосредственное воздействие сооружения и эксплуатации ТЭС (потенциальные экологические свойства ТЭС) складывается в результате взаимодействия четырех основных групп факторов: топливо (исходные технические характеристики, подготовка к сжиганию); технология энергопроизводства и характеристика оборудования (способ сжигания топлива, очистки дымовых газов и сбросных вод, водопотребление и водоотве-дение, образующиеся отходы, их складирование и утилизация), располагаемая и реализуемая мощность установленного генерирующего оборудования (объем производства энергии и потребления топлива, воды, химических реагентов, образующихся отходов, землеотвод); уровень эксплуатаиии(эффешгивность использования потенциальных экологических и экономических возможностей оборудования, предотвращение аварийных выбросов, сбросов, соблюдение нормативов ПДВ, ПДС).

«ТЭС -окружающая природная среда» - в этой системе анализируются последствия и значимость воздействия ТЭС на природные среды, а также встречное воздействие окружающей среды на характеристики ТЭС - экологические и технико-экономические; при анализе системы «ТЭС-окружающая природная среда» предусматривается последовательное рассмотрение следующих уровней связи:

1)первичное воздействие ТЭС на природные среды ( выброс, сброс загрязнителей, полевые формы воздействия, изъятие природных ресурсов);

2) последствия воздействия на природные среды- зона локального воздействия (площадь ореола воздействия, численность и плотность населения, значимость отдельных объектов воздействия), состояние отдельных природных сред и их реакция на техногенное воздействие (нейтрализация воздействия, адаптация к нему, деформация среды с необратимым изменением и стабилизацией на некотором уровне, разрушительное воздействие);

3) влияние природных сред на экологические свойств, надёжность и условия эксплуатации ТЭС, условия безопасности и жизнедеятельности персонала и населения;

«окружающая природная среда - ТЭС - общество» - в этой системе сложившиеся связи определяют социально-экологическую обстановку, социальные функции энергопредприятия, возможность и условия обеспечения энергетических и экологических потребностей общества, отдельных групп населения;

«ТЭС - окружающая природная среда- общество- техносфера» -связи в этой системе существенно усложняют функции ТЭС в формировании антропогенно-природной системы, определяя ее как фактор и катализатор развития антропогенной составляющей. В рамках этой системы рассматривается влияние ТЭС, осуществляемое опосредовано через изменение экологических свойств связанных с ТЭС потребителей энергии ( в расчетных режимах, а также при нарушении энергоснабжения,способного вызвать технологические аварии с непредвиденными экологическими последствиями). В этой системе проявляются также экологические последствия широкомасштабного развития промышленного производства природооохранного оборудования и материалов; последнее обстоятельство ставит перед обществом задачу разумного ограничения экологических требований к ТЭС с тем, чтобы не допустить перемещения экологических проблем из энергетики в другие отрасли.

По мере усложнения рассматриваемой системы, увеличения составляющих элементов и развития связей в ней, расширяются экологические характеристики ТЭС, на каждом уровне формируются специфические экологические ограничения.

Состав системы Исследуемая проблема Устанавливаемые экологические показатели и ограничения

ТЭС (топливо- технология- мощность- эксплуатация) Формирование первичных экологических свойств Удельное потребление природных ресурсов, образование и вывод в окружающую среду загрязнителей, технологические нормативы удельного потребления

ТЭС- окружающая природная среда Экологическая значимость ТЭС и условия обеспечения ее безопасности Степень изменения окружающей среды, нормативы природопользования,не приводящие к нарушению устойчивости природных сред в локальной зоне

ТЭС-окружа-ющая -природная среда-общество Баланс экологических и экономических интересов общества на локальном региональном Санитарно-гигиенические нормативы -ПДВ, ПДС. Стабильность энергоснабжения как экологический и социально-экономический фактор.

уровне

ТЭС- окружающая среда-общество-техносфера Воздействие на окружающую среду опосредованно через потребителей энергии и производителей природоохранного обооудова- Целесообразный уровень экологических требований и экологического совершенствования ТЭС как баланс экологических, социальных и экономических проблем в масштабе государства.

ния

Учитываются следующие специфические свойства ТЭС как звена рассматриваемых систем:

- высокоорганизованный отвод загрязнителей в природные среды (ограниченное число дымовых труб; точечный забор воды из водных объектов; сосредоточенный сброс циркуляционной воды);

-возможность изменения характера первичного воздействия во времени (износ оборудования, накопление неутилизируемых отходов);

- вместо односторонней оценки влияния ТЭС на окружающую среду необходимо рассматривать взаимодействие этих двух компонентов , выделяются такие виды встречного воздействия природных сред как ветровой режим, сейсмичность, карстовые явления, патогенные зоны, паводки, подвижность грунта, негативное воздействие биосферы;

-неоднозначность воздействия в различных пространственных границах может быть существенным фактором формирования экологической значимости ТЭС: выбросы кислотообразующих оксидов, связаны с изменениями природной среды локального и регионального по-рядк;локальными являются шумовое, электромагнитное воздействия ТЭС; поступление в атмосферу диоксида углерода выступает в качестве глобальной проблемы формирования «парникового» эффекта;

-неоднозначность влияния ТЭС на биологические объекты: диоксиды азота и серы(в зависимости от доз, получаемых растениями), нагрев воды в водных объектах могут оказывать как положительное, так и негативное воздействие;

-специфический характер_экологического влияния городских

ТЭС -несоответствие вклада ТЭС в общий баланс выбросов вкладу в реально создаваемое загрязнение приземного слоя воздуха; высотные доминанты, воздействующие на визуальное восприятие городского и природного ландшафта;

-специфический характер экологических последствий технологических аварий на ТЭС - связанное с аварийной ситуацией ограничение отпуска энергии может вызвать тяжелые экологические последствия в результате нарушения технологического процесса у потребителей, значимость которых может превышать экологический ущерб в зоне прямого экологического воздействия ТЭС.

-роль энергетики в формировании среды обитания и условий жизнедеятельности населения является одной из наиболее сложных, противоречивых проблем антропогенно-природной системы. Нарушение

природной среды под влиянием энергетики, масштабное потребление природных ресурсов снижает качество среды обитания в локальном и глобальном плане. Энергетика осуществляет в то же время важнейшие социальные функции по улучшению условий существования человека.

Многофакторность формирования оценки воздействия ТЭС на окружающую среду определяет необходимость строгих методических подходов. В рамках решения этой задачи важнейшее значение имеет система ОВОС (оценка воздействия на окружающую среду) как метод системного исследования и формирования объективной и полной оценки непосредственных и отдаленных последствий сооружения и эксплуатации ТЭС. Эта система, широко используемая в мировой практике, представляет комплекс процедур, проводимых в определенной последовательности. Методика проведения ОВОС в энергетике, впервые разработанная нами, была определена в качестве отраслевого нормативного документа.Цель этой работы- максимально полный учета специфики энергопроизводства, выявление и четкое фиксирование всех значимых путей воздействия на окружающую среду.

Критерием совершенства проекта, экологической приемлемости функционирования ТЭС служит степень сбалансированности экономических, экологических, социальных потребностей общества и экономических, технологических возможностей энергопредприятия. Система ОВОС предусматривает способ и процедуру формирования оценки этого критерия в соответствии с существующими нормативами природопользования. Для оценки комплексного воздействия ТЭС могут также использоваться данные по объектам-аналогам и аналоговым ситуациям.

З.Третья глава посвящена исследованию, разработке практической реализации методов исследования условий формирования и оценки экологических свойств ТЭС

3 1 Способ оценки экологических свойств топлива

Исходные характеристики топлива не предопределяют конечный характер экологических последствий его применения. В зависимости от технологии использования топлива, характера окружающей природной среды экологические показатели одного и того же топлива могут изменяться в широких пределах. Поэтому экологические качества топлива не является абсолютной его характеристикой. Для конкретной ТЭС они определяются комплексом показателей - экопотенциал, эко-совместимость и экотехнологичность (рисунок 1).

Экопотенциал - эта группа параметров выделяет такие исходные физико-химические и теплотехнические характеристики топлива, которые потенциально могут (в зависимости от технологии использования и характера окружающей среды) определять взаимодействие самого топлива и конечных продуктов его сжигания с окружающей средой.

Экосовместимость - экологические последствия использования данного топлива определяются не только массой и видом выделяемых

загрязнителей и отходов, но также соотношением этих показателей со свойствами окружающей среды. Экосовместимость топлива с окружающей средой оценивается по ущербу в результате техногенного воздействия при определенной технологии и объёме его использования.

Экологичноеть топлива

Экосовместимость

—в Реаьния природных сред (кисла*, щелочная) и ее соотношение с реакцией выбросов (газообразных, пылеобразных)

—• Устойчивость природных сред к воздействию выбросов продуктов сжигания топлива, адалтируюшая способность сред

—ф Степень фонового загрязнения природных сред аналогами загрязнителей, выделяемых при сжигании топлива

—# Условия складирования твердых отходов с учетом возможности фильтрации загрязнителей с водами в почву и водные объекты

—О Потребительские качества золошлаковых отходов

—• Емкость потребительского рынка региона по реализации и утилизации отходов сжигания топлива

Экотехнояогичность

~• Соответствие фшнко-хими-ческих свойств золы твердого топлива условиям эффективной пылсочнстки в конкретных аппаратах зо-лоулааливания

—• Обогащаемость топлива (снижение зольности угля, обессерноание мазута, угля)

—в Эффективность типовых технологических методов подавления оксидов азота применительно к данному топливу

—# Возхюж'ность гра!гуляцни золы угля для экологически безопасного хранения

—• Условия шлакования и загрязнения поверхностен нагрева при конкретных способах сжиганкятопдиса

—*• Удельные затраты условного топлива на производство энергии для конкретной н оптимальной технологии использования данного топлива

—# Эффективность и экономичность использования для рассматриваемого топлива технологий предварительной подготовки (термообработки, газификация, эмульгирование)

Экопотенциал

—О Содержание кислотообразующих компонентов (соединения азота, серы)

—ф Выход диоксида углерода (топочного газа) при сжигании данного топлива

—в Токсичность топлива и продуктов его сжигания (езни-тарно-гигненические характеристики)

—О Содержание соединении тяжелых металлов, кремния

—• Содержание соединений кальция, определяющих возможность связывания токсичных веществ, выделяемых при сжигании топлива

—# Устойчивость к окислению, воспламеняемость, взрыво-и пожароопаеность

—• Содержание минеральной массы в топливе

—в Удельная теплота сгорания топлива

Рис.1 Схема формирования экологических свойств энергетического топлива

Экотехнологичность - позволяет оценить пластичность свойств топлива и условия направленного формирования экологически значимых качеств конечных продуктов топливоиспользования выбором соответствующей технологии сжигания. Экотехнологичность оценивается удельными затратами на реализацию экологически оптимальной (либо приемлемой) для данного топлива технологии.

Экологичность топлива - замыкающий комплексный показатель, отражающий экологические последствия взаимодействия конечных продуктов использования данного топлива с окружающей природной средой в зоне влияния данной ТЭС . Он является экономической категорией и может иметь количественное выражение (в руб. на тонну использованного топлива):

Эк = Е, + Е2 + Ез + Б«, где:

Е1 - удельный ущерб, наносимый окружающей среде при добыче, транспортировке топлива;

Ег - удельные затраты на обеспечение нормативов экологической безопасности ТЭС (на данной территории по видам воздействия на окружающую среду, связанным со свойствами топлива);

Ез - удельные затраты на пользование природными ресурсами (выбросы в атмосферу, отвод земель для складирования топлива и отходов, загрязнение водных объектов при хранении отходов);

Е4 - удельный эколого-экономический эффект за счет нейтрализации влияния смежных источников загрязнения среды.

Приведенные экологические характеристики топлива могут быть использованы для оптимизации структуры топливного баланса ТЭС, при выборе путей экологизации энергопредприятия.

3.3 Методика оценки пыления угольного штабеля Принципиальным отличием ее от ранее разработанных способов расчетной оценки ветровой эрозии пыпящих площадных объектов является разделение двух не совпадающих по масштабу процессов - ветровая эрозия поверхности штабеля (сдув частиц) и выброс угольных частиц в атмосферу. Это позволяет выделить ту часть сдуваемого материала, которая осуществляет загрязнение воздушного бассейна. Результаты натурных и стендовых исследований легли в основу отраслевой Методики оценки ветровой эрозии и пыления угольного штабеля РД153-34.0-02.107-98. Важнейшим компонентом ее является удельная сдуваемость материала. В проведенных нами работах определение сдуваемости различных углей выполнялось на специальном аэродинамическом стен-де(В.А.Неупокоев). Максимально разовый вынос пылевых частиц с поверхности угольного штабеля Мт (г/с) оценивается исходя из удельной сдуваемости угольной пыли - т° (г/с м2) при максимальной скорости ветра и* по формуле:

М-^ш^-в-К,.,; г/с (з.1)

Б - площадь поверхности штабеля, м ;

К1.3 -произведение поправочных коэффициентов К1, Кг ,Кз, учитывающих:

К1 - конструктивные особенности угольного склада; при наличии бортовых ограждений К1 = 0,5; Кг - состояние поверхности штабеля; при уплотнении поверхностного слоя катком Кг = 0,5; Кз - увлажнение материала.

Текущий вынос пылевых частиц с поверхности штабеля определяется выражением:

Мт =П1°|1,) • 8-К,_3 К4 , Г/С (3.2)

где К4 - коэффициент ослабления сдува при воздействии ветрового потока за время т после формирования штабеля с учетом стабилизации эрозии поверхности после К- 1880 час. (для обследованных условий):

1С, = 0.05-1.75° 003(1800

К4 = 0,05 - при т > 1.8 • 103 час.

Величина ветровой эрозии поверхности угольного штабеля за отрезок времени т определяется формулой :

М =3,6-10"3 • т°(иср) ■ 8 -К ,.3 -К, • х ,т (з.з)

где 1)ср. - среднее значение скорости ветра за рассматриваемый период, м/с.

Для время до завершения стабилизации ветровой эрозии поверхности среднее значение коэффициента ослабления сдува угольных частиц К^а = 0.6 (1,65 - 0.565 • х- 10"3 ) при т < 1800 час. В последующий период при т > тст. значение К4 остается постоянным и составляет 0.05.

Разработана методика эскпериментального определения выноса пылевых фракций по изменению содержания пылящих фракций (не более 200мм) в поверхностном слоя штабеля глубиной до 10мм, защищенная патентом РФ.

3.3. Исследование механизма и разработка методики количественной оценки ветровой эрозии золошлакоотвала

Механизм ветровой эрозии золошлакоотвала рассматривается на основе известных материалов, а также теоретических и экспериментальных исследований, выполненных под руководством автора совместно группой специалистов Главной геофизической обсерватории имени А.И.Воейкова, Агрофизического института имени А.Ф.Иоффе, Института открытых горных разработок, УралОРГРЭС, ВНИИГ имени Веденеева (Р.И.Оникул, Р.Харшудян, И.Б.Усков, Л.В.Козырева, Вишня Б.Л., Пантелеев В.Г.,Сирота Ю.Л., В.А.Неупокоев). Экспериментальные исследования проводились в полевых условиях на золошлакоотвалах Рефтинской ГРЭС, Южно-Уральской ГРЭС, а также на лабораторном стенде.

Интегральной характеристикой эродируемости частиц является удельная сдувземпсть материала т* (г/м2.с). которая олре-деляется экспериментальным путем ( продувками в аэродинамической трубе). Эродируемость поверхности слоя пылевых частиц определяется условиями формирования слоя и эродирующими свойствами частиц, рассмотренными выше. Эродируемость объекта определяется (помимо рассмотренных выше свойств материала и состояния поверхностного слоя) защищенностью объекта от ветрового воздействия , условиями эксплуатации (уровень отложений относительно гребня дамбы, окружающей территории^ площадь сухих пляжей; параметры пруда-осветлителя), условиями перемещения эродированных частиц - витающих и сапьтирующих ( поглощение гравитирующих частиц прудом-осветлителем, обеспыливание ветровоздушного потока при обтекании дамбы).

Структура ветрового потока вдоль поверхности золоотвапа может быть описана известной логарифмической зависимостью распределения скорости потока вдоль шероховатой поверхности (Никурадзе, Г.Н. Абрамович), соответствующей универсальному закону распределения скоростей Кармана-Прандтля для течения вдоль плоской стенки :

иг /V. = 1/к-Ь(г/су+8,5 (3.4)

где: иг - скорость ветра на высоте м/с;

V, - динамическая скорость, характеризующая интенсивность турбулентного пульсационного движения, величину создаваемого усилия отрыва частиц;

к - постоянная Кармана (~ 0,4); с1п - средний диаметр частицы, м.

Эта зависимость, используемая при исследовании пылевых бурь, перемещения песков, адекватно отражает распределение скоростей ветровоздушного потока над золошлакоотвалом и может использоваться для определения основных параметров процесса ветровой эрозии поверхности золошлакоотвала : динамическая (или сдвиговая скорость) потока, пороговая динамическая скорость, максимальный размер эродируемых частиц, высота подъема и пролет сапьтирующей частицы, значение скорости ветра, соответствующей началу процесса пыления (рисунок 2...5).

Пороговая динамическая скорость, соответствующая подъему частиц, характеризуется в работе Э.К.Бютнер параметром:

У„=А-(а-вЧ)0'5 , (3.5)

где А - эмпирический коэффициент - 0,08-0,12;

СУ- отношение агрегатной плотности частиц к плотности воздуха.

Вынос золы с поверхности золоотвала максимально разовый Мм (г/с) и за время х Мт (т) определяется зависимостями:

о. а

и- ^

о.з

0.25 0,2 0,15 0.1 0,05 О

-- J

...

/ ¡2 ! ! 1 _

и у и > 1 ! : 1 ! | . , , : ■

>

1 1 1 > I 1 -1-- | ; 1 ' : ! -—1—■—|-— 1 1

20 О

400

Рис. 2 Значение пороговой динамической скорости Ь" при различных размерах частиц с1л (А=0 1)

8 и м/с

Рис. Я Предельный размер эродируемых частиц с!п при различной скорости ветра на уровне флюгера и (г=10м).

I -р =3 0г/см'. 2 - р-=2.65г/с1кГ; 3 - р,=2.0г/см3

Рис. 4 Динамическая скорость ветровоздутного потока и* при различной скорости ветра на уровне флюгера

?- <;п=1и0 «км 3- оп=500 жи

[.„ .\6 г/см'

2.5 Рп г/см

Рис 5 Граничный размер эродируемых частиц й^ при различной агрегатной плотности р„

Мм — Шо (пвит.8 + Псалт.Зэф) К}.4 , Г/С Мт =3,6-т0 (пвих в + Псалг.Зэф) КМ Т -10 -3,Т ( 3.6)

где пвит и Псалт - доля соответственно витающих и сальти-рующих частиц в сдуваемой золе; Б и Ээф - площадь пылящей поверхности соответственно полная и эффективная (неэкранированная прудом); К1-4 -произведение поправочных коэффициентов К1, Кг, Кз, К4, учитывающих соответственно обеспыливание потока при обтекании дамбы, состояние поверхностного слоя отложений, защищенность от ветрового воздействия, оперативные меры пылеподавления.

Критерием разделения процессов сальтации и переноса взвеси

является отношение динамической скорости V, и скорости гравитационного осаждения пылевых частиц Уд , равное 1.0.

Обеспыливание ветровоздушного потока при обтекании дамбы описывается эмпирической зависимостью, установленной в организованных нами полевых исследованиях:

л

Цх=Цое~аХ, мг/м (3.7)

где: (!0- запыленность в мг/м3 на границе отвала;

цх - запыленность на расстоянии X от дамбы, мг/м3; а - коэффициент затухания (1/м); средний коэффициент затухания по данным разных съемок аср = 6,2 хЮ"3.

Достоверность получаемых данных определяется построением методики, содержащей алгоритм расчетных операций, на основе физической модели ветровой эрозии поверхности золошлакоотвала, установленных лабораторными исследованиями значений удельной сдуваемо-сти материала, результатов полевых исследований. Создание данного метода будет способствовать внедрению эффективных методов складирования золы в сухих золошлкоотвалах , объективной экологической оценки этих объектов, учитывающей конструктивные и планировочные параметры, условия формирования пылящих участков, особенности рассеивания пылевых выбросов.

3 4. Регулирование экологических свойств ТЭС

Экологическая значимость выбросов ТЭС в атмосферу существенно изменяется в аномально неблагоприятных метеоусловиях (НМУ), когда метеорологические факторы определяют нарастание приземной концентрации вредных веществ, не связанное с увеличением выброса загрязнителей. Компенсировать воздействие НМУ можно кратковременным уменьшением выбросов.

С целью обеспечения нормальной эксплуатации ТЭС и энергоснабжения потребителей нами разработано отраслевое нормативное положение о регулировании выбросов в атмосферу в НМУ на тепловых

электростанциях и в котельных РД 153-34.0.02.314-98. В нем определены границы и способы регулирования выбросов в НМУ соответственно технологическим особенностям и значимости энергопроизводства.

3.5 Организация санитарно-защитной зоны (СЗЗ) ТЭС Создание СЗЗ как экологического защитного барьера между ТЭС и жилой зоной является завершающим звеном процесса обеспечения экологической безопасности ТЭС. Согласно СНиП П-58-75 Госстроя РФ границы СЗЗ должны определяется на основе расчета рассеивания выбросов и устанавливаются на удалении от предприятия, где обеспечивается приземная концентрация загрязнителей ниже ПДК при ширине ССЗ не менее 500-1000м. Однако максимальные приземные концентрации вредных веществ, проступающих в атмосферу при эксплуатации ТЭС, складываются на значительном (несколько километров) удалении от площадки ТЭС. Зона, непосредственно прилежащая к ТЭС, попадает в область переброса дымового факела. Организация СЗЗ ТЭС дает эффект за счет сокращения вредного воздействия низких источников, в том числе неорганизованных.

Положения методики формирования СЗЗ ТЭС, разработанной нами, предусматривают как верхний, так и нижний предельные размеры СЗЗ ТЭС - не более и не менее определенной величины. Верхнее предельное значение размера СЗЗ определяется для каждой ТЭС с учетом конкретных природных условий, качества природной среды, плотности и характера городской застройки, иных факторов и подтверждаться расчетом рассеивания низких и площадных источников ТЭС. Во всех случаях размер СЗЗ ТЭС не должен превышать 1 км для загородных ТЭС и 300 м для городских ТЭЦ и крупных котельных. Нижний предельный размер СЗЗ ТЭС должен быть не меньше разрывов между промплощадкой и примыкающими объектами, по условиям взрыво- и пожаробезопасности, обеспечивая допустимый уровень шумового и других видов физического воздействия.

Реализация предложенных подходов в формировании СЗЗ ТЭС позволит комплексно решать экологические проблемы ТЭС, обеспечивая охрану воздушного бассейна и сокращение землеотвода.

4. Четвертая глава посвящена формированию правовых и нормативных механизмов регулирования природоохранной деятельности в энергетике.

Анализ мирового и отечественного опыта позволил сформулировать основные принципы экологического нормирования

-соответствие экологических норм состоянию экономики, уровню развития общества;

-обоснованность темпов решения экологических проблем; -стабильность нормативной базы;

-сочетание административного ограничения и стимулирования природоохранной деятельности;

-согласованность национальных стандартов и нормативов в

охране природы с международными актами;

-выделение экологически значимых воздействий на окружающую среду.

При рассмотрении сложившейся в стране системы экологического нормирования выделяются некоторые положения, снижающую ее эффективность и сказывающиеся, в частности, негативным образом на деятельности ТЭС:

^Неоправданная усложненность системы нормирования и процедур в ней

Природопользователь должен в рамках процедуры нормирования выбросов не только заявить состав, количество выбросов, способ вывода их в атмосферу, но также обосновать их, прогнозировать уровень фонового загрязнения воздушного бассейна на перспективу, доказать экологическую безопасность деятельности, оценить допустимый долевой вклад предприятия в загрязнение приземного слоя воздуха, разработать предложения по уменьшению фонового загрязнения (если фоновое загрязнение выше ПДК), организовать контроль качества атмосферного воздуха в зоне влияния выбросов предприятия, определить экологический ущерб, рассчитать создаваемую приземную концентрацию. Фактически природопользователь должен представить обширный аналитический материал. Чрезмерно усложненный порядок получения разрешения на выброс деформирует природоохранную деятельность.

2) Обязательная периодичность пересмотра экологических нор-

В отличие от зарубежной практики нормирования в России стандартом предусмотрен периодический (через пять лет) пересмотр нормативов ПДВ, ПДС. Если же нормы выбросов и сбросов будут устанавливаться для предприятия однократно и рассматриваться как постоянная характеристика предприятия (при неизменных внешних условиях), то это обеспечит возможность долгосрочного планирования развития, технологического и экологического совершенствования предприятия.

3) Неэффективность экономических механизмов рационализации.природопользования,

Система платежей за выбросы загрязнителей в атмосферу, сброс загрязненных вод выродилась в формальную процедуру налогообложения, не создающую эффективных стимулов и финансовой поддержки природоохранных проектов.

Объектом экологического регламентирования производственной деятельности ТЭС являются уровень первичного воздействия на окружающую среду, ограничиваемый исходя из экологической значимости ТЭС в локальном масштабе. С 1983 года в отрасли действует методика нормирования выбросов ТЭС (в трех последовательно сменившихся редакциях), разработанная с участием автора. Основные положения ее согласуются с требованиями государственного стандарта § то же время технологические особенности определили ряд принципиальных особенностей отраслевого нормирования выбросов:

- круг веществ, выбросы которых подлежат нормированию, ограничен и включает диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, золу твердого топлива, золу мазута (в пересчете на элемент ванадий), оксид углерода, пыль угольную, сажу;

- исключается необходимость учета веществ, выделяющихся при сжигании топлив, доля которых в годовом топливном балансе не превышает 5 % (редакция 1990г).;

- нормативы выбросов ТЭС учитывают реальную загрузку предприятия, которая обычно ниже номинальной производительности, в то же время нормативы ПДВ для дымовых труб рассчитываются по сумме выбросов при максимальной нагрузке каждого подключенного котла;

- нормированию подлежат загрязнители, создающие приземную концентрацию Ст не менее 0,05 ПДК. В группу суммации включаются загрязнители, обеспечивающие Ст г 0,1 ПДК;

- предусматривается отказ от нормирования неорганизованных выбросов и выбросов мелких источников.;

-определяется нецелесообразность совместного расчета рассеивания высотных источников (дымовых труб ТЭС)и низких, площадных источников, зоны влияния которых территориально не совпадают.

Одновременно был разработан нами ряд предложений, позволивших уточнить отдельные положения межотраслевых нормативных документов ( способ совместного расчета рассеивания разновысотных источников выбросов; учет несовпадения во времени максимально разовых выбросов по отдельным источникам).

Практика показала нерешенность ряда принципиальных вопросов нормирования выбросов : оптимальное (по минимуму затрат) распределения долевого вклада предприятий, учет нестационарности режима работы предприятия ( в результате в равных условиях оказываются предприятия с равным уровнем максимальных выбросов, но с разным режимом работы - базовый, пиковый). Нами совместно с Главной геофизической обсерваторией им.А.И.Воейкова, ВТИ в 1987 -1988 годах разработаны методические рекомендации по учету нестационарности выбросов ТЭС, однако они не были реализованы.

5. В пятой главе рассматриваются методические проблемы организации экологического производственного контроля ТЭС (исследование, разработка принципов и структурных схем).

Важнейшей составной частью проблемы экологизации ТЭС является организация эффективного производственного экологического контроля. Под руководством автора в УралОРГРЭС в статусе головной отраслевой организации по оснащению объектов электроэнергетики системами и приборами экологического контроля с начала 90-х годов разработаны основные принципы экологического производственного контроля на ТЭС, отраженные в отраслевых «Правилах организации контроля выбросов в атмосферу на тепловых электростанциях и котельных», проводились сравнительные исследования расчетных и инстру-

ментальных методов оценки выбросов оксидов азота. Разработаны методические рекомендации по формированию автоматизированной системы экологического контроля. Совместно с Главной геофизической обсерваторией им. А.И.Воейкова даны рекомендации по контролю и регулированию выбросов в атмосферу и требований к составу комплекса технических средств

Целью исследования является определение рациональной структуры производственного экологического контроля ТЭС.

Условия организации природоохранных работ на ТЭС определяют необходимость реализации двух основных функций контроля: учетный и технологический контроль. Первый из них заключается в контроле воздействия на окружающую среду при выходе за пределы технологического цикла ТЭС (дымовые газы, загрязненные стоки, фильтрационные потоки по периметру золошлакоотвалов, пылевые выносы с поверхности золоотвала, угольного штабеля). Технологический контроль оценивает режим работы природоохранного оборудования. Рамками производственного экологического контроля не предусматривается контроль состояния природных сред в зоне влияния выбросов и сбросов загрязнителей ТЭС. В то же время необходим контроль теплового состояния водоемов, запыленное™ воздуха, создаваемой лылением зо-лошлкоотвала.

Необходимо дифференцировать объем приборных средств контроля выбросов с учетом высокой стоимости измерительной техники, значительных затрат на обслуживание, экологической значимости информации:

1) следует предусматривать установку за каждым золоуловителем дымомеров-индикаторов (технологический контроль) и на каждой дымовой трубе - автоматических дымомеров - измерителей концентрации золовых частиц (учетный контроль);

2) для ТЭС, использующих топливо с незначительными колебаниями содержания серы (±15%), постоянный приборный контроль выбросов серы не организуется. В случае значительного разброса данных по содержанию серы необходимо применение автоматических газоанализаторов на дымовых трубах для учетного контроля выбросов;

3) целесообразно устанавливать автоматические газоанализаторы для измерения концентрации оксидов азота и углерода в дымовых газов на энергоблоках 500 МВт и более на каждой дымовой трубе, если общая паропроизводительность подключенных котлов не менее 900 т/ч;

4) если концентрация оксидов азота в дымовых газах ниже удельных нормативов для котлов, непрерывный контроль выбросов автоматическими газоанализаторами не организуется;

5) применение автоматизированных приборных средств нецелесообразно для ТЭС мощностью менее 250 МВт по тем загрязнителям, для которых максимальная приземная концентрация не более 0,1 ПДК;.

6) для ТЭС, причастных к трансграничному переносу загрязнителей и расположенных в охраняемых природных зонах, организуется по всем дымовым трубам автоматический приборный контроль выбросов.

Автором разработаны предложения по типовой структуре авто-

матизированной системы контроля выбросов ТЭС - АСКВ в качестве иерархической многоцелевой информационно-измерительной советующей системы, не связанной с реализацией командных воздействий (рисунок 6).

6. Шестая глава посвящена методическим подходам к разработке, выбору и реализации технологических методов подавления оксидов азота на ТЭС

К наиболее экологически значимым загрязнителям ( по валовому выбросу и токсичности), выделяемым ТЭС, относятся оксиды азота. Сформировался к настоящему времени набор технологических методов подавления оксидов азота для угольных котлов (рисунок 7 ) -превентивных (ориентированных на предотвращение окисления азота топлива )и восстановительных (обеспечивающих перевод оксидов в молекулярный азота с использованием восстановительных сред). Реализация этих методов осуществляется в различных технологиях сжигания угля в энергетических котлах, которые можно распределить по следующим основным направлениям:

- замедленное смесеобразование в начальном участке факела конструктивными и аэродинамическими способами (двухступенчатое сжигание, оптимизация скоростного режима горелок, расщепление факела, сжигание высококонцентрированной аэросмеси, тангенциальный ввод прямоточных потоков топливо-воздушной смеси, снижение избытка воздуха);

- низкотемпературное сжигание угля с циркуляцией топливных частиц в слое или по технологическому контуру (кипящий пузырьковый спой, циркуляционный кипящий слой);

- предварительная подготовка топлива к сжиганию (подогрев пыли непосредственно перед вводом в топку с переводом топливного азота в молекулярный азот, тонкий и ультратонкий размол угля, использование термообработанного угля-полукокса);

- высокотемпературное сжигание с переводом топливного азота в молекулярный азота в бескислородной зоне, выходом основной массы минеральной составляющей топлива в виде шлака (котлы с жидким шлакоудалением, с циклонными предтопками, сжигание в расплаве);

- восстановление оксидов азота формированием восстановительных зон (трехступенчатое сжигание, ввод восстановительных сред);

Для каждого указанного метода характерна различная эффективность, различная степень разработанности, различные возможности применения на действующих котлах. Оптимальные формы реализация отдельных технологий или комплекса их на действующих котлах позволяют уже в настоящее время соблюдать требования российского стандарта по удельному выбросу оксидов азота, установленные для новых котлов (от 350 до 640 мг/нм ), и выходить на уровень норм Европейского Союза, установленных для действующих котлов с 2004г. ( 500-600 мг/нм3). Анализ практического опыта позволяет выделить ряд ключевых положений по разработке , выбору и реализации технических решений в подавлении оксидов азота:

Региональный центр контроля загрязнения атмосферы

I - нормативные данные; 2 - данные прямых измерений выбросов-, 3 - технологические параметры работы оборудования; 4 • данные по валовым выбросам вредных веществ; 5 - информация по превышению нормативов выбросов; 6 - информация в блок регистрация, ■ банк данных; сведения о выбросах вредных веществ по отдельным котлам( в абсолютных величинах и по отношению к нормативным показателям; 8 - команда иэ общес-тянцяонного пульта управления на изменение режима работы кегтла; 9 - данных прямых измерений концентрации вредных веществ в дымовых газах; 10 - сведения о метео-параметрнх; 11 - нормативные данные по допустимым валовым выбросам для каждого источника; 12 - данные лабораторных анализов качества топлива; 13 - данные по валовому выбросу вредных веществ по модой дымовой трубе; 14 - информация по превышению корм выбросов по каждой дымовой трубе и отдельным котлам; 15 - передача информации в банк данных; 16'- совет шкратеру, 17 - данные по валовому выбросу вредных веществ (абсолютные и опкоекгенъиые значения );1в - запрос о возможности разгрузки "ГЭС для соблюдения нормативов выбросов; ! 9 - командный сигнла на изменение режима ре-Соты "ГЭС с целью снижения вред ных выбросов; 20 - валовый выброс вредных веществ по ТЭС в шелом и по отдельным источникам выбросов, параметры выбросов по источникам; 21 - предупреждения об НМУ; 22 • информация о превышении нормативов выбросов по отдельным ТЭС; 23 - информация о валовых выбросах отдельных веществ для каждой ТЭС энергосистемы; 24 • требование регионального центра контроля загрязнения атмосферы на снижение вредных выбросов

Рис.6. Функциональная структура автоматизированной системы контроля выбросов ТЭС

го со

•П Предпочтительность локального воздействия Локализация процессов подавления оксидов азота в начальном участке факела упрощает их конструктивное обеспечение и делает более эффективным направленное воздействие. Создание малотоксичных горелок- наименее затратный метод глубокого воздействия на выход N0*. Это связано не только с ограниченным объёмом реконструкции кот-лоагрегата, но также с возможностью тщательной отработки таких методов на моделях.

2) Комбинация ряда технологических методов Значительный эффект достигается при одновременном внедрении несколько технологических методов подавления оксидов азота, воздействующих на различные механизмы образования N0* .Это позволило на котле ТГМП-204ХЛ Сургутской ГРЭС-2 (природный газ) последовательно снижать концентрацию оксидов азота в дымовых газах (от исходного значения 1100мг/м3 ) с включением системы рециркуляции дымовых газов (снижение температурного уровня топочного процесса) -до 500мг/м3 (54.5%), с переходом к ступенчатому сжиганию (снижение избытка воздуха в зоне основного тепловыделения) - до 190 мг/м3 (62%). Полученный суммарный эффект ( 82.7%) свидетельствует о независимом воздействии каждого использованного метода.В то же время последующий впрыск воды в факел (направленный на снижение температуры факела, как и рециркуляция дымовых газов) уменьшил концентрацию N0* до 170мг/м3 ( 10%), при автономном использовании этого метода эффект достигает 20%.

ЗЗДостижение комплексного экологического эффекта Это положение предполагает воздействие на различные составляющие технологического процесса энергопроизводства. Так, в топке с жидким шлакоудалением удается существенно повысить степень перевода золы в шлак (до 80-85%), что снижает выбросы летучей золы, улучшает условия складирования золошлаков на золоотвалах, позволяет осуществлять направленное изменение потребительских качеств золошлаков введением присадок, но требует одновременно эффективных мер по подавлению оксидов азота при высокотемпературном сжигании . Это позволяет с учетом новых эффективных технологических методов подавления оксидов азота пересмотреть оценку технологии сжигания угля с жидким шлакоудалением как пройденного этапа в развитии топочной техники.

4)Сочетание экологических и технических задач Снижение выбросов оксидов азота можно совмещать с решением иных задач - повышение устойчивости горения, надёжности и стабильности работы оборудования, улучшение технико-экономических показателей: сжигание ПВК - предотвращение износа пылепроводов, улучшение схода жидкого шлака, повышение устойчивости горения при сжигании топлива ухудшенного и нестабильного качества; рециркуляция дымовых газов - выравнивание поля температур в сечении топоч-

ной камеры на выходе, регулирование температуры перегрева пара; минимизация избытка воздуха - снижение затрат на тягу и дутьё, предотвращение низкотемпературной коррозии; нижнее дутьё с вводом части воздуха через холодную воронку - предотвращение сепарации пыли.

5) Ограничение негативного влияния на КПД котла

Снижение КПД котла при ступенчатом сжигании достигает 0,3%;

рециркуляции дымовых газов - до 0,2%; вводе влаги в топку - 0,5%. Перевод котла в режим работы с уменьшением выбросов оксидов азота предполагает осуществление ремонтно-восстановительных, а также реконструктивных работ, направленных на повышение экономичности котла , что позволит компенсировать возможное снижение КПД.

6) Ограничение побочных негативных последствий.

Ряд используемых мероприятий может оказать в определённых условиях негативное влияние на надёжность оборудования поэтому следует упреждать проявление таких явлений. Например, при ступенчатом сжигании возможны: повышение температуры металла пароперегревателя, интенсификация высокотемпературной коррозии экранных труб, шлакования; возрастание недожога; рост температуры уходящих газов. Снижение общего избытка воздуха в топке может сопровождаться повышенным недожогом, сажеобразованием при сжигании природного газа и мазута; шлакованием.

Для оценки возможности высокотемпературной коррозии поверхностей нагрева в режимах с пониженным выходом оксидов азота (особенно, при нестехиометрическом, ступенчатом сжигании) выявляется наличие восстановительных коррозионноопасных зон в пристенных слоях топочных газов. Проведенные нами испытания ряда котлов (П-57.ТП-170, ПК-10 в указанных режима с применением водоохлаждаемых выдвижных и поворотных зондов (рисунок 8) не обнаруживали присутствия заметных концентраций Нг, НгБ. Исследования, проведённые на ряде ТЭС, в режиме ступенчатого сжигания экибастузского угля, показывают ограниченное изменение концентрации бенз(а>пирена в дымовых газах (котлы ПК-39; ПК-14) по сравнению с расчётным режимом - не более чем на 20-25% до величины в среднем 0,2-0,Змкг/м (рис. 9). Показано, что содержание бенз(а)пирена не является лимитирующим фактором вредности, ограничивающим проведение технологических мероприятий по подавлению оксидов азота. Исследования УралВТИ показали незначительное и неоднозначное влияние ступенчатости сжигания на шлакование. разработаны рекомендации по выбору параметров котла при организации ступенчатого сжигания.

в пристенной зоне и устройство для его перемещения.

Рис.9. Содержание бенз(а)пирена в дымовых (1 ) газах и горючие в уносе (2) при сжигании экибастузского угля.

7.Седьмая глава посвящена разработке, исследованию, внедрению технологических методов экологического совершенствования топочных процессов в пыпеугольных котлах.

7.1 Цель и общая характеристика технологических разработок.

Разработанные нами (единолично и в составе группы специалистов) методы снижения выхода оксидов азота ориентированы на решение наиболее сложных проблем природоохранной деятельности в отрасли -экологизации действующего оборудования угольных ТЭС.

Для всего представленного технологического комплекса характерна методологическая общность: учет внутрисистемных связей в рамках блока «технология» (надежность оборудования, комплексность решения экономических, экологических и эксплуатационных вопросов), а также в рамках системы «методология - технология» (научная обоснованность, индивидуализация решений с учётом состояния и конструктивных особенностей оборудования ТЭС, формирование по каждой разработке методических рекомендаций по проектированию, расчёту и эксплуатации). Значимость этих методологических положений подтверждается опытом эффективного практического применения созданных технологических процессов - аэродинамические методы регулирования образования оксидов азота в пыпеугольном факеле, организация трехступенчатого сжигания, предварительная термообработка топлива, системы сжигания высококонцентрированной аэросмеси.

Эти новые технологические процессы взаимодополняемы и могут реализоваться в блоке, что также придает комплексный характер представляемым технологическим разработкам.

Учитывалась невозможность во всех случаях обеспечить на действующем оборудовании оптимальные условия реализации разработанных технологий ( по компоновочным, конструктивным, эксплуатационным, инвестиционным ограничениям). Поэтому наряду с выявлением максимальной эффективности новых технологий сжигания топлива ставилась задача оценить допустимость и экологическую значимость вынужденных отступлений от указанных оптимальных условий.

7.2 Регулирование процесса образования оксидов азота аэродинамическими методами-

В наиболее характерной для пылеугольных горелок аэродинамической структуре осесимметричного течения закрученных потоков определяющим в смесеообразовании является профиль осевых составляющих скорости, градиент скорости аэросмеси \л/1 и вторичного воздуха «/г и в общем случае - градиент импульса потоков р\л/* (р - плотность среды). С исчезновением градиента скорости практически прекращается поперечный массообмен. Таким образом, путь смешения достигает максимального значения при ру«2/рги^г = 1. Установлено, что для турбулентного диффузионного факела, развивающегося в спутных коаксиальных струях, зависимость длины факела от соотношения динамических

и-ив 0\ЛАЖ£леиОИ | •оды I

ЛлТрубОК ДЛЯ УСШАН0»КИ 0450 опытных

кЭр ЫКА ТОПОЧНОЙ <АМ£р1>|

ЗСДЭСДПАМЦА[ГЦ>/1 СРу^^ЭОвАНЧЫ*

и 0СПОС1ЛЛ »■Л »1«1 АО "(СОГФ! Р90 4МЧАЦ .ици|

Рис 10. Огневой стенд для исследования скоростного режима работы пылеугольных горелок А- конструктивная схема стенда; Б-общий вид стенда.

н .и

Рис 11 а Выход оксидов азота при различных скоростных режимах работы горелок котла П-57 (Экибастуз ский уголь). __

1>0С^АЦ№ОНАЛЬНАЯ1 ЬИБМИОТСКА I С.Петербург (

оа т **т |

< —•

V • ■—в —г

»СА'СЧ

¿Г ■ ___________

* ч

9

\2

1 •тгж Л »» 1 у

•

с Су Х0

м а и а

Яш

Рис. 116 Характеристик топочного режима котла П-57 при различном соотношении скорости аэросмеси и вторичного воздуха

" ■ » ЛВЛ4

Рис.12. Пылеугольная горелка котла П-57 с двумя каналами < Лтпа&мий вторичного воздуха (опытная конструкция). «»ржв»

напоров смежных струй т = р^ 1 /рги^г носит экстремальный характер -длина факела достигает максимума при т = 1,0. Следовало предположить, что минимальный выход оксидов азота соответствует наименьшей интенсивности поперечного турбулентного массообмена, характерной для т = 1,0.

Для выявления возможности управления процессом образования оксидов азота изменением параметра т были организованы испытания на двух котлах П-57 блоков 500 МВт Рефтинской ГРЭС. Одновременно проводились исследования на огневом стенде (масштаб моделирования 1:5), топливо - экибастузский уголь (рисунок 10).

Испытания показали, что минимальная концентрация оксидов азота в дымовых газах наблюдается при т=1,0. При этом с приближением к оптимальному скоростному режиму работы горелок по условиям ограничения N0* возрастает содержание горючих в уносе - от 1%, характерного для нормативного соотношения скоростей аэросмеси и вторичного воздуха, до 2,0-2,5% (рисунок 11 а,116).

Сопряжение оптимальных условий выгорания топлива и сниженного выхода оксидов азота может быть обеспечено в двухканальной (по вторичному воздуху) горелке путем раздельного регулирования скорости каждого из концентричных потоков вторичного воздуха: внутренний поток (который обеспечивает формирование зоны обратных токов и условия воспламенение аэросмеси) поддерживает значение параметра т = 1,0 с минимальным выходом оксидов азота, скорость внешнего (играющего главную роль в смесеобразовании и выгорании угольных частиц) потока устанавливается соответственно нормативным значениям для данного класса горелок (рисунок 12 ). При испытаниях котла П-57 с опытными двухканальными горелками было установлено, что отсутствие системы регулирования распределения вторичного воздуха по обоим концентричным каналам ( соответственно расходу первичного воздуха) не обеспечивает в эксплуатации устойчивость оптимального ( по подавлению оксидов азота) скоростного режима горелок. Непременным условием эффективности указанной конструкции является наличие системы регулирования расхода воздуха по каждой горелке либо по группе горелок с общей пылесистемой.

7.3 Предварительная термообработка угольной пыли во встроенных системах подогрева (ВСП).

В основе всех известных методов воздействия на процесс генерации «топливных» оксидов азота при сжигании твердого топлива лежит прогрев и дегазация угольных частиц при минимальном присутствии окислителя с переводом азота топлива в молекулярный азот. Пространственное разделение процессов термообработки и сжигания угля позволяет сделать этот процесс более управляемым и эффективным.

Предварительная термическая подготовка угля заключается в нагреве угля в бескислородной среде до температуры в диапазоне 650-850°С. Эта технология рассматривалась ранее как способ интенсификации воспламенения и горения низкореакционных топлив. В настоящее время эта технология рассматривается также как способ уменьшения

Цо1лух(основной)

Природный газ (основной)

Природный ги ч (вспомогательный)

15 А Б

1 а

: ♦

Воздух (вспомогатсльн ы й)

Рис.13. Встроенная система подогрева пыли А- конструктивная схема 1-основная горелка, 2-ВСП, 3-камера сжигания вспомогательного топлива, 4-рэбочий канал, 5-запальник, б -вспомогательная горелка,

Б-камера сжигания вспомогательного топлива; В-общий вид группы горелок котла, оснащенных ВСП.

с*> О)

в

выбросов оксидов азота. В 60-х годах было впервые создано устройство для термической подготовки топлива перед сжиганием (Б.А. Линдквист) В последующие годы значительные исследования по направленному термическому воздействию на твердое топливо с целью подавления оксидов азота выполнялись под руководством В.И.Бабия.

Встроенная система подогрева пыли - ВСП, разработанная нами, является практической реализацией одного из направлений технологии термического облагораживания твердого топлива перед сжиганием. Она представляет собой ряд узлов подогрева, рассредоточенных по горелкам и вмонтированных в полость горелок (рисунок 13). Каждый узел подогрева состоит из камеры сжигания вспомогательного топлива и рабочего канала, в котором осуществляется подогрев и дегазация частиц угля. Использование высококонцентрированной аэросмеси при минимальном расходе тепла на подогрев транспортирующего воздуха обеспечивает реализуемость конструкции ВСП. Система предварительного подогрева пыли кузнецкого угля ВСП была установлена на котле типа ТП-87 ИжТЭЦ-2. Расчетный расход угля на каждую горелку составляет 5,От/ч, соответствующий расход вспомогательного топлива (природный газ) - 140-160нм3/ч.

Изначально принятые ограничивающие усповия (компоновка ВСП в существующих пылеугольных горелках без увеличения их габаритов ) позволили реализовать разработанный технологический процесс подогрева пыли в условиях , отличных от оптимальных , установленных теоретическими и экспериментальными исследованиями З.Ф.Чуханова, В.И.Бабия, М.Х.Ибрагимова, Т.В.Виленского. Время пребывания угольных частиц характерного размера (бОмкм) в рабочем канале ВСП не превышает от 0.04с при расчетном времени нагрева частицы не менее 0,65с. Расчетная оценка проводилась по эмпирической зависимости:

т = Кв л,- 5.3 • 10й • ТУ4 • б0'8, с (В.И.Бабий)

Здесь ^ - опытный коэффициент о т 0,6 до1.4 для различных углей, для кузнецкого угля марки СС - 0,8;

Тг - температура греющей среды,К;

5 - средний размер частиц угля в м.

Дегазация частиц при высокоскоростном нагреве (1,5.10"4 с) происходит в изотермических условиях при конечной температуре подогрева в течение последующих 0.07-0.08с. Таким образом, принятые размеры ВСП формально не обеспечивают расчетной эффективности процесса термообработки угольной пыли. Однако установленная в испытаниях концентрация оксидов азота в дымовых газах 780-860 мг/нм3 (при исходном значении при сжигании ПВК- 1180-1230 мг/нм3, до перехода на ПВК - до 2000 мг/нм3) практически соответствует уровню, отмечаемому при сжигании природного газа с идентичным избытком воздуха (рисунок 14). Это свидетельствует о практически полном подавлении «топливных» оксидов азота и высокой экологической эффективности ВСП. Такой результат может быть объяснен тем, что высокая скорость струи разогретой аэросмеси на выходе из ВСП в топку ( до 40-45м/с ) позволяет сохранить структуру этой струи при значительном заглублении в топку.

На этом участке движения потока высококонцентрированной аэросмеси при замедленном смешении с охватывающим потоком вторичного воздуха завершается процесс дегазации частиц угля. Это позволяет сократить габариты ВСП , в частности, протяженность и сечение рабочего канала.

Выявленные в ходе испытаний характеристики ВСП и топочно-горелочного устройства в режиме подогрева пыли устанавливают надежность конструкции ВСП (не отмечалось случаев обгорания и эрозионного износа основных узлов ВСП); надежность горелки с ВСП (после 1000 часов эксплуатации не выявлено каких-либо изменений в состоянии амбразур, металлоконструкций горелки); устойчивость факела при сжигании подогретой пыли; стабильный сход жидкого шлака. Показана возможность сжигания углей с выходом летучих от 30 до 11%. Анализ проб пыли и распределения температуры по сечению на выходе из рабочего канала показывает снижение выхода летучих в пылевых частицах до 3,0-9,0% в зависимости от режима при достаточной равномерности температурного поля (рисунок 15).

На основе известных исследований по динамике выхода и рекомбинации азота топлива в бескислородной среде разработаны рекомендации по расчету ВСП.

Полученный опыт позволяет (как это отмечалось на отраслевом совещании в г. Ижевске, март 1995 г.) широко использовать ВСП при экологическом и технологическом совершенствовании существующего котельного оборудования и создании новых котлоагрегатов. По рекомендации ВТИ определены объекты первоочередного внедрения системы ВСП (всего 10 ТЭС).

7.4 Сжигание в^рококониентрированной аэросмеси ГПВЮ

Сжигание ПВК можно отнести к той группе способов сжигания, в которых обеспечивается предварительная термическая подготовка топлива в топочном объеме до смешения с воздухом. Необходимое смещение процессов прогрева и смесеобразования во времени достигается за счет сокращения расхода транспортирующего воздуха - до 0,5-1,0 % количества, необходимого для горения. Опыт разработки, совершенствования и эксплуатации горелочных устройств для сжигания ПВК показывает возможность снижения выхода оксида азота в среднем на 20% , повышения устойчивости факела. Для котлов с жидким шлакоудалением сжигание ПВК является наиболее приемлемым методом подавления N0* , оно не связано со снижением температурного уровня процесса. Нашими исследованиях на котле ТП-87 показано, что сжигание ПВК повышает температуру в надподовом пространстве на 150-200 С. При этом устойчивый сход жидкого шлака обеспечивается при нагрузках от 420 до 300 т/ч.

Сброс сушильного агента в топку помимо горелок через сбросные окна, выполненные выше горелок, приводит к ступенчатому сжига-нию.Оба рассмотренные обстоятельства предопределяют сниженный выход N0*.

В ходе эксплуатации отмечалось повышение устойчивости пы-леугольного факела, стабильность рабочего процесса при ухудшении

высококонцентрированной смеси в топке котла ТП-87

1-типовые вихревые горелки, переоборудованные для сжигания ПВК;

2-горелка, оборудованная ВСП при отключенной подачей вспо могательного топлива{сжигание холодной ПВК)

3-режим подогрева пыли (800°С);

4-работа котла на природном газе.

Рис.15. Распределение температуры пылегазового потока на выходе из рабочего канала ВСП в топку при различной степени подогрева пыли

Рис.16.Горелка котла ТП-87, переоборудованная для сжигания ПВК(вид из топки).

Рис.17.Конструктивная схема горелки котла ТП-87 для сжигания высококонцентрированной аэросмеси высококонцепнтрированной аэросмеси 1-корпус горелки; 2-канал центрального воздуха; 3-патрубок подвода аэросмеси. 4-рассекатель; 5-узел примыкания пыпепровода, :6-подвода газа; 7-защитный кожух; 8-окна для ввода охлаждающего воздуха; 9- разделительный диск

качества топлива, отсутствие сепарации пыли на под

По нашим разработкам пылеугольные горелки для сжигания ПВК установлены на большой группе ТЭС (котлы ТП-87 Ижевской ТЭЦ-2 (рис.16,17), ТП-87 Ивановской ТЭЦ-3, БКЗ-240 Петропавловской ТЭЦ-2, БКЭ-320 Омской ТЭЦ-4, ТП-80 ТЭЦ-14 Ленэнерго и др.). По поручению РАО «ЕЭС России, разработан проект отраслевого методического документа по расчету и проектированию горелочных устройств для ПВК.

7.5 Трехступенчатое сжигание твердого топлива.

Разработка технологии, конструктивных решений, внедрение.

Трехступенчатое сжигание реализуется путем формирования в топочной камере трех последовательно расположенных рабочих зон:

-основной факел, в котором при расчетном избытке воздуха сжигается основная масса топлива (около 80 %);

-восстановительная зона, в которой обеспечивается образование восстановительной среды, включающей промежуточные высокоактивные продукты горения, а также водород, окись углерода (время пребывания не мене 0,4-0,5 с);

-зона дожигания, в которой обеспечивается выгорание продуктов неполного горения, поступающих из восстановительной зоны.

Для существующих энергетических котлов паропроизводитель-ностью 210-220т/ч (ПК-10, ПК-14 - объем топочной камеры 1200м; нами использованы следующие принципиальные подходы в организации ступенчатого сжигания:

- для получения восстановительной среды используется основное твердое топливо;

-отклонение от оптимальных по экологическому эффекту параметров системы трехступенчатого сжигания (протяженность зон основного горения, восстановления, дожигания) в силу конструктивных и ком-полновочных особенностей котла, ограничений по условиям надежности, обслуживания заведомо не позволяет выходить на максимально уровень подавления оксидов азота, но обеспечивает реализуемость системы при минимальных затратах;

-для формирования восстановительной зоны используются горелки верхнего яруса либо устанавливаются на выходе из горелок устройства, разводящие потоки топливовоздушной смеси по вертикали.

Разработанные решения (авт. свид. № 2037098, патент РФ № 2134337)реализованы на большой группе котлов типа ПК-10 (Южно-урапьская ГРЭС), ПК-14 (Верхне-Тагильская ГРЭС).

Ступенчатое сжигание на котлах типа ПК-14 ВТГРЭС с пылесисте-мой прямого вдувания организовано установкой пыледелителя центробежного типа на общем пылепроводе к верхней и нижней горелкам (рисунок 18а). Основная часть аэросмеси с наиболее крупными частицами пыли отводится в нижнюю горелку, остальная аэросмесь (без вторичного воздуха) с наиболее мелкими частицами пыли отводится к верхней горелке, которая формирует восстановительную среду. Воздух на дожигание топлива подается в топку через дополнительно выполненные шлицы над верхней горелкой. В основных горелках (нижний ярус), где

сжигается до 80% топлива, поддерживается оптимальный избыток воздуха а =1,1-1,15. Измерениями установлено снижение выхода оксидов азота до 450-460 даг/нм (на 50%); зафиксировано увеличение потерь с мехнедожогом -не более 0,5-0,6%. Увеличение затрат, связанное с потерями q4, компенсируется снижением платы за выбросы. Длительная эксплуатация не выявила изменения надежности поверхностей нагрева.

На котлах типа ПК-10Ш (челябинский бурый уголь) с открытой амбразурой ЮУГРЭС реализация трехступенчатого сжигания имела целью дальнейшего снижение выхода оксидов азота( после выполнения ранее двухступенчатого сжигания) при устранении ограничений по перегреву пара. Здесь найдено оригинальное решение - часть наиболее концентрированного потока аэросмеси через потолок шахты отводится в топку (рисунок 18 б) и используется для формирования восстановительной среды. С переводом в режим трехступенчатого сжигания выбросы оксидов азота (350-400 мг/нм3) снижены по сравнению с исходной концентрацией (600-700 мг/нм3) на 42%. Одновременно обеспечены необходимые параметры острого пара.

Стоимость реконструкции на обеих ТЭС составляет не более 3,5 руб / кВт ( на крупных ТЭС США затраты на организацию трехступенчатого сжигания достигают 30-35 долларов на кВт тепловой мощности). В обоих рассмотренных случаях выход оксидов азота совпадает с результатами, получаемыми на ряде ТЭС США в режиме трехступенчатого сжигания угля при использовании в качестве вспомогательного топлива природного газа. Таким образом, при вынужденных отступлениях от оптимальных условий трехступенчатого сжигания (время пребывания в восстановительной зоне до 0,30-0.35с при рекомендуемых значения до 0.6с) достигнуто снижение выхода оксидов азота на уровне 40-50% при максимально отмеченных на практике значениях до 60%.

Нами разработаны проекты организации трехступенчатого сжигания кузнецких углей для современных котлов: ТПЕ-429 Д=400т/ч (Кировская ТЭЦ-5), ТПП-804 блока 800 МВт (Пермская ГРЭС), ТПГЕ-215 Д=570 т/ч (Челябинская ТЭЦ-3). Для этих котлов с объемом топки до ЗОтыс.м3 предусматривается использование природного газа для получения восстановительной среды, что позволяет отказаться от выполнения громоздких коробов аэросмеси.

7.6 Организация и методика расчета аэродинамической

структуры восстановительной зоны и зоны дожигания:.

В системах трехступенчатого сжигания ввод сред в восстановительную и дожигательную зоны организуется в виде ряда поперечных потоков. Экологическая (снижение выхода оксидов азота) и экономическая (полнота выгорания) эффективность трехступенчатого сжигания определяется равномерностью распределения струй в поперечном потоке топочных газов и интенсивностью размывания их. Специфичность условий решения такой задачи связана с большими размерами топки ,

Рис. 18. Схема организации трехступенчатого сжигания на действующих котлах

А- котел ПК-14 ( ВТГРЭС)

1-короб аэросмеси от мельницы;

2-завихритель первой ступени;

3-завихритель второй ступени;

4-патрубок слабозапыленного воздуха;

5-кор об подвода к горелке основного потока аэросмеси;

6-корооб вторичного воздуха;

7-короб подвода к верхней горелке обедненной аэросмеси.

Б-котел ПК-10 (ЮУГРЭС)

1-шахта мельницы4

2-патрубок отвода обогащенной аэросмеси;

3-патрубок подвода воздуха к основному факелу;

4-короб вторичного воздуха;

5-патрубок подвода воздуха на дожигание.

экранные поверхности ограничивают число вводов, высотные размеры топки создают ограничения по протяженности зон трехступенчатого сжигания.

Разработанная нами схема организации ступенчатого сжигания предусматривает ввод в топку восстановительной и дожигательной сред в виде системы прямоточных и закрученных струй (патент РФ № 2037098).Повышенная дальнобойность прямоточной струи и интенсивная размываемость закрученной струи в сносящем потоке обеспечивают наибольшую равномерность заполнения сечения топки - прямоточные струи осуществляют заполнение центральной части потока, закрученные струи развиваются в периферийной области (рис. 19).

До настоящего времени не существовало методики расчета траектории закрученной струи в сносящем потоке. Для решения данной задачи были проведены экспериментальные исследования оптическим методом и на горячем крупномасштабном стенде (Б.П.Жилкин, С.С.Скачкова, ИАЗыскин, В.Л.Шульман). которые показали возможность использования для характеристики закрученных струй в сносящем потоке комплексов, применяемых для прямоточных турбулентных струй. Б.П.Жилкиным получены обобщенные уравнения, описывающие в виде гиперболической функции изменение концентрации субстанции струи по условной оси ее; форму условной оси струи; конфигурацию верхней и нижней границ струи.

Заключение

Сформулированные в работе принципы научной методологии экологического совершенствования энергопроизводства ориентированы прежде всего на практическую деятельность существующих ТЭС.

Показана эффективность сопряженного развития двух основных сфер природоохранной деятельности - нормативно-методической и технологической в условиях их динамичного взаимодействия. Представленные авторские методические исследования и разработки нормативных документов, регулирующих природоохранную деятельность в энергетике, наряду с созданными и представленными в данной работе новыми технологиями и оборудованием для экологически безопасного сжигания твердого топлива являются непосредственным выражением функционирования системы «методология-технология» ТЭС как единой системы с развитыми внутренними связями.

Эффективность изложенных подходов в экологизации технологии энергопроизводства подтверждает практический опыт автора по созданию на их основе, апробации, широкомасштабному внедрению и длительной эксплуатации новых экологически ориентированных технологических процессов . Разработанные и реализованные на практике методы снижения выхода оксидов азота значительно расширяют практические возможности рационализации процесса сжигании угля при эксплуатации существующего котельного оборудования.

Таким образом, создан комплекс теоретических положений методологического характера (закрепленных в разработанных отраслевых нормативно-методических документах), научно-обоснованных технологических решений ( апробированных и внедренных на ТЭС), которые в совокупности решают важную комплексную проблему экологизации действующих тепловых электрических станций.

Основные публикации по теме диссертации Нормативные документы

1. И 34-70-001-84. Инструкция по нормированию вредных выбросов в атмосферу для тепловых электростанций и котельных. М., 1984.

2. П 34-00-011-87. Положение об организации контроля воздухоохран-ной деятельности тепловых электростанций и котельных. М., 1987.

3. РД 34.02.306-97. Правила организации контроля выбросов в атмосферу на тепловых электростанциях и котельных. М.

4. РД 34.02.102-91. Временная отраслевая инструкция о порядке проведения оценки воздействия на окружающую среды (ОВОС) при разработке технико-экономических обоснований (расчётов) и проектов строительства, реконструкции, расширения и технического перевооружения тепловых электрических станций. // Методические материалы к проведению оценки воздействия на окружающую среды (ОВОС) тепловых электростанций. Екатеринбург, 1992, с.7-21.

5. РД 34.02.103-91. Методические рекомендации по проведению оценки воздействия на окружающую среды (ОВОС) тепловых электростанций. Екатеринбург, 1992. //Методические материалы к проведе-

нию оценки воздействия на окружающую среды (ОВОС) тепловых электростанций. С.23-91.

6. РД-153-34.0-02.107.98. Методика оценки ветровой эрозии и пыления и угольного штабеля ТЭС. Екатеринбург, 1998.

7. РД 153-340-02.106-98. Методика расчётной оценки ветровой эрозии и пыления золоотвала ТЭС. Екатеринбург, 1998.

8. РД-153-34.02.303-98. Отраслевая инструкция по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для тепловых электростанций и котельных.

9. Положение о регулировании выбросов в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий на тепловых электростанциях и в котельных. М.: 1998.

Монография

10. Шульман В.Л. Методические основы природоохранной деятельности ТЭС. Изд-во Уральского университета. Екатеринбург: 2000, с.477.

Статьи и материалы конференций

11. Котлер В.Р., Магадеев В.Ш., Шульман В.Л. и др. Исследование некоторых способов снижения выбросов окислов азота при сжигании экибастузского угля. //Электрические станции. 1982, № 8, с.8-10.

12. Шульман В.Л., Дурманов Е.Г. Исследование выбросов окислов азота при сжигании твёрдого топлива./Яеплоэнергетика,1982,№ 5, с.34-37.

13. Баскаков А.Л., Берг Б.В., Шульман В.Л. и др. Исследование образования и улавливания окислов азота в кипящем слое полукокса бурого угля. //Теплоэнергетика, 1982, № 9, с.40-43.

14. Гордеев C.B., Талова В.М., Шульман В.Л. и др. Исследование образования окислов азота при сжигании экибастузского угля на стенде. //Надёжность и экономичность котельного оборудования при сжигании экибастузского углей. Челябинск: УралВТИ, 1985, с.143-150.

15. Шульман В.Л., Князев A.B., Полуянова В.И. и др. Об оценке предельно допустимых выбросов ТЭС в атмосферу. //Энергетик, 1985, №2, с.15-16.

16. Шульман В.Л., Князев A.B., Копылова А.К. Вопросы нормирования вредных выбросов ТЭС в атмосферу. //Электрические станции, 1985, № 1, с.25-27.

17. Шульман В.Л., Маратканова Л.В., Котлер В.Р. Испытание пылеуголь-ных горелок с двумя каналами вторичного воздуха. //Электрические станции, 1986, № 9, с.22-25.

18. Шульман В.Л., Глазков В.К., Маратканова Л.В. Снижение выхода окислов азота при переводе котлов ТП-87 на сжигание высококонцентрированной аэросмеси. //Электрические станции, 1988, № 2, с.60-62.

19. Шульман В.Л. Некоторые актуальные вопросы воздухоохранной деятельности в энергетике. /Яеплоэнерегетика, 1988, № 8, с.3-5.

20. Шульман В.Л. Об оценке эффективности природоохранной деятельности тепловых электростанций. //Энергетик, 1986, №11, с.18-19.

21. Шульман В.Л., Маратканова Л.В. Регулирование выбросов окислов азота аэродинамическими методами. //Материалы IX симпозиума по горению и взрыву 1989 г. «Химическая физика процессов горения и

взрыва. Проблемы горения и взрыва». Черноголовка: 1989, с.49-51.

22. Шульман В.Л. О совершенствовании организации природоохранной деятельности в энергетики. //Энергетическое строительство, 1989, №11, с.5-6.

23. Шульман В.Л., Рященко И.Л. О возможности направленного формирования экологических характеристик паровых котлов. /Яеплоэнергетика, 1989, № 3, с.12-15.

24. Шульман В.Л., Куликов A.A. и др. Оптимизация режима работы котла ТГМП-204ХЛ блока 800 МВт Сургутской ГРЭС-2. //Электрические станции, 1988, № 3, с.25-28.

25. Шульман В.Л. Анализ опыта использования в отрасли технологических методов подавления выбросов окислов азота. Всесоюзное научно-техническое совещание «Основные концепции охраны окружающей среды в энергетике». Природоохранные мероприятия на электростанциях в районе озера Байкал». Иркутск, 1988.

26. Минаев Е., Шульман В.Л. Роль системы оценки воздействия на окружающую среду в развитии энергетики. //Электрические станции, 1996, № 5, с.2-8.

27. Шульман В.Л. Формирование автоматизированной системы контроля и регулирования вредных выбросов ТЭС в атмосферу. //Экологические проблемы в энергетике. ВНИПИЭнергопром. М., 1990, с.27-47.

28. Баскаков А.П., Волкова A.A., Шульман В.Л. и др. Исследование сжигания твёрдого топлива и улавливания окислов азота в низкотемпературном кипящем слое. Сб. «Проблемы тепло- и массообмена в продуктах горения, используемых в энергетике. Минск, 1990.

29. Шульман В.Л., Маратканова Л.В. Расчётные и инструментальные методы определения выбросов окислов азота с дымовыми газами. ТЭС. //Экологические проблемы в энергетике. ВНИПИЭнергопром. М.: 1990, с.48-58.

30. Волкова A.A., Шульман В.Л., Кривобок А.Т. и др. О контроле состава дымовых газов индикаторными трубками. //Теплоэнергетика, 1991, № 2, с.65.

31. Шульман В.Л., Глазков В.К. и др. Организация ступенчатого сжигания экибастузского угля с применением центробежного делителя пыли. //Электрические станции, 1992, № 5.

32. Мохначёва О.С., Дерябина И.Б., Шульман В.Л. и др. Об эколого-экономической эффективности природоохранных мероприятий. //Электрические станции, 1992, Na 5, с.48-51.

33. Шульман В.Л. Опыт проведения ОВОС в энергетике. Оценка воздействия на окружающую среду. Практический опыт. П конференция стран - членов СНГ. М., 1992.

34. Шульман В.Л. Методика оценки воздействия тепловых электростанций на окружающую среду. Третья конференция представителей стран - членов содружества независимых государств. Второй международной семинар «Оценка воздействия на окружающую среду: методология и практическое приложение». М„ 1993.

35. Шульман В.Л., Глазков В.К., Поспелов Т.Г. и др. Опыт трёхступенча-

того, сжигания на пылеугольном котле. //Электрические станции,

1994, №4,с.5-6.

36. Шульман В.Л., Страхов В.А., Шурпа Б.Л. и др. Разработка и внедрение системы подогрева угольной пыли. //Электрические станции,

1995, №2,с.5-10.

37. Шульман В.Л. Вопросы формирования санитарно-защитной зоны тепловых электростанций.//Эле!сгрические станции, 1997,№7,с.26-30.

38. Шульман В.Л., Неупокоев В.А. Методы оценки пыления угольного штабеля. //Энергетик, 1998, № 3, с.4-6.

39. ГневановаП.Е., Жилкин Б.П., Шульман В.Л. и др. Некоторые особенности процесса смешения закрученных газовых струй и их систем с поперечным потоком. //Теплоэнергетика, 1998, № 2, с.44-47.

40. Жилкин Б.П., Зыскин Б.И., Скачкова С.С., Шульман В.Л. О применении закрученных струй и их систем при организации топочного процесса. //Всероссийская научная конференция «Физико-химические проблемы сжигания углеводородных топпив». (Москва, 20-22 мая 1998 г.). М: ЦИАМ, 1998, с.42-32.

41. Шульман В.Л., Вишня Б.Л. и др. Расчётная оценка ветровой эрозии золошлакоотвала ТЭС. //Энергетик, 1999, № 5.

42. Шульман В.Л. Предварительная термическая подготовка топлива как реальный способ технологического и экологического совершенствования пылеугольных котлов. //Электрические станции, 2000, № 6, с.16-19

43. Шульман В.Л., Паршуков B.C., Жилкин Б.П. и др. Опыт организации трёхступенчатого сжигания на действующих энергетических котлах. //Применение технологии трёхступенчатого сжигания для подавления NOx на твердотопливных котлах в Европе и СНГ: Сб. докладов научно-практического семинара Европейской комиссии по энергетики и транспорту (Москва, 19-23 июля 2000 г.), М: ВТИ, 2000, с.127-128.

44. Шульман В.Л. Высокотемпературное сжигание угля - перспективное направление развития топочной техники. //Сб. докладов третьей научно-практической конференции «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и счистка котлов». Челябинск, 2001, с.27-29.

45. Шульман В.Л., Паршуков B.C. Нефтяной кокс-новое энергетическое топливо. /Яеплоэнергетика, 2001, N8 5.

46. Шульман В.Л. Оценки экологических качеств энергетического топлива. //Теплоэнергетика, 2001, № 1, с.57-61.

47. Шульман В.Л., Паршуков B.C., Глазков В.К. Трехступенчатое сжигание твердого топлива - практический опыт модернизации котлов.// Электрические станции, 2003,№5.С.12-15.

Авторские свидетельства, патенты

48. Авт.свид.№ 1257361.Способ сжигания пылеугольного топлива.1986.

49. Авт.свид.№1774131.Способ подготовки и сжигания твердого топли-ва.1992.

50. Патент РФ .№ 2037098. Способ ступенчатого сжигания. 1995.

51. Патент РФ №2034198 Пылеугольная горелка. 1995.

51. Патент РФ.№ 2038538. Система транспорта пыли. 1995.

52. Патент РФ № 2042880. Способ ступенчатого сжигания топливо-воздушной смеси .1995.

53. Патент РФ №2047046. Способ сжигания пылевидного твердого топ лива в топке.1995.

54. Патент РФ № 2047052. Система транспорта пыли.1995.

55. Патент РФ № 2059927. Пылеугольное горелочное устройство.1996.

56. Патент РФ № 2062946. Пылеугольная горелка.1996.

57. Патент РФ № 2062947. Пылеугольная горелка.1996.

58. Патент РФ №2071012. Пылеугольная горелка.1996.

59. Свид.0 полезной модели № 3316 .Пылеугольная горелка (Полезная модель).1996.

60. Патент РФ №2087799. Способ сжигания пылевидного топлива.1997.

61. Патент РФ №2088848. Способ и система сжигания пылевидного твёрдого топлив.1997.

62. Патент РФ №2128806. Способ оценки ветровой эрозии угольного штабеля.1997.

63. Патент РФ №2134377. Способ трёхступенчатого сжигания топливо-воздушной смеси в пылеугольных котлах.1999.

Подписано в печать 30.06.2003. Заказ 180. Тираж 120 экз. Ризография научно-исследовательской части УГТУ-УПИ

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

¡

I

I

! ! i

I î

t

! !

I

>

i (

№ 1 4 0 2 9

Введение.

1. Формирование и перспективы развития научной методологии природоохранной деятельности ТЭС.

1.1. Условия природоохранной деятельности ТЭС как фактор формирования методологии природоохранной деятельности.

1.2. Энергетика как большая система.

1.3. Системный подход как метод исследования и принятия решений в природоохранной деятельности ТЭС.

1.4. Структура системы «экологическое совершенствование ТЭС».

1.5. Основные принципы научной методологии охраны окружающей среды в энергетике.

1.6. Алгоритм действий в изучении и решении задачи экологизации ТЭС.

2. Разработка и внедрение методики оценки взаимодействия ТЭС с окружающий средой.

2.1. Методические принципы оценки свойств ТЭС как элемента ан тропогенно-природной системы «окружающая среда».

2.2. ТЭС как объект воздействия со стороны природных сред.

2.3 Разработка системы ОВОС тепловых электростанций как метода исследования связи ТЭС с окружающей средой. 2.4 Методы интегральной оценки воздействия на окружающую среду тепловых электростанций в рамках процедуры ОВОС.

3. Исследование, разработка и практическая реализация методов оценки экологических свойств ТЭС и условий их формирования.

3.1. Цель и методы исследования.

3.2. Экологические свойства ТЭС как результирующая взаимодействия в системе "технология-топливо-мощность-эксплуатация"

3.3. Способ оценки экологических свойств энергетического топлива

3.4. Исследование и методика расчета пыления угольного штабеля

3.5. Исследование механизма ветровой эрозии золошлакоотвала и vt разработка методики количественной оценки пылевых выбросов в атмосферу. 103,

3.6. Регулирование экологических свойств ТЭС в неблагоприятных метеорологических условиях.

3.7. Организация санитарно-защитной зоны (СЗЗ) ТЭС.

4. Формирование механизмов регулирования природоохранной деятельности ТЭС.

4.1. Анализ правовых основ охраны окружающей среды в производственной деятельности ТЭС.

4.2. Основные принципы экологического нормирования.

4.3. Разработка методики нормирования выбросов ТЭС в атмосферу 5. Экологический производственный контроль ТЭС (исследование, разработка принципов и структурных схем).

5.1. Основные принципы производственного экологического контроля.

5.2. Объем экологического контроля выбросов.

5.3. Методы контроля выбросов.

5.4. Рациональный объем приборного контроля выбросов.

5.5. Методика организации автоматизированных систем контроля выбросов АСКВ.

6. Методы и пути экологизации действующих ТЭС.

6.1. Методические принципы экологизации действующего оборудования ТЭС как результат обобщения практического опыта.

6.2. Анализ опыта экологизации энергопроизводства в зарубежной и отечественной энергетике.

6.3 Основные направления экологизации ТЭС.

6.4 Классификация и сфера применения технологических методов подавления оксидов азота.

6.5 Методические принципы подавления оксидов азота на действующем оборудовании.

6.6 Основные методические принципы реализации методов подавления оксидов азота.

6.7 Побочные негативные последствия реализации технологических методов подавления оксидов азота. Способы их оценки и предотвращения.

7. Разработка, исследование, апробация и внедрение методов экологического совершенствования топочных процессов в пылеугольных котлах.

7.1. Создание и анализ новых технологий сжигания энергетического топлива как составного блока системы "методология-технология".

7.2. Регулирование процесса образования оксидов азота аэродинамическими методами :.

7.3. Встроенная система предварительного подогрева угольной пыли

7.3.1 Состояние проблемы предварительного подогрева уголь ной пыли.

7.3.2 Оценка термообработанного угля как энергетического то плива.

7.3.3 Анализ возможных путей организации термической обработки топлива.

7.3.4 Технология предварительной термообработки угольной пыли во встроенных системах.

7.3.5 Организация рабочего процесса и конструкция устройства предварительной термохимической подготовки пыли ВСП

7.3.6 Апробация разработанной системы предварительного подогрева пыли в промышленных условиях.

7.3.7 Методика расчета ВСП.

7.4. Организация сжигания высококонцентрированной аэросмеси

7.5. Трехступенчатое сжигание твердого топлива - разработка технологии, конструктивные решения. Практический опыт внедрения наТЭС.

7.5.1 Принципы организации трехступенчатого сжигания.

7.5.2 Разработка технологии трехступенчатого сжигания уголь ной пыли.

7.5.3 Организация аэродинамической структуры восстановительной зоны и зоны дожигания. Методика расчета ее.

Актуальность проблемы

Обеспечение устойчивого развития общества - важнейшая задача современной цивилизации. Предотвратить стремительное истощение природных ресурсов, приостановить необратимые изменения экосистем, качества водной, воздушной, геологической сред, почвенного покрова, устранить опасное для здоровья нынешнего и будущих поколений загрязнение окружающей среды - эти вопросы становятся практической задачей энергетики. На XIV Конгрессе МИРЭК отмечалось, что в ближайшие 20-30 лет главным мотивом в развитии энергетики будут не технологические факторы, которые отступят на второй план. Главным станет оптимизация взаимодействия между энергетикой, экономикой и экологией, в которой особую роль будут играть социальные, экологические факторы. Обоснованность такого прогноза может подвергаться сомнению, что однако не снижает важности решения экологических проблем энергетики на нынешнем этапе развития отрасли.

Экологическая доктрина Российской Федерации[ 1 ], направленная на обеспечение устойчивого развития общества, выдвигает жесткие требования к энергетике - одному из наиболее значимых факторов антропогенного • воздействия на окружающую среду. Для энергетиков России, названной решением Всемирной конференции по устойчивому развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.)[ 2 ] одной из самых экологически неблагополучных стран на планете, важно осознать, что Россия оказалась в центре мирового экологического кризиса, и на ней лежит особая ответственность в осуществлении перехода человечества на новый виток развития с сохранением природных основ нашего мира. Это связано с особым местом России в современном мире не только как великой евразийской державы, охватывающей и связывающей два мира с существенно различной социосферой, различными ценностными представлениями - уникальные природные ресурсы, огромные массивы нетронутых природных лесных и водных экосистем России играют исключительную роль в стабилизации глобальных экологических процессов.

Являясь мощным источником локального, регионального и глобального негативного воздействия на окружающую среду, ТЭС наносят ущерб здоровью и условиям хозяйственной деятельности, осуществляя в тоже время важнейшие социальные функции по улучшению условий существования человека, качества среды обитания — обеспечивают комфортность бытовых условия, информационное обслуживание, функционирование жизнеобеспечивающих предприятий и служб, транспорта , развитие экономики и обеспечение рабочих мест, облегчают условия труда на производстве, уменьшают загрязнение воздушного бассейна крупных городов выбросами мелких отопительных и производственных котельных, автотранспорта. Общество объективно заинтересовано в полном и устойчивом энергоснабжении, однако оно не будет мириться со сложившимся уровнем негативного воздействия предприятий энергетики на окружающую среду.

В рамках решения этой задачи Экологическая программа электроэнергетики России, другие программные материалы [3, ^предусматривают основные направления природоохранной деятельности, включающие достижение нормативов ПДВ (предельно допустимых выбросов) на действующих ТЭС, совершенствование и пересмотр устаревших нормативно-методических отраслевых положений в области экологии энергетики, оптимизацию методов формирования топливного баланса ТЭС и подготовки топлива, создание на ТЭС измерительных систем для контроля соблюдения нормативов выбросов, внедрение технологических методов подавления оксидов азота, развитие систем сухого складирования золы. При этом приоритетным направлением экологической политики отрасли является совершенствование нормативно-правовой и методической базы природоохранной деятельности.

Решению этих задач посвящена настоящая работа, в которой область исследований включает:

- разработку научных основ расчета и оптимизации экологических показателей оборудования, объектов действующих ТЭС на основе экологических исследований;

- разработку, исследование и совершенствование действующих и освоение новых технологий использования топлива со снижением влияния ТЭС на окружающую среду.

Из всего спектра природоохранных проблем отрасли в данном исследовании выделена задача экологического совершенствования действующих ТЭС с использованием существующего оборудования. Такой подход исходит из стратегической задачи отрасли на ближайшее десятилетие - стабилизация энергоснабжения , в основном, за счет удержания в эксплуатации действующего оборудования. Основной объем энергии будет выработан в этот период располагаемыми в настоящее время мощностями. Широкомасштабная реновация энергооборудования направлена на продление ресурса, которое предполагает не только обеспечение надежности физически стареющего оборудования, но также адаптацию его к современным экологическим требованиям.

Следует также учитывать, что и в общем случае, не ограничиваясь нынешней ситуацией, сложившейся в отрасли, за время существования ТЭС потребуется пересмотр отдельных технологических решений ( в связи с изменением структуры топливного баланса, экологической ситуации, подвижностью нормативной базы охраны окружающей среды), чтобы оставаться на уровне современных экологических требований .

Таким образом, экологические проблемы отдельной ТЭС не могут быть решены одномоментно - на стадии проектирования нового энергопредприятия или реконструкции действующего объекта. Они складываются и решаются непрерывно в ходе эксплуатации ТЭС. Экологическая безопасность энергопредприятия осуществима в условиях непрерывной природоохранной деятельности , которая должна быть неотъемлемой частью производственной деятельности.

Природоохранная деятельность каждого энергопредприятия представляет собой определенную целостную структуру и определенный оптимальный алгоритм действий. По своей структуре это - сложная многокомпонентная система оценок, ограничений, принятия решений, действий, процедур (рисунок 1). Она охватывает по содержанию ряд существенно различных аспектов - экология социальная и природных сред,; экологически ориентированное совершенствование технологии энергопроизводства, организация экологически безопасной эксплуатации ТЭС. Выпадение или ослабление отдельных элементов, структур, находящихся в взаимосвязи, дезорганизует природоохранную деятельность и снижает ее эффективность. Эффективная организация и функционирование столь сложной системы возможны на основе методически выверенных подходов, учитывающих специфику энергопредприятий и многообразие экологических задач.

Важнейшим условием эффективности практической природоохранной деятельности является постижение многообразных и сложных взаимосвязей предприятий энергетики с окружающей средой. Понимание и объективная оценка экологически значимых свойств энергопредприятия и условий их формирования, правильная оценка структуры, качества, устойчивости антропогенно-природной среды к техногенному воздействию позволяют выделять приоритеты природоохранной деятельности, осуществлять оптимальное целенаправленное изменение экологических свойств ТЭС.

Охрана окружающей среды является сферой неограниченной инвестиционной емкости, практически не существует предела насыщения ее материальными и финансовыми ресурсами с достижением большего или меньшего экологического эффекта. Поэтому необходимо определять целесообразный уровень решения экологических проблем энергопредприятия как компромисс экологической приемлемости и материальных возможностей, как компромиссное ". решение в области охраны окружающей среды для достижения взаимоисключающих целей" [ 5 ].Это касается экологических нормативов, устанавливающих ограничения производственной дея

Экологическая цена энергии как фактор Koi iKjpci ггоспособпости на pi.ii (кс энергии

Общественное воздействие

Соблюдения экологических нормативов (ллмпнпстратп-спая и уголовная • ответственность)

Экономическая выгодность прпро-доохрашеи.ч работ с сокращением платы за выброси.сбросы

Нравственно-этические установки

Региональные эколоппсские программы

Орглшпт/ня гриродсхран-ных работ

Обеспечение технологической

ДИСЦИПЛИНЫ

ИНСТруКШШ.ИЧ знание и соблюдение)

Обеспечение ipe-бований эргоно-мнкп и комфорта в бытовой зоне

Экологическая подготовка персонала

Организация экологического контроля

Утилизация отходов

Регулирование выбросов в П.У1У

Д] [фференш грован-ное офашпение потреб>ггелеП

ЭКОЛОСЧ HCCKOi совершенствование технологии и оборудования

Выделе!С1Я прпо-pirreTon, формирование инвестиционных программ

Выбор технических решений, подготовка проектов

Реаипацпя проектов

Опенка эффективности и наличия побочных последствий

Участие в ком-лексиых программах региона

Природоохранная деятельность ТЭС

1)коло.:о-эко номическиЯ блок

Оплата npirpo-допользовання

Переуступка квот на выброс зафязнителен (продзжа квот)

Экологическое страхование

Оценка экологической составляющей себестоимости энергии

Сочиа.и.но-окологиче-emit блок

Информация общественно (пи н населения в зоне влняшмТЭС

Социальные компенсации для населения

Обустройство СЗЗн псрнод1пес-Kiiii koi про ль ее состояния

I 'абота с природными обьетами

Коггрол урегулирование температурив го режима водоема

Контроль фильтрационных потоков золоотвпла

Рскульпаза-ш\я земель

Компенсационные прнро-доохраишле мероприятия (лесопосадки, рыборазведение)

Ооеокчениг безопасности оборудования, объектов

Охрана экологически опасных обьектои от умышленного потлеПст-вия

Котрлть состояния гидротехнических сооружении ТЭС

Локализация последствий аварий

Поддержание работоспособи ости резервных систем

Тот ионы й блок

Контроль качества топлива

Оптималь -ное распределение различных видов то шита по котлам

Безопасное хранение топлива

Оценка и нор- J миросание экологических показателей

Разработка предложений по нормативам выбросов и сбросов ПЛП, ГЩС;обос нока-нис и согласование с Koirr-ролируюишми' органами

КОНТрОЛЬ' соблюдения нормативов

Ре;улярнын ет выбросов и сбросов

Рс1улярпая сгзтотчстность

Рис. 1 Мотивы и структура природоохранной деятельности тсльности ТЭС, оценки допустимого вклада ТЭС в загрязнение воздушного бассейна и водных объектов, разумного ограничения круга контролируемых токсичных веществ в дымовых газах, объема приборного экологического контроля.

Возможности и пути экологического совершенствования технологии энергопроизводства и оборудования действующих ТЭС существенно отличны от способов решения экологических проблем вновь создаваемых энергопредприятий. Здесь условия природоохранных работ диктуются в значительной мере ограниченностью производственных площадей, компоновочными ограничениями, инвестиционными возможностями, износом существующего оборудования и ограниченным сроком его дальнейшей эксплуатации, использованием непроектного топлива.

Таким образом, экологизация действующих ТЭС путем реновации оборудования представляет собой самостоятельную научно-техническую проблему, решение которой возможно на совершенной, динамично развивающейся нормативно-методической и технологической базе , на основе научной методологии, опирающейся на общие принципы методологии охраны окружающей среды и учитывающей специфику энергопроизводства, его жизнеобеспечивающие функции, потенциальные возможности экологического совершенствования ТЭС, а также локальные, региональные и глобальные экологические проблемы отрасли.

Методологически выверенные подходы в формировании нормативных, методических, организационных основ природоохранной деятельности ТЭС, экологизации технологии и оборудования энергопредприятий позволяют вытеснять эмпирические подходы, эгологический нигилизм и экологический экстремизм, некритическое восприятие зарубежного опыта, достигая максимальной эффективности усилий и инвестиций. Создание научной методологии экологического совершенствования ТЭС позволяет избегать нестабильности приоритетов, непоследовательности в экологической политике отрасли, подверженной (как показывает опыт) влиянию конъюнктурных, вненаучных факторов, несогласованности требования различных нормативно-методических документов.

Определение ряда общих принципов и разработка отдельных компонентов научной методологии экологизации ТЭС в предшествующий период не завершают формирование ее как инструмента и фактора ориентированного развития энергетики. Совершенствование и расширение нормативно-методической и технологической базы природоохранной деятельности, их развитие как целостной структуры было и остается актуальной задачей в качественно новых условиях функционирования и развития предприятий отрасли, ведения природоохранных работ на ТЭС, сложившихся к настоящему времени.

Цель настоящей работы - разработка, обоснование и практическая реализация методики комплексного решения нормативных, методических и технологических проблем как основополагающего принципа научной методологии экологического совершенствования действующих тепловых электрических станций.

Решение этой комплексной научно-технической проблемы предполагает системную разработку методов экологизации всех значимых звеньев организации и технологического процесса энергопроизводства в их взаимосвязи как целостной системы:

- экологическое нормирование;

- оценка экологических характеристик ТЭС и возможности их регулирования;

- экологически направленное формирование топливного баланса;

- экологически эффективные технологии подготовки и сжигания топлива;

- организация экологического производственного контроля.

Поставленная задача ограничиваются определенными рамками - объектом исследования является действующая ТЭС, работающая на твердом топливе, оборудование сохраняется в эксплуатации на среднесрочную перспективу; - непосредственной целью совершенствования технологии сжигания твердого топлива является подавление выбросов оксидов азота. Научная новизна

1.В развитие методологии охраны окружающей среды разработана система методологических принципов экологического совершенствования ТЭС, комплекс методик по оценке экологической значимости ТЭС, отдельных ее экологических характеристик, нормированию выбросов загрязнителей.

2. В расширение технологических возможностей экологизация энер-гоборудования создан комплекс новых технологий сжигания твердого топлива, направленных на снижение выбросов оксидов азота, разработаны рекомендации по организации производственного экологического контроля.

3. Показана значимость корректирующего взаимодействия в развитии нормативно-методической базы и технологии энергопроизводства как условия экологического совершенствования ТЭС. Единство нормативно-методологических и технологических разработок, представляемых на защиту как единую систему с активно функционирующими внутренними связями, объединяемых общими методологическими принципами, определяет целостность представляемой работы

Исследованные в рамках данной работы разнородные методические и технологические вопросы экологического совершенствования ТЭС составляют в своем единстве содержание и основу природоохранной деятельности энергопредприятия. При этом рассмотрение каждого составляющего ее отдельного фрагмента ие является самоцелью. Главная задача - обеспечить единство методов решения этих разнородных проблем как условие формирования научной методологии исследования единой комплексной системы - экологическое совершенствование действующей ТЭС.

Методология исследования. Основные подходы и способы решения поставленной задачи

Формирование научной методологии природоохранной деятельности и, в частности, экологизации ТЭС осуществляется как результат научного анализа проблемы и обобщения определенного практического опыта в энергетике и смежных отраслях, выявления общих закономерностей этой специфической сферы производственной деятельности. Двадцатилетний период работы автора в указанных сферах природоохранной деятельности в энергетике совпадает по времени со становлением природоохранного законодательства, нормативной базы охраны окружающей среды, соответствующих организационных структур, интенсивным развитием научно-технических разработок экологической направленности, с началом практической реализацией планов экологизации отрасли и отдельных ТЭС.

В рамках этой деятельности автор участвовал в разработке ряда основных отраслевых нормативных и методических документов, регулирующих природоохранную деятельность тепловых электрических станций, разработке новых подходов к формированию санитарно-защитной зоны ТЭС, оценке экологических характеристик энергетических топлив, создания на основе специальных лабораторных и натурных исследований методик расчетного и экспериментального определения некоторых экологических характеристик ТЭС.

На основе указанных нормативно-методических документов под руководством автора разработаны нормативы выбросов загрязнителей в атмосферу для большой группы электростанций (около 150 ТЭС), разделы проектов "Охрана окружающей среды", "Оценка воздействия на окружающую среду" строительства и реконструкции ряда паротурбинных и газотурбинных ТЭС. По заданию Минэнерго выполнен анализ природоохранной деятельности крупнейших энергообъединений отрасли - Свердловэперго, Леи-энерго, Челябэнерго. Полученный опыт практического использования методических и нормативных отраслевых и федеральных документов позволил обеспечивать их корректировку.

В результате расчетных и стендовых исследований, проектио-конструкторских разработок, испытаний в промышленных условиях автором созданы, внедрены экологически совершенные технологий использования топлива в энергопроизводстве. Полученный практический опыт позволил разработать методические рекомендации по экологическому совершенствованию ТЭС в условиях действующего производства, включая конкретные методики по отдельным способам совершенствования котельного оборудования ТЭС.

В ходе этих разноплановых работ последовательно формировались основные методические подходы к решению отдельных задач охраны окружающей среды в энергетике, общих универсальных методологических принципах всего комплекса природоохранной деятельности в отрасли и, в частности, на действующих ТЭС. Анализ и обобщение всего накопленного материала и личного практического опыта позволили сформулировать основные положения представленной работы.

Важнейшим инструментом в разработке рассматриваемой проблемы является системный анализ сложных систем, что характерно для исследований в сфере охраны окружающей среды [ 6 ]. Системный анализ и системные решения используются при разработке и исследований практически всех задач, рассматриваемых в рамках данной работы - нормативных, методических, технологических - и прежде всего в анализе взаимодействия этих компонентов природоохранной деятельности отрасли, определяющих способы оценки воздействия ТЭС на окружающую среду и условия экологического совершенствования энергопредприятия.

Практическая ценность

Разработанный автором ряд нормативно-методических материалов , составляет значительную часть блока отраслевых нормативных документов по охране окружающей среды, используемых в практической деятельности энергопредприятий:

-оценка и нормирование экологических характеристик ТЭС: нормирование выбросов в атмосферу с учетом требования природоохранного законодательства и специфики отрасли, расчетная оценка ветровой эрозии угольного штабеля и золошлакоотвала, регулирование выбросов в особо неблагоприятных метеоусловиях (НМУ), оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС ) на основе двух основных экологических параметров - экологические свойства ТЭС (непосредственное воздействие на окружающую среду) и экологическая значимость ТЭС (последствия контакта с окружающей средой, которые определяются соотношением свойств энергопредприятия со структурой и свойствами окружающей среды);

-оценка экологических свойств энергетического топлива на основе синтеза оценок исходных качеств топлива (экопотенциал топлива), соотношения с локальными экологическими условиями в зоне ТЭС (экосовместимость), пластичности топлива по отношению к технологическим методам снижения вредных выбросов ( экотехнологич-ность);

-формирование санитарно-защитной зоны ТЭС (как замыкающего этапа формирования экологических свойств ТЭС) по принципу ограничения ее максимального и минимального размера;

-организация экологического производственного контроля па ТЭС в двух основных его функциях - технологический и учетный контроль, включая организацию автоматизированной системы контроля выбросов.

Разработаны методические принципы экологизации действующих ТЭС (с учетом сложившихся экономических реалий и состояния оборудования, сохранения в эксплуатации на ближайшее десятилетие основной части генерирующего оборудования) на основе интеграции элементов новых, экологически совершенных технологий.

Разработаны, исследованы автором (лично или в составе группы специалистов под его руководством) и прошли апробацию, внедрены на ТЭС новые технологические методы подавления оксидов азота при сжигания угольной пыли, которые значительно расширяют практические возможности рационализации топочного процесса в энергетических котлах:

- термическая подготовка топлива при температуре до 850°С в устройствах, встроенных в основные пылеугольные горелки;

- оптимизация скоростного режима горелок путем выравнивания импульса потоков аэросмеси и вторичного воздуха;

- сжигание высококонцентрированной аэросмеси с использованием прямоточных и вихревых горелок в котлах с жидким шлакоудапением;

- трехступенчатое сжигание в условиях ограниченности размера топочной камеры и компоновочных ограничениях без использования вспомогательного топлива для получения восстановительной среды;

- организация эффективной аэродинамической структуры в топочной камере крупных котлоагрегатов в режиме трехступенчатого сжигания с вводов восстановительной среды и воздуха на дожигание в виде системы закрученных и прямоточных струй.

Указанные технологические разработки находятся на уровне наиболее значительных современных зарубежных технологических способов ограничения выбросов(а по ряду показателей не имеют аналогов в мировой практике).

Единство представляемых на защиту указанных методологических положений, методик, технологических решений, как единую систему с активно функционирующими внутренними связями, обеспечивает развитие двух основных сфер природоохранной деятельности - нормативно-методической и технологической в условиях динамичного взаимодействия, при котором движение в одной из них инициирует развитие (подчас опережающее) п другой сфере. Это создает возможность эффективного системного решения методологических и технологических проблем экологизации ТЭС.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на IX Всесоюзном Симпозиуме по горению и взрыву (1989г.), конференции по проблемам тепло- и массообмена в продуктах горения, используемых в энергетике (Минск, 1990), II конференции стран-членов СНГ(1992г), международном семинаре по трехступенчатому сжиганию твердого топлива (Москва,2000г), ряде конференций, организованных Минэнерго, РАО «ЕЭС России». Работы представлялись на ВДНХ, автор отмечен двумя медалями ВДНХ. За работы по снижению выбросов оксидов азота автор в составе группы специалистов удостоен премии Правительства РФ в области науки и техники за 1998г. Публикации

Основные положения диссертации изложены в монографии "Методические основы природоохранной деятельности ТЭС" [ 7 ]. По вопросам, рассматриваемым в диссертации, опубликовано 48 статей в отраслевых научно-технических изданиях ("Теплоэнергетика", "Электрические станции"), сборниках научных трудов и материалов конференций, семинаров Академии наук, ведущих отраслевых научно-исследовательских институтов. Автор является одним из разработчиков "Экологической программы электроэнергетики России".

На основании проведенных исследований создан комплекс теоретических, методологических, нормативно-методических, технологических разработок, прошедших апробацию, совокупность которых решает крупную научную проблему - формирование научной методологии экологического совершенствования действующих тепловых электрических станций и развитие технологической базы экологизации ТЭС в их взаимосвязи.

Заключение

Проблемы экологизации ТЭС решаются на различных уровнях- государственном, отраслевом , региональном и в рамках производственной деятельности ТЭС. Каждому уровню соответствуют специфические содержательные и методологические подходы.

Экологические проблемы ТЭС не могут быть решены однократно на стадии проектирования, сооружения энергопредприятия - они постоянно формируются в течение всего периода эксплуатации ТЭС .Реализация этих функций возможна на основе Принципов научной методологии природоохранной деятельности, разрабатываемых в настоящей работе.

Сформулированные в работе принципы научной методологии природоохранной деятельности ориентированы прежде всего на практическую деятельность персонала существующих энергопредприятий, для которого охрана окружающей среды является непрерывным процессом, составной частью производственной деятельности ТЭС, а также на организацию работ по охране окружающей среды в масштабах отрасли. Особенно важен такой подход для проведения масштабной работы по экологизации действующих ТЭС на основе совершенствования существующего оборудования, которая представляет собой самостоятельную научно-техническую проблему, решаемую исходя из общих методических принципов природоохранной деятельности в энергетике с учетом сложившихся технологических, экономических и экологических реалий.

Важнейшим принципом научной методологии природоохранной деятельности ТЭС является системный подход, который рассматривается и реализуется на уровне конкретно-научной методологии как определенный алгоритм действий и процедур, представленный в настоящем исследова-нииии. Эффективность природоохранной деятельности определяется качеством и взаимодействием двух основных ее составляющих - нормативно-методического и технологического блоков в условиях их динамичного взаимодействия, при котором движение в одной из них инициирует развитие (подчас опережающее) в другой сфере. В рамках авторских разработок обоих этих блоков осуществлялось в значительной мере персонифицированное их взаимодействие - исследование нормативно-методических проблем экологизации ТЭС с учетом технологических возможностей и ограничений с одной стороны и создание новых экологически ориентированных технологий использования топлива на ТЭС исходя из научно обоснованных методологических принципов и нормативных ограничений природоохранной деятельности в энергетике. Представленные авторские методические исследования и разработки нормативных документов, регулирующих природоохранную деятельность в энергетике, наряду с созданными и представвенным выражением функционирования системы "методология-технология" ТЭС как единой системы с развитыми внутренними связями способствуют повышению качества, обоснованности, полноты нормативно-методической базы природоохранных работ ТЭС и ускорению, рационализации процесса экологического совершенствования технологии, энергопроизводства.

Это положение является базовым принципом, организации природоохранных работ в энергетике, природоохранной деятельности каждой ТЭС. Наличие эффективно действующих обратных связей в рассматриваемой системе определит неизбежность взаимных корректировок структурных элементов нормативно-методической и технологической сферы.

Выполненные методические разработки позволяют в полной мере учитывать специфику условий функционирования и развития предприятий отрасли, их технологические возможности, реальные экологические проблемы ТЭС. Они образуют значительную часть отраслевых нормативных документов экологической направленности и действуют в этом качестве в течение 10-20 лет. Наряду с этой группой документов, устанавливающих обоснованные экологические ограничения производственной деятельности ТЭС, этот блок включает также методические материалы, показывающие эффективные пути и способы соблюдения этих ограничений.

Определены основные условия решения проблемы - учет экономических возможностей, объективная оценка экологической значимости и приоритетов в природоохранной деятельности отдельных ТЭС и отрасли в целом, критический анализ мирового опыта и условий его использования в отечественной практике. Сформулированные общие принципы экологического совершенствования существующих ТЭС, предусматривающие взвешенную постановку задачи экологизации предприятия с учетом экономических и экологических факторов-, приоритет методов решения природоохранных задач в рамках повышения экономичности технологии и оборудования, достижение комплексного экологического эффекта, недопущение снижения надежности оборудования, индивидуализация экологических оценок и методов экологизации ТЭС, первоочередное использование превентивных методов подавления загрязнителей, учёт негативных экологических и социальных последствий эксплуатации и совершенствования ТЭС, организация эффективного экологического контроля, возможности использования компенсационных мероприятий, информационное обеспечение. Эти методологические принципы экологического совершенствования ТЭС соответствуют сложившейся в отрасли ситуации , когда реальные возможности радикального обновления основного генерирующего оборудования и необходимый темп экологизации ТЭС не совпадают.

Эффективность изложенных подходов подтверждает практический опыт создания нами (единолично и в составе группы специалистов) на их основе новых экологически ориентированных технологических процессов и оборудования, апробации, широкомасштабного внедрения их и длительной эксплуатации.

Рассматриваемые в данной работе исследованные и апробированные принципиально новые технологические решения, в том числе, не имеющие аналогов в мировой практике - аэродинамические методы регулирования образования NOx в пылеугольном факеле, организация аэродинамических процессов трехступенчатого сжигания, предварительная термообработка топлива, сжигание высококонцентрированной аэросмеси - представляются в виде единого технологического комплекса. Их методологическая общность выражается в следовании основным принципам методологии природоохранной деятельности ТЭС, экологизации действующего оборудования, изложенным выше, а также во взаимодополняемости. Разработанные методы снижения выхода NOx ориентированы на решение наиболее сложных проблем природоохранной деятельности в отрасли - экологического совершенствования оборудования угольных ТЭС в условиях непрерывного производства, на эксплуатируемом оборудовании, при использовании наиболее сложного в экологическом отношении топлива. Они значительно расширяют практические возможности рационализации топочного процесса при сжигании угля.

На основании выполненных работ создан комплекс теоретических положений методологического характера, научно-обоснованных технологических решений, которые в совокупности решают важную комплексную проблему совершенствование путей и методов экологизации тепловых электрических станций.

1. Экологическая доктрина Российской Федерации.

2. Программа действий. Повестка дия иа XXI век. //ООН Конференция ООН по окружающей среде и развитию. 1992 (Рио-де-Жансйро)-Ныо-Йорк. 1993.

3. Экологическая Программа развития электроэнергетики до 2005 года. 1966.

4. Ю.М.Кучеров, Г.Н.Пузии. Экологическая политика РАО «ЕЭС России».//Энергня. 2003.№1.С.9-15.

5. П.Бартоп, Д.Радд. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнения. М.: Мир. 1980 С.606.

6. Чуканов В.Н. Экологические проблемы системный подход. //Урал-наука, Экология. Екатеринбург: УрРАН, 1999. С. 16-39.

7. Шульмап B.JI. Методические основы природоохранной деятельности ТЭС. Екатеринбург.: Уральский Университет. 2000. С.477.

8. Стырикович М.А. Взаимодействие топливно-энергетического комплекса с окружающей средой.// Вестник AH СССР.1975. №2.

9. Стырикович М.А. Энергетика мира и окружающая среда, по материалам МИРЕК-1Х. //Теплоэнергетика. 1975. № 4.

10. Стырикович М.А., Шпильрайн Э.Э. Энергетика: проблема и перспектива. М.: Энергия. 1981. С.192.

11. Демирчян К.С.,Демирчян К.К.Данилевпч Я.Б. и др. Глобальное потепление, энергетика и геополитика. // Изв.РАН. Энергетика. 2002. №3. С. 18-46.

12. Клименко В.В.Почему не следует ограничивать эмиссию углекислого га-за.//Теплоэнергетика. 1997. №2. С.2-6.13, Скалкин Ф.Б., Канаев А.А., Копп И.З. Энергетика и окружающая среда. Эиср-гоиздат, JI. 1981. С.280.

13. Берланд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы.Гидромстеоиздат. Гидрометсоиздат.Л.1985.С.272.

14. Стырикович М.А.,Внуков Л.К. Качество воздуха в городах: исследование и нормирование. // Вестник АН СССР. 1984. №1.

15. И.Я.Сигал.Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. Jl. 1988.С.312

16. Л.Л.Рихтер, Э.П.Волков,В.Н.Покровский.Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС.М.1981.С.296.

17. Мелеитьев Л.А. Системные исследования в эиергетике.М.:Наука,1983.

18. Доллежаль Н.А., Мелеитьев Л.А. Основы системных исследований в ядерной эиерге-тике.//Вестник АН СССР,197б.№11.

19. Пентл Р. Методы системного анализа окружающей среды. Мир. М. 1979.С.213.

20. Рапопорт А. Математические аспекты обследованного анализа метана. //Исследование по общей теории систем. М.: 1969.

21. Л.К.Науменко О методологии системного подхода //Исследования по общей теории систем. Наука. М.: 1980.

22. Никапоров С.П. Системный анализ и системный подход. //Системные исследования. Ежегодник, 1976. Наука. М.: 1972. С.55-56.

23. В.Н.Садовский. Основания общей теории систем. М.: Наука. 1974.

24. Л.Берталанфи. Общая теория систем критический обзор. //Исследования по общей теории систем прогресс. М.: 1969. С.23-84.

25. Стырикович М.А.,Кропп Л.И.,Хорьков А.В.Исследование энергетических углей и экологические стаидарты.//Тсплоэнергетика.1997.№ 2.С.7-12.

26. Ведрученко В.Р., Крайнов В.В., Кокшаров М.В. О системном подходе в исследовании проблемы загрязнения окружающей среды вредными выбросами энергетических установок железнодорожного транспорта. //Промышленная энергетика. 2001. № 5. С.55-59.

27. Т.В.Звонкова,Л.К.Казаков.ТЭС с точки зрения географа.//Эиергия.1988.№12.С.31-35.

28. Гапеев В.В. Экологически чиста тепловая электростанция одно из направлений государственной научно-технической программы.//Теплоэнергетика. 1989.№8. С.31-36.

29. Внуков А.К., Розанова Ф.А. Влияние ТЭЦ на загрязнение города с развитой нефтехимией. //Теплоэнергетика. 1983. №9. С.64-67.

30. Гусейнов А.Н., Карабатов П.А., Лысова Г.В. Эколого-геохимический мониторинг па территории вокруг теплоэлектроцентралей г.Тюмени.//Теплоэнергетика. 1997.С.31-36.

31. Гусейнов Л.Н., Карабатов П.А., Лысова Г.В. Эколого-геохимический мониторинг на территории вокруг теплоэлектроцентралей г.Тюмени.// Теплоэнергети-ка.1997.С.31-36.32. "Финансовые Известия". 1994.№52(11) (по материалам "Financial times").

32. Соловьев В.Е., Ильичев В.Д. и другие. Млекопитающие и птицы, повреждающие технику и сооружения. М.: 1990.

33. Сидоров П. "Российские вести". 1993. №125.

34. Елохов В.Н.,Ермаков,А.Н.,Ларин И. К. и др. О некоторых экологических проблемах энергетики.// Изв. РАН. Энергетика. 2002. №3. С.58-73.

35. Кароль И.С.,Перов С.П.Озои в атмосфере 3емли.//3емля и вселенная. 1998. №2.

36. Дякип С.В. Экология энергетики: общественное мнение и экологическое образование. // Вестник экологического образования в России. 1998. № 2(8) спсц.выпуск.

37. Вторжение в природную среду. Оценка воздействия (основные положения и методы). Прогресс. М. 1983.С.191.

38. ООН: Европейская экономическая комиссия. Политика и система оценки воздействия на окружающую среды. Нью-Йорк. 1969.

39. Положение об оценке воздействия на окружающую среду в Российской Федерации. Приложение к приказу Минприроды России от 18 июня 1994г. № 222.

40. Практическое пособие к СП 11-101-95 по разработке раздела "Оценка воздействия на окружающую среду при обосновании инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений". М. 1998.

41. Рекомендации по экологическому сопровождению инвестиционно-строитсльпых проектов. М. 1998.

42. РД 34.02.103-91. Методические рекомендации по проведению оценки воздействия па окружающую среду (ОВОС) тепловых электростанций.// Екатеринбург. 1992.

43. Минаев Е.А., Шульман В.Л. Роль системы оценки воздействия на окружающую среду в развитии энергетики. // Электрические станции. 1990. № 5. С.2-8.

44. Охрана окружающей среды (модели управления) под ред. Гофмана. Л., 1989.

45. Крылов Л.И. ТЭС и среда обитания. Цифры и факты. //Энергия. 1996. № 10.

46. Шульман B.J1., Дурманов Е.Г. Исследование выбросов окислов азота при сжигании твердого топлива. //Теплоэнергетика. 1982. № 9. С.34-37.

47. РД 34.02.305-98.Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС.

48. Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмолеферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20Гкал в час.М.1999.

49. РД 153-34.02.303-98. Отраслевая Инструкция но нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для тепловых электростанций и котельных. СПО ОРГРЭС. М.: 1998.

50. Жабо В.В. Охрана окружающей среды па ТЭС и АЭС. С.: Энергия. 1992. С.240.

51. Будилов О.И., Заворип А.С. Опыт улучшения экологических характеристик тепловой электростанции. Томск. 1994.

52. Дьяков А.Ф., Берсенев А.П., Гаврилов Е.Н. Макроэкологические аспекты развития энергетики России. //Теплоэнергетика. 1996. № 2. С.29-33.

53. Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ (пыли) в атмосферу при складировании и перегрузке сыпучих материалов па предприятиях речного транспорта. Департамент речного транспорта Министерства транспорта РФ. М.: 1993.

54. Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. НПО "Союзстромэкология". Новороссийск.: 1989.

55. Шульман B.J1., Неупокоев В.А.Методы оценки пыления угольного штабеля. //Энергетик. 1998. № 3. С.4-6.

56. РД 153-34.0-02.107-98. Методика ветровой эрозии и пыления угольного штабеля ТЭС. Екатеринбург.: 1998.

57. Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ предприятиями по добыче и переработке угля. ВНИИОСуголь. Пермь. 1990.

58. Г.Н.Абрамович. Прикладная газовая динамика. М.: Наука. 1976. С.888.

59. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. Наука. М.: 1969.С.742.

60. Бютнер Э.К. Динамика приповерхностного слоя воздуха. Гидрометиздат. Л.: 1978. С.158.

61. Баренблатт Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке. //Прикладная математика и механика. 1955. т.19. С.61-88.

62. Баренблатт Г.И., Голицын Г.С. Локальная структура развития пыльных бурь. М.: МГУ. 1973. С.44.

63. Шульман В.Л., Вишня Б.Л.,Полуянова В.И. и др. Расчетная оценка ветровой эрозии золошлакоотвала ТЭС.//Эисргетик, 1999, № 5.С.5-7.

64. Будсройд Р. Течение газа со взвешенными частицами.Мир.М.:1975

65. РД 153-34.02.106-98. Методика расчетной оценки ветровой эрозии и пыления золоотвала ТЭС. Екатеринбург. 1998.

66. Нурмеев Б.К. Выбор способа сокращения выбросов в атмосферу промышленным источником при неблагоприятных метеоусловиях. //Теплоэнергетика. 1998. № 9. С. 1517.

67. Руководство по проектированию сапитарно-защитных зон промышленных предприятий. М. 1984.

68. СанПиН 2.2.1./2.1.1.1031-01. Саиитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

69. Шульман В.Л. Вопросы формирования санитарно-защитпой зоны тепловых электро-стаиций.//Электрические станции. 1997.№ 7.С.26-30.

70. Казанник А.И. Право, материальные стимулы и экологическая культура. Энергия. 1989, №11.

71. Гордина Е.В. Об учете процессов обезвреживания производственных отходов в региональном и межотраслевом балансе.// Экономика и математические методы. 1975. т.Х1,вып.5. С.900-905.

72. А.С.Некрасов, И.П.Борисова, Ю.С.Крепинина и др. Оптимизация развития топливно-энергетического комплекса.М.: Эпергоиздат,1981. С.240.

73. Энергетический кризис в капиталистическом мире.М.: Мысль, 1975.

74. РД 153-34.0-02.306-98. Правила организации контроля выбросов в атмосферу на тепловых электростанциях и котельных. М., 1998.

75. Положение о регулировании выбросов в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий на тепловых электростанциях и в котельных. М., 1998.

76. Внуков А.К., Варварский B.C. и др. Эколого-экономическос обоснование развития и функционирования объектов теплоэнергетики в городах. // Теплоэнергетика. 1987, № 6.С.42-46.

77. Иванова А.А., Мячина Т.Н., Аничкова С.Н. Результаты работ ВТИ по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с дымовыми газами ТЭС. // Энсргс-тик.№. 2000.

78. Шульмаи B.JI. Проблемы организации приборного экологического контроля на ТЭС. Материалы отраслевого Семинара "Проблемы приборного обеспечения природоохранной деятельности в электроэнсргетике".Екатеринбург,7-8февраля 1995 г.С.б-12.

79. Шульман B.JL, Маратканова JI.B. Расчетные и инструментальные методы определения выбросов окислов азота с дымовыми газами.// Экологические проблемы энергетики. ВНИПИЭнергопром М.: 1990.С.48-58.

80. Шульмаи B.JI. Формирование автоматизированной системы контроля и регулирования вредных выбросов ТЭС в атмосферу. / Экологические проблемы энергетики. ВНИПИЭнергопром М.: 1990.С.27-47.

81. Волков Э.П. Контроль загазованности атмосферы выбросами ТЭС. М., 1986.

82. Кривобок А. И., Волкова А.А., Шульман B.JI. и др. О контроле состава дымовых газов индикаторными трубками. //Теплоэнергетика, 1991, № 2.С.65.

83. Щелков Ю.В., Шкедов В.М. и др. Система контроля выбросов с дымовыми газами па Казанской ТЭЦ-1. //Энергетик, 1998, №3.C.36-37.91. 0НД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С-Пб, 1992.

84. Шапар А.К., Бейлинсон М.Е. Количественная оценка экологического и социального воздействия тепловых электростанций на окружающую среду и человека. // Энергетическое строительство. 1992, № 1.С.30-32.

85. Сжигание нескольких видов топлива на одной ТЭС.//Теплоэнергетика за рубежом. Экспресс-информация.Вып. 11.1982.

86. Вихрев Ю.В., Рзаев А.И. Угольные ТЭС будущсго.//Энергетика за рубежом.2000. С. 18-22.

87. Рыжиков А.В. Зарубежные разработки в области технологической и экологической модернизации ТЭС.//Элсктрические станции. 1994. №4.

88. Котлер В.Р. Перспективные разработки использования угля в энергетике США.// Энергетика за рубежом.2002.№ С.47-53.

89. Н.В.Павлов, И.И.Марьямчик, В.В.Пилячпы. Котельные агрегаты с жидким шла-коудаленисм. //Энергомашиностроение. 1965. № 7. С. 1-5.

90. Хардгроу Дж., Солбес Л., Листвинский Т. и др. Предтопок для сжигания углей с пониженными выбросами вредных веществ в атмосферу. //Электрические станции. 1993. №9. С.66-69.

91. Канельсон JI.M. Перспективы улучшения экологических показателей котлов с жидким шлакоудаленисм. //Теплоэнергетика. 1998. № 2. С.20-24.

92. Сигал И.Я.Исследование предельных возможностей методов снижения образования МОх.//Термокаталитическая очистка и снижение выбросов в атмосфсру.Кисв. 1989.

93. Росляков П.В., Бейцзин Чжун, Тимофеева С.А. Минимально достижимый выход оксидов азота в топках котлов.// Теплоэнергетика. 1992.№8.С. 47-49.

94. Ремезов А.Н. Проблемы технического перевооруженния и продления ресурса оборудования электростанций.// Электрические станции.2000. №9. С.

95. Постановление Совета Министров СССР о переходе с 1990 года па комплектную поставку Миптяжмашем и Минхиммашем котлов с пылегазоочнетным оборудованием. 198 8.

96. С.Л.Терехов. Новые методы производства газа в странах Западной Европе. М.: Гостоптехиздат,1957. С. 108.

97. Кропп Л.И., Мамрукова Л.А. Актуальные проблемы нормирования и сокращения выбросов ТЭС.//Теплоэнергетика.1989.№3. С.3-5.

98. Guggenberger von i. Kremmer G. Lindemuller W. In Beitrag zur Ermittlung der Emission von polycyclischen aromatischen Koltnwasserstoffen aus Grossteutrungsanlfgen.// Staub-Reinhalt Luft 1981 .т.41. №9.C.339-344.

99. Князев А.В., Кузьминых А.И., Щульман В.Л. и др. Выход канцерогенных веществ при сжигании экибастузского угля в энергетических котлах. // НТРС ЦИНТИхиммаш "Промышленная и санитарная очистка газов".М.: 1984.

100. Будилов О.И.,Коренев Н.В.Рожков М.А. и др. Снижение выбросов вредных веществ при сжигании ирша-бородинского угля в виде пыли высокой концентрации в котле БКЗ-320-140ПТ.// Изв.ВУЗов. Энергетика.1991.№1.С.59-63.

101. Ллехнович Л.Н., Богомолов В.В. Влияние схем сжигания и режимов на шлакование. Трехступенчатое сжигание. //Электрические станции. 2002. № 4. С.82-85.

102. Щетинков Е.С. Физика горения газов. Физматгиз. М.: 1965.

103. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй.

104. Ершим Ш.А., Войчак В.Н. Аэродинамика турбулентного диффузионного факела, развивающегося в смутных коаксиальных струях. //Теория и практика сжигания газа. IV. JI.1968.

105. Смит Дж.У. Тепловая энергетика США. //Электрические станции. 1994. № 4. С.52.

106. Шульман В.Л.,Маратканова Л.В. Регулирование выбросов окислов азота аэродинамическими методами. //Химическая физика процессов горения и взрыва. Проблемы горения и взрыва (IX симпозиума по горению и взрыву). Суздаль. 1989.Черноголовка.С.49-51.

107. В.И.Елчина. К вопросу о термического разложения твердых топлив. //Горения твердого топлива. Новосибирск. 1969. С.257-261.

108. В.С.Крым. Химия твердого топлива. Харьков.ОНТИ НКТП., 1933. С.286.

109. Бабий В.И., Алсвсрдов П.И., Барабаш В.М. Влияние предварительного подогрева угольной пыли на выход "топливных" окислов азота. 1983. № 9. С.10-13.

110. Бронштейн А.П. и др. Термохимические превращения азота органической массы кузнецких углей группы Г6. //Химия твердого топлива. 1975. № 2. С.48-54.

111. В.И.Бабий, Э.Р.Иманкулов, П.И.Алаверзов. Снижение образования окислов азота в пылеугольном факеле путем предварительного подогрева угольной пыли. //Сб.научных трудов ВТИ "Подготовка и сжигание топлива в топках мощных паровых котлов ТЭС". М. 1984.

112. И.П.Иванова, В.И.Бабий. Изучение механизма выгорания частиц назаровского угля.// Горение твердого топлива. Новосибирск: Наука, Сиб.отд. С.63

113. Чухаиов З.Ф. Вестник АН СССР.1976.№9. С. 109.

114. И.В.Молчанова, Л.И.Соловьева. Возможность безвредного сжигания продуктов энерготехнологической переработки бурых углей.//Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. ВИНИТИ.№4-5(76-80).М.:1988.

115. Линдквист Б.А. Авторское свидетельство № 169058. Устройство для термической подготовки топлива перед сжиганием.

116. Линдквист Б.Л. Огневая подготовка топлива с низкой реакционной способностью газовым теплоносителем.//Теплоэнергетика. 1971. № 1.С.31.

117. StrauP Karl. Thelcn Franz.Vcrfahrcn und Vorrichtung zur Verminderung der NO* -Bildung bei der Vcrbrennung von staubformigen Brcnstoffcn.// Deutsche Patcntcnschrift 3 537 388. Veroffentlichungstag 28.Januar 1988.

118. Telken D., Kuster. Опыт эксплуатации каменноугольных электростанций с небольшими выбросами Nox. Betribserfarungen mit Nox-armcr Verbrennung in Steinkoh-lcnkraftvverken //TU-1990-31 .№3.С. 17-22(Р/ж Котлосторение. 1990.№10, 10.42.18.

119. Бабий В.И., Алавердов П.И., Барбараш В.М. и др. Влияние предварительного подогрева угольной пыли на выход топливных окислов азота.//Тсплоэнергстика. 1983.№9.С.10-13

120. М.Х.Ибрагимов, А.А.Дранченко, Е.М.Марченко и др. Анализ способов стабилизации пылеугольного факела. //Энергетика и электрификация. 1990. № 4. С.8-10.

121. Основы практической теории горения. Под ред. В.В.Померанцева. Эпергоатомиз-дат. JI.: 1986. С.312.

122. З.Ф.Чуханов. Основы теория термической переработки топлив.// Изв. АН СССР. ОТН. 1954. №8.

123. Виленский Т.В. Расчет динамики образования оксидов азота при сжигании пылевидного топлива. //Известия ВУЗов. Энергетика. 1986. № 12. С.66-70.

124. В.Н.Кондратьев. Константы скорости газофазных реакций.Справочник. Наука. М.: 1971.С.351.

125. Шульман В.Л., Страхов В.А.,Шурпа Б.Л. Разработка и внедрение системы предварительного подогрева угольной пыли. //Электрические станции. 1995. № 2.С.5-10.

126. Шульман В.Л. Предварительная термическая подготовка топлива как реальный способ технологического и экологического совершенствования пылеугольных котлов. //Электрические станции, 2000, № 6.С.16-18.

127. И.П.Иванова, В.И.Бабий.Изучение механизма выгорания частиц назаровского угля.//Горение твердого топлива. Наука. Новосибирск.: 1969. С.140-149.

128. С.В.Бухмаи. Исследование горения угольной пыли.// Горение твердого тонли-ва.Наука.Новоснбирск.: 1969.С. 127-131.

129. Кациельсон Б.Д. Высокотемпературное горение топлив. ЦКТИ.1957.

130. И.Л.Яворский, Е.Я.Сергеева. Изучение особенностей поведения летучих веществ при горении натурального топлива. .// Горение твердого топлива.Наука. Новосибирск.: 1969.С,226-232.

131. С.В.Бухман. Горение угольной пыли.// Прикладная теплофизика. Вып.1.Изд-во АН Каз.ССР.Алма-Ата.:1964.

132. Кесова JI.A., Крыжановский В.Н. Повышение эффективности сжигания низкореакционного пылевидного топлива.// Изв.ВУЗов, Энергетика. 1989. №6. С.84-86.

133. Муравкин Б.Н., Зуев О.Г., Бровкин Б.А. и др. Перевод котла ТПП-210А, сжигающего тощий кузнецкий уголь, на подачу пыли высокими концентрациями. // Теплоэнергетика. 1990. № 2. С.25-29.

134. Л.У.Роджерс, Т.А.Моррис. Снижение выбросов оксидов азота топочными методами. // Бабкок-Вилкокс ВТИ. Семинар "Сжигание топлив с минимальным воздействием на окружающую среду". М.:1993.

135. ТумаповскиП А.Г., Бабий В.И., Енякин Ю.П. и др. Совершенствование технологии сжигания топлив.//Тсплоэнергетика.1996.№7.С.30-39.

136. Тумановский А.Г., Усман Ю.М. Развитие технологии трехступенчатого сжигания. //Электрические станции. 1996. № 4. С.63-71.

137. Мохиачева О.С., Дерябина И.А., Шульман В.Л. и др. Об эколого-экономической эффективности природоохранных мероприятий. //Электрические станции. 1992. № 5. С.48-51.

138. Аверин Л.В. Кондрашков Ю.А., Томилин В.П. Влияние поперечного сносящего потока на характеристики турбулентной струи. //ИЖФ. 1990. Т.59. № 2. С.188-191.

139. Гневанова Л.Е. Жилкин Б.П.,Шульман В.Л. и др. Некоторые особенности процесса смешения закрученных газовых струй и их систем с поперечным потоком. //Теплоэнергетики. 1998. № 12. С.44-47.

140. Публикации по теме диссертации

141. И 34-70-011 -84. Инструкция по нормированию вредных выбросов в атмосферу для тепловых электростанций и котельных. /Шульман В.Л., Князев А.В., Поволоцкнй Ю.Б., Мамрукова Л.A. М/.1984.

142. П 34-00-011-87. Положение об организации контроля воздухоохранной деятельности тепловых электростанций и котельных. /Шульман B.JI., Поволоцкий Ю.Б. М.:1987.

143. РД 34.02.306-97. Правила организации контроля выбросов в атмосферу па тепловых электростанциях и котельных. М.: 1998.

144. РД-153-34.0-02.107.98. Методика оценки ветровой эрозии и пыления угольного штабеля ТЭС. /Шульман B.JI., Полуянова В.И., Неупокоев В.Л. Екатеринбург: 1998.

145. РД 153-340-02.106-98. Методика расчетной оценки ветровой эрозии и пыления золоотвала ТЭС./Шульмап B.JI., Полуянова В.И., Вишня Б.Л. Екатеринбург: 1998.

146. РД-153-34.02.303-98. Отраслевая инструкций по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для тепловых электростанций и котельных.

147. Положение о регулировании выбросов в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий на тепловых электростанциях и в котельных. М.: 1998.

148. Шульман В.Л. Методические основы природоохранной деятельности ТЭС. Изд-во Уральского университета. Екатеринбург.: 2000.С.477.

149. Баскаков AJL, Берг Б.В., Шульман B.JI.и др. Исследование, образование и улавливание окислов азота в кипящем слое полукокса бурого угля. //Теплоэнергетика. 1982. № 9. С.40-43.

150. Гордеев С.В., Талова В.М., Шульман В.Л. и др. Исследование образования окислов азота при сжигании экибастузкого угля на стенде. //Надежность и экономичность котельного оборудования при сжигании экибастузских углей. Челябинск.: УралВТИ. 1985. С.143-150.

151. Шульман В.Л., Князев А.В., Полуянова В.И. и др. Об оценке предельно допустимых выбросов ТЭС в атмосферу. //Энергетик. 1985. № 2. С. 15-16.

152. Шульман В Л, Князев А.В., Копылова А.К. Вопросы нормирования вредных выбросов ТЭС в атмосферу. //Электрические станции. 1985. № 1. С.25-27.

153. Шульман B.JI., Маратканова J1.B., Котлер В.Р. Испытание пылеугольных горелок с двумя каналами вторичного воздуха, //Электрические станции. 1986. № 9. С.22-25.

154. Шульман В.Л., Глазков В.К., Маратканова J1.B. Снижение выхода окислов азота при переводе котлов ТП-87 на сжигание высококонцентрировапной аэросмеси. //Электрические станции. 1988. № 2. С.60-62.

155. Шульман B.J1. Некоторые актуальные вопросы воздухоохранной деятельности в энергетике. //Теплоэнергетике. 1988. № 8. С.3-5.

156. Шульман B.J1. Об оценке эффективности природоохранной деятельности тепловых электростанций. //Энергетик. 1986. № II. С.18-19.

157. Шульман В.Л. О совершенствовании организаций природоохранной деятельности в энергетике.//Энергетическое строительство. 1989. №11 С.5-6.

158. Шульман В.Л., Рященко И.Л. О возможности направленного формирования экологи-"ческих характеристик паровых котлов. //Теплоэнергетика. 1989. №3 С.12-15.

159. Шульман В.Л., Куликов А.А. и др. Оптимизация режима работы котла ТГМП-204ХЛ блока 800 МВт Сургутской ГРЭС-2. //Электрические станции. 1988. № 3. С.25-28.

160. Минаев Е., Шульман В.Л. Роль системы оценки воздействия на окружающую среду в развитии энергетики. //Электрические станции. 1996. № 5. С.2-8.

161. Шульман В.Л. Формирование автоматизированной системы контроля и регулирование вредных выбросов ТЭС в атмосферу, // Экологические проблемы в энергетике. ВНИПИЭнергопром. М. 1990. С.27-47.

162. Баскаков А.П., Волкова А.А., Шульман В.Л. и др. Исследование сжигания твердого топлива и улавливания окислов азота в низкотемпературном кипящем слое. // Проблемы тепло- и массообмена в продуктах горения, используемых в энергетике. Минск: 1990.

163. Шульман B.JI., Маратканова JI.B. Расчетные и инструментальные методы определения выбросов окислов азота с дымовыми газами. ТЭС. // Экологические проблемы в энергетике. ВНИПИЭнергопром. М.: 1990. С.48-58

164. Волкова А.А., Шульман В.Л., Кривобок А.И. и др. О контроле состава дымовых газов индикаторными трубками.//Теплоэнергетика. 1991. №2. С.65.

165. Шульман В.Л., Глазков В.К. и др. Организация ступенчатого сжигания экибастузско-го угля с применением центробежного делителя пыли. //Электрические станции. 1992. №5.

166. Мохначева О.С., Дерябина И.Б., Шульман В.Л., и др. Об эколого-экономической эффективности природоохранных мероприятий. //Электрические станции. 1992. № 5. С.48-51.

167. Шульман В.Л. Опыт проведения ОВОС в энергетике. Оценка воздействия на окружающую среду. Практический опыт. II конференция стран членов СНГ. М.:1992.

168. Шульман B.JI., Глазков В.К., Поспелов Т.Г. и др. Опыт трехступенчатого, сжигания на пылеугольном котле. //Электрические станции. 1994. № 4. С.5-6.

169. Шульман В.Л., Страхов В.А., Шурпа Б.Л. и др. Разработка и внедрение системы подогрева угольной пыли. //Электрические станции. 1995. № 2. С.5-10.

170. Шульман В.Л. Вопросы формирования санитарно-защитиой зоны тепловых электростанций. //Электрические станции. 1997. № 7. С.26-30.

171. Шульман В.Л., Неупокоев В.А. Методы оценки пылепия угольного штабеля. //Энергетик. 1998. № 3. С.4-6.

172. Гневанова Л.Е., Жилкин Б.П., Шульман B.JI. и др. Некоторые особенности процесса смешения закрученных газовых струй и их систем с поперечным потоком. //Теплоэнергетика. 1998. № 2. С.44-47.

173. Шульман B.JI., Вишня Б.Л., Полуянова В.И. и др. Расчетная оценка ветровой эрозии золошлакоотвала ТЭС. //Энергетик. 1999. № 5. С.5-7.

174. Шульман В.Л. Предварительная термическая подготовка топлива как реальный способ технологического и экологического совершенствования пылеугольных котлов. //Электрические станции. 2000. № 6. С. 16-19.

175. Шульман В.Л. Высокотемпературное сжигание угля перспективное направление развития топочной техники. //Сб. докладов третьей иаучио-практичсской конференции "Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов". Челябинск. 2001, С.27-29.

176. Шульман В.Л., Паршуков B.C. Нефтяной кокс новое энергетическое топливо. //Теплоэнергетика. 2001. №5. С,

177. Шульман В.Л. Оценки экологических качеств энергетического топлива. //Теплоэнергетика, 2001. № 1. С.57-61.

178. Шульман В.Л.,Паршуков B.C. Трехступенчатое сжигание твердого топлива практический опыт модернизации котлов.// Электрические станции,2003.№5. С.

179. V.S.Parshukov. V.K.Glazkov. V.L.Shulman. B.P.Zhilkin.Three-stage Combustion in pul-verised-fuel Power-Plant Boilers.//Combustion and Athmosfpherie Pollution.M. Torus Press. 2003.P.370-372