Влияние выбора параметра труб на величины приземных концентраций

Одним из первых опорных вопросов, которые возникли в самом начале сооружения дымовых труб, был вопрос: строить ли отдельные трубы для каждого агрегата или следует предусмотреть их централизацию. Централизация дымовых труб приводит к увеличению мощности дымового факела. Силы ветра для быстрого прижатия такого факела к земле, что имеет место при нецентрализованных тубах, не хватает. В результате величины максимальных концентраций уменьшаются. Если установить централизованную трубу высотой 100 м вместо 7 близкорасположенных труб и выбрасывать через нее все газы, то валовый выброс вредных веществ сохранится тем же, однако максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ уменьшится в 2,5 раза. На больших расстояниях от труб, равых 50-100 Н, их централизация практически не влияет на уменьшение величины приземных концентраций. На таких расстояниях абсолютные величины концентраций уже не велики. Централизация труб также существенно снижает их стоимость.

На рисунке 7.5 показано влияние на величины приземных концентраций таких факторов, как температура дымовых газов, скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса и высота трубы.

Рисунок 7.5 – Зависимость приземной концентрации вредного вещества от высоты трубы, скорости выброса газов и температуры газов (условные обозначения: сплошная линия – при 30 °С, пунктирная – при 300 °С)

Увеличение температуры дымовых газов для снижения приземных концентраций из-за необходимости экономии тепла нецелесообразно, но когда оно все-таки имеет место, то на уменьшение приземных концентраций сказывается весьма существенно.Так, при высоте труб 50 м и увеличении температуры газов с 30 до 300 °С максимальная приземная концентрация уменьшается в 1,7-2,3 раза. Наибольший эффект наблюдается при малой скорости выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, когда отсутствует кинетическая составляющая эффективной высоты трубы.

При высоких трубах влияние повышения температуры газов на уменьшение приземных концентраций еще больше, чем при низких (3,5-4,6 раза), хотя абсолютная величина снижения концентрации значительно меньше.

Примеры влияния ряда факторов на улучшение рассеивания представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 – Примеры влияния ряда фактов на изменение величин приземных концентраций

Водопотребление и водоотведение в энергетике

Мировые запасы воды

Жизнь на Земле зародилась в воде. Она стала первичной средой для эволюции органического мира и входит в состав всех живых существ. По химическому составу (содержанию Cl, Na, O₂, K, Ca) морская вода, где размещалась начальная земная жизнь, очень близка к человеческой крови. Организм взрослого человека на 65 % состоит из воды, животных – на 55-59 %. При недостатке воды 12 % от веса тела (6-9 л) наступает гибель человека. Животные погибают при потере воды в количестве 20-25 %. Основными составляющими воды являются кислород (88,8 %) и водород (11,2 %). Вода имеет в своем составе изотопные разновидности: дейтериевую воду (Д₂О), тритиевую воду (Т₂О). О содержании растворимых веществ в воде, как правило, судят по ее солености. Имеется три класса воды: пресная, соленая, рассол.

Пресная вода – содержание растворимых веществ в ней не должно быть выше 0,5-2,5 промилле, т.е. 0,1 %.

Морская вода – среднее содержание солей – 27 %. Соленость Мертвого моря составляет 260-270 %.

В круговорот воды входят три потока: осадки, испарение, влагоперенос. Океаны содержат 97,41 % воды, суша – 2,59 %. Большая часть воды суши малодоступна (ледники, снега, грунтовые воды) – всего 0,014 % влагозапаса планеты доступно людям и другим живым организмам.

Таким образом, из 1 360 млн. км³мировых запасов воды только около 9 000 км³ могут быть использованы человеком. Этого запаса достаточно для 2 млрд. человек.

Вода широко применяется для промышленных и бытовых нужд, ее расход в России составляет около 4 млрд. т/год. Средняя норма потребления воды – 200 л/сутки. В Москве потребляется 400 л/сутки, Лондоне – 170, Париже – 160, Брюсселе – 85; в США семья из 4-х человек потребляет 1 300 л/сутки воды.

Охрана водных ресурсов от загрязнения и истощения является актуальной задачей современности. По действующему законодательству предприятие любой отрасли обязано осуществлять организованный сбор ливневых сточных вод с территории промплощадки с последующей очисткой до гигиенических нормативов перед сбросом в поверхностные водоемы; для осуществления сброса необходимо получить решение на пользование водным объектом и строго следовать разрешенным объемам сброса и требованиям к гигиеническому качеству вод (разработанным нормативам допустимого сброса); кроме того, предприятие обязано организовывать сбор поверхностного водопритока с соседних ненарушенных территорий с отводом на рельеф во избежание загрязнения условно чистых вод при прохождении по территории промплощадки предприятия. Строгое соблюдение техники безопасности и допустимая эксплуатация техники позволяет уберечь поверхностные и подземные водотоки от загрязнения в результате проливов технологических масел, топлив и прочих технических жидкостей. Любой поверхностный водоем имеет прибрежную и водоохранную зоны, размер которых нормируется статьей 15 Водного кодекса РФ (от 5 до 200 м); в пределах водоохранных зон устанавливается особый режим технологической деятельности и соблюдаются разработанные водоохранные мероприятия, кроме того, такую деятельность в обязательном порядке необходимо согласовывать с природоохранными органами. И конечно самым эффективным водоохранным мероприятием является организация оборотного водоснабжения, которое позволяет минимизировать забор чистой воды на технологические нужды и избежать необходимости сбрасывать воды в поверхностные водоемы.

Водопотребление в энергетике

Энергетика является крупным потребителем воды. В России на предприятиях применяют следующие схемы водоснабжения: прямоточные, оборотные, схемы с последовательно оборотным использованием воды и смешанные. Выбор схемы в общем случае зависит от наличия природных водных ресурсов в районе металлургического предприятия. Наибольшую опасность для загрязнения природных водоемов представляют прямоточные схемы, а наименьшую – оборотные. Влюбом случае спуск сточных вод в природные водоемы строго регламентирован. Системы оборотного водоснабжения на базе очищенных сточных вод помимо санитарного эффекта обладаютбольшими технико-экономическими преимуществами перед прямоточными. По этой причине в настоящее время для большинства металлургических предприятий (в особенности новых и реконструируемых) рекомендованы оборотные схемы водоснабжения.

Следует отметить, что при эксплуатации систем оборотного водоснабжения в воде могут постепенно накапливаться различные компоненты (в том числе токсичные), концентрация которых может превышать ПДК в 5-20 раз, а иногда и в 500-1000 раз. Это может крайне отрицательно влиять не только на ход соответствующего технологического процесса, но и на условия труда работающих на металлургическом предприятии.

Одной из основных задач при работе агрегатов является сокращение водопотребления и количества сточных вод, сбрасываемых в водоемы. Этому в частности способствуют такие мероприятия, как испарительное охлаждение, сухие методы очистки отходящих газов в сочетании с пневмотранспортом пыли, использование электроприводов вместо паротурбинных, замена водяного охлаждения на воздушное.