Выбор природоохранных технологий для предприятий энергоснабжения



3.4 Расчет рисков и построение зон рисков

Для расчета рисков используют систему показателей, включающую: индивидуальный и потенциальный риск, коллективный риск, социальный риск, технический (материальный) риск и экологический риск.

Перечисленные показатели используются при комплексной оценке риска аварий и должны соответствовать нормативным требованиям.

Индивидуальный и потенциальный риск характеризует риск человека как объекта уязвимости при определенных опасностях и угрозах [26].

Математическую формализацию индивидуального риска выражают отношением количества пострадавших (или погибших) людей к общему числу рискующих (3.1):

, (3.1)

где, n - количество пострадавших (или погибших) за единицу времени Дt от определенного фактора риска f;

Nf - количество людей, подверженных фактору риска f за единицу времени Дt..

Прогноз индивидуального риска рассчитывают по формуле (3.2), установив взаимосвязь Ru с вероятностным параметром случайной величины (т.е. опасного события - аварии, катастрофы, стихийных бедствий):

, (3.2)

где M [N_A] - математическое ожидание количества опасных событий N_A из оцениваемой группы N, для которой делается прогноз (оценка).

Чаще всего рассчитывают значение индивидуального риска как частоту поражения отдельного человека при воздействии всей совокупности факторов техногенной опасности. Тогда индивидуальный риск является функцией, которая определяется по поверхности, прилегающей к опасному объекту (3.3):

(3.3)

где Rи (x, y) - индивидуальный риск в точке с координатами х, у, 1/год;

i = 1…n - число сценариев развития или возникновения аварии;

j = 1…m - число видов факторов поражения при реализации i-го сценария аварии;

лi - частота реализации i-го аварии, 1/год;

P(x,y) - вероятность присутствия человека;

Pi,j (x, y) - вероятность реализации j-го вида воздействия (фактора поражения) с координатами х, у для i-го сценария;

PjP - условная вероятность поражения человека.

Потенциальный риск представляет собой потенциал максимальной возможной опасности в определенной точке и определяется зависимостью (3.4):

, (3.4)

Множество точек потенциальной опасности, образуя замкнутую кривую, ограничивают территорию или зону равного риска. Если окружающая среда пространственно однородна по всем направлениям от источника опасности (атмосферные воздействия, рельеф местности), не имеет препятствий (здания, сооружения, зеленые насаждения), тогда замкнутая кривая будет иметь вид окружности, а области потенциального риска образуют концентрические окружности. Потенциальный риск распределен неравномерно. При расчете распределения риска на территории опасного объекта индивидуальный риск определяют как потенциальный территориальный риск и вероятность нахождения человека в области возможного источника опасных факторов. На рисунке 3.1 представлено построение зоны распределения индивидуального риска техногенного характера для территории опасного объекта.

Изолинии - замкнутые кривые равного риска определяют годовой риск смерти личности при ее постоянном нахождении в опасной зоне. Метод картирования зон потенциального индивидуального риска используют отдельно для персонала предприятий и для населения, проживающего вблизи данного объекта [26].

Рисунок 3.1 - Построение зоны индивидуального риска: 1 - территория предприятия (ОПО); 2 - территория жилой застройки; 3 - изолинии равного риска; 4-7 - зоны разной степени риска [26]



Таким образом, показатель потенциального риска определяет основу и величину распределения опасности в пространстве в виде вероятностных зон поражения.

Индивидуальный риск учитывает вероятность последствий опасности для одного человека (летальный и нелетальный исходы).

Для группы людей последствия определяют количеством пострадавших, находящихся в вероятностной зоне поражения, тогда величина характеризуется вероятностной величиной распределения персонала (населения) на рассматриваемой территории для произвольного момента времени [26].

В таком случае показатель «коллективный риск» является математическим ожиданием случайной величины людских потерь n и рассчитывается в виде (3.5):

(3.5)

где i = 1…k - количество сценариев возникновения или развития аварии с возможными людскими потерями;

pi - вероятность реализации i-го сценария аварии; ni - величина людских потерь при реализации i-го сценария аварии.

Коллективный риск выражают посредством индивидуального риска (3.6):

(3.6)

где S - область интегрирования - площадь территории, км²;

N(x,y) - плотность населения или персонала на территории опасного объекта, чел./км².

Расчет показателя коллективного риска в общем виде выражен (3.7):

(3.7)

где N - число людей, подверженных опасности, чел.

Социальный риск. Объектом воздействия социального риска является группа людей, или сообщество людей, или общество в целом. Первым признаком социального риска является масштабность, вторым - вид и степень тяжести негативных последствий. Социальный риск принимает во внимание экономические, социальные потери при нарушении процесса жизнедеятельности человека, или вследствие изменений в его окружающей среде.

Расчет показателей социального риска можно производить, учитывая динамику смертности, рассчитанную на 1000 человек из соответствующей группы:

(3.8)

где Rc - социальный риск;

С₁, С₂ - число умерших в единицу времени в начале и конце периода наблюдений;

L_Г - общая численность исследуемой группы [26].

Расчет прогнозированного социального риска в результате события-аварии на объекте, можно выполнять по формуле (3.9):

(3.9)

где Rc(N) - социальный риск поражения N и больше человек, 1/год;

i = 1…n; j = 1…m; лi; Pi,j(x, y);

PN - см. пояснения к формуле 3.3.

Расчет социального риска вследствие негативного воздействия на определенной территории может быть описан функциональной зависимостью прогнозируемой частоты ситуации от величины потерь (числа пострадавших) (Рисунок 3.2), где численное значение социального риска относится к единичному событию вероятностного характера (авария, катастрофа, ЧС).

Рисунок 3.2 - Кривая социального риска (F/N-диаграмма): F - частота аварий с количеством смертей N, 1/год; N - количество погибших, чел.

Таким образом, социальный риск представляет собой зависимость между частотой реализации конкретных факторов опасностей и размерами последствий для здоровья людей.

Социальный ущерб - это потери, связанные со здоровьем, жизнью, духовными ценностями личности, социальных групп и общества в целом.

Социально-экономический ущерб определяют как стоимостное выражение социального ущерба [26].

Категории критичности социального риска применительно к опасностям территорий, имеют следующие определения:

Зона неприемлемого (недопустимого) риска - территория, на которой не допускается присутствие людей, кроме лиц, обеспечивающих проведение социальных, технических, организационных мероприятий, направленных на снижение риска.

Зона повышенного риска - территория, на которой допускается временное нахождение ограниченного количества людей для выполнения служебных обязанностей.

Зона условно приемлемого риска - это территория, на которой допускается строительство новых социальных, промышленных, жилых объектов при выполнении комплекса мероприятий по снижению риска.

Зона приемлемого риска - это территория, на которой разрешено всякое строительство и размещение населения [26].

3.5 Рекомендации по оптимизации

Мероприятия по уменьшению выбросов в атмосферу. Для предотвращения выбросов вредных веществ свыше пределов допустимых значений необходимо проведение природоохранных мероприятий.

В целях выполнения требований законодательства в сфере охраны атмосферного воздуха, включая соблюдение нормативов предельно допустимых выбросов и сбросов при эксплуатации объектов предприятия, предусматривают систему контроля источников загрязнения атмосферы.

Контролю должны подлежать выбросы нормируемых вредных загрязняющих веществ.

К нормируемым загрязняющим веществам ТЭЦ-27 Северная, которые выбрасываются с дымовыми газами, относятся: диоксид азота, оксид азота, оксиды серы (в перерасчете на диоксид серы), оксид углерода.

Прочие загрязняющие вещества, выбрасываемые низкими источниками и системами вентиляции электростанции, из-за незначительности загрязнения контролю не подлежат.

Контроль за выбросами загрязняющих вредных веществ производится сотрудниками лаборатории ТЭЦ-27 или организацией, имеющей соответствующее аттестационное свидетельство.

В рамках природоохранных мероприятий следует проводить озеленение промышленной площадки и близлежащих территорий, рекультивацию деградированных земель.

Регулирование выбросов в период неблагоприятных метеорологических условий. В определенные периоды года метеорологические условия способствуют концентрации вредных загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.

Чтобы в такие периоды не допускать высокого уровня накопления загрязнителей, требуется заблаговременно проводить прогнозирование таких условий и обеспечивать своевременное сокращение выбросов вредных загрязняющих веществ в атмосферу.

Прогнозирование периодов неблагоприятных метеорологических условий осуществляют специализированные органы, такие как «Центр гидрометеорологического мониторинга».

Регулирование выбросов ТЭЦ следует производить с учетом прогноза неблагоприятных метеорологических условий на основе предупреждений о возможном возрастании концентрации примесей в воздухе в целях его предотвращения. энергоснабжение загрязнение экологический

План мероприятий по сокращению выбросов вредных загрязняющих веществ в атмосферу в период неблагоприятных метеорологических условий разрабатывают в соответствии с РД 5 2.0452-85. В такие периоды требуется обеспечение снижения концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы по трем режимам:

- по І режиму - на 15-20%,

- по ІІ режиму - на 20-40%,

- по ІІІ режиму - на 40-60%.

При І режиме работы без снижения производительности предприятия достигается снижение выбросов за счет проведения следующих организационно-технических мероприятий:

- усиление контроля за соблюдением технического регламента производства;

- усиление контроля за работой приборов и систем управления технологическим процессом с целью исключения возникновения аварийных и залповых выбросов;

- усиление контроля за герметичностью технологического оборудования;

- обеспечение контроля степени очистки газов в пылегазоочистных установках, контроля выбросов вредных загрязняющих веществ в атмосферу на источниках и на границе санитарной защитной зоны;

- использование высококачественного сырья, которое гарантирует снижение выбросов вредных загрязняющих веществ и др.

При ІІ режиме работы предприятия, помимо организационно-технических мероприятий проводятся следующие мероприятия, которые влияют на технологические процессы и сопровождаются незначительным снижением производительности предприятия:

- снижение нагрузки на котлах на 25%;

- снижение производительности оборудования на 25%;

- прекращение ремонтных работ и планово-предупредительных ремонтов;

- прекращение планово-испытательных работ оборудования;

- усиление контроля за испарением или утечкой топлива;

- запрещение сжигание отходов производства без использования специальных установок, оснащенных пылегазоулавливающим оборудованием.

Мероприятия ІІІ режима работы предприятия включают все мероприятия, разработанные для І и ІІ режимов, а также мероприятия, которые влияют на технологические процессы, способствующие снижению выбросов вредных загрязняющих веществ путем временного сокращения производительности предприятия, а именно:

- снижение нагрузки на котлы на 45%;

- остановка технологического оборудования при выходе из строя газоочистных устройств.

Таким образом, перечисленные мероприятия в периоды неблагоприятных метеорологических условий способствуют значительному снижению вредного воздействия предприятия на атмосферный воздух.

ВЫВОДЫ

В дипломной работе исследованы природоохранные технологии для предприятий теплоэнергоснабжения, которые представляют собой комплекс оборудования и устройств, преобразующих химическую энергию топлива в электрическую и тепловую энергию. Проведен анализ литературных данных о воздействии теплоэнергетики на окружающую среду - на атмосферу и водные объекты; изучены образование выбросов и отходов производства ТЭС. Проанализированы методические подходы к оценке воздействия теплоэлектростанций на окружающую природную среду. Определена эколого-экономическая оценка воздействия ТЭС на загрязнения атмосферы.

Приведены расчеты экономического и экологического ущерба от воздействия ТЭС на окружающую среду и методы оценки экологических рисков, связанных с деятельностью ТЭС. Исследована Мытищинская ТЭЦ-27 «Северная», которая считается самой экологически чистой в России и даже в Европе. Приведена ее энергетическая характеристика, описаны местоположение, технологии, объемы генерации, преимущества перед другими станциями. Приведены расчет суммарного количества загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу с дымовыми газами; расчет зоны активного загрязнения ТЭЦ; расчет рисков и построение зон рисков; оценка эколого-экономического ущерба окружающей природной от загрязнения выбросами станций.

Предложены: рекомендации по оптимизации предотвращения выбросов вредных веществ свыше пределов допустимых значений; природоохранные мероприятия по уменьшению выбросов в атмосферу, способствующие в периоды неблагоприятных метеорологических условий значительному снижению вредного воздействия теплоэнергетических предприятия на атмосферный воздух.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Брюхань, А.Ф. Инженерно-экологические изыскания для строительства тепловых электростанций / А.Ф.Брюхань, Ф.Ф.Брюхань, А.Д.Потапов. - М.: АСВ, 2010. - 192 с.

2. Брюхань, А.Ф. Техногенные воздействия ТЭС на компоненты природной среды и их пространственные масштабы / А.Ф.Брюхань. - URL.: http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/geology-311/geochemistry-and-geophysics-311/7879-impact-caused-tes-on-components-of-environment-and-spatial

3. Ваганов, П.А. Экологические риски: Учеб. Пособие / П.А.Ваганов, Ман-Сунг Им. - Изд-е 2-е. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2001. - 152 с.

4. Вершкова, Л.В. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба / Л. В. Вершкова, В. Л. Грошева, В. В. Гаврилова. - М., 1999. - С. 57.

5. Взаимодействие предприятия и окружающей среды. - URL.: http://evgeniy240.narod.ru/zagr/ee.htm

6. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба: утв. Государственным комитетом Российской Федерации по охране окружающей среды 9 марта 1999 г. - URL.: http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/7/7130/1999 г.

7. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. - URL.: http://meganorm.ru/Index2/1/4293854/4293854046.htm

8. Глушкова, В.Г. Экономика природопользования: Учебное пособие / В.Г.Глушкова, С.В.Макар. - Москва.: ГарДарики. - 2005. - С. 96 - 98.

9. Демин, В. Ф. О линейной зависимости доза-эффект для радиационного и химического риска / В. Ф. Демин // Гигиена и санитария. - 2003. - № 6. - С. 37-39.

10. Захарова, Т.В. Проведение оценки риска для здоровья населения от загрязнения подземных и поверхностных вод в районах размещения отвалов промышленных отходов / Т.В.Захарова, В.В. Меньшиков. // В кн.: Проблема оценки риска загрязнения поверхностных и подземных вод в структуре ТЭК. - М.: ВНИИГАЗ, 2001. - С.157-180.

11. Игнатов, В.Г. Экономика и экология природопользования. / В.Г. Игнатов, А.В. Кокин, - Ростов н/Д: «Феникс», 2004. - 461 с.

12. Как влияет энергетика на окружающую среду? - URL.: http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000046/st015.shtml

13. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере: Справочное пособие / Под ред. Э.Ю. Безуглой и М.Е. Берлянда. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 328 с.

14. Коваленко Г.Д., Пивень А.В. Экологический риск для здоровья населения при воздействии выбросов ТЭС и АЭС Украины / Г.Д.Коваленко, А.В.Пивень. - Ядерная и радиационная безопасность, 2010. (4): 50-56.

15. Коваленко, Г.Д. Комплексный подход к оценке экологического риска для здоровья населения при воздействии выбросов топливно-энергетического комплекса Украины/ Г.Д. Коваленко, А.В. Хабарова // Вестник НТУ «ХПИ». Сер.: Технологии органических и неорганических веществ и экология. - 2012. - № 1. - С. 71-79.

16. Компоненты зол и шлаков ТЭС / Л. Я. Кизильштейн [и др.]. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 176 с.

17. Крайнов, С.Р. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначениям / С.Р.Крайнов, В.М.Швец. - М.: Недра, 1987. - 235 с.

18. Лоскутова, E. О. Оценка эколого-экономического ущерба от загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий / E.О.Лоскутова // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. - 2008. - №76-1 - С.227-230.

19. Методика определения предотвращенного экологического ущерба: утв. Государственным комитетом Российской Федерации по охране окружающей среды 30 ноября 1999 г. - URL.: http://docs.cntd.ru/document/1200035561

20. Методические рекомендации по анализу и управлению риском воздействия на здоровье населения вредных факторов окружающей среды / Быков А.А. [и др.]. - 1999. - Москва.

21. Москаленко, А.П. Экономика природопользования и охрана окружающей среды: Учебное пособие для ВУЗов / А.П.Москаленко. - Издательский цент «МарТ». Москва - Ростов-на-Дону. 2003. - С. 97 - 101.

22. Музалевский, А. А., Экология: Учеб. Пособие / Музалевский А.А. , Карлин Л.Н., - СПБ.: Высш. шк., - 2008.- 326 с.

23. Мытищинская ТЭЦ-27. - URL.: http://www.ensor.ru/info/objects/mytishinskaya-tec-27.html

24. О нормировании и сравнении риска от разных источников вреда здоровью человека / В. Ф. Демин [и др.]. - М.: Междунар. центр по эколог. Безопасности Минатома России, 2001.

25. ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий». - Л.: Госкомгидромет, 1987 - 68 с.

26. Основные расчетные показатели риска. - URL.:http://moodle.kubstu.ru/kubstu/ntsitr/konsp/%CB%E5%EA%F6%E8%FF%2011%20(3%D0).pdf

27. Поставка 2007-2008 гг. Блоки №3 и №4 ТЭЦ-27 «Мосэнерго». - URL.: https://www.ksb.com/blob/242508/5b56c2477e723baa8ca31d1f2dfd1a7e/referense-tec27-data.pdf

28. РД 153-34.3-02.205-00 Методические указания по нормированию сбросов загрязняющих веществ со сточными водами предприятий электрических сетей. - URL.: http://www.gosthelp.ru/text/RD1533430220500Metodiches.html

29. РД 34.02.305-98 Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС. - URL.: http://www.gosthelp.ru/text/RD340230598Metodikaoprede.html

30. Рыжкин, В.Я. Тепловые электрические станции. Учебник для вузов по специальности «Тепловые электрические станции» / В.Я. Рыжкин. - М., «Энергия», 1976.

31. Рябчиков, А.К. Экономика природопользования: учебное пособие. / А.К. Рябчиков. - М.: «Элит-2000», 2003. - 192 с.

32. Рябчиков, A.M. Самоочищение атмосферы от техногенных воздействий / A.M. Рябчиков // Вестник Московского университета. - Сер. «География». - 1971. - № 3. - С. 9-13.

33. Скалкин, В.В. Энергетика и окружающая среда / В. В. Скалкин, А. А. Канаев. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 260 с.

34. СНиП 23.01-99 «Строительная климатология». - М.: Госстрой России, 2003. - 109 с.

35. Сохраним Планету. - URL.: http://www.saveplanet.su/articles_114.html

36. Сравнительная канцерогенная эффективность ионизирующего излучения и химических соединений. Публикация 96 НКРЗ США. - М., 1992.

37. Стерман, Л. С. Тепловые и атомные электрические станции: учебник для вузов/ Л. С. Стерман. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 416 с.

38. Суздалева, А.Л. Изменение гидрологической структуры водоемов при их превращении в водоемы-охладители атомной (тепловой) электростанции / А.Л.Суздалева, В.Н. Безносов // Инженерная экология. - 2000. - № 2. - С. 47-55.

39. Тепловые и атомные электрические станции: Учебник для вузов / Л.С. Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин - М.: Энергоатомиздат, 1995;

40. Теплоэлектроцентрали ОАО «Мосэнерго». ТЭЦ-27 «Северная». - URL.: http://www.mosenergoinform.ru/veer_tec/13tec.htm

41. Трухний, А. Д. Основы современной энергетики: учебник для вузов. В 2 т. Т. 1. Современная теплоэнергетика / А. Д. Трухний, А. А. Макаров, В. В. Клименко. Под общей редакцией чл. - корр. РАН Е.В Аметистова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 376 с.

42. Швыряев, А.А. Оценка риска воздействия загрязнения атмосферы в исследуемом регионе / А.А.Швыряев, В.В.Меньшиков. - М.: Изд-во МГУ, 2004. - 124 с.

43. Энергоэффективность. - URL.: http://ecokotel.ru/mp/oenfo363orc.apsx

44. Coal Ash Impoundment. Four Corners Power Plant. Project 091330. Final Report. - Centennial (CO), GEI Consultants Inc.: 2009. - 125 pp.

45. Dewan S. Water Supplies Tested after Tennessee Spill // The New York Times. 2008. December 23.

Размещено на Allbest.ru

...