Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных условиях развития теплоэнергетических объектов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) актуальным является рациональное комплексное использование топливно-энергетических ресурсов. По экспертным оценкам истощение доказанных запасов природного газа, в условиях нынешнего его потреблении в чистом виде, произойдет уже через 15-20 лет. Это делает необходимым, наравне с использованием природного газа, более широкое привлечение «неградиционньк» энергетических ресурсов, к которым относится искусственно добываемый попутный газ.
В практике обеспечения газовым топливом теплоэнергетических установок ЖКХ получили распространение технологии, основанные на частичном, а в ряде случаев и полном использовании попутных газов. Однако, при этом снижается теплотворная способность топлива, а также ухудшается качественный и количественный состав вредных выбросов теплоэнергетических установок ЖКХ в атмосферу. В то же время применение данных схем использования низкосортового газового топлива, позволяет значительно сократить потребление природного газа
Обеспечение экологической безопасности и предотвращение аварийных ситуаций при сжигании более загрязненного попутного газа требует специального изучения всех аспектов, учитывающих особенности распространения выбросов теплоэнергетических установок жилищно-коммунального хозяйства
Таким образом, актуальным является, во-первых, изучение фактора нестационарности подачи попутного газа объектам энерго- и теплоснабжения, вызванного спецификой работы добывающего и газоперерабатывающего оборудования, характеризующейся его периодическими профилактическими остановками, сопровождающиеся повышенными объемами выхода попутного газа. Это определяет изменение исходных условий формирования рассеиваемого выброса и проведение расчетов по оценке техногенного воздействия выбросов теплоэнергетических установок на воздушную среду градостроительных комплексов для двух режимов их работы: штатного и повышенного потребления попутного газа.
Во-вторых, дополнительного изучения требует вопрос влияния степени поглощения загрязняющих веществ распространяющегося выброса поверхностью земли, обусловленного повышением числа загрязняющих компонентов при относительно равновеликом их содержании в составе выброса.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Цель работы - снижение последствий техногенного воздействия выбросов теплоэнергетических установок ЖКХ на воздушную среду городских территорий в условиях комплексного использования природных и попутных газов.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
анализ расчетных методик рассеивания выбросов теплоэнергетических установок ЖКХ с целью оценки степени учета факторов, влияющих на изменение концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздушную среду городских территорий;
экспериментальные исследования зависимости степени поглощения загрязняющих веществ поверхностью земли от вида почвенного покрова и удаленности от источника выброса;
совершенствование математической модели рассеивания выбросов загрязняющих веществ теплоэнергетическими установками ЖКХ, посредством учета эффекта поглощающей способности поверхности земли, оцениваемой на основе обобщения данных натурных экспериментов;
анализ техногенного воздействия выбросов теплоэнергетических установок ЖКХ на воздушную среду градостроительного комплекса с учетом изменения режимных условий подачи попутного газа;
разработка схемы управлением контроля загрязнения воздушной среды городских территорий в зонах техногенного воздействия теплоэнергетических установок ЖКХ при изменении режимов потребления попутного газа;
- оценка предотвращенного эколого-экономического ущерба наносимого
воздушной среде от загрязнения воздушной среды территорий
градостроительных комплексов выбросами рассматриваемых установок.
Основная идея работы состоит в повышении экологической безопасности теплоэнергетических, установок ЖКХ, использующих в качестве топлива
5 попутные нефтяные газы, посредством уточнения методических основ оценки закономерностей рассеивания выбросов продуктов сгорания.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована планированием необходимого объема экспериментов, теоретическим анализом современных методик исследования, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов с результатами экспериментальных исследований, выполненных в промышленных условиях.
Научная новизна работысостоитвтом, что:
проведена аналитическая оценка закономерностей загрязнения воздушного бассейна выбросами теплоэнергетических установок ЖКХ, использующих попутный газ при изменении режимных условий его подачи;
уточнена математическая модель рассеивания выбросов загрязняющих веществ исследуемых источников загрязнения атмосферного воздуха с учетом степени их поглощения земной поверхностью;
получены экспериментальные зависимости коэффициентов поглощения примесей от вида земной поверхности и удаленности от источника выброса;
предложена схема организации мониторинга воздушной среды застроенных территорий в зонах техногенного воздействия выбросов теплоэнергетических установок ЖКХ при изменении режимов подачи попутного газа.
Практическое значение работы:
уточнена методика расчета рассеивания выбросов загрязняющих веществ организованных источников загрязнения атмосферы, учитывающая долю поглощения загрязняющих веществ поверхностью земли;
разработаны и внедрены практические рекомендации по расчету рассеивания выбросов загрязняющих веществ теплоэнергетических установок ЖКХ, работающих на попутном газе, с учетом особенностей режимных условий его подачи и влияния поглощающей способности поверхности земли;
- разработаны принципы организации мониторинга воздушной среды при
строительстве объектов жилищного комплекса в зонах техногенного воздействия
выбросов продуктов сгорания попутных газов, используемых
теплоэнергетическими установками ЖКХ.
месторождений цехом научных и производственных работ при реконструкции административно-бытового комплекса АБК;
выводы, рекомендации и научные результаты работы внедрены лабораторией экологии и промышленной санитарии при разработке проектной документации по расчету рассеивания загрязняющих веществ при строительстве объектов гражданского назначения в зонах техногенного воздействия организованных источников горячих выбросов;
рекомендации и полученные результаты внедрены ООО «НПЦ» в рамках мониторинга загрязнения воздушной среды строительных территорий выбросами установок теплоснабжения и других организованных источников загрязнения;
материалы диссертационной работы использованы кафедрой ОВЭБ ВолгГАСУ в курсах лекций и дипломном проектировании при подготовке инженеров по специальностям 330200 "Инженерная защита окружающей среды" и 2907 "Теплогазоснабжение и вентиляция".
На защиту выносятся:
- основные закономерности рассеивания выбросов теплоэнергетических
установок ЖКХ, использующих попутный газ при изменении режимных условий
его подачи в зоне размещения объектов строительного комплекса;
результаты экспериментальных исследований влияния поглощающей способности поверхности земли на особенности формирования и распространения выбросов исследуемых источников загрязнения атмосферы в зоне размещения объектов строительного комплекса;
расчетные зависимости для определения коэффициента поглощения примесей поверхностью земли, учитывающие влияние вида земной поверхности и удаленность от источника выброса;
уточненная математическая модель рассеивания выбросов загрязняющих веществ теплоэнергетическими установками и другими организованными источниками загрязнения атмосферы с учетом влияния степени поглощения примесей поверхностью земли;
принципы организации мониторинга воздушной среды городских территорий в зонах техногенного воздействия теплоэнергетических установок ЖКХ при изменении режимов подачи попутных газов.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы
- принципы организации мониторинга воздушной среды городских территорий в зонах техногенного воздействия теплоэнергетических установок ЖКХ при изменении режимов подачи попутных газов.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: международной научно-технической конференции «Проблемы охраны производственной и окружающей среды» (Волгоград, 2001 г.); на Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды. (Волгоград, 2002 г.); 3-й международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов» (Волгоград, 2003 г.) и ежегодных научно-технических конференциях Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в шести печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы составляет 155 страниц, включая 22 иллюстраций на 18 страницах, 26 таблиц на 23 страницах, библиографический список литературы из 113 наименований на 11 страницах. Приложение состоит из четырех частей на 45 страницах.
