Содержание к диссертации
Введение
1 Характеристика вредных газообразных выбросов ТЭС, способы их оценки и нормирования 9
1.1 Характеристика вредных газообразных выбросов, образующихся при работе котельного оборудования 9
1.2 Способы снижения вредных выбросов на ТЭС, их влияние на надежность и экономичность работы котельного оборудования 12
1.2.1 Методы очистки дымовых газов ТЭС от оксидов азота 12
1.2.2 Методы очистки дымовых газов ТЭС от оксидов серы.. 17
1.2.3 Современные методы очистки дымовых газов ТЭС .21
1.3 Технико-экономические методы оценки способов снижения выбросов вредных веществ в атмосферу 23
1.3.1 Количественный метод нормирования примесей вредных веществ 24
1.3.2 Экономический метод оценки целесообразности способов снижения вредных выбросов .26
1.4 Термодинамические методы оценки способов снижения вредных выбросов .33
1.4.1 Принципы эксергетического анализа .33
1.4.2 Методика расчета отклонений теплотехнических параметров котлоагрегата от их номинальных значений 35
1.5 Выводы по главе 40
2 Разработка способа снижения ведных выбросов от котельных установок ТЭС .42
2.1 Физико-химические свойства природных цеолитов 42
2.2 Способы использования природных цеолитов, их достоинства и недостатки .46
2.3 Способ снижения вредных выбросов, основанный на просыпке природных цеолитов в конвективную шахту котла .48
2.4 Экспериментальное исследование механизма поглощения вредных выбросов природными цеолитами .53
2.4.1 Лабораторный эксперимент. Программа проведения эксперимента..55
2.4.2 Опытно-промышленные испытания .62
2.5 Выводы по главе .64
3 Разработка методов оценки эффективности способов снижения вредных выбросов от котельных установок тэс с позиций надежности и экономической целесообразности 66
3.1 Методика расчета отклонения теплотехнических параметров котлоагрегата от проектных значений, вызываемого применением технологий газоочистки 67
3.2 Законы распределения отклонения параметров работы котлоагрегата .69
3.3 Методика технико-экономической оценки способов снижения вредных выбросов от котельных установок ТЭС 84
3.4 Выводы по главе 94
4 Совершенствование методики эксергетического анализа способов снижения вредных выбросов от котельных установок ТЭС 96
4.1 Теоретические основы эксергетического анализа эффективности способов снижения вредных выбросов от котельных установок ТЭС .96
4.1.1 Определение эксергии продуктов сгорания твердого топлива с помощью диаграммы 111
4.1.2 Анализ факторов, определяющих величину составляющих эксергии продуктов сгорания твердого топлива .113
4.2 Обоснование способов снижения вредных выбросов от котельных установок ТЭС 115
4.2.1 Эксергетическая оценка способов снижения вредных выбросов, основанных на использовании природных цеолитов 115
4.2.2 Экономическая оценка способов снижения вредных выбросов, основанных на использовании природных цеолитов 117
4.2.3 Оптимизация способов снижения вредных выбросов, основанных на использовании природных цеолитов 120
4.3 Выводы по главе .129
Заключение 130
Список литературы
- Способы снижения вредных выбросов на ТЭС, их влияние на надежность и экономичность работы котельного оборудования
- Способы использования природных цеолитов, их достоинства и недостатки
- Законы распределения отклонения параметров работы котлоагрегата
- Определение эксергии продуктов сгорания твердого топлива с помощью диаграммы
Способы снижения вредных выбросов на ТЭС, их влияние на надежность и экономичность работы котельного оборудования
В условиях современного развития человечества, характеризуемых высоким и постоянно растущим уровнем производства энергии, наблюдается острая проблема ухудшения экологического состояния окружающей среды.
Выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников, расположенных на территории РФ, составляют около 60 % от общего объема выбросов бывшего СССР и в 1995 годy были равны 24,8 млн. т вредных веществ, в том числе, (млн. т) [1]: диоксиды серы (около 9,2), оксиды азота (3,2), оксиды углерода (7,6), твердые вещества (6,4).
При этом суммарный объем выбросов вредных веществ в атмосферу предприятиями энергетической, нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, газовой и угольной отраслей (по состоянию на 2004 г.) составил 7558,5 тыс. т., из них 58,6 % - выбросы предприятий тепло- и электроэнергетики [2].
Из общего количества основных загрязнителей атмосферного воздуха почти половина (49,4 %) приходится на ТЭК.
Основная часть промышленных выбросов от стационарных источников приходится на европейскую территорию РФ – 65 %.
Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта в городах России составляют около 21 млн. т, в том числе окиси углерода около 16,8 млн. т, углеводороды 3,2 млн. т., оксиды азота 1,0 млн. т.
Характерными для энергетической отрасли загрязняющими веществами являются диоксид углерода CO2, диоксид серы SO2, оксиды азота NOX, летучая зола (неорганическая пыль), пятиокись ванадия, полициклические ароматические углеводороды (бенз(а)пирен).
Диоксид серы является характерным для энергетической отрасли производства загрязняющим веществом. На его долю приходится до 39 % общего объема выбросов [3]. Как правило, диоксиды серы представляют собой сернистый ангидрид или диоксид серы SO2, однако для конечной стадии горения характерно образование из SO2 (в условиях избытка кислорода воздуха или контакта с озоном) SO3, который даже в минимальных количествах (2-5 % от объема дымовых газов) склонен вызывать интенсивную низкотемпературную коррозию выходных поверхностей нагрева котельной установки.
Попавшие в атмосферу оксиды серы, как правило, образуют кислотные растворы H2SO4 и H2SO3, после взаимодействия с парами влаги, содержащимися в атмосферном воздухе (т.н. «кислотные дожди»).
Кислотные дожди способны вызывать деградацию почв, лесов и особенно опасны для озерных экосистем [4…6].
В отношении механизма образования диоксида серы решающее значение имеют физико-химические свойства твердого топлива, а именно его зольность и калорийность. Ухудшение качества топлива создает условия, при которых для обеспечения работы котельного оборудования в базовом диапазоне нагрузок тре 10 буется использовать больше топлива. Ко всему этому добавляется потребность в больших расходах топлива, используемого для поддержания процесса горения (природный газ или мазут), совместное сжигание которого вместе с углем значительно ухудшает эколого-экономические показатели котлов: на 10-15 % повышается механический недожог топлива и на 2-5 % снижается КПД-брутто [7]. При этом возрастает скорость высокотемпературной коррозии экранных поверхностей, что также вызывает снижение надежности эксплуатации.
В настоящее время в мире существуют способы снижения выбросов оксидов серы, которые можно классифицировать по отношению к началу процесса горения топлива: перед сжиганием топлива (механическое улучшение, флотация, очистка топлива и другие), во время сжигания (различные модификации сжигания топлива) и после сжигания. В рамках данной диссертационной работы наибольшее внимание будет уделено способам снижения выбросов оксидов серы на последней и предпоследней стадиях сжигания органического топлива.
На долю оксидов азота NOx приходится около 24 % общего объема выбросов с уходящими газами ТЭС. Они образуются при сжигании любых топлив - угля, мазута и газа. Обычно, в практике защиты атмосферного воздуха под термином «оксиды азота NOx» понимается сумма диоксида азота NO2 и монооксида NO.
Российским законодательством для традиционных тепловых электростанций, работающих на твердом топливе, были установлены следующие нормы выброса оксидов азота в соответствии с ГОСТ Р 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие технические требования»: предельная среднесуточная массовая концентрация оксидов азота при нормальных условиях, рассчитанная при коэффициенте избытка воздуха а = 1,4, для бурого и каменного углей составляет 300 и 470/640 мг/м3 (сжигание с твердым/жидким шлакоудале-нием) соответственно [8… 12].
Как известно, механизм образования оксидов азота при сжигании органического топлива имеет двойственную природу: образование за счет окисления азота воздуха, поступающего в топку при горении («быстрые» оксиды), и за счет окисления азотсодержащих соединений, входящих в состав топлива (топливные оксиды).
Образование «быстрых» оксидов азота зависит, главным образом, от коэффициента избытка воздуха в ядре факела, температуры уходящих газов и скорости их охлаждения. Так с ростом температуры продуктов сгорания от 1500 до 2100 С образование «воздушных» оксидов азота возрастает в несколько раз. Однако в диапазоне температур, не превышающих 1000 С, образования NOx практически не происходит.
Если проводить сравнение количества термических и топливных оксидов азота в единице объема продуктов сгорания, то здесь основную долю составляют топливные оксиды. Топливные оксиды азота начинают образовываться уже при температурах 630-680 С. Механизм их эмиссии многоступенчат и ещ до конца неясен. Тем не менее, экспериментальными исследованиями были установлены некоторые закономерности [8… 12]: - в отличие от термических оксидов азота образование NOx из азота топлива относительно слабо зависит от температуры и сильно зависит от содержания кис 11 лорода; - степень преобразования азотсодержащих компонентов в оксиды азота зависит от содержания связанного азота в топливе; - рециркуляция дымовых газов малоэффективна для подавления топливных оксидов азота NOX; - количество и химический состав золы не влияют на конверсию азота топлива в NOX.
Главным токсичным компонентом, образующимся в топочных устройствах, является монооксид азота NO – малоактивный в химическом отношении бесцветный газ, лишенный запаха и плохо растворимый в воде [4…6].
Особенностью монооксида NO является его способность доокисляться до диоксида при контакте с атомарным кислородом или атмосферным озоном.
Реакция доокисления монооксида азота до диоксида при контакте с атмосферным озоном протекает в 100000 раз быстрее реакции при контакте с атомарным кислородом [4, 5].
Оксиды углерода наряду с водяными парами являются основными газообразными не утилизируемыми отходами при производстве теплоты. Работа котельных установок даже с минимальными содержаниями CO и CO2 (0,001 % по объему и менее) косвенным образом указывает на возможность наличия в продуктах сгорания других, более опасных загрязнителей (формальдегида HCHO, полициклических углеводородов).
Монооксид углерода CO является основным продуктом неполного сгорания органического топлива. Монооксид углерода СО образуется в условиях недостатка кислорода в зоне горения и характеризует химический недожог топлива.
Механизм образования оксидов углерода находится в тесной взаимосвязи с коэффициентом избытка воздуха в топочном устройстве. Также содержание СО в продуктах сгорания зависит от таких кинетических факторов, как концентрация водяных паров и температура в зоне горения – с ростом температуры в зоне горения и снижением концентрации водяных паров значение концентрации СО увеличивается.
Зольный остаток представляет собой минеральную негорючую часть топлива. Исследования [13] показали, что минеральная часть углей в процессе горения претерпевает значительные изменения. В результате воздействия высоких температур в зоне горения исходный минеральный состав угля изменяется с образованием таких соединений как кварц (SiO2), муллит (Al6Si2O13), лейцит (KAlSi2O6), оксиды и силикаты кальция и другие.
Концентрация твердых частиц в уходящих газах перед золоуловителем зависит в основном от содержания золы в топливе и способа сжигания. Так, при факельном сжигании сортированного угля унос золы с продуктами сгорания составляет 60-80 % для топок с жидким шлакоудалением и 80-95 % для топок с твердым шлакоудалением [4…6]. Поэтому в обязательном порядке должна производиться очистка дымовых газов от золы за котлом.
Способы использования природных цеолитов, их достоинства и недостатки
Разработке и исследованию методов очистки уходящих газов ТЭС посвящены работы отечественных и зарубежных ученых: Котлер В.Р., Белика С.Е., Ту-гова А.Н., Рослякова П.В., Сигал И.Я., Внукова А.К., Шмиголь И.Н., Ионкина И.Л., A. Rigby, S. Khan, J. Javris, N. Soud и других.
Образование вредных выбросов необходимо воспринимать как комплекс факторов, от которых зависит объем этих выбросов. Так образование NO следует рассматривать как результат совокупности нескольких механизмов, обусловленных протеканием не только реакции с образованием атомарного кислорода, но и реакций с участием промежуточных и конечных продуктов, в том числе H, CN, HCN, NH, NH2, NH3, CO, CO2, H2. Также, наряду с образованием NO возможны реакции его восстановления [16].
В инженерном плане процесс горения должен быть организован таким образом, чтобы превалирующее значение имели реакции, которые обеспечивали бы подпитку зоны горения газами восстановителями (H2, CO), а также частицами сажи, т.е. теми возможными компонентами, которые могут химически реагировать с оксидами азота [16…19].
Известные вторичные методы уменьшения выбросов оксидов азота и серы, связанные с системами газоочистки, хотя и обеспечивают высокую степень очистки дымовых газов, требуют при этом значительных энергетических затрат с использованием различных химических реагентов, что снижает их экономическую и экологическую эффективность [20, 21]. Они, как правило, находятся на стадии опытно-промышленных испытаний.
Как показывает статистика [22…27], в большинстве случаев (водогрейные котлы и котлы паропроизводительностью до 670 т/ч) объем выброса оксидов азота в 1,5-2,0 раза превышает нормативные значения. И, как правило, модернизация устаревшего оборудования, связанная с реконструкцией, не всегда оказывается экономически оправданной [28…30]. Поэтому для таких котлов наиболее выгодными являются малозатратные технологические мероприятия (без внесения каких-либо изменений в конструкцию котла): а) сжигание с пониженными избытками воздуха (с умеренным химическим недожегом) [22, 25, 26] является одним из легко реализуемых режимных меропри ятий и состоит в уменьшении коэффициента избытка воздуха в топке котельной установки. Достоинство данного метода подавления оксидов азота состоит в воз можности его реализации на действующих котлах, работающих с высокими ко эффициентами избытка воздуха. Уменьшение коэффициента избытка воздуха в топке до значений араб =а +(0,02-0,04) позволяет снизить выбросы оксидов азота на 10-30 %.
Эффективность сжигания с умеренным недожогом повышается еще больше при дальнейшем уменьшении избытка воздуха в топке вплоть до появления химического недожога. Однако для поддержания таких режимов работы котельной установки требуется наличие современных средств автоматизации и высокая квалификация персонала, поскольку в этом случае возникает необходимость контроля процесса горения.
В случае комбинирования различных методов подавления эмиссии оксидов азота получить еще большее снижение концентрации NOx в уходящих газах позволяет дополнительная реализация контролируемого химического недожога топлива [28… 30].
Влияние режима сжигания топлива с умеренным химическим недожогом на экономичность котельной установки оказывается незначительным, поскольку одновременно с уменьшением коэффициента избытка воздуха в топке происходит увеличение температуры уходящих газов. б) нестехиометрическое сжигание характеризуется созданием в объеме то почной камеры восстановительной (ав 1,0) и окислительной (аок 1,20… 1,25) зон горения при сохранении традиционных избытков воздуха на выходе из топки [28, 29] (рисунок 1.1). Оно может быть обеспечено за счет перераспределения между горелками воздуха, топлива или одновременно топлива и воздуха. Существенным недостатком данного способа сжигания топлива является снижение экологической эффективности при уменьшении производительности котла, что связано с нарушением оптимальности соотношения топливо-воздух. Решение данной проблемы может быть достигнуто путем настройки системы регулирования топливосмешения в горелках. в) упрощенное двухступенчатое сжигание [24, 25, 28, 30] состоит в отключе нии части горелок по топливу без прекращения подачи через них воздуха (рисунок
Эффективность снижения образования оксидов азота при реализации данного мероприятия (20-50 %) зависит от выраженности в топке котельной установки окислительной и восстановительной зон.
Основными недостатками упрощенного двухступенчатого сжигания являются отсутствие возможности позонного отключения горелок при работе некоторых котлов на максимальных нагрузках, а также повышение содержания горючих в уносе и интенсификация коррозии нижней радиационной части, также возможна высокотемпературная коррозия экранных поверхностей нагрева на котлах высокого давления.
В отношении котлов, работающих на твердом топливе (а это, главным образом, котлы, расположенные на электростанциях Сибири и Дальнего Востока России) наиболее оправданными на сегодняшний день (с точки зрения технико-экономических показателей) являются не режимные технологические мероприятия, связанные с модернизацией:
а) использование малотоксичных горелок [22, 27, 31…36].
Эффективность снижения выбросов NOX при использовании малотоксичных горелок составляет около 30-50 %. Так, например, сочетание малотоксичных горелок с различными вариантами ступенчатого сжигания позволяет достичь снижения образования NOX до 350 мг/м3 при соответствующем соблюдении норм для вновь вводимых котлов ТЭС [28…30]. Существенными недостатками малотоксичных горелок является нестабильность горения и неполнота сгорания топлива, а также необходимость запаса расстояния до противоположного экрана топки.
б) рециркуляция дымовых газов [4…6].
Эффективность применения рециркуляция газов для котлов, работающих на газе, достигает 60 %, а для котлов сжигающих высокореакционные угли составляет около 20 %. Особенностью рециркуляции газов является невозможность ее применения при сжигании углей класса АШ, Т и СС, что связано с высокой шлакующей способностью этих топлив. Достоинство рециркуляции дымовых газов заключается в стабильности зоны горения и увеличении температуры перегрева на барабанных котлах.
в) концентрическое сжигание [37].
Сжигание топлива в высококонцентрированном потоке аэросмеси является современной схемой подачи пыли в топку котельной установки, при которой пыль перемещается в горелку потоком воздуха под давлением с концентрацией 20-40 кг/кг, что значительно превышает ее концентрацию при традиционной схеме транспортирования (для сравнения, 0,3-0,8 кг/кг).
Достоинство концентрического способа сжигания топлива состоит в сниженном по сравнению с обычным способом сжигания недожогом, что объясняется плавным (не скачкообразным) воспламенением; значительно снижается вероятность шлакования и коррозии поверхностей нагрева котла, не происходит ухудшения экономичности котельной установки; стоимость реализации данной технологии оказывается гораздо ниже аналогичных по эффективности типовых решений.
Однако данная технология сжигания топлива оказывается оправданной только на котлах, сжигающих высокореакционные угли, а на ТЭС, сжигающих антрациты и тощие угли, ее применение приводит к увеличению потерь с механическим недожогом и снижению КПД котельных агрегатов.
Законы распределения отклонения параметров работы котлоагрегата
Изменение платы за выбросы вредных веществ /(И3) зависит от относительного расхода реагента Ьреаг и может быть определено с использованием выражения: (И3) = а-Туст ДMгТ экол, (3.112) где AMj = /(реаг) – изменение массового выброса i-го вредного компонента дымовых газов (оксидов серы, азота, углерода), соответствующее расходу реагента, г/с; Туст. - число часов использования установленной мощности станции, ч/год; Т экол – тариф по уплате за выброс i-го вредного компонента дымовых газов. Проблема абразивного износа и вероятного шлакования труб поверхностей нагрева является одной из важнейших при рассмотрении влияния на надежность различных способов снижения вредных выбросов от котельных установок.
Механизм абразивного износа заключается в том, что частицы золы, имеющие крупные размеры, достаточную твердость и остроту граней способны постепенно уменьшать толщину стенки труб при ударах об их поверхность.
Как известно, абразивный износ золовыми частицами зависит, главным образом, от абразивности золы, содержания золы в топливе и скорости движения этих частиц в составе продуктов сгорания.
В случае применения на котле какого-либо способа, направленного на улучшение экологичности его работы, обязательным является условие роста объема продуктов сгорания и, соответственно, скоростей их движения в газоходах котла.
Изменение дисконтированных издержек, направленных на ремонт котла /(И4) в связи с изменением интенсивности абразивного износа труб поверхностей нагрева, определяется в соответствии с теорией дисконтирования годовых затрат по зависимости: дополнительное количество ремонтных компаний по восстановлению работоспособности элементов котельного оборудования, наиболее подверженных абразивному золовому износу; Т - расчетный срок службы i-ых элементов котельной установки, наиболее подверженных абразивному золовому износу, год; номинальная (паспортная) толщина стенки рассматриваемого элемента, мм; АIабр - изменение интенсивности абразивного износа, мм/год; Iабр - интенсивность абразивного износа в случае работы котла без использования технологии газоочистки, мм/год; I 1абр - интенсивность абразивного износа в случае реализации на котле технологии газоочистки, мм/год.
Ущерб на электростанциях, связанный с отказами основного оборудования, представляет сумму следующих величин [97]: П0=П10+П20+П30, (3.115) где П0 - затраты на ремонт и восстановление отказавшего оборудования и затра-ты топлива на его последующий пуск; П0 - потери от недоиспользования основ ных фондов и персонала ТЭС; П0 - дополнительные затраты, связанные с пуском и работой резервного оборудования, имеющего, как правило, большие удельные расходы топлива [97].
На ТЭС с поперечными связями отказ котла, как правило, не приводит к останову турбины, для них, в основном, учитываются составляющие ущерба П0 и, при необходимости П30 [97]. Затраты топлива на пуск котла БКЗ-220-100Ф составляют порядка 130 тыс. рублей, затраты на аварийный ремонт (в среднем) от 20 тыс. до 80 тыс. рублей [97]. В резерве, чаще всего, находится оборудование, аналогичное основному, поэтому П0 можно не учитывать. Затраты на замену водяного экономайзера 2-й ступени (ВЭК-2) составляют 8-9 млн. рублей. Для блочных ТЭС отказ котла приводит к останову турбины, для них основными составляющими ущерба являются П0 и П0. Потери от недоиспользования основных фондов и персонала ТЭС П0 учитываются аналогично затратам на аварийный ремонт и пуск котла П0 [97]. Как было сказано выше, интенсивность абразивного износа является функцией от скорости движения дымовых газов, пропорциональной относительному увеличению зольности топлива на фоне применения технологий снижения вредных выбросов с дымовыми газами где a - коэффициент абразивности золы, ммс3/(гч); m - показатель износоустойчивости труб, зависящий от химического состава стали; k - коэффициент неравномерности концентрации золы в потоке; kю - коэффициент неравномерности скоростей газов в сечении; т - время эксплуатации поверхности, ч; юг - скорость прохождения дымовых газов через рассматриваемый элемент котельной установки на номинальном режиме работы котла (без использования газоочист 88 ки).
Шлакованию в котельной установке наряду с экранами топочной камеры в наибольшей мере подвержены ширмы и пакеты конвективного пароперегревателя, находящиеся в области температур дымовых газов 600-700 С. Интенсивнее всего происходит шлакование горизонтальных и слабонаклонных участков труб [98].
Слой отложений на поверхности труб значительно ухудшает теплообмен, тем самым, снижая КПД и надежность котельной установки, что связано с увеличением риска пережога труб.
При использовании технологий газоочистки наибольший риск возникновения шлакования труб поверхностей нагрева наблюдается при использовании т.н. сухих и мокро-сухих технологий, поскольку применяемые сорбенты, такие как известь, глиноземы, природные цеолиты способны приводить к снижению температуры плавления золы.
Интенсивность шлакования поверхности труб представляет собой многофакторный механизм, характеризуемый коэффициентом загрязнения є. Коэффициент загрязнения представляет собой термическое сопротивление слоя отложений и зависит, главным образом, от концентрации летучей золы в дымовых газах, склонности топлива к шлакованию, средней температуры газов, взаимного расположения труб поверхности нагрева и скорости движения дымовых газов [98].
При оценке вероятного шлакования, связанного с применением способов снижения вредных выбросов с дымовыми газами, главным фактором служит скорость движения дымовых газов через поверхность нагрева.
Определение эксергии продуктов сгорания твердого топлива с помощью диаграммы
Анализируя поведение кривой изменения чистых дисконтированных издержек NPC, представленной на рисунке 4.2, становится очевидным, что при расходе адсорбента от 0 до 6 %, в рассматриваемых условиях наблюдаются отрицательные значения NPC, что является положительным экономическим эффектом (прибылью) от реализации данного способа, который обеспечивается экономией топлива за счет повышения КПД-брутто котла совместно со снижением объема выбросов вредных веществ. При дальнейшем увеличении расхода адсорбента, одновременно со снижением эффективности данного способа очистки уходящих газов наблюдается увеличение чистых дисконтированных издержек, пропорциональное расходу адсорбента. Данный факт объясняется превышением скорости изменения чистых дисконтированных издержек на реализацию способа над изменением величины экономического эффекта от его реализации.
По аналогии с эксергетической оценкой работы котельных установок экономическая оценка и оптимизация способов снижения вредных выбросов с использованием разработанной методики должна также производиться с учетом Европейских тарифов по оплате штрафных санкций за нанесение ущерба окружающей среде различными предприятиями техногенной сферы.
По данным, представленным в [108], осредненный уровень платы за выброс вредных веществ в странах Европейского союза составляет около 4 евро/кг для NOX.
В то же время Европейским Департаментом по окружающей среде были подсчитаны внешние затраты для некоторых веществ, загрязняющих атмосферу. Способ оценки этих затрат состоял в сопоставлении затрат на мероприятие с предотвращенными социальными затратами с вредом, наносимым окружающей среде в случае осуществления данного мероприятия. При этом расчет затрат базировался на последовательном рассмотрении воздействий, связанных с выбросами загрязняющих веществ, включая учет процессов миграции и трансформации в окружающей среде, их воздействие на наиболее чувствительных реципиентов и другое [108].
Эти данные (таблица 4.10) количественно описывают значительную долю общего ущерба, обусловленного большинством загрязняющих веществ. Необходимо отметить, что при этом в расчетах, выполненных Европейской комиссией не было учтено образование органических аэрозолей, а также возможных эффектов, связанных с долгосрочным воздействием озона (в тех случаях, когда такое воздействие может возникать) [108].
Для крайних значений предельной компенсации за ущерб, представленных в таблице 4.11, а также осредненного уровня платы за выброс вредных веществ, принятого в странах Европейского союза, была произведена технико-экономическая оптимизация способа, основанного на просыпке природного цео-литосодержащего сырья в конвективную шахту котельных установок БКЗ-220-100Ф Читинской ТЭЦ-1 и ТПЕ-216 Харанорской ГРЭС. При этом прочие составляющие издержек, которые учитываются в методике технико-экономической оптимизации, представленной в главе 3, рассчитывались для тех же технико-экономических условий, с целью обеспечения сопоставимости условий реализации данного способа.
К тому же при расчете изменения платы за выброс вредных веществ f (И3) по тарифу равному действующему осредненному в Европейском союзе, изменение (сокращение) выбросов оксидов серы пересчитывалось на выброс оксидов азота. Результаты технико-экономической оптимизации представлены в таблице 4.11.
Сравнение результатов технико-экономической оптимизации аддитивного способа, основанного на просыпке сорбента в опускную шахту котла для эколого-экономических условий ЕС- Наименование Величина платы за выброс SO2, евро/т Величина платы за выброс NOX, евро/т Оптимальный относительный расход реагента, %
На основании результатов, представленных в таблице 4.11 становится очевидным, что при доведении тарифов по уплате штрафных санкций за выброс вредных веществ до уровня, действующего в настоящее время в странах Европейского союза, способ, основанный на просыпке природных цеолитов в конвективную шахту котельной установки, является экономически целесообразным вплоть до предельной величины их относительного расхода (30 %). К тому же, удельные затраты на снижение выбросов от котельных установок ТЭС (в пересчете на NOX) с помощью способа, основанного на аддитивной технологии использования природного 129 как для зарубежных аналогов данный показатель составляет около 2,21 руб./т NOX.
Таким образом, в современных условиях развития экономики и требований экологического законодательства способы, основанные на аддитивной технологии использования природных цеолитов, имеют достаточную экологическую эффективность и экономическую конкурентоспособность при сравнении с международными аналогами. При этом величина оптимального расхода реагентов зависит, главным образом, от соотношения стоимостей топлива и адсорбента, а также от значения реальной нормы дисконта и тарифа по оплате штрафных санкций в экологический фонд.
