Мониторинг предприятия «ТЭЦ-5»

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Дорожно-строительный факультет

Кафедра экологии 
 
 
 
 

Курсовая  работа по дисциплине

«МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

на тему:

Мониторинг  предприятия «ТЭЦ-5» 
 
 
 

Выполнила: студентка ДЭК-31

ЧиркоО.А.

Руководитель: доцент Лисьев В.Н. 
 
 
 
 

Харьков - 2012

      Харьківський націоналбний автомобільно –дорожній університет

                             Дорожньо-будівельний факультет

                                         Кафедра екології 

                                                                                    Затверджую

     Зав.кафедрою Екології

     Доц.________Н.Внукова 
 

                                               ЗАВДАННЯ

                     на виконання курсової роботи  з дисципліни

           «МОНІТОРИНГ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА»

                              Ст.групи ДЕК-31 Чирко О.А. 

Тема: Моніторинг атмосферного повітря на території  впливу ТЕЦ-5

        А)Провести:

             1.Характеристика  підприємства

                1.1Аналіз стану навколишнього середовища і(чи) умов існування живих організмів і їхніх співтовариств.

                1.2Виявлення масштабів змін параметрів  навколишнього середовища.

                1.3Виявлення критичних ситуацій  екологічного характеру. 

                2 Обгрунтування структури моніторингових досліджень:

               2.1.Обгрунтування необхідності постів(пунктів)спостереження,їхнього  виду,категорійності та кількості.

               2.2Обгрунтування міст по розміщенню  постів(пунктів) спостереження за  параметрами навколишнього середовища.

       2.3Обгрунтування хімічного чи параметраційного складу,досліджуваного на постах спостереження. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

1.Характеристика  предприятия

      Харьковская теплоэлектроцентраль № 5(рисунок 1.1)– одна из самых больших в Украине. Она расположена в Дергачевском районе Харьковской области близ села Подворки, на расстоянии 0,5 км западнее городской черты возле поселка Подворки (географически в Песочине), в котором и проживают работники станции. Высота дымовой трубы — 330 м, градирен — 81 м,и предназначена для обеспечения электроэнергией и теплом бытовых, промышленных и бюджетных потребителей города Харькова.

        До середины 1998 г. Харьковская ТЭЦ-5 имела статус структурной единицы сначала ПЭО «Харьковэнерго», а после реструктуризации последнего – ГАЭК «Харьковоблэнерго». В июле 1998 г. ТЭЦ получила статус юридического лица. В 2003 г. государственное предприятие «Харьковская ТЭЦ-5» было преобразовано в ОАО «Харьковская ТЭЦ-5»..

        Харьковская ТЭЦ-5 способна нести электрическую нагрузку до 540 МВт и покрывать тепловую нагрузку до 1420 Гкал/час. На сегодня производственный вклад ПАО «Харьковская ТЭЦ-5» в промышленное развитие и экономическое благосостояние Украины и Харьковского региона составляет более чем 50 млрд. кВт·ч электроэнергии и свыше 48 млн. Гкал тепловой энергии.

        В 2003 году ТЭЦ начала работать на конкурентном секторе ОРЭ наравне с энергогенерирующими компаниями и предоставлять Объединенной энергосистеме Украины системные услуги по маневрированию электрической мощностью. Мы гордимся тем, что наше предприятие стало первой в мире блочной ТЭЦ, отважившейся работать в конкурентном секторе энергорынка, освоило маневренные режимы нагрузки теплофикационных энергоблоков, научилось получать от этого дополнительную прибыль, более того, передало свой опыт другим отечественным ТЭЦ.

         Харьковская ТЭЦ-5 также выполняет чрезвычайно важную функцию стабилизации давления в газораспределительных сетях Харькова. В случае необходимости ТЭЦ может переходить с основного вида топлива, природного газа, на резервное, топочный мазут, обеспечивая высокий уровень надежности.

     Оборудование:

• два энергоблока с котлом ТГМЕ-464 и паровой турбиной Т-110/120—130 общей тепловой мощностью 350 ГКал/час и электрической — 240 МВт;
• один блок с котлом ТГМП-344 А и паровой турбиной Т-300/250—240 тепловой мощностью — 350 ГКал/час и электрической — 300 МВт
• четыре водогрейных котла типа ПТВМ-180 производительностью по 180 ГКал/час каждый.

      Устойчив  к загрязнению воздуха и тополь. По количеству поглощаемого углекислого  газа и выделяемого кислорода 25-летний тополь превосходит ель в семь раз, а по степени увлажнения воздуха – почти в 10 раз. Так что для оздоровления воздуха вместо семи елей (трех лип или четырех сосен) можно посадить один тополь, который к тому же хорошо улавливает пыль.

      Жилой район находится в 500 м от южной  границы завода и 700 м от северной границы (пос. Затишье). Между территорией  завода и жилой застройкой в южном  направлении имеется сложившаяся санитарно-защитная зона. Рельеф площадки завода характеризуется общим падением в северо-восточном направлении. Наибольшая абсолютная отметка рельефа – 182 м, наименьшая – 176 м. Территория завода озеленена, имеются деревья, кустарники, цветники. 
 

      2 Изучение технологии производства  на выбранных подразделениях  и описание загрязняющих веществ (ЗВ) появляющихся в результате этих технологий 

     Сущность  литейного производства состоит  в получении отливок – литых  металлических изделий путем заливки расплавленного материала или сплава в литейную форму.

      В литейном производстве наиболее распространено получение литых деталей в  разовых формах, изготовленных из песчано-глинистых и других смесей. Формы выполняются из смеси кварцевого песка, огнеупорной глины, специальных добавок горелой земли.

      Основной  задачей литейного производства является изготовление литейных сплавов отливок, имеющих разнообразную конфигурацию с максимальным приближением их формы и размеров к форме и размерам детали (при литье невозможно получить отливку, форма и размеры которой соответствует форме и размерам детали).

     Инструментом  литейного производства является литейная форма - приспособление образующее рабочую  полость, при заливке которой  расплавленным металлом и после охлаждения получают отливку.

     По  степени использования формы  делят на :

• разовые;
• полупостоянные;
• постоянные;

     Разовые формы служат для изготовления только одной отливки и изготовляют  их из кварцевого песка, зерна которого соединены каким-либо связующим веществом.

     Полупостоянные  формы - это формы в которых  получают несколько отливок (до 10-20), такие формы изготовляют из керамики.

     Постоянные  формы - формы, в которых получают от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч отливок. Такие формы изготовляют обычно из чугуна или стали.

     В настоящее время в производстве используют около 15 способов литья, а  в производстве приборов применяют  следующие способы литья:  

     1) литье в песчаные формы ("землю");

     2) литье в ЖСС (жидкие самоотвердевающие  смеси);

     3) литье в оболочковые формы;

     4) литье в кокиль (металлические  защищенные формы);

     5) литье по выплавляемым моделям; 

     6) литье под давлением; 

     7) центробежное литье;

     Последовательность  производства отливок:

     1. Разработка чертежа отливки.

     2. Изготовление модели и стержневого ящика.

     3. Изготовление формы из заранее  приготовленной формовочной смеси. 

     4. Сборка формы (установка ранее  изготовленного из стержневой 

     смеси стержня и соединение частей формы).

     5. Заливка формы ранее расплавленным  сплавом или металлом.

     6. Охлаждение формы с отливкой.

     7. Освобождение отливки от формы.

     8. Отрезка литников и прибылей

     9. Отжиг отливок. 

     10. Термообработка.

     11. Контроль.

     В качестве исходных материалов для получения  стали применяют стальной лом, брикетированную  стружку, ферросплавы. Эти материалы называют шихтовыми и хранят их на складе шихты, где их подготавливают к плавке. Подготовленную шихту подают в плавильное отделение. Для плавки стали применяют электропечи и мартеновские печи. Последовательность операций работы электродуговой печи состоит в загрузке, расплавлении загруженного сырья и нескольких периодов плавки. Работа дуговых сталеплавильных печей связана с выбросами дыма и пыли, выделяющимися в плавильном пространстве  печи в процессе плавления шихты, окислительного и восстановительного периодов плавки (источники N1,2,3).

     Кроме того, из печи, открытой сверху для заправки и завалки шихты, тепловыми потоками уносятся частицы заправочных материалов, шихты, продукты горения масел (при  загрязненной шихте).

     Пылегазовыделение происходит также во время выпуска металла из печи. Строение частицы пыли, её дисперсный и химический состав зависят от вместимости печи, периода плавки, и марки стали. Образующиеся в процессе плавки насыщенные пылью газы повышают давление в печи и через неплотности в её конструкции выходят у электродов и рабочего окна. Газы выделяются и во время загрузки печи и слива готовой стали в ковши. Удельные пыле- и газовыделения при электродуговой плавке зависят от чистоты шихты. Разливают и охлаждают металл под вытяжными колпаками (источники № 190; 887; 888; 889). После заливки металлом и охлаждения формы выбивают на специальных вибрационных решетках, в данном случае применяется инерционно-ударная решетка (источник № 4).

     При выплавке углеродистых сталей 25-35Л  выбросы из дуговой печи ДС-6Н1 имеют состав, приведенный в таблице 2.1.

     Таблица 2.1- Выбросы вредных веществ при  выплавке стали, мг/м³

     Химический  состав аэрозолей, выбрасываемых из дуговой печи в различные периоды  плавки колеблется и составляет, % (смотри таблицу 2.2).

При разработке электродуговых печей вынос газов достигает 250 м³/ч, а вынос пыли 2,3-3,6 кг/ч на 1т стали. Изготовление 1т отливок сопровождается выделением 75-100 кг пыли.

     На  землеприготовительной линии производят сушку свежего песка и глины  и их просеивание. Разовая форма  пригодна только для одной отливки. При выемке (выбивке) готовой детали форму разрушают. Отработанную смесь перед повторным использованием подают системой ленточных транспортеров (источники № 6,7,8) в смесеприготовительное отделение (источник № 5), где из неё извлекают металл, затем рыхлят, просеивают  и направляют к месту смесеприготовления. Готовую отливку извлекают из формы в выбивных решетках (источник № 4), отрезают литники, очищают поверхность от остатков формовочных материалов и направляют на механическую обработку.

     После этого отливки поступают в отдел технического контроля (ОТК). Для получения требуемых структуры и механических свойств, снижения внутренних напряжений отливки её подвергают термической обработке. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2.2 – Химический состав аэрозолей, выбрасываемых из дуговой печи 

вещество	содержание, %
Fe SiO2  CaO MgO Fe2 О3 Al2O3 MnOх SO2	5-36 1-9 2-22 2-15 19-60 1-13 3-12 —

     Технологическая схема литейного производства представлена на рисунке 2.1. Все технологические  операции сопровождаются большим количеством пыли.

     Расход  смеси на 1т составляет для чугунных отливок от 750 до 1000 кг, для стальных отливок 1000 до 2000 кг. При этом около 70%  всей подготовленной смеси непосредственно  не участвует в процессах приготовления отливок. 
 

1. Источники загрязнения окружающей среды

1. Загрязнение атмосферного воздуха

      Литейное  производство связано с выделением больших количеств пыли, вредных  газов.

      Пыль  по своим физико-химическим свойствам  относится к аэрозолям, т.е. таким  дисперсным системам, в которых дисперсной средой является воздух, дисперсной фазой – твердое или жидкое вещество. По способу образования различают аэрозоли, возникающие при механическом измельчении вещества – аэрозоли дезинтеграции, и образующиеся при термических процессах – аэрозоли конденсации.

      Основными источниками аэрозоля дезинтеграции  в литейных при литье в песчаные формы, выбивке и пр. количество пыли в зоне дыхания работающих может  во много раз превышать предельно  допустимые концентрации аэрозолей  преимущественно фиброгенного действия. В состав аэрозоля входит до 30% кристаллического диоксида кремния. 
 

модельный цех

склад формовочных материалов

склад шихты

изготовление моделей

хранение материалов

хранение шихтовых материалов

смесеприготовительное отделение

плавильное  отделение

приготовление формовочных смесей

приготовление жидкого металла

стержневое  отд-е

формовочное отд-е

изготовление  стержней

изготовление  форм

формовочное отд-е

сборка и  заливка форм

отделение выбивки

выбивка отливок  из  форм

отделение очистки

выбивка стержней и очистка  отливок

ОТК

контроль отливок

термическое отд-е

термообработка отливок

отливка

Рисунок 2.1 – Технологическая схема литейного  производства

      Пыль  в организм поступает через органы дыхания, где она и задерживается. Наиболее вредна пыль с диаметром частиц менее 5 мкм, так как в организме её оседает 70-80%. Под влиянием пыли развивается серьезное профессиональное заболевание – пневмокониоз (наиболее тяжкая форма - силикоз). При пневмокониозе наблюдается не только тяжелые изменения в легких, но и одновременно развиваются значительные нарушения в нервной и сердечно-сосудистой системах, в кишечно-желудочном тракте и других органах.

              Во время плавки и заливки  металлов рабочей в зоне обнаруживаются аэрозоли конденсации – пары фенола, формальальдегида, углеводороды, угарный газ, оксиды серы и азота и другие компоненты.

      Воздействия составляющих газообразных веществ на здоровье человека

       Оксид углерода (угарный газ) – продукт неполного сгорания топлива. Он легко вступает с гемоглобином крови в соединение. В результате снижается обеспеченность тканей кислородом, возникает гипоксия, нарушаются ферментативные процессы, страдает углеводный обмен, угнетается тканевое дыхание и нарушается функциональное состояние центральной нервной системы

           Первичные симптомы отравления  (головная боль) возникают при  концентрациях 200-220 мг при 2-3х  часовом воздействии. При повышенных  концентрациях появляется ощущение  «пульса в висках» , головокружение .

           Сернистый ангидрид (диоксид серы) поступает в воздух вследствие плавки металла и т. д. Раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. Хроническое воздействие сернистого ангидрида приводит к возникновению бронхитов, нередко с астматическими явлениями, и других респираторных заболеваний. Может  нарушать углеводно-белковый обмен, снижать сопротивляемость организма к возбудителям инфекционных заболеваний .

    Выбросы сернистого ангидрида  распространяются на значительные  расстояние  от источника (до 10 км). При концентрации около 50 мг/м³ , соединяясь с влагой , он  образует сернистую, а затем  серную кислоту.

           Оксиды азота в атмосфере, в основном, находятся в виде диоксида азота – газа желто-бурого цвета. Во влажном воздухе часть оксидов азота образует азотную кислоту.

При воздействии  малых концентраций у человека возникает  ощущение специфического  запаха, раздражение  во рту и зеве, нарушение зрения. Есть о неблагоприятном влиянии оксидов азота на здоровье детей , проживающих в зонах загрязнения: повышается заболеваемость верхних дыхательных путей.

          Углеводороды. В состав углеводородов входят десятки соединений: парафины, олефины, ацетилены, ароматические углеводороды, и др. Они раздражают дыхательные пути, появляется тошнота, головокружение, расстройство дыхания и кровообращения.

            Альдегиды представлены формальальдегидом, акролеином, ацетальальдегидом.

     В малых концентрациях они раздражают органы зрения и обоняния и действуют как наркотик на ЦНС.

            Фенолы могут поступать в организм человека через незащищённую кожу и дыхательные пути, легкие. Они относятся к наркотическим ядам, действующим на центральную нервную систему и обладают местным раздражающим действием. Отравление происходит при концентрации фенола в воздухе 8-15 мг/м³ .

             Оксиды марганца. Процессы плавки металла в электропечах, сварка и огневая резка сопровождаются выделением запыленных горячих газов, одним из составляющих которых является аэрозоль марганца. Марганцевая пыль распространяется на расстояние свыше 3 км от завода.

    Марганец как микроэлемент широко  распространён в природе. Он  считается профессиональным ядом  – при длительном вдыхании  оксидов марганца развиваются заболевания нервной системы. Способен накапливаться в организме. Среднесуточная ПДК 0,001 мг/м³ .

          Характеризуя ущерб, наносимый  загрязнениями человеку, следует  иметь в виду совместное воздействие  различных отходов производства, которое гораздо вреднее всех веществ в выбросах, поступающих от литейных производств.

         Вредные вещества литейного производства  попадая в окружающую среду,  представляют угрозу окружающей  природе. Так, диоксид серы  соединяясь с влагой воздуха, превращается в сернокислый туман, который вызывает поражение листьев и замедление роста растений. Загрязнение окружающей среды промышленными выбросами  сказывается на урожайности сельхозкультур и продуктивности животных. 
 

              2.2.2 Загрязнение сточными водами 

                   Литейное производство потребляет большое количество воды – для приготовления формовочных смесей, жидкого стекла, орошения циклонов, охлаждения оборудования. На производство 1 т стали и чугуна расходуется 15-20м³ воды.

             Из попадающих в водоёмы отходов литейного производства наибольшую опасность предоставляют примеси химических веществ. взвешенные твёрдые частицы способствуют образованию стабильных водных суспензий, при этом ухудшается прозрачность и внешний вид воды, снижается активность фотосинтеза водных растений.

                    На данном предприятии используется система оборотного водоснабжения. Осветленная вода, подаваемая в систему повторного использования, имеет не более 300 мг/л и рН – 8,0-8,5.   

               2.2.3 Загрязнение твердыми отходами 

                   Литейное производство сопровождается образованием значительного количества твёрдых отходов. Основные из них – окалина на огнеупорах, формовочный песок, пыль от сухих фильтров, литейный шлак кусковой, гранулят, шламы от мокрого обеспыливания.

          90% твёрдых отходов состоят из отработанных формовочных и стержневых смесей. 95% этих отходов поступают в отвалы, что ведёт к вторичному пылению, и внесению в почву вредных веществ. Вид загрязнений, встречающихся в отвальной массе, определяется материалами, входящими в состав формовочных и стержневых смесей.

         Воздействие отвальных масс на окружающую среду, особенно почвы и воды, может происходить вследствие переноса химических веществ, вымываемых атмосферными осадками. Щелочная и кислая реакции отвальных масс отрицательно влияют на свойства почв и воды, нарушают биологическое равновесие.

         Небрежное складирование твердых отходов приводит к загрязнению почвы неорганическми и органическими соединениями. Длительное поступление значительного количества микроэлементов в почву может в отдельных случаях создать локальный геохимический фон.

          Серьёзным ущербом является само существование отвалов. Пыль уносимая с них ветром, загрязняет окружающую среду.

          Твердые отходы литейного цеха используют для производства бетона, кирпича, дорожных покрытий, отсыпки полотна железных и шоссейных дорог. 

      ГП  «Электротяжмаш» - одно из ведущих в  СНГ и единственное в Украине  предприятие по изготовлению электрооборудования для тепловозов, крупных   электрических  машин , турбо- и гидрогенераторов.

      Благодаря мощной производственной и конструкторско-технологической  базе ГП «Электротяжмаш» относится  к разряду уникальных предприятий. Здесь имеется собственное металлургическое (чугунолитейное, сталелитейное, кузнечно-термическое), штамповочное, механосборочное производства, позволяющие работать по принципу замкнутого цикла.

      Вредные выбросы литейного производства ГП «Электротяжмаш», попадая в окружающую среду через вентиляцию, сточные воды, а также в виде твёрдых отходов, создают серьёзную экологическую проблему. Отрицательное воздействие вредных выбросов усуглубляется ещё и тем, что машиностроительные заводы расположены, как правило, в густонаселенных районах городов.