Аналитическая справка

о проведении I Международной научно-практической конференции

«Экология энергетики 2000»

I Международная научно-практическая конференция «Экология энергетики 2000»

проводилась 18-20 октября 2000 г. в МЭИ в год 70-летия образования МЭИ.

Официальные языки конференции: русский и английский. До начала научного мероприятия были изданы труды и программа конференции на русском языке.

Учредители конференции: Московский энергетический институт (Технический университет) и ОАО РАО «ЕЭС России».

Финансовую поддержку конференции оказал Российский фонд фундаментальных исследований.

Спонсорскую помощь для организации и проведения конференции оказали: Севзапэнерго, МЭС СЕВЕРО-ЗАПАДА, ОАО “Башкирэнерго”, ОАО “Брянскэнерго”, ОАО “Карелэнерго”, ОАО “Колэнерго”, ОАО “Комиэнерго”, АО Мосэнерго, ОАО “Печорская ГРЭС”, ОАО “Псковская ГРЭС”, ОАО “Смоленскэнерго”, ОАО “Янтарьэнерго”, ТЭЦ МЭИ, АООТ “ВТИ”, АООТ “ЭНИН”, ОАО “Институт ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ”, ОАО “ИНФОРМЭНЕРГО”, ОАО “НИИОГАЗ”, АК “ЕВРОКОНТРАКТ”, АООТ Завод “Котлоочистка”, ЗАО “АББ Ставан”, ООО “Сименс”, фирма “Альстом”, “Хальдор Топсе А/О”.

С кратким приветственным словом на открытии конференции выступили представители Учредителей: ректор МЭИ член-корр. РАН Аметистов Е.В. и председатель НТС РАО «ЕЭС России» член-корр. РАН Дьяков А.Ф.

На пленарном заседании при открытии конференции были сделаны следующие доклады:

• Вузы России и электроэнергетика: проблемы и перспективы сотрудничества (В.Н. Воронов, МЭИ);

• Основные проблемы и направления развития электроэнергетики России (Ю.Н. Кучеров, РАО «ЕЭС России»);

• Электроэнергетика и защита атмосферы от загрязнений (Л.М. Еремин, РАО «ЕЭС России»);

• Контроль чистоты воздуха в Германии (Г. Баумбах, Штутгартский университет).

На секциях было сделано 99 докладов. Полные тексты пленарных докладов на открытии конференции и секционных докладов опубликованы в сборнике: Международная научнопрактическая конференция «Экология энергетики-2000»: Материалы конференции.- М. Издательство МЭИ, 2000. – 464 с., ил. ISBN 5-7046-0615-6. Полные тексты пленарных докладов на закрытии конференции ранее не публиковались и частично представлены во второй части аналитической справки.

В работе конференции были рассмотрены вопросы защиты воздушного бассейна от выбросов энергопредприятий, охраны водного бассейна от сбросов энергопредприятий, влияния золошлаков и промотходов на среду обитания, применения экологически чистых технологий в энергетике при использовании традиционных и возобновляемых источников энергии, влияния факторов физического воздействия объектов энергетики на окружающую среду, а также общепроблемные вопросы экологии энергетики. При работе конференции были также рассмотрены некоторые аспекты подготовки и переподготовки специалистов не только для энергопредприятий различных отраслей, но и организаций и ведомств, занимающихся природоохранной деятельностью.

При подготовке аналитической справки были использованы рабочие материалы и/или тексты пленарных докладов на закрытии конференции, представленные руководителями секций и докладчиками.

1. КРАТКИЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ СЕКЦИЙ КОНФЕРЕНЦИИ

1.1. Секция «Охрана воздушного бассейна от выбросов энергопредприятий»

Азотоочистка В работе секции приняло участие 58 специалистов из Вузов России, РАО «ЕЭС России», АО-энерго, АООТ ВТИ, ОАО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского», «НИИОГАЗ», ОАО «Гипрогазоочистка», «Хальдор Топсе» (Дания), МГП «Мостеплоэнерго», ОАО КазНИИ энергетики, ОАО «Евроазиатская энергетическая корпорация» (Казахстан), ЗАО «АВВ Ставан», Варшавского технологического университета (Польша) и других организаций. При работе секции было заслушано 23 доклада.

В докладах секции было проанализировано изменение воздействия ТЭС России на воздушный бассейн за последние годы и рассмотрены пути снижения вредных выбросов на ближайшую перспективу. Отмечено, что за последнее 10-летие значительно снизилось экологическое воздействие ТЭС России, что связано главным образом со снижением выработки электроэнергии и улучшением структуры топливного баланса (доля природного газа в 1999 г. составила 65%). В ближайшей перспективе будет увеличиваться доля угля, что существенно осложнит проблему снижения вредных выбросов ТЭС.

Для подавления образования NОx при сжигании различных видов топлива на ТЭС России могут быть использованы разработанные и апробированные в эксплуатации методы подавления.

Так, на ТЭС ОАО Мосэнерго научно-исследовательскими организациями (ВТИ, ОРГРЭС, МЭИ) проведен анализ основных результатов работ по ограничению выбросов оксидов азота при сочетании стадийного сжигания топлива и рециркуляции дымовых газов в зону горения, а также при применении горелок с низким выбросом NОx и оптимизацией аэродинамики топки. Указанные мероприятия позволяют снижать концентрацию оксидов азота в дымовых газах котлов на 60-80 % по отношению к исходному уровню.

Там, где не удается с помощью технологических методов при сжигании топлива снизить концентрацию NОx до требуемого уровня, применяют различные технологии азотоочистки. Перспективу промышленного применения составляют две технологии азотоочистки: селективного некаталитического восстановления (СНКВ) и селективного каталитического восстановления (СКВ) оксидов азота при более высокой эффективности СКВ-технологии удельные капитальные затраты в неё на порядок выше, чем при применении СНКВ. В докладе компании «Хальдор Топсе» приведены данные по очистке дымовых газов от оксидов азота с использованием технологии DENOX.

Эффективность снижения выбросов NОx при использовании метода селективного каталитического восстановления может достигать 90% и более с проскоком аммиака ниже 5-10 ppm, в то время как некаталитические методы очистки позволяют достигать эффективности 60%, а проскок аммиака с трудом может быть отрегулирован на приемлемом уровне. Установки по очистке от оксидов азота внедрены на двух котлах Северной ТЭЦ ОАО Мосэнерго и в настоящее время проводится работа по их внедрению на котле № 8 Дзержинской ТЭЦ.

Сероочистка Для очистки от оксидов серы при сооружении новых угольных энергоблоков можно рекомендовать использование мокрых известняковой или аммиачно-сульфатной и упрощенной мокросухой (Е-SОх) технологий. Первые две целесообразны при приведенной сернистости топлива около 0,15%, когда необходимо связывание более 90 – 95% SO2, а упрощенная мокросухая технология (уменьшение выбросов SO2 на 50—70 %) - при сжигании мало- и среднесернистых топлив.

Золоулавливание На секции конференции было представлено несколько докладов по повышению эффективности золоулавливания электрофильтров (ТЭЦ –22 ОАО Мосэнерго, АО «Спецгазоочистка», ОАО «АББ Ставан», АО Союзгазоочистка, НИИОГАЗ, ОАО «Гипрогазоочистка», ОАО «КазНИИ энергетики» и др.).

На ТЭЦ-22 АО Мосэнерго была произведена реконструкция существующих электрофильтров и установка 12 новых электрофильтров типа FTA, спроектированных финской фирмой «АББ Пауэр Ой». Изготовление и поставка оборудования и металлоконструкций новых электрофильтров осуществлялось российской фирмой «АББ Ставан» при поддержке финских коллег. Проведенные мероприятия позволили повысить степень улавливания золы до 99,6 – 99,8 %, т.е. снизить выброс золы в 20 раз.

В докладе НИИОГАЗ приведены данные по совершенствованию отечественных электрофильтров. Во всех электрофильтрах использованы игольчатые коронирующие и профилированные осадительные электроды с молотковым боковым встряхиванием. Применение игольчатых коронирующих электродов позволило резко интенсифицировать электрический режим и повысить степень улавливания золы. Основные направления развития системы автоматического управления электрофильтрами – это использование новых микропроцессорных контроллеров, которые позволяют снизить габариты, стоимость и эксплутационные издержки; применение новых типов датчиков и расширение их количества (пылемеры, расходомеры), широкое использование современных средств телекоммуникаций для передачи информации и управления системой золоулавливания;

использование для источников питания новых алгоритмов и способов питания (импульсное, знакопеременное и высокочастотное).

С целью повышения эффективности улавливания золы с неблагоприятными электрофизическими свойствами и частичной сероочистки дымовых газов в докладе специалистов ОАО «КазНИИ энергетики» предложена система со специальными дополнительными коронирующими электродами к штатным полям электрофильтра. Как показали исследования, разработанная система, обеспечивает уровень конверсии SO 2 в SO 3 около 35-40 %, что позволяет не только повысить эффективность золоулавливания, но и снизить выбросы оксидов серы примерно на 30 %. Для контроля выбросов золы в атмосферу в ОАО «КазНИИ энергетики» разработан оптический измеритель непрозрачности уходящих газов типа ИОНГ, опытные образцы которого находятся в постоянной эксплуатации на Аксусской электростанции (бывшая Ермаковская ГРЭС, Казахстан).

В докладе ОАО «СибВТИ» представлен вариант малозатратной реконструкции, заключающийся во внедрении системы предварительной ионизации газов, предназначенной для увеличения эффективности улавливания частиц золы электрофильтрами. Испытания ионизаторов на электрофильтрах Назаровской ГРЭС показали, что при работе электрофильтра в штатном режиме эффективность очистки составляла 97,5 – 98,5%. В ОАО «СибВТИ» разработан и опробован на электростанциях также вариант повышения эффективности мокрого золоуловителя путем воздействия на пылегазовый поток для интенсификации процесса коагуляции золы, отделения золы и водяных капель в каплеуловителе. Этот вариант повышения эффективности очистки газов был реализован на Улан-Удэнской ТЭЦ-1 и Новокемеровской ТЭЦ путем малозатратной реконструкции мокрого золоуловителя. Проведение реконструкции мокрого золоуловителя по этому варианту позволило повысить эффективность очистки газов с 94% до 97,6%.

Мониторинг выбросов вредных веществ В совместном докладе МЭИ и Татэнерго приведены данные по разработке систем непрерывного мониторинга выбросов вредных веществ на Казанских ТЭЦ-1 и ТЭЦ-3. Система непрерывного мониторинга выбросов (СНМВ) ТЭЦ в атмосферу представляет собой измерительноинформационный комплекс, обеспечивающий решение таких задач, как:

• текущий контроль фактических выбросов вредных веществ в атмосферу;

• обработка, систематизация и хранение данных;

• статистическая отчетность и отображение динамики загрязнений окружающей среды;

• оперативный анализ и диагностика режимов работы котлов; разработка рекомендаций по оптимизации текущих режимов работы котлов;

• регулирование вредных выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях;

• контроль за соблюдением предельно допустимых выбросов (ПДВ);

• разработка рекомендаций по ремонту, реконструкции и модернизации оборудования.

Использование СНМВ позволит снизить негативное воздействие ТЭС на окружающую среду путем обеспечения достоверного контроля и организации целенаправленной деятельности по их снижению, а также повысить эффективность работы энергетического оборудования за счет оптимизации рабочих режимов, модернизации и реконструкции оборудования, усиления технологической и производственной дисциплины.

Основные выводы по результатам работе секции «Охрана воздушного бассейна выбросов энергопредприятий» приведены ниже.

1. За последние годы в России проведена значительная работа по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу от энергопредприятий. Спад производства тепло- и электроэнергии и благоприятная структура топливного баланса в России позволили значительно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу без крупных капитальных и эксплутационных затрат. Разработаны и успешно освоены на различных котлах методы подавления образования оксидов азота, особенно при сжигании природного газа;

2. В ближайшей перспективе будет снижаться доля природного газа и увеличиваться доля угля в топливном балансе электроэнергетики России. Ожидается и рост производства тепло- и электроэнергии. В этих условиях снижение загрязнения воздушного бассейна потребует резкого увеличения финансирования природоохранных мероприятий. Потребуются дорогостоящие установки по очистке дымовых газов от оксидов серы и азота, высокоэффективные золоуловители. Необходимо будет значительно увеличить оснащение ТЭС приборами контроля выбросов и режима сжигания топлива. Необходимо также значительно увеличить финансирование научноисследовательских работ, направленных на снижение выбросов вредных веществ от энергопредприятий.

1.2. Секция «Охрана водного бассейна от сбросов энергопредприятий»

В работе секции «Охрана водного бассейна от сбросов энергопредприятий» приняло участие 57 специалиста из Вузов России, РАО «ЕЭС России», АО-энерго, Минприроды РФ, АООТ ВТИ, ОАО «УралВТИ», теплотехнических НИИ, ОАО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, ОАО «Объединение ВНИПИЭнергопром», ОАО «Институт ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ», ГНЦ РФ НИИВОДГЕО, ОАО «СвердНИИХиммаш», ЗАО «НПО Экохим», МГП «Мостеплоэнерго», ОАО «ОРГРЭС» и других организаций. При работе секции было заслушано 19 докладов.

Доклады, прозвучавшие на секции «Охрана водного бассейна от сбросов энергопредприятий» были посвящены современному состоянию проблемы взаимодействия энергопредприятий с окружающей средой, экологическому и технологическому совершенствованию методов и оборудования для обработки природных и сточных вод, утилизации образующихся отходов и созданию малоотходных систем водопользования в энергетике. Были также обсуждены вопросы, связанные с совершенствованием системы водопользования в Российской Федерации.

В докладах, посвященных ионообменным технологиям обессоливания и умягчения воды, основное внимание было уделено вопросам сокращения и утилизации регенерационных сточных вод как за счет совершенствования этого метода обработки воды, так и за счет рационального использования реагентов и сточных вод, образующихся в процессе регенерации.

Значительная часть докладов была посвящена результатам эксплуатации, исследований и совершенствованию основных типов испарителей отечественного производства: одно- и двухзонных испарителей кипящего типа «И», с вынесенной зоной кипения, горизонтально-трубных пленочных аппаратов, испарителей мгновенного вскипания. Приведенные данные свидетельствуют о высокой экономической и экологической эффективности термического обессоливания и его конкурентоспособности с ионообменным обессоливанием даже при обработке вод умеренной минерализации, особенно при ограничениях по сбросу минерализованных сточных вод.

На конференции были представлены также доклады, посвященные разработке важных фундаментальных проблем. Среди них теплообмен при кипении водных растворов. В докладах были представлены впервые полученные данные по теплоотдаче и условиям ухудшенного теплообмена при кипении водных растворов в каналах при низких давлениях и массовых скоростях.

Обсуждены модели передачи тепла при кипении водных растворов и рекомендации для расчета коэффициента теплоотдачи, построенные на их основе.

Большой интерес вызвал совместный доклад представителей Ивановского государственного энергетического университета, ОАО «Институт Теплоэлектропроект» и ОАО Мосэнерго «Экологическое совершенствование водоподготовительных установок на ТЭС». Согласно приведенным в этом докладе данным, наилучшими экологическими характеристиками обладают термохимические схемы обессоливания воды, хотя для исходных вод, где сумма хлорид- и сульфат-ионов меньше 2 мг-экв/л они близки для основных современных схем водоподготовок. Примерно равная экономичность схем химического и термического обессоливания имеет место в области, где сумма хлорид- и сульфат-ионов в исходной воды от 3,5 до 6 мг-экв/л. Эти рекомендации существенно отличаются от существующих «Норм технологического проектирования», где при суммарном содержании хлорид- и сульфат-ионов до 5 мг-экв/л рекомендуется применение химического обессоливания и тем более от современного проекта этих «Норм….», где указанный показатель увеличен до 7 мг-экв/л.

В процессе обсуждений были также выявлены противоречия в документах, нормирующих взаимоотношения энергопредприятий с природоохранными органами в области охраны водного бассейна от сбросов сточных вод, признано необходимым ускорить работы по определению областей рационального использования современных технологий и по корректировке раздела «Водоподготовка и водно-химический режим» Норм технологического проектирования ТЭС, последнее официальное издание которых вышло в 1981 г.

Участники секции конференции выработали следующие предложения:

1. РАО «ЕЭС России» провести с привлечением специализированных организаций детальный анализ документов, регламентирующих взаимодействие энергопредприятий с природоохранными органами в области охраны водного бассейна, разработать и согласовать единый документ, определяющий все стороны такого взаимодействия;

2. Поручить МЭИ координацию работ по корректировке методических указаний по выбору оптимальных областей применения различных методов обработки природных и сточных вод с учетом их воздействия на окружающую среду;

3. Осуществить корректировку раздела «Водоподготовка и водно-химический режим» Норм технологического проектирования ТЭС с учетом результатов работ по пункту 2.

В работе секции «Золошлаки и промотходы» приняло участие 42 специалиста из Вузов России, РАО «ЕЭС России», АО-энерго, ОАО «СибНИИГ», ОАО «УралОРГРЭС», АООТ ВТИ, ОАО «СибВТИ», СибНИИЭнергетики, НИИЭЧиГОС, ОАО «Институт Теплоэлектропроект», ОАО «ОРГРЭС», ОАО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского», Института технической химии Исследовательского центра Карлсруе (Германия), Технического института Варшавского теплотехнического университета (Польша), Объединенной высшей школы энергетики и окружающей среды (Тайланд) и других организаций. При работе секции было заслушано 15 докладов.

В докладах секции были рассмотрены вопросы экологической безопасности золошлакоотвалов и систем золошлакоудаления, в том числе:

- влияние золошлакоотвалов на воздушный бассейн, подземные воды, на почву, флору и фауну;

- основные мероприятия по предотвращению пыления действующих и отработанных золошлакоотвалов;

- технологии рекультивации отработанных отвалов в зависимости от целей их дальнейшего использования, внедренные на ряде электростанций, в том числе Ново-Московской, Щекинской и Рефтинской ГРЭС;

- технологии и конструкции противофильтрационных экранов на основе высококальциевой золы канско-ачинских углей, внедренных на Абаканской ТЭЦ;

- методики оценки поглощающей способности грунтов в отношении целого ряда токсикантов и их соединений, что позволяет рассчитать предельное время эксплуатации золошлакоотвалов, при котором исключается загрязнение подземных вод;

- вопросы сертификации санитарно-гигиенических свойств золошлаков ТЭС с целью их переработки в товарную продукцию и разработки экологически приемлемых технологий размещении невостребованной части золошлаков на золошлакоотвалах, с оценкой их влияния на окружающую среду и теплокровных животных;

- результаты исследований систем золошлакоудаления, проведенных с целью разработки основных методических положений по созданию экологически приемлемых систем ЗШУ ТЭС;

- основные методические положения по созданию систем ЗШУ с оптимальными техникоэкономическими и приемлемыми экологическими показателями, практическое использование которых будет способствовать формированию комплекса нормативно-технической документации ТЭС; проектированию новых и модернизации действующих ТЭС на более высоком техническом уровне; повышению технико-экономической эффективности систем ЗШУ проектируемых, реконструируемых и действующих ТЭС;

- новые технологии удаления и складирования высококальциевых золошлаков канско-ачинских углей с улучшенными экологическими характеристиками, альтернативных традиционному гидрозолошлакоудалению: с предварительной грануляцией, полусухой (удаление золошлаков с увлажнением до влажности 18-25%), полумокрый (удаление золошлаков в виде высококонцентрированной пульпы с водозольным отношением 0,8-2,0 м3/т), технологий золоудаления в виде высококонцентрированной пульпы на Абаканской ТЭЦ, обезвоживания шлака в секционированном шлакоотстойнике и золы в секционированном оперативном отвале с последующим складированием обезвоженных золошлаков в сухом отвале на Красноярской ТЭЦ-2, а также проект полусухого складирования золы Красноярской ТЭЦ-1.

При работе секции «Золошлаки и промотходы» конференции были рассмотрены также вопросы использования золошлаковых материалов в различных областях народного хозяйства, в том числе:

- технология золошлакоудаления с предварительной грануляцией высококальциевой золы;

- использование золы канско-ачинских углей в сельском хозяйстве для уменьшения кислотности почвы, с исследованием ее влияния на урожайность сельскохозяйственных культур и аккумуляции растениями микроэлементов, содержащихся в золе;

- разработки новых материалов на основе золы кузнецких углей, таких как керамическая облицовочная плитка, теплоизоляционные материалы.

Доклады зарубежных специалистов были посвящены:

- системам очистки уходящих газов установок сжигания отходов, в котором представлены нормативы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу стран ЕЭС, принципы сжигания бытовых отходов, технологии очистки уходящих газов;

- низкотемпературному плазменному разложению фреона, в котором дано описание опытной установки по разложению этого газа.

Были также обсуждены вопросы образования, размещения и утилизации отходов производства и потребления, образующихся на энергопредприятиях.

В результате обсуждения докладов секции участники конференции пришли к следующим основным выводам:

1. В области охраны окружающей среды от негативного воздействия золошлакоотвалов разработаны эффективные методы борьбы с пылением действующих и рекультивации отработанных золошлакоотвалов, которые должны найти широкое применение в отрасли;

2. При анализе результатов выполненного комплекса исследований и разработок по системам золошлакоудаления установлено, что существующая нормативно-техническая база не позволяет создавать и эксплуатировать системы золошлакоудаления ТЭС в соответствии с современными требованиями, предъявляемыми к энергетическому оборудованию, как с точки зрения техникоэкономических показателей, так и природоохранного законодательства;

3. При корректировке нормативно-технической базы по созданию новых и приведению эксплуатируемых систем ЗШУ в соответствие с действующим природоохранным законодательством следует также предусмотреть возможность их совершенствования в связи с постоянным ужесточением требований к экологическим характеристикам энергетического оборудования и технологических процессов. При совершенствовании нормативно-технической базы в первую очередь следует:

- систематически вести работу по анализу технико-экономических показателей эксплуатируемых систем ЗШУ;

- сформулировать основные принципы, которым должны соответствовать системы ЗШУ с оптимальными технико-экономическими показателями и приемлемыми экологическими показателями;

- разработать и утвердить в качестве руководящего отраслевого документа для предприятий РАО «ЕЭС России» основные методические положения по созданию экологически приемлемых систем ЗШУ ТЭС.

4. В области использования золошлаковых материалов научно-исследовательские и практические разработки не нашли еще широкого применения на электростанциях отрасли, поскольку не проводится целенаправленной политики по их использованию, нет особой заинтересованности ТЭС в этом вопросе, не проводится мониторинг по использованию ЗШМ в других отраслях промышленности.

5. В области размещения и утилизации других видов отходов ТЭС и котельных:

- созданы рекомендации по разработке лимитов образования и размещения отходов, однако для ТЭС вопросы утилизации некоторых видов отходов представляют определенные трудности, поэтому необходимо создание отраслевого нормативного документа по указанному направлению;

- в связи с недостаточностью спектра технологий по обращению с отходами необходимо определить первоочередные задачи по их утилизации и запланировать выполнение научноисследовательских работ как по традиционным, так и по нетрадиционным методам утилизации различных видов отходов.

1.4. Секция «Новые экологически чистые технологии в энергетике при использовании В работе секции «Новые экологически чистые технологии в энергетике при использовании традиционных и возобновляемых источников энергии» приняло участие 40 специалистов из Вузов России, РАО «ЕЭС России», АО-энерго, АООТ ВТИ, ОАО «СибВТИ», ООО «Сименс», теплотехнических НИИ, ОАО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, Компании «Евроконтракт», ЗАО «МРЭнерго-Строй», ОАО «УралВТИ», ГУП НПО «Гидротрубопровод», Инженерной энергетической компании «ИНЭКО», Управления топливно-энергетического хозяйства г. Москвы, Павлодарского института современного бизнеса, ОАО «Алюминий Казахстана», Штутгартского и Берлинского университетов (Германия), Компании «Alstom Power UK Ltd» (Великобритания) и других организаций. При работе секции было заслушано 32 доклада.

В работе секции «Новые экологически чистые технологии в энергетике при использовании традиционных и возобновляемых источников энергии» были рассмотрены различные аспекты создания экологически чистых тепловых электростанций, вопросы обеспечения экологической безопасности при сжигании низкосортных энергетических топлив, технологии создания новых видов экологически чистых топлив (ЭКОВУТ, топливные композиции, искусственные газы), новые методы сжигания топлива, в том числе нестехиометрическое сжигание с подавлением оксидов азота, сжигание в циклонных топках новой конструкции и др. Рассматривались методы и мероприятия природоохранного характера: при транспортировке, хранении и подготовке топлива к сжиганию, процессов сжигания топлива и получения из него различных видов товарной продукции.

Многие доклады содержали новый, порой уникальный материал, вызвавший большой интерес, например, технология газификации и сжигания угля в расплаве шлака и ее математическое моделирование, разработанная в НГТУ, и в настоящее время, подготавливаемая к реализации в ОАО «Новосибирскэнерго»; технология получения ЭКОВУТ - экологически чистого топлива из угля, разработанная в НПО «Гидротрубопровод» и др. Были рассмотрены работы, посвященные рассмотрению расчетной модели тепломассообмена при струйной конденсации. Большое внимание привлекли доклады по геотермальной энергетике, по созданию экологически чистых ТЭС малой мощности, альтернативные системы хранения природного газа в адсорбционном состоянии, разработанные и испытанные в Институте тепло- и массоообмена им. А.В. Лыкова (Белоруссия).

Доклады зарубежных авторов были посвящены вопросам снижения выбросов промышленных газотурбинных установок, возобновляемому производству электроэнергии и тепла с сезонной координированной выработкой солнечной и геотермальной энергией, а также проектированию и эксплуатации ТЭС на твердом топливе.

В результате обсуждения докладов секции участники конференции пришли к следующим основным выводам:

1. Считать целесообразным в ближайшее время создать на одной из ТЭС РАО «ЕЭС России» головной цех для производства экологически чистого топлива из угля «ЭКОВУТ» для отработки технологии его сжигания в топках энергетических котлов. Как показали расчеты, капитальные вложения в цех производства ЭКОВУТ не превышают 10 долларов США на 1 кВт установленной мощности ТЭС. Перевод котлов на такое топливо не требует их длительного останова на переоборудование и является малозатратным мероприятием;

2. Поддержать и рекомендовать для серийного производства устройства для хранения природного газа в адсорбционном состоянии в сорбентах, разработанных в Институте тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова;

3. Рекомендовать к внедрению на ТЭС новую технологию использования угля, разработанную в НГТУ;

4. Рекомендовать опыт создания промышленных мини-ТЭС на древесных отходах с предтопками, работающими на принципах «кипящего» слоя для лесной промышленности. Разработка выполнена ЗАО «МР-Энерго-Строй», МЭИ и Инженерной энергетической компанией «ИНЭКО».

1.5. Секция «Общепроблемные вопросы экологии энергетики. Факторы физического воздействия В работе секции «Общепроблемные вопросы экологии энергетики. Факторы физического воздействия объектов энергетики на окружающую среду» приняло участие 23 специалиста из Вузов России, РАО «ЕЭС России», АО-энерго, Минприроды РФ, Авиационного научнотехнического комплекса им. А. Н. Туполева, НИИ Медицины труда РАМН, НПО «ТехносервисЭлектро», БП «Электросетьсервис», ГП «Отделения дальних передач» и других организаций.

В работе подсекции «Общепроблемные вопросы экологии энергетики» были рассмотрены вопросы метрологического обеспечения природоохранной деятельности на ТЭС, а также вопросы подготовки и переподготовки кадров для электроэнергетики.

В работе подсекции «Факторы физического воздействия объектов энергетики на окружающую среду» были обсуждены вопросы:

- возникновения шума на ТЭС и мероприятия по снижению уровня шума от энергетического оборудования;

- разработки средств снижения вибрационного воздействия с учетом динамических характеристик оснований и корпусов энергетического оборудования;

- эволюции техносферы и экологических проблем акустики машин;

- нормирования электромагнитных полей, создаваемых электроустановками;

- особенности расчета и измерения трехмерных магнитных полей, создаваемых электроустановками;

- экологических проблем проектирования и строительства воздушных линий электропередачи в условиях городской застройки.

В результате обсуждения докладов секции участники конференции пришли к следующим основным выводам:

1. Просить РАО «ЕЭС России» принять меры для широкого внедрения разработок МЭИ по снижению уровня шума от энергетического оборудования;

2. Рекомендовать организациям, занимающихся проектированием и эксплуатацией энергетических объектов с газотурбинными установками, использовать опыт, накопленный в Авиационном научно-техническом комплексе имени А.Н. Туполева по выбору виброизоляции этих установок;

3. Учитывая острую необходимость обеспечения экологической безопасности воздушных и кабельных линий электропередачи, просить РАО «ЕЭС России» включить в план НИОКР на 2001 г. разработку отраслевых документов, регламентирующих методы снижения уровня магнитных полей, создаваемых этими установками, и отразить основные требования разработанных документов в новой редакции ПУЭ;

4. Просить РАО «ЕЭС России» организовать испытания в полевых условиях и оценить возможность практического использования на действующих ВЛ экранов для снижения уровней магнитных полей в населенной местности и зонах жилой застройки;

5. Рекомендовать проектным организациям при проектировании новых и реконструкции действующих ВЛ шире применять многоцепные опоры, обеспечивая большую экологическую безопасность ВЛ;

6. Рекомендовать проектным организациям использование при проектировании ВЛ разработанную программу Sky_EF2.0 для расчета электрических и магнитных полей;

7. Считать повышение квалификации и переподготовку специалистов по проблеме экологии энергетики одним из важнейших направлений в природоохранной деятельности, как высших учебных заведений, так и энергопредприятий и специализированных организаций.

2. ТЕКСТЫ НЕКОТОРЫХ ПЛЕНАРНЫХ ДОКЛАДОВ НА ОТКРЫТИИ КОНФЕРЕНЦИИ

2.1. ВУЗы России и электроэнергетика: проблемы и перспективы сотрудничества Прошедшее десятилетие было непростым как для всей России, так, естественно, и для энергетики, и для высшей школы. Здесь речь пойдет о том, как происходящие процессы отражаются в сфере подготовки и переподготовки кадров для электроэнергетики.

Акционирование российской энергетики привело, как нам представляется, к естественному ослаблению вертикальных связей в связи с усилением самостоятельности энергосистем и отдельных электростанций. Вопросы подготовки кадров, их переподготовки и повышения квалификации на определенном этапе стали второстепенными, что было особенно характерным в начале девяностых годов. Вузы это почувствовали сразу, т.к. в этот период резко упал спрос на молодых специалистов. Разделение бывшего Минэнерго на Минтопэнерго и РАО «ЕЭС России» только усугубило ситуацию.

Вот типичный пример, связанный с подготовкой кадров. Техникумы и ПТУ остались в системе Минтопэнерго, а учебные центры энергосистем как бы ушли в РАО «ЕЭС России». В результате то тесное взаимодействие, которое всегда было между этими структурами и методически поддерживалось региональными вузами, также разрушилось. Отраслевых вузов в электроэнергетической отрасли (практически единственной в этом отношении) никогда не было раньше и, естественно, не появились они и в новых условиях.

В научном плане (а подготовка кадров в вузе тесно связана с научной работой кафедр) также произошли существенные изменения. Связь вузов с энергетиками шла в значительной мере через отраслевые НИИ, в них же создавались филиалы кафедр, что позволяло естественным образом отслеживать те изменения, которые имели место в технической политике. Ослабление отраслевой наук

и, хотя она все эти годы героически боролась за выживание, также усугубило ситуацию. К середине 80-х годов сложилась действительно печальная картина – я думаю, что не особенно сгустил краски.

В высшей школе в эти годы очень многое изменилось. В рамках данной темы необходимо, прежде всего, указать отмену в начале прошедшего десятилетия государственного распределения специалистов, что привело к возникновению проблемы трудоустройства выпускников. Вузы в новых условиях лишь искали подходы к решению возникшей задачи, а энергетики, как уже было сказано, практически прекратили принимать на работу молодых специалистов. В результате большинство выпускников самостоятельно находило работу, но, как правило, не по своей специальности, что привело естественным образом к падению престижа вузов, готовящих специалистов для энергетики, – а это более 150 вузов России. Особенно критичным в данном отношении был период 1993-1996 гг.

Тогда же по известным всем причинам резко сократилось бюджетное финансирование вузов, в то время как платные формы подготовки еще не получили своего развития, особенно в технических вузах. Результатом был отток специалистов (преподавателей и научных сотрудников) из высшей школы, особенно существенный в части наиболее продуктивной возрастной категории – 30-50 лет. Например, в МЭИ средний возраст преподавателей сегодня подходит к 60 годам (средний!!), а численность научного сектора, который всегда был резервом педагогического штата, сократилась почти на порядок. Сегодня последствия указанных процессов мы только начинаем ощущать, а через 5-10 лет, если не будут приняты чрезвычайные меры, ситуация может стать катастрофической и не только для вузов, но и для энергетики России.

Рассчитывать на решение этой проблемы на государственном уровне трудно ввиду той ситуации с бюджетом, какая складывается на обозримое будущее. Более того, политика нового состава Правительства и команды Г. Грефа совершенно очевидно ведет к тому, что решение проблемы подготовки кадров перекладывается на:

•предприятия - потребители специалистов, На федеральном уровне законодательные и финансовые вопросы решаются в минимальной степени. Поэтому сегодня вузы и энергетики просто обязаны пойти навстречу друг другу и совместно искать выход из сложившегося положения, тем более, что потребность в специалистах для энергетики начала в последние 2-3 года резко возрастать – мы опять же это почувствовали по количеству заявок на наших выпускников. По последним оценкам, современная потребность энергетики в молодых специалистах в 6-9 раз превышает их число, выпущенное МЭИ в прошлом году.

Так резко опять изменилась ситуация.

Возникли новые и очень разные формы сотрудничества вузов с энергетиками. МЭИ, например, уже в течение 6 лет ежегодно принимает на платной основе 30-40 абитуриентов, направленных из Мосэнерго (т.е. сейчас в МЭИ уже учатся более 200 таких студентов). Аналогичным образом мы работали до последнего времени с предприятием «Мосгортепло» и с рядом энергосистем, хотя и не в таких масштабах. То же самое – и в нашем филиале в Смоленске, и в г. Волжском, где наш бывший филиал, а ныне Казанский государственный энергетический институт очень тесно взаимодействует в этом плане с Татэнерго и другими энергосистемами своего региона. Очень активно работает в центральном регионе России Ивановский государственный энергетический университет – как в части подготовки специалистов, так и в части повышения квалификации и переподготовки кадров, с различными формами обучения (дневной, вечерней, заочной). Наши коллеги из Уральского государственного технического университета очень успешно решают эту проблему на Урале. Можно привести примеры и по другим регионам, имея в виду Дальневосточный государственный технический университет, Саратовский государственный технический университет и др.

Есть примеры взаимодействия с вузами и на уровне РАО «ЕЭС России». В Москве и в ряде регионов на базе вузов функционируют центры предэкзаменационной подготовки руководящего состава акционерных обществ, организованные по инициативе Департамента генеральной инспекции электрических станций и сетей. С участием вузов регулярно проводятся региональные конкурсы профессионального мастерства энергетиков в Москве, Санкт-Петербурге, Волгограде, Тюмени и других городах. Более того, в рамках подготовки этих конкурсов в региональных учебных центрах проводятся тренировки участников конкурсов с использованием тренажеров, разработанных в МЭИ, Ивановском государственном энергетическом университете и других вузах.

МЭИ уже в течение многих лет тесно работает со всеми без исключения вузами, готовящими специалистов для энергетики (более 150 вузов), возглавляя крупнейшее в России учебнометодическое объединение (УМО). Выступая в какой-то мере от имени всех этих вузов, МЭИ в конце 1999 года заключил Генеральное соглашение и издал совместный приказ с РАО «ЕЭС России». Эти документы подписали А.Б. Чубайс и Е.В. Аметистов. Ядром Генерального соглашения является создание в МЭИ Головного учебно-научного центра РАО «ЕЭС России». Задачами этого Центра являются не только – а может быть, и не столько – организация подготовки, переподготовки и повышения квалификации специалистов, сколько аккредитация региональных учебных центров на базе существующих учебных заведений региона, разработка методик обучения, оказание других видов методической и организационной помощи, т.е. по существу развитие тех форм работы вузов с энергетиками, о которых уже сказано выше. Еще одна важная задача Центра, которая вытекает из самого его названия, – содействие в решении актуальных научно-технических проблем страны.

Возвращаясь к проблемам подготовки кадров необходимо отметить, что подготовка специалистов-энергетиков – дело весьма сложное и это всегда учитывалось в системе образования.

Не случайно, например, в свое время была запрещена подготовка энергетиков по заочной форме обучения, потому что необходим серьезный лабораторный практикум, необходимо постоянное общение с профессионалами при выполнении курсовых работ, не говоря уже о выпускных работах. По той же причине сейчас практически по всем энергетическим направлениям и специальностям запрещен экстернат.

На сегодняшний день из примерно 150 вузов, где готовят специалистов-энергетиков, только небольшая часть (10-15 вузов) сохранила необходимую лабораторную базу и кадры преподавателей. МЭИ это знает не понаслышке, поскольку, как я уже говорил, все эти вузы входят в состав учебно-методического объединения при МЭИ. Что делать в такой ситуации?

В Генеральном соглашении предлагается (предварительно данное предложение было обсуждено в Минобразования РФ) следующая схема подготовки специалистов-энергетиков. Первые года в рамках многоуровневой системы все уже упомянутые около 150 вузов готовят бакалавров.

Необходимая база для подготовки – фундаментальной (по физике, математике и т.д.), а также общепрофессиональной (теоретические основы электротехники, теплотехника и т.д.) в этих вузах имеется. Специальная же подготовка всех студентов-энергетиков продолжительностью 1,5-2 года проводится в ведущих вузах регионов (10-15 вузов, перечень которых сейчас уточняется). В этом случае резко увеличивается нагрузка на ведущие вузы, учебно-методической работой которых будет по-прежнему руководить МЭИ в рамках учебно-методического объединения.

Конечно, потребуется помощь со стороны РАО «ЕЭС России» и АО-энерго соответствующих регионов для поддержки ведущих вузов. Но, похоже, сегодня нет другого способа сохранить высокий уровень подготовки специалистов – а для электроэнергетики он просто обязателен. Следует к тому же учитывать, что через несколько лет и такой способ решения проблемы будет невозможен, поскольку к этому моменту мы потеряем уже все и превратимся во второразрядную державу со всеми вытекающими отсюда последствиями.

В Генеральном соглашении обозначены и другие направления совместной деятельности. Я их просто коротко упомяну: известная целевая подготовка, включая платную, и подготовка с помощью образовательного кредита, получаемого студентом от заинтересованной стороны (это в некотором смысле восстановление распределения). По последней схеме пытаются работать предприятия ВПК Москвы, где похожие проблемы имеют место, взаимодействуя с Правительством Москвы.

Необходимо подчеркнуть, что все те шаги, о которых выше шла речь, реальны лишь в тесном взаимодействии с АО на всех уровнях, при активной финансовой поддержке вузов – сами они сегодня не в состоянии реализовать изложенные предложения. Сейчас трудно говорить о каких-то конкретных суммах. Если принципиально эта идея принимается обеими сторонами, становится возможной ее детальная проработка. В упомянутом выше Генеральном соглашении между МЭИ и РАО «ЕЭС России» этот подход контурно обозначен, поэтому проработка данного вопроса уже ведется.

В целом можно сказать, что выживание вузов и электроэнергетики в сегодняшних условиях возможно только в случае их тесного взаимодействия при решении всех стратегических и тактических вопросов. Опыт прошедшего года показал, что такое взаимодействие возможно, но для этого требуются постоянные усилия с обеих сторон.

2.2. Обзор докладов секции «Охрана воздушного бассейна от выбросов энергопредприятий»

к.т.н. Прохоров В.Б. (МЭИ), Роганков М.П. (РАО «ЕЭС России») В совместном докладе ВТИ и РАО «ЕЭС России» проанализировано изменение воздействия ТЭС России на воздушный бассейн за последние годы и рассмотрены пути снижения вредных выбросов на ближайшую перспективу. В 1999 г. объем выбросов загрязняющих веществ от ТЭС в атмосферу по сравнению с 1998 г. уменьшился (табл. 1) вследствие некоторого роста доли природного газа в топливном балансе (до 64 %) с соответствующим вытеснением твердого и жидкого топлив, а также из-за уменьшения производства электроэнергии на угольных ТЭС. Важным фактором уменьшения выбросов в атмосферу является проведение на ТЭС реконструктивных и технологических мероприятий, направленных на подавление образования оксидов азота в топочной камере котлов и повышения эффективности золоулавливающих установок.

Таблица 1. Объемы выбросов загрязняющих веществ ТЭС в атмосферу, млн. т Наименование 1995 г. 1996г. 1997 г. 1998 г. 1999 г. Уменьшение к 1998 г.

Таблица 2. Улучшились экологические показатели в удельном выражении - Выбросы золы отнесены только к твердому топливу.

- Выбросы оксидов азота отнесены ко всему топливу.

- Выбросы диоксида серы отнесены только к серосодержащему топливу.

В ближайшей перспективе увеличение использования угля, рост нагрузок, введение в г. технических (удельных) нормативов выбросов и возможное расширение перечня загрязняющих веществ потребует принятия дополнительных мер по снижению выбросов.

Снижение выбросов оксидов азота до нормативов ПДВ или ВСВ в большинстве случаев удается обеспечить за счет разработанных и опробованных в эксплуатации методов подавления NОх в топочной камере. В докладе рассмотрены методы подавления образования NOx при сжигании различных видов топлива. Отмечается, что особенно трудно снизить образование NОх при сжигании малореакционных углей (АШ и кузнецкий тощий) в котлах с жидким шлакоудалением.

В настоящее время на котлах, сжигающих АШ и тощий уголь, концентрация NОх составляет 1200—1500 мг/м3. При наличии на электростанциях природного газа целесообразно организовывать трехступенчатое сжигание с восстановлением NОх в верхней части топки.

Там, где не удается с помощью технологических методов снизить концентрацию NOх до требуемого уровня, должны применяться системы азотоочистки. Перспективу промышленного применения имеют в основном две азотоочистные технологии: селективного некаталитического восстановления (СНКВ) и селективного каталитического восстановления (СКВ) оксидов азота при более высокой эффективности СКВ-технологии удельные капитальные затраты в неё на порядок выше, чем при применении СНКВ. В связи с тем, что разработка отечественных катализаторов прекращена, внедрение СКВ-технологии сопряжена с закупкой зарубежных катализаторов.

Для очистки от оксидов серы при сооружении новых угольных энергоблоков можно рекомендовать использование мокрых известняковой или аммиачно-сульфатной и упрощенной мокросухой (Е-SОх) технологий.

Первые две целесообразны при приведенной сернистости топлива около 0,15% кг/МДж, когда необходимо связывание более 90 – 95% SO2, а упрощенная мокросухая технология (уменьшение выбросов SO2 на 50—70 %) - при сжигании мало- и среднесернистых топлив. Причем, в промышленных условиях испытана только аммиачно-сульфатная технология.

С наиболее высокими технико-экономическими показателями обеспечить требуемую эффективность золоулавливания (массовые концентрации золы в дымовых газах после очистки – мг/м3) и отпуск золы потребителю, как на действующих, так и на вновь строящихся ТЭС, можно с помощью многопольных горизонтальных электрофильтров. Существенное увеличение эффективности работы электрофильтров при улавливании зол кузнецкого и экибастузского углей возможно при снижении температуры и кондиционировании дымовых газов. Для удаления уловленной электрофильтрами золы наиболее целесообразна пневмогидравлическая система.

В 1998 – 1999 гг. ВТИ, ОРГРЭС и ЭНИН выполнена инвентаризация выбросов парниковых газов. Результаты инвентаризации СО2 представлены в таблице 3.

То же по всей энергии (электрическая и тепловая) Следует отметить, что удельный показатель выброса (0,44 кг/кВт.ч) является одним из лучших в мире, что объясняется широким применением в российской электроэнергетике комбинированной технологии производства тепла и электроэнергии, а также высокой долей природного газа в топливном балансе.

Увеличение использования угля, несомненно, приведет к дополнительному неблагоприятному воздействию на окружающую среду, к росту загрязнения атмосферного воздуха соединениями серы, азота, пылью, а с нею – тяжелыми металлами, и другими компонентами, а также вызовет обострение проблемы складирования золы и шлаков. Проведенный ВТИ, ОРГРЭС, ТЭПом и ВЭПом анализ показал, что стабилизация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу потребует значительных капитальных затрат.

В докладе МЭИ приведены результаты крупномасштабных комплексных натурных исследований рассеивания выбросов вредных веществ ТЭЦ и трансформации оксидов азота в условиях города Москвы. Установлено, что по сравнению с нормативной методикой, максимум приземных концентраций ниже на 15 – 25% и ближе к источнику выбросов на 5 – 10 высот дымовых труб, рассеивание примеси вдоль оси факела после прохождения максимума происходит более интенсивно. Получено, что степень трансформации NO в NO2 зависит от времени года и составляет менее 60% -зимой и до 80% - в летнее время. В настоящее время в соответствии с Российским законодательством степень трансформации NO в NO2 не зависит от времени года и принимается равной 80 %. С учетом особенностей распространения примесей разработана модель рассеивания вредных веществ в атмосфере для условий города. На основании результатов математического моделирования определен вклад выбросов городских ТЭЦ в приземную загазованность и предложены приоритеты по реализации атмосфероохранной политики. При обсуждении было предложено вести поиск путей закрепления полученных результатов для целей нормирования выбросов в городе.

В совместном докладе МЭИ и ОАО Мосэнерго приведен анализ основных результатов работ по ограничению выбросов оксидов азота на ТЭС Мосэнерго. Найденные техническими службами ОАО "Мосэнерго" и научно-исследовательскими организациями (ВТИ, ОРГРЭС, МЭИ) сочетания стадийного сжигания топлива и рециркуляции дымовых газов в зону горения, а также применение горелок с низким выходом NОх и оптимизация аэродинамики топки позволяют снижать концентрации оксидов азота в дымовых газах котлов на 60-80% по отношению к исходному уровню.

Применение комплекса режимных и конструктивных мероприятий позволило уложиться в допустимые нормы по оксидам азота при сжигании природного газа для большинства котлов ТЭЦ Мосэнерго. Что касается сжигания мазута, то здесь дело обстоит сложнее. Экспериментальные данные по котлу ТГМП-344А ТЭЦ-26 ст. №6 показывают, что при сочетании ступенчатого сжигания с рециркуляцией дымовых газов (в работе два ДРГ, r 20 %) достижение допустимых норм по оксидам азота практически возможно. Однако при работе котлов в таком «рекордном» по снижению CNOx режиме в районе экранов НРЧ в восстановительной газовой среде было обнаружено повышенное содержание H2S (на уровне 0,07 об. %). При длительном сжигании мазута в таком режиме велика опасность газовой коррозии экранных труб котла СКД. Установлено также, что в таких режимах сжигания мазута повышается интенсивность образования бенз(а)пирена. Поэтому такой режим сжигания мазута не может быть рекомендован к длительной эксплуатации котла.

Менее опасными в отношении газовой коррозии экранных труб котлов СКД являются режимы сжигания мазута с меньшими долями рециркуляции дымовых газов (r 8-10 %). Однако в этом случае CNOx в дымовых газах при номинальной нагрузке котла составляют 400-600 мг/м3, что выше допустимых норм.

В докладе МГП Мостеплоэнерго приводятся данные о работе, проводимой МГП Мостеплоэнерго, по снижению выбросов вредных веществ и оптимизации процессов сжигания топлива. Оснащение котлов современными газогорелочными устройствами, АСУ ТП и газоанализаторами КГА-8С позволило оптимизировать работу котлов, проводить мониторинг газообразных выбросов в атмосферу. Выбросы в атмосферу оксидов азота снижены более чем на 30%, оксида углерода – более чем в два раза.

В докладе Центра подготовки и реализации международных проектов приводятся данные о возможном механизме привлечения инвестиций в энергетику России за счет совместного осуществления проектов в соответствии с Киотским протоколом к Рамочной Конвенции ООН об изменении климата. Согласно Киотскому протоколу суммарный уровень парниковых газов промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой должен сократиться в 2008-2012 гг. более чем на 5 % по сравнению с уровнем 1990 г. Оценка обязательств промышленно развитых стран показывает, что ограничение роста выбросов парниковых газов не может быть достигнуто только за счет мер, предпринимаемых этими странами на национальном уровне.

В Киотском протоколе предусмотрена возможность использования гибких механизмов для выполнения обязательств, в том числе за счет совместного осуществления проектов, т.е. инвестирование средств одной страны в реализацию проектов по сокращению выбросов парниковых газов в другой стране. Развитые страны могут приобретать квоты на выбросы парниковых газов у тех стран, где достижение соответствующего сокращения выбросов потребует меньших издержек.

Использование этого механизма может обеспечить значительный приток инвестиций в экономику России, так как она обладает огромным потенциалом энергосбережения и более низким уровнем издержек на реализацию энергосберегающих мероприятий по сравнению со многими развитыми индустриальными странами. Суммарная величина энергосбережения в целом по России с 1990 г.

по 2010 г. оценивается в 460-540 млн. т. в год. Учитывая сокращение поставок природного газа на внутренний рынок и замещение его другими видами органического топлива, экспертные оценки ограничивают максимальное значение потенциала энергосбережения на уровне 2010 г. величиной около 300 млн. т у.т. в год, что может принести около 600 млн. т сокращения выбросов СО2.

Для практической реализации этого потенциала и привлечения соответствующих инвестиционных ресурсов необходимо создать условия, обеспечивающие эффективное участие России в проектах совместного осуществления.

На секции было представлено несколько докладов по повышению эффективности золоулавливания электрофильтров (ТЭЦ –22 Мосэнерго, АО «Спецгазоочистка», «АББ Ставан», Союзгазоочистка, НИИОГАЗ, Гипрогазоочистка, КазНИИ энергетики и др.). На ТЭЦ-22 Мосэнерго была осуществлена реконструкция электрофильтров, что позволило значительно снизить выброс золы в атмосферу. Котлоагрегаты ТПП-210А паропроизводительностью 1000 т/ч, в которых сжигается кузнецкий тощий уголь, были оснащены четырехпольными электрофильтрами типа УГ-2-4с высотой электродов 7,5 м. После двадцатилетнего периода эксплуатации степень очистки газов в электрофильтрах составляла 91-93 %. Одной из основных причин неудовлетворительной работы газоочистных аппаратов была высокая скорость дымовых газов в активной зоне электрофильтра, принятая при проектировании - 1,8 м/с вместо необходимых 1,0 - 1,2 м/с, а также физическое старение оборудования наряду с невысоким качеством его изготовления. За период с по 1997 год на трех блоках 3-й очереди ТЭЦ-22 на месте старых аппаратов были смонтированы новых электрофильтров типа FTA, спроектированных финской фирмой “АББ Пауэр Ой”. Изготовление и поставка оборудования и металлоконструкций осуществлялось российской фирмой “АББ Ставан” при поддержке финских коллег.

При реконструкции были установлены четырехпольные электрофильтры с высотой электродов 13,5 м, что позволило снизить скорость газов в 1,8 раза. Электрофильтры были размещены в габаритах старой строительной ячейки. Были установлены новые осадительные и коронирующие электроды, газораспределительные устройства и новая система управления электрофильтрами.

Была установлена новая микропроцессорная система питания полями электрофильтра. Все это позволило повысить степень улавливания золы до 99,6-99,8 %, т.е. снизить выброс золы в 20 раз.

На котлах ТП-80 и ТП-87 ТЭЦ-22 ранее были установлены электрофильтры УГ2-55-3 с высотой электродов 5,8 м. При реконструкции они были заменены на электрофильтры ЭГА-1-36-9-5и установлена новая система управления электрофильтрами. Это позволило повысить степень улавливания золы до 98-99 % и снизить ее выброс в атмосферу в 2-3 раза.

В докладе НИИОГАЗ приведены данные по совершенствованию конструкций электрофильтров в нашей стране. За последние 40 лет в России созданы четыре поколения электрофильтров, имеющие различное межэлектродное расстояние: типа УГ (2h = 275 мм), типа ЭГА (2h = мм), типа ЭГБ (2h = 350 мм) и типа ЭГВ (2h = 460 мм). Каждое поколение электрофильтров отличалось улучшенными технико-экономическими показателями, в том числе за счет увеличения межэлектродного расстояния. Во всех электрофильтрах использованы игольчатые коронирующие и профилированные осадительные электроды с молотковым боковым встряхиванием. Применение игольчатых коронирующих электродов позволило резко интенсифицировать электрический режим и повысить степень улавливания золы. Результаты испытаний электрофильтров показали, что увеличение межэлектродного пространства не привело к снижению степени улавливания золы. По техническому уровню электрофильтры типа ЭГВ соответствуют лучшим мировым образцам и могут обеспечить современные нормативы выбросов пыли в атмосферу (не более 50 мг/м ).

Для оптимизации работы электрофильтров проводились работы по совершенствованию систем питания электрофильтрами и автоматического управления. Основные направления развития системы автоматического управления электрофильтрами – это использование новых микропроцессорных контроллеров, которые позволяют снизить габариты, стоимость и эксплутационные издержки; применение новых типов датчиков и расширение их количества (пылемеры, расходомеры), широкое использование современных средств телекоммуникаций для передачи информации и управления системой; использование для источников питания новых алгоритмов и способов питания (импульсное, знакопеременное и высокочастотное). Созданная система автоматического управления электрофильтрами выполнена на уровне лучших мировых образцов с использованием последних достижений в области микропроцессорной техники.

В докладе КазНИИ энергетики излагаются предпосылки к использованию способа электрохимической конверсии SO2 в SO3 в электрофильтре с целью повышения эффективности улавливания золы с неблагоприятными электрофизическими свойствами и частичной сероочистки дымовых газов. С этой целью предложена система со специальными дополнительными коронирующими электродами к штатным полям электрофильтра. Как показали исследования, разработанная система, обеспечивает уровень конверсии SO2 в SO3 около 35-40 %, что позволяет снизить выбросы оксидов серы на 30 %.

Работа системы позволяет избежать в электрофильтре обратной короны при улавливании золы с неблагоприятными электрофизическими свойствами, что обеспечивает снижение выбросов золы в атмосферу. Для контроля выбросов золы в атмосферу в КазНИИ энергетики разработан оптический измеритель непрозрачности уходящих газов типа ИОНГ. Опыт непрерывной работы первого экземпляра прибора в течение полутора лет показал его достаточную надежность.

Одним из путей повышения эффективности существующих электрофильтров, является предварительная зарядка частиц золы перед ее поступлением в электрофильтр. ОАО «СибВТИ»

разработан вариант малозатратной реконструкции, заключающийся во внедрении системы предварительной ионизации газов, предназначенной для увеличения эффективности улавливания частиц золы электрофильтрами. Ионизатор размещается в форкамере электрофильтра на месте второй газораспределительной решетки и представляет собой ряд вертикально установленных рассекателей, между которыми расположены коронирующие электроды, на которые подается высоковольтное напряжение отрицательной полярности от отдельного агрегата питания.

Испытания ионизаторов на электрофильтрах Назаровской ГРЭС показали, что при работе электрофильтра в штатном режиме эффективность очистки составляла 97,5 – 98,5%. После подачи напряжения на ионизатор эффективность золоулавливания увеличилась до 98,8 – 99,3%. Трехпольный электрофильтр за котлом ПК-38 Назаровской ГРЭС, оборудованный ионизатором, эксплуатируется в течение нескольких лет и не требует специального обслуживания и ремонта.

В настоящее время в электроэнергетике для защиты воздушного бассейна от выбросов угольной золы широко применяются аппараты мокрой очистки – скрубберы с коагуляторами Вентури, обеспечивающие эффективность золоулавливания до 94 -96%. ОАО «СибВТИ» разработан и опробован на электростанциях вариант повышения эффективности мокрого золоуловителя путем воздействия на пылегазовый поток для интенсификации процесса коагуляции золы, отделения золы и водяных капель в каплеуловителе. Этот вариант повышения эффективности очистки газов был реализован на Улан-Удэнской ТЭЦ-1 и Новокемеровской ТЭЦ путем малозатратной реконструкции мокрого золоуловителя.

Реконструкция заключалась в установке перед трубой Вентури завихривающей решетки, а перед каплеуловителем – направляющей поворотной заслонки. Проведение реконструкции мокрого золоуловителя по этому варианту позволило повысить эффективность очистки газов с 94% до 97,6%. При этом гидравлическое сопротивление золоуловителя возросло на 20%.

ОАО «СибВТИ» разработал предложения по реконструкции мокрых скрубберов Вентури с коагулятором, которая заключается в установке в каплеуловителе скруббера цилиндрической полой орошаемой вставки. Реконструированный золоуловитель работает следующим образом. Дымовые газы после воздухоподогреавателя поступают в трубы Вентури, где происходит осаждение и коагуляция частиц на каплях распыленной форсункой воды. Далее газовый поток поступает в каплеуловитель, в котором золоводяные капли из пристенной части потока сепарируются под действием центробежных сил на внутренней части корпуса каплеуловителя и смываются пленкой орошающей воды в гидрозатвор. Газовый поток с золоводяными каплями, попадающий в приосевую область каплеуловителя и сохраняющий крутку, входит внутрь дополнительной полой вставки, где процесс осаждения и смыва золы происходит аналогично, как на стенке каплеуловителя.

Очищенные дымовые газы поступают на всас дымососа и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

Реконструкция золоуловителя позволила повысить эффективность очистки газов от летучей золы с 95% до 97,8% за счет уменьшения проскока золовых частиц через центральную часть каплеуловителя. Кроме того, на 25% увеличилось связывание оксидов серы из дымовых газов, значительно уменьшен унос золоводяных капель из каплеуловителя. Гидравлическое сопротивление золоуловителя практически не увеличилось. Такая реконструкция золоуловителей проведена на ряде котлов электростанций Дальнего Востока (Хабаровская ТЭЦ-1, Комсомольская ТЭЦ-2, Амурская ТЭЦ-1), где установка эксплуатировалась 3-5 лет.

В докладе компании «Хальдор Топсе» приведены данные по очистке дымовых газов от оксидов азота с использованием технологии DENOX. Эффективность удаления NОх методом селективного каталитического восстановления может достигать 90% и более с проскоком аммиака ниже 5-10 ppm, в то время как некаталитические методы очистки позволяют достигать эффективности 60%, а проскок аммиака с трудом может быть отрегулирован на приемлемом уровне. Установки по очистке от оксидов азота внедрены на двух котлах Северной ТЭЦ Мосэнерго и в настоящее время проводится работа по их внедрению на котле № 8 Дзержинской ТЭЦ.

Принципиальной частью системы Топсе DENOX является катализатор. Компания Топсе была первой, кто использовал гофрированный катализатор из армированных волокон. Катализатор производится на волокнисто-керамическом носителе TiO2, который пропитывается ванадием (V2O5) и вольфрамом (WO3). Указанные компоненты равномерно распределены по поверхности катализатора. Благодаря особому способу изготовления катализатор приобретает такие свойства как гибкость, термостабильность и механическую прочность в сочетании с высокой устойчивостью к ядам, что обеспечивает низкую скорость дезактивации и высокую механическую стабильность. В дополнение к этому, при высокой активности в процессе DENOX катализатор проявляет незначительную активность в окислении SO2.

Кроме того, в докладе приводятся данные по очитке дымовых газов от оксидов серы и по комбинированной очистке газов от оксидов серы и оксидов азота.

В совместном докладе МЭИ и Татэнерго приведены данные по разработке систем непрерывного мониторинга выбросов вредных веществ на Казанских ТЭЦ-1 и ТЭЦ-3. Система непрерывного мониторинга выбросов (СНМВ) ТЭЦ в атмосферу представляет собой измерительноинформационный комплекс, обеспечивающий решение таких задач, как: текущий контроль фактических выбросов вредных веществ в атмосферу; обработка, систематизация и хранение данных;

статистическая отчетность и отображение динамики загрязнений окружающей среды; оперативный анализ и диагностика режимов работы котлов; разработка рекомендаций по оптимизации текущих режимов работы котлов; регулирование вредных выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях; контроль за соблюдением предельно допустимых выбросов (ПДВ); разработка рекомендаций по ремонту, реконструкции и модернизации оборудования.

Использование СНМ позволит снизить негативное воздействие ТЭС на окружающую среду путем обеспечения достоверного контроля и организации целенаправленной деятельности по их снижению, а также повысить эффективность работы энергетического оборудования за счет оптимизации рабочих режимов, модернизации и реконструкции оборудования, усиления технологической и производственной дисциплины.

В докладе УГТУ приводятся данные по исследованию на лабораторной установке динамики горения и образования оксидов азота при сжигании широкой гаммы твердых топлив в котле с кипящим слоем. Найдены константы скоростей реакций горения кокса, образования и восстановления оксидов азота. В результате экспериментов была получены формула для расчета концентрации оксидов азота на выходе из топки с кипящим слоем высотой h. Результат расчетов удовлетворяют экспериментальным данным, полученным в пилотной установке.

Рамки данной статьи не позволяют подробно осветить содержание всех докладов представленных на секции 1 конференции. Основные выводы по работе секции 1 сводятся к следующему:

1. За последние годы в России проведена значительная работа по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу от энергопредприятий. Спад производства электроэнергии и благоприятная структура топливного баланса в России позволили значительно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу без крупных капитальных и эксплутационных затрат. Разработаны и успешно освоены на различных котлах методы подавления образования оксидов азота, особенно при сжигании природного газа.

2. В ближайшей перспективе будет снижаться доля природного газа и увеличиваться доля угля в топливном балансе электроэнергетики России. Ожидается и рост производства электроэнергии. Ужесточается природоохранительное законодательство. В частности, в 2001-2002 г.г. в практику работы предприятий вводятся дополнительные нормативы удельных выбросов в атмосферу, которые потребуют от предприятий обеспечить надлежащий экологический уровень оборудования даже при сниженных нагрузках. В этих условиях снижение загрязнения воздушного бассейна потребует резкого увеличения финансирования природоохранных мероприятий.

Потребуются дорогостоящие установки по очистке дымовых газов от оксидов серы и азота, высокоэффективные золоуловители. Необходимо будет значительно увеличить оснащение ТЭС приборами контроля выбросов и режима сжигания топлива. Необходимо также значительно увеличить финансирование научно-исследовательских работ, направленных на снижение выбросов загрязняющих веществ от энергопредприятий.

2.3. Снижение шума от ТЭС – важная экологическая задача Международная научно-практическая конференция «Экология энергетики 2000», проходившая 18-20 октября 2000 г. в г. Москве на базе Московского энергетического института (технического университета), среди других экологических проблем рассматривала проблему снижения шума от тепловых электрических станций. Это обусловлено тем, что нормальная работа эксплуатационного оборудования ТЭС связана с превышением шумовых норм не только на их территории, но и в окружающем районе. В некоторых случаях шум от энергетического оборудования может быть лимитирующим при расширении, модернизации или строительстве энергетических объектов. Особенно это актуально для энергетических объектов, находящихся в непосредственной близости от жилых районов городов.

Решение указанной проблемы, докладчики конференции видят в комплексном решении ряда задач.

Первая группа задач связана с осмыслением экологической проблемы акустики машин в эволюции техносферы, а также с обучением студентов и повышением квалификации сотрудников энергетических объединений, проектных институтов и др. организаций в вопросах снижения шума от энергетического оборудования, а также в целом от ТЭС. В докладе проф. Поболя О.Н. проблема снижения шума от энергетического оборудования, рассматривается как частный случай экологической проблемы акустики машин. С позиций эволюционного подхода к техносфере, как сложной информо-энергетической структуре, состоящей из иерархии самоорганизующихся человекомашинных техногенных систем, находящихся во взаимодействии с природной средой и обществом, определена последовательность этапов решения задач акустической акустики машин. В докладах И.Л. Колдаевой и В.В. Темник рассмотрены проблемы экологического образования в системе профессиональной подготовки на базе московского технического колледжа АО Мосэнерго, а С.С. Ананичевой – на базе Уральского государственного технического университета.

Вторая группа задач связана с решением технических задач, связанных с уменьшением шума от оборудования. Здесь в докладе проф. Тупова В.Б. рассмотрены источники шума ТЭС, показана зависимость шумового влияния источников на окружающий район и территорию ТЭС от количественных, временных, частотных характеристик оборудования, их местоположения и ряда других факторов. Приведены ориентировочные величины превышения санитарных норм от каждого типа оборудования и возможные способы уменьшения шума от них до санитарных норм.

Выделены основные группы источников шума, наиболее сильно воздействующие на окружающий район. Например, превышение санитарных норм на расстоянии 200 м от оборудования может составлять от нескольких децибел (трансформатор, градирня) до 30 дБА для воздухозабора газовой турбины. Максимальные значения превышений приходятся на паровые выбросы (до 47 дБА). Для выделенных групп источников шума необходимо осуществление комплексных мер по уменьшению шумового воздействия, которое определяется из акустического и технико-экономического расчетов. Приведен опыт Московского энергетического института по снижению шума от энергетического оборудования, по рекомендациям которого разработаны и эксплуатируется более глушителей для снижения шума дымососов, вентиляторов, ГТУ, водогрейных котлов, ГРП. Некоторые глушители работают в течение 10 и более лет. Эксплуатация глушителей показала высокую акустическую эффективность, умеренное аэродинамическое сопротивление и высокую надежность в работе. В докладе В.С. Бакланова рассмотрены средства снижения вибрационного воздействия с учетом динамических характеристик основания и корпусов энергетического оборудования, выполненные в Авиационном научно-техническом комплексе имени А.Н. Туполева. В докладе представлены результаты применения и исследования эффективности различных виброизолирующих креплений (упругого, упруго-инерционного с настроенными динамическими гасителями), а также низкочастотного крепления (для снижения воздействия в инфразвуковой области). Представленные в докладе материалы особенно интересны, учитывая предложения по широкому использованию небольших авиационных газовых турбин в «малой» энергетике.

К главным выводам, которые сделаны на конференции, следует отнести, во-первых, необходимость повышения квалификации персонала станций, проектных институтов и др. организаций по комплексу вопросов касающихся снижения шума от энергетического оборудования. В настоящее время уровень знаний в этой области признан неудовлетворительным. Во-вторых, в широком использовании известных разработок, в частности, МЭИ по снижению шума от энергетического оборудования. Их использование позволяет, во многих случаях, решить проблемы снижения шума от ТЭС, как для окружающего, так и для территории станции. Здесь также необходимо проведение дальнейших работ по совершенствованию методик расчета уровня шума с учетом специфики энергетического оборудования, улучшению и разработки новых средств шумоглушения.

РЕШЕНИЕ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Участники конференции приняли следующие основные решения:

1. Одобрить идею МЭИ и РАО «ЕЭС России» о совместном проведении международной научнопрактической конференции «Экология энергетики-2000» с привлечением широкого круга отечественных и зарубежных специалистов Вузов, организаций и специализированных предприятий не только энергетической отрасли, но и других отраслей народного хозяйства, а также природоохранительных органов и учреждений медицины;

2. Просить МЭИ и РАО «ЕЭС России» рассмотреть вопрос о систематическом проведении конференции в дальнейшем с периодичностью один раз в 3-5 лет;

3. Выразить благодарность Севзапэнерго, РФФИ и всем спонсорам, оказавшим финансовую помощь на подготовку и проведение конференции;

4. Одобрить решение Оргкомитета об издании материалов конференции с полными текстами докладов до ее начала;

5. Подготовить заключительные доклады по секциям конференции и опубликовать их в массовом научно-техническом издании;

6. Разместить аналитический обзор о тематике конференции на сайте МЭИ.