ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
«ВСЕРОССИЙСКИЙ ДВАЖДЫ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ»
ОАО «ВТИ»
Нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС
Курс лекций
(подготовлен в рамках работ по Соглашению №14.U02.21.0665 от
17 августа 2012 г.)
Москва 2013
Курс лекций «Нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС» подготовлен специалистами ОАО «ВТИ» по Соглашению № 14.U02.21.0665от 17 августа 2012г. Лекции читаются для повышения квалификации и профессиональной переподготовки кадров персонала компаний, работающих в энергетике, других организаций, работающих в области экологии энергетики, занимающихся вопросами нормирования в энергетике, а также для обучения студентов профильных ВУЗов и аспирантов.
Настоящий курс лекций касается анализа российского и зарубежного законодательства, существующего положения по нормативам удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС, разъясняет подходы к классификации котельных установок и разработке нормативов удельных выбросов.
В подготовке курса лекций принимали участие сотрудники ОАО «ВТИ»:
О.Н. Брагина, А.Н. Чугаева, А.А. Иванова, Т.Н. Мячина, Н.В. Кумпан, О.А. Киселева.
Анализ российского и зарубежного законодательства по требованиям к удельным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС.
Вступление Росси в ВТО и ОЭСР требует от Российской Федерации гармонизации экологического законодательства с законодательством стран ЕС. Самое важное в решении этой задачи - построение соответствующей нормативно-правовой базы и механизмов ее реализации.
В 2010 г Правительством Российской Федерации внесен в Государственную Думу и прошел первое чтение проект ФЗ № 584587 – 5 «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части совершенствования нормирования в области охраны окружающей среды и введения мер экономического стимулирования хозяйствующих субъектов для внедрения наилучших технологий».
Впервые определение наилучшей доступной технологии в российском экологическом законодательстве мы находим в проекте этого закона.
«Наилучшая доступная технология (НДТ) – совокупность применяемых для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг на объектах, оказывающих воздействие на окружающую среду, технологических процессов, оборудования, методов, способов, приемов и средств, основанных на современных достижениях науки и техники, обладающих наилучшим сочетанием показателей достижения целей охраны окружающей среды, экономической целесообразности, при условии технической возможности их применения».
В действующем в настоящее время законе «Об охране окружающей среды» введено только понятие «наилучшая существующая технология – технология, основанная на последних достижениях науки и техники, направленная на снижение негативного воздействия на окружающую среду и имеющая установленный срок практического применения с учетом экономических и социальных факторов».
Введение в перспективном законодательстве понятия наилучшая доступная технология соответствует принятому в экологическом законодательстве стран ЕС подходу по ограничению выбросов загрязняющих веществ от ТЭС. Гармонизация экологического законодательства РФ с законодательством стран ЕС является стратегическим направлением развития отечественного законодательства.
Если ориентироваться на европейское законодательство, которое уже несколько десятилетий назад ввело применение наилучших доступных технологий, то можно обратить внимание на постепенное, но значительное сокращение негативного воздействия на атмосферу выбросов загрязняющих веществ от предприятий тепловой энергетики. Европейское законодательство, основываясь на экономической целесообразности и технических возможностях, дифференцировало требования к вновь вводимому и действующему оборудованию ТЭС.
Регулирование деятельности по сокращению выбросов загрязняющих веществ от установок, сжигающих органическое топливо, проводится в соответствии с Директивами ЕС по ограничению выбросов определенных загрязнителей. Эти Директивы содержат нормативы предельных концентраций загрязняющих веществ в дымовых газах котельных установок, выбрасываемых в атмосферу. Для выполнения этих нормативных требований используются технологии (способы), входящие в справочники по НДТ.
Таким образом, установление нормативов удельных выбросов загрязняющих веществ от котельных установок служит для поэтапного сокращения негативного воздействия ТЭС на атмосферу с учетом доступности и экономической целесообразности внедрения НДТ, обеспечивающих эти нормативы.
Например, согласно Директиве 2001/80/ЕС для существующих котельных установок тепловой мощностью до 100 МВтт, сжигающих твердое топливо, предельная концентрация сернистого ангидрида (SO2) принимается равной 2000 мг/м3 ( при нормальных условиях –температура 0°С и давление 101,3 кПа,) для установок тепловой мощностью 100-500 МВтт - линейное снижение от 2000 до 400 мг/м3.. В данном случае учтены оба фактора – доступность и экономическая целесообразность.
Понятно, что для установок малой мощности к тому времени уже были разработаны технические решения по улавливанию SO2. Но, при ограниченных средствах, для сокращения выбросов сернистого ангидрида целесообразно было оснащать сероулавливающими установками в первую очередь крупные котельные установки, на которых сокращение валовых выбросов на единицу вложенных средств значительно больше.
Следовательно, при принятии Директивы 2001/80/ЕС резкое сокращение негативного воздействия ТЭС (установка сероочистки на котлах малой мощности) было экономически нецелесообразно при ограниченных средствах, т.к. незначительное снижение валовых выбросов на котельных установках малой мощности требует больших затрат.
В ЕС Концепция НДТ в смысле комплексного предупреждения и контроля загрязнений окружающей среды в результате хозяйственной деятельности, предусмотренная директивами 2001/80/ЕС и 2010/75/ЕС, учитывает возможные экономические затраты и экологические выгоды, получаемые в результате реализации НДТ.
Наибольшие трудности для использования этой модели НДТ в российском законодательстве вызовет сравнение «выгод для окружающей среды с экономическими затратами». Взимание платы за загрязнение окружающей природной среды в какой-то степени представляет собой форму возмещения экономического ущерба, которая компенсирует воздействие выбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду. Но в настоящее время нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ в Российской Федерации таковы, что плата за выбросы в очень редких случаях будет больше экономических затрат на внедрение новых технологий и газоочистного оборудования.
Учитывая принцип предусмотрительности, который декларирован в подписанных Российской Федерацией международных Конвенциях и Соглашениях по охране окружающей среды, уже в настоящее время необходимо принимать меры для выполнения перспективного экологического законодательства РФ, т.е. перехода на технологическое нормирование.
Несмотря на постоянное развитие технологий, из-за чего точное определение НДТ становится проблематичным, все же остается возможным в течение относительно короткого периода выбрать среди всех имеющихся технологий наилучшую, что и было сделано в европейских справочниках по НДТ. Однако для того, чтобы определить наилучшую технологию в конкретных практических условиях, необходимы критерии, зависящие от субъективных решений. Например, при выборе между автомобилем, поездом и велосипедом (в качестве транспортного средства) критериями могут быть время, удобство, стоимость и, что наиболее важно для нашего случая, минимизация ущерба окружающей среде. Если единственным критерием является недопущение/минимизация ущерба окружающей среде, велосипед будет наилучшим выбором. Также велосипед выгоден и с точки зрения экономических затрат. Однако, если запас времени на поездку ограничен, лучшим вариантом будет поезд или автомобиль. Если же учитывать комфорт при поездке, на первое место выйдет автомобиль - для тех, кто не любит путешествовать в большой компании, или поезд - для любителей почитать или поспать в дороге.
Этот же принцип применим и для крупных промышленных предприятий, например, для электростанций. С точки зрения защиты окружающей среды наилучшим решением было бы применение электроэнергии, выработанной на солнечных элементах, но это может оказаться слишком дорогим или даже невозможным вариантом, например, в условиях Заполярья. Если на территории имеются большие залежи каменного угля, то наилучшим вариантом будет ТЭС, работающая на этом угле, хотя в этом случае может быть оказано значительное негативное воздействие на окружающую среду и здесь необходимо внедрение НДТ в кратчайшие сроки.
Таким образом, решение в конечном счете остается за хозяйственным субъектом.
Европейские справочники по НДТ представляют собой документы, содержащие пошаговое описание НДТ для каждой из отраслей промышленности, перечисленных в Приложении I "Виды производственной деятельности, упоминаемые в Статье 1" этих Директив. Эти справочники используются компетентными органами при выдаче хозяйствующим субъектам природоохранных разрешений на право хозяйственной деятельности, а также самими хозяйствующими субъектами при формировании своей экологической политики.
В настоящий момент в РФ действуют нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ для котельных установок, регламентированные ГОСТ Р 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие технические требования», где указаны нормативы удельных выбросов для вновь вводимых котельных установок, но нет показателей для действующих установок, введенных до 2000 г.
ГОСТ Р 50831-95 распространяется на котельные установки паропроизводительностью от 160 до 3950 т/ч на абсолютное давление перегретого пара от 9,8 до 25,0 МПа.
В таблицах 1-7 приведены нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по ГОСТ Р 50831-95.
Нормативы удельных выбросов, представленные в таблицах 1-3, согласно п. 10.6 ГОСТа распространяются на реконструируемые установки.
Для действующих котельных установок нормативы удельных выбросов не разработаны и не закреплены в государственных нормативных документах.
Таблица 1 - Нормативы удельных выбросов в атмосферу твёрдых частиц для котельных установок, вводимых на ТЭС до 31 декабря 2000 г., для твёрдого топлива всех видов
Тепловая мощность котлов Q, МВтт
(паропроизводительность котла D, т/ч)
|
Приведенное содержание золы Апр, %∙кг/МДж
|
Массовый выброс твёрдых частиц на единицу тепловой энергии, г/МДж
|
Масовый выброс твёрдых частиц, кг/ту.т.
|
Массовая концентрация частиц в дымовых газах при α=1,4, мг/м3 при н.у.
|
до 299
(до420)
|
менее 0,6
0,6-2,5
более 2,5
|
0,06
0,06-0,20
0,20
|
1,76
1,76-5,86
5,86
|
150
150-500
500
|
300 и более
(420 и более)
|
менее 0,6
0,6-2,5
более 2,5
|
0,04
0,04-0,16
0,16
|
1,18
1,18-4,70
4,70
|
100
100-400
400
|
Таблица 2 - Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов серы для котельных установок, вводимых на ТЭС до 31 декабря 2000 г., для твёрдых и жидких видов топлива
Тепловая мощность котлов Q, МВтт (паро-производитель-ность котла D, т/ч)
|
Приведенное содержание серы Sпр, %∙кг/МДж
|
Массовый выброс SOХ на единицу тепловой энергии, г/МДж
|
Массовый выброс SOХ,
кг/ту.т.
|
Массовая концентрация SOХ в дымовых газах при α=1,4, мг/м3 при н.у.
|
до 299
(до 420)
|
0,045 и менее
более 0,045
|
0,875
1,5
|
25,7
44,0
|
2000
3400
|
300 и более
(420 и более)
|
0,045 и менее
более 0,045
|
0,875
1,3
|
25,7
38
|
2000
3000
|
Таблица 3- Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов азота для котельных установок, вводимых на ТЭС до 31 декабря 2000 г.
Тепловая мощ-ность котлов
Q, МВтт (паропроизво-дительность котла D, т/ч)
|
Вид топлива
|
Массовый выброс NOХ на единицу тепловой энергии, г/МДж
|
Массовый
выброс NOХ,
кг/т у.т.
|
Массовая концентрация NOХ в дымовых газах при = 1,4, мг/м3 при н.у.
|
до 299
(до 420)
|
Газ
Мазут
Бурый уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
Каменный уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
|
0,043
0,086
0,12
0,13
0,17
0,23
|
1,26
2,52
3,50
3,81
4,98
6,75
|
125
250
320
350
470
640
|
300 и более
(420 и более)
|
Газ
Мазут
Бурый уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
Каменный уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
|
0,043
0,086
0,14
–
0,20
0,25
|
1,26
2,52
3,95
–
5,86
7,33
|
125
250
370
–
540
700
|
Таблица 4 - Нормативы удельных выбросов в атмосферу твердых частиц для котельных установок, вводимых на ТЭС с 1 января 2001 г., для твёрдых топлив всех видов
Тепловая мощность котлов Q, МВтт (паропроизводительность котла D, т/ч)
|
Приведенное содержание золы,
Апр,
%∙кг/МДж
|
Массовый выброс твердых частиц на единицу тепловой энергии, г/МДж
|
Массовый выброс твердых частиц, кг/ту.т.
|
Массовая концентрация частиц в дымовых газах при
= 1,4, мг/м3 при н.у.
|
до 299
(до 420)
|
менее 0,6
0,6 – 2,5
более 2,5
|
0,06
0,06 – 0,10
0,10
|
1,76
1,76 – 2,93
2,93
|
150
150 – 250
250
|
300 и более
(420 и более)
|
менее 0,6
0,6 – 2,5
более 2,5
|
0,02
0,02 – 0,06
0,06
|
0,59
0,59 – 1,76
1,76
|
50
50 – 150
150
|
Таблица 5 - Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов серы для котельных установок, вводимых на ТЭС с 1 января 2001 г., для твёрдых и жидких видов топлива
Тепловая мощность котлов Q, МВтт (паропроизводительность котла D, т/ч)
|
Приведенное содержание серы Sпр,
%∙кг/МДж
|
Массовый выброс SOХ на единицу тепловой энергии,
г/МДж
|
Массовый выброс SOХ,
кг/ту.т.
|
Массовая концентрация SOХ в дымовых газах при =1,4,
мг/м3 при н.у.
|
до 199
(до 320)
|
0,45 и менее
более
|
0,5
0,6
|
14,7
17,6
|
1200
1400
|
200-249
(320-400)
|
0,45 и менее
более
|
0,4
0,45
|
11,7
13,1
|
950
1050
|
250-299
(400-420)
|
0,45 и менее
более
|
0,3
0,3
|
8,8
8,8
|
700
700
|
300 и более
(420 и более)
|
-
|
0,3
|
8,8
|
700
|
Таблица 6 - Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксидов азота для котельных установок, вводимых на ТЭС с 1 января 2001 г.
Тепловая мощность котлов Q, МВтт (паропроизводительность котла D, т/ч)
|
Вид топлива
|
Массовый выброс NOХ на единицу тепловой энергии, г/МДж
|
Массовый выброс NOХ,
кг/ту.т.
|
Массовая концентрация NOХ в дымовых газах при = 1,4, мг/м3 при н.у.
|
до 299
(до 420)
|
Газ
Мазут
Бурый уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
Каменный уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
|
0,043
0,086
0,11
0,11
0,17
0,23
|
1,26
2,52
3,20
3,20
4,98
6,75
|
125
250
300
300
470
640
|
300 и более
(420 и более)
|
Газ
Мазут
Бурый уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
Каменный уголь:
твердое шлакоудаление
жидкое шлакоудаление
|
0,043
0,086
0,11
–
0,13
0,21
|
1,26
2,52
3,20
–
3,81
6,16
|
125
250
300
–
350
570
|
Таблица 7 - Нормативы удельных выбросов в атмосферу оксида углерода
|
