На Харківській ТЕЦ-5 виконуються різноманітні заходи, спрямовані на захист повітряного басейну. Нижче наведено деякі з них.

Загальна інформація

На станції встановлено 2 котла ТГМЕ-464 продуктивністю по 500 т/год, один енергетичний котел ТГМП-344А продуктивністю 1000 т/год, 4 водогрійних котли типу ПТВМ-180 загальною тепловою потужністю 3016 ГДж/год. Паливом є природний газ з питомою теплотою згоряння 34157 кДж/м³ і мазут з теплотою згоряння 39692 кДж/т із вмістом сірки 1,8%.

В оптимальному топковому режимі та номінальному навантаженні (з розрахунку погодинних витрат палива) теоретично для котлів ТЕЦ-5 викиди шкідливих речовин становлять:

- при спалюванні мазуту:

- при спалюванні природного газу;

Фактичні викиди шкідливих речовин в атмосферу відрізняються від теоретичних, бо залежать від якості палива, навантаження, концентрації окислів азоту в димових газах, що залежить від типу котла, топки, конструкції та розташування пальників, рівня експлуатації та ін. Концентрація NO_х у димових газах широко коливається від 150 до 2000 мг/м³. При додержанні всіх вимог режимного характеру концентрація NO_х для газу складає 400-500 мг/м³, мазуту - 520-650 мг/м³.

 

SO_х

Попереднє очищення палива від шкідливих домішок, тобто облагороджування палива здійснюється на нафтопереробних заводах, де діючими нормами сірчистість мазуту знижують з 2,5 до 0,5%. На станцію мазут надходить з вмістом сірки 1,8% і вище.

При спалюванні мазуту близько 99% сірки в ньому переході у димові гази у формі SO₂ і менше 1% у вигляді SO₃. Залежно вмісту сірки в паливі та теплоти його згоряння концентрація окислів сірки в 1 м³ димових газів, приведеного до нормальних умов (тиск 760 мм рт.ст. і t=0°С), становить 1-5 г/м³.

Максимально-разова (за 20 хв) гранично-допустима концентрація SO₂ у повітрі на рівні дихання людини встановлена Міністерством охорони здоров'я, дорівнює 0,5 мг/м³. Клас небезпеки ("Санітарні норми проектування..." СН245-71) становить 3 для речовин у повітрі робочого середовища. Отже, коли не застосовувати спеціальних методів очищення димових газів від окислів сірки, то їх треба розводити через високу трубу повітрям у 2000-10000 разів, щоб досягти рівня життєдіяльності людини. Якщо навіть ступінь очищення газів від сірки становитиме 90%, то все одно треба розводити їх повітрям хоча б у 200-1000 разів. Для розсіювання димових газів на ТЕЦ-5 встановлена димова труба заввишки 330 м. Сума токсичних кратностей шкідливих речовин зменшується також зосередженням викидів в одній точці шляхом скорочення числа труб (багатоствольні труби).

 

NO_х

Окрім окислів сірки, шкідливою газоподібною домішкою, що викидається з димовими газами, є окисли азоту, для яких встановлена максимально-разова ГДК в 0,085 мг/м³, тобто майже в 6 разів менше, ніж для сірчистого ангідриду. Окисли азоту утворюються при окисленні азоту-палива та азоту-повітря в зоні високих температур, на що впливають такі фактори, як тип пальників та топкової камери, теплове напруження топкового об'єму, надлишок повітря у топці та спосіб його подачі, наявність рециркуляції тощо. Концентрація окислів азоту швидко зростає з підвищенням температури і досягає великих позначок при температурі понад 1750°С. У топковій камері утворюється переважно окис азоту NO, який і викидається з димовими газами в атмосферу, де доокислюється до двоокису азоту NO₂, що являє собою бурий отруйний газ із характерним запахом.

Дослідження механізмів утворення NO_х показали, що для паливних (мазут) NO_х головним фактором є концентрація окислювача O₂ в зоні горіння, температура ж відіграє другорядну роль. Для термічних (газ) NO_х, навпаки, температура є основним показником їх утворення.

Зниження концентрації окислів азоту на Харківській ТЕЦ-5 здійснюється відповідною організацією топкового процесу шляхом:

• зменшення надлишку повітря, що подається до топки;
• зниження температури підігрівання повітря;
• зниження теплового напруження у топковій камері за рахунок збільшення об'єму та застосування двосвітних екранів;
• застосування удосконаленого пальникового обладнання та оптимального його розташування;
• застосування двоступінчастого спалювання, коли до нижніх пальників подається збіднена, а до верхніх - збагачена повітрям паливно-повітряна суміш, що дозволяє знизити температуру в основній (нижній) зоні горіння і допалювати горючі речовини у верхній зоні (зменшуються викиди на 20%);
• застосування рециркуляції димових газів до топкової камери (повернення в топку частини димових газів, що відбираються після водяного економайзера при температурі 300-400°С), яка зменшує температуру горіння, знижує концентрацію кисню та швидкість горіння (наявність окислів азоту скорочується на 25-30%).

Втілення в життя вказаних вище заходів дозволяє зменшити утворення окислів азоту на 50-60%. Залишкова їх концентрація, як і окислів сірки, розсіюється в сфері через димову трубу висотою 330 м.

 

Стан атмосфери

З урахуванням усіх перелічених вище заходів приземні концентрації шкідливих речовин навколо Харківської ТЕЦ-5 не перевищують ГДК.

* - Для Харківської ТЕЦ-5 Харківською облсанінспекцією встановлено санітарно-захисну зону завдовжки 300 м.