Задача 2 Экономическая оценка ущерба от загрязнения атмосферного воздуха

 

Котлоагрегаты котельных работают на различных видах топлива, и выбросы загрязняющих веществ зависят как от количества и вида топлива, так и от вида теплоагрегата. Учитываемыми загрязняющими веществами, выделяющимися при сгорании топлива, являются: твердые частицы (зола), оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, пятиокись ванадия.

Выброс твердых частиц (золы) в дымовых газах котельных определяется по формуле:

                                                                                                                     

где q_т – зольность топлива, %;

m – количество израсходованного топлива за год, т;

f – безразмерный коэффициент, зависящий от типа топки и топлива; для котельных, работающих на мазуте, принять f = 0,01; на угле f = 0,0023;

Таблица 1. Характеристики топлив.

Вид топлива	qт, %	Sr, %	Qir, МДж/кг
Мазут:
Малосернистый	0,1	0,5	40,3
Сернистый	0,1	1,9	39,85
Высокосернистый	0,1	4,1	38,89
Уголь:
Черемховский	27	1	17,93
Азейский	14,2	0,4	16,96
Канско-Ачинский	6,7	0,2	15,54
Бурятский	16,9	0,7	16,88
Минусинский	17,2	0,5	20,16

L_т – эффективность золоуловителей; при использовании циклона для очистки отходящих газов котельной L_т = 0,8.

Выброс оксида углерода рассчитывается по формуле:

                                                         

где q₁- потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива %; для мазута q₁ = 0,5, для угля q₁ = 5,5;

С_СО – выход окиси углерода при сжигании топлива, кг/т:

                                                                                      

где q₂ – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания, %; для котельных предприятий железнодорожного транспорта принимается q₂ = 0,5;

R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания: R = 1 для твердого топлива; R = 0,5 для газа; R = 0,65 для мазута;

Q_i^r – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (табл. 1).

Выброс оксидов азота, т/год, определяется по формуле:

                                                

где K_NO2 – параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж для различных видов топлива в зависимости от производительности котлоагрегата; для мазута K_NO2 = 0,11; для угля K_NO2 = 0,23;

β - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксида азота в результате применения технических решений. Для котлов производительностью до 30 т/час β = 0.

Выброс оксидов серы, т/год, определяется только для твердого и жидкого топлива по формуле:

                                    

где S^r – содержание серы в топливе, % (табл. 1);

– доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для углей Канско-Ачинского бассейна принимается равной 0,2, экибастузских – 0,02, прочих углей- 0,1; мазута – 0,2;

 – доля оксидов серы, улавливаемая в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной 0.

Расчет выбросов пятиокиси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, выполняется по формуле:

                          

где  - количество израсходованного мазута за год, т;

– содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе, г/т; (при отсутствии результатов анализа топлива для мазута с S^r >0,4 % определяют по формуле представленной ниже;

 – коэффициент оседания пятиокиси ванадия на поверхности нагрева котлов: 0,07 – для котлов с промежуточными паронагревателями, очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии; 0,05 – для котлов без промежуточных паронагревателей при тех же условиях очистки (принять при расчетах); 0 – для остальных случаев;

 – доля твердых частиц в продуктах сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов (оценивается по средним показателям работы улавливающих устройств за год). В практической работе принимается  = 0,85.

Содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе ориентировочно определяют по формуле:

                                                                             (1.7)

Для каждого источника загрязнения воздушной среды устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. ПДВ устанавливаются с учетом ПДК загрязняющих веществ, уровня их фоновых концентраций, гидрологических, гидрохимических, климатологических, геофизических характеристик территорий и природных объектов. Сущность внедрения ПДВ – ограничение разовых выбросов.

Предельно-допустимый выброс (ПДВ) – масса загрязняющих веществ, выброшенная в воздушный бассейн в единицу времени, которая не создает в приземном пространстве уровень загрязнения выше, чем ПДК.

Платежи предприятия за нормативный выброс загрязняющих веществ в атмосферу, тыс. руб./год, определяются зависимостью

           при m_ф ≤ m_ПДВ, (1.8)        

где H_norm – норматив платы за выброс 1 тонны i-го загрязняющего вещества в пределах установленных нормативов выбросов (ПДВ), руб./т

m_фi – фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества, т/год;

m_ПДВ – масса предельно-допустимого выброса i-го загрязняющего вещества, т/год.

Эз – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости для атмосферы; для Республики Татарстан К_э.атм = 1,9;

И – коэффициент индексации (устанавливается Федеральным законом о бюджете на конкретный год), и принимается в 2014 году к нормативам платы установленным в 2003 году И=2,05 и 1,79 к нормативам платы установленным в 2005 году.

При отсутствии у предприятия установленных нормативов (лимитов), вся масса загрязняющих веществ считается сверхлимитной.

Плата за сверхлимитный выброс загрязняющих веществ определяется путем умножения соответствующей ставки платы i-го загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов на разницу между фактическим и нормативным выбросом i-го загрязняющего вещества и умноженным на пятикратный повышающий коэффициент:

при m_ф › m_нi. (1.9)       

где H_lim – норматив платы за выброс 1 тонны i-го загрязняющего вещества в пределах установленных лимитов, руб.

П=5*515*(65,32-29,84 )*1,4*1,79=228951

П=5*3*(801,36-175,4 )*1,4*2,05=26948

П=5*260*(390,08-1985,3 )*1,4*2,05=0

П=5*105*(64,8- 67,68)*1,4*1,79=0

П=5*5125*(1229,5-0 )*1,4*2,05=90422041

 

Суммарные платежи предприятия за выброс загрязняющих веществ определяются по формуле

                               (1.10)

 

П=16860+228951=245811

П=1380+26948=28328

П=5821+0=5821

П=3410+0=3410

П=3616882+90422041=94038923

В практической работе требуется определить массы выбросов загрязняющих веществ в зависимости от вида и количества израсходованного топлива (М_i), плату за год от загрязнения атмосферы каждым из загрязняющих веществ (П_i) и суммарные значения этих величин (М, П). Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.

Исходные данные к практической работе приведены в таблице 3.

 

Решение:

 

1.Для дальнейших вычислений нами был выбран - Уголь Азейский.

 

 

М_тв=14,2 ×10000×0,0023×(1-0,8)=65.32

 

 

2. Для того, чтобы рассчитать М_co, необходимо вычислить С_CO по формуле:

 

С_со=0,5×1×16,96=8.48 кг/т.

 

3.Выброс оксида углерода рассчитывается по формуле:

 

М _со=8,48×10000×(1-0,01×5,5)×0,01=801,36

4.Выброс оксидов азота, т/год, определяется по формуле:

М_NO3 = 10000×16,96×0,23 (1 – 0) × 0,01 =390.08

5. Выброс оксидов серы, т/год, определяется только для твердого и жидкого топлива по формуле:

 

Mso₂=0.02×10000×0,4×(1-0.1)×(1-0.1)=64.8

 

6.Для того, чтобы определить расчет выбросов пятиокиси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, нам необходимо выбрать из таблицы 1 вид мазута, возьмем высокосернистый и вычислим содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе ориентировочно определяют по формуле:

С_V2O5=95.4×4.1-31,6=359,5 г̸ т

 

7.Расчет выбросов пятиокиси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, выполняется по формуле:

 

М_V2O5=359,5×2400×(1-0.05)×(1-0.85)×0,01=1229,5

 

8.Платежи предприятия за нормативный выброс загрязняющих веществ в атмосферу, тыс. руб./год, определяются зависимостью:

при m ф ≤ m ПДВ,  

П=103*65,32*1,4*1,79=16860руб

П=0,6*801,36*1,4*2,05=1380руб

П=52*390,08*1,4*2,05=58216руб

П=21*64,8*1,4*1,79=3410руб

П=1025*1229,5*1,4*2,05=3616882руб

где Hnorm – норматив платы за выброс 1 тонны i-го загрязняющего вещества в пределах установленных нормативов выбросов (ПДВ), руб./т

mфi – фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества, т/год;

mПДВ – масса предельно-допустимого выброса i-го загрязняющего вещества, т/год.

Эз – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости для атмосферы; для Иркутской области Кэ.атм = 1,4;

И – коэффициент индексации (устанавливается Федеральным законом о бюджете на конкретный год), и принимается в 2014 году к нормативам платы установленным в 2003 году И=2,05 и 1,79 к нормативам платы установленным в 2005 году.

0

 

Таблица 2 Индивидуальная таблица расчетов ущербов от загрязнения атмосферы

 

	Загрязняющие вещества	Mi, т/год	Нnorm, руб./т	Нlim, руб./т	Пн, тыс.руб./год	П св lim, тыс.руб./год	Пi, тыс.руб./год
1	Зола углей (2005г.)	65,32	103	515	16860	228951	245811
2	Оксид углерода CO (2003г.)	801,36	0,6	3	1380	26948	28328
3	Оксиды азота NOх (2003г.)	390,08	52	260	5821	0	5821
4	Оксиды серы SOх (2005г.)	64.8	21	105	3410	0	3410
5	Пятиокись ванадия (V2O5)	1229,5	1025	5125	3616882	90422041	94038923
	Итого	2551,06	1201,6	6008	3644353	90677940	94322293

                                                                                              Таблица 3.

Исходные данные по вариантам

№ вар.	Вид топлива	Расход топлива, т/год
1	уголь Азейский	10000
2	мазут высокосернистый	2400
3	уголь Черемховский	12000
4	мазут сернистый	2700
5	уголь Канско-Ачинский	15000
6	мазут малосернистый	3000
7	уголь Бурятский	13000
8	уголь Минусинский	12500
9	уголь Черемховский	16000
10	уголь Азейский	20000