Оценка экологичности проекта строительства мобильной пиковой газотурбинной электростанции в Республике Тыва

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧНОСТИ ПРОЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА МОБИЛЬНОЙ ПИКОВОЙ ГАЗОТУРБИННОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ В РЕСПУБЛИКЕ ТЫВА

Ф.Ф. Брюхань

МГСУ

Е.А.Черемикина

Институт «Теплоэлектропроект

Выполнена комплексная оценка воздействия на природную среду мобильной пиковой газотурбинной электростанции в рамках проекта ее строительства в г. Кызыл (Республика Тыва).

An environmental assessment of Mobile Peak Gas-Turbine Power Stations in the framework of its building project in Kizil city has been carried out.

1. ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных проблем энергосистем России является перегруженность электрических сетей и подстанций. В качестве временного источника дополнительных мощностейи до окончания строительства новых электростанций и реконструкции существующих подстанций используются мобильные электростанции. Работа мобильных электростанций предусматривает в первую очередь снабжение электроэнергией жилых домов и предприятий в осенне-зимний период и в пиковое время суток (в утренние и вечерние часы).

Мобильные пиковые газотурбинные электростанции (МПГТЭС) успешно эксплуатируются в более чем 40 странах [4], в том числе и в России [1], где размещены 7 МПГТЭС (5 в Московском регионе, по одной в г. Новороссийске и в г. Кызыл). Для оснащения МПГТЭС в большинстве случаев используется оборудование компании Pratt & Whitney Power Systems.

Решение о строительстве в конце 2009 г. в г. Кызыл МПГТЭС было принято вследствие дефицита электроэнергии в Республике Тыва. Особая острота в электроснабжении города связана с аварией на Саяно-Шушенской ГЭС и с суровыми зимами, характерными для региона. Планируемая годовая продолжительность работы МПГТЭС в г. Кызыл не превышает 150 часов.

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА МПГТЭС

Проект строительства МПГТЭС с установкой одного энергоблока выполнялся ООО «Сибирь-инжиниринг» по заданию ОАО «Мобильные ГТЭС». В качестве площадки строительства МПГТЭС использовалась территория, прилегающая к электроподстанции Кызыльской ТЭЦ, находящейся в промышленной зоне города, поскольку такое размещение МПГТЭС предполагает использование наличия высоковольтных шин для подачи напряжения в электрические сети.

ВЕСТНИК 2/2010

Цель экологического обоснования проектных работ заключалась в изучении воздействия МПГТЭС на компоненты природной среды и разработке инженерных мероприятий, обеспечивающих предотвращение или смягчение воздействия проектируемых МГТЭС на окружающую среду и связанных с ним социальных, экономических и иных последствий. Основным результатом этих исследований явилась разработка материалов по оценке воздействия объектов на окружающую среду (ОВОС) и раздела проекта «Охрана окружающей среды» (ООС).

Энергоблок мобильной электростанции состоит из промышленной газотурбинной установки (ГТУ), включающей газогенератор с силовой турбиной, электрогенератор и вспомогательные системы. Напряжение на выходе ГТУ составляет 10.5 кВ, номинальная мощность - 25.5 МВА, частота - 50 Гц. Блок управления включает электроблок и элементы автоматизированной системы управления технологическим процессом. ГТУ сконструирована на основе авиационного газотурбинного двигателя FT8. Выработка электроэнергии происходит в результате сжигания авиационного керосина марки ТС-1 с пониженным содержанием смол и серы. Охлаждение турбины ГТУ - воздушное. Выброс дымовых газов происходит из дымовой трубы высотой 10.3 м.

Исследования по экологическому обоснованию проекта включали:

- сбор и анализ опубликованных и фондовых материалов о состоянии природной среды в районе площадки строительства;

- определение расчетных характеристик загрязнения атмосферного воздуха и шумовых полей;

- количественную оценку сточных вод и твердых отходов;

- качественную оценку нарушения почвы и геологической среды;

- разработку инженерных решений по защите окружающей среды и населения от воздействия МПГТЭС с учетом материалов выполненных ранее инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканий в соответствии со СНиП 11-02-96 [6].

3. РЕЗУЛЬТАТЫ

Негативное воздействие МПГТЭС на окружающую среду происходит в течение выполнения строительно-монтажных работ, а также в период ее эксплуатации.

3.1. Этап строительных работ

На стадиях подготовки к строительству, строительства и демонтажа МПГТЭС оказывает следующие основные воздействия:

- загрязнение атмосферного воздуха при работе строительной техники;

- шумовое воздействие при работе строительной техники;

- загрязнение поверхностных и подземных вод;

- нарушение геологической среды;

- образование строительных отходов.

На основе климатических данных температуры и ветра, а также фоновых значений концентраций загрязняющих веществ в атмосфере с использованием методики ОНД-86 [2] были рассчитаны поля их максимальных разовых концентраций в период строительства. Было установлено, что загрязнение атмосферного воздуха в период строительства от работы дорожно-строительной техники и автотранспорта, проведения окрасочных и сварочных работ незначительны.

Шумовое воздействие в период строительства связано с работой строительной техники. Учитывая, то обстоятельство, что участок удален от ближайших жилых домов приблизительно на 500 м и воздействие ограничено во времени периодом строительства (39 дней), оно оценено как незначимое и не требует уточненной количественной оценки.

Вода, используемая на хозяйственно-бытовые нужды - привозная. Ее расход на на весь период строительства незначителен и составил всего несколько куб. м. Соответственно, пренебрежимо мал объем сточных вод.

Производство строительных работ включает разработку котлована, засыпку и нивелировку площадки, дренирование поверхности площадки, технический и биологический этап рекультивации. При этом происходит нарушение плодородного слоя почвы, изменение рельефа площадки и поверхностного стока ливневых вод. Расчеты показали, что общий баланс грунта при проведении планировочных работ, его выемке и засыпке сохраняется и поэтому нет необходимости его вывоза с территории площадки. Для сохранения плодородного слоя почвы предусматривается его снятие и складирование перед проведением земляных работ, а по завершении этих работ - его засыпка на участки, свободные от объектов строительства и внутренних проездов с последующим восстановлением травяного покрова в весенне-летний период. На территории, свободной от дорожных и технологических покрытий, предусмотрена засыпка щебня толщиной 0.1 м, а также устройство газонов с посевом трав.

Всего за период строительства произведено около 4 т отходов, которые в соответствии с проектом организации строительства вывезены с территории площадки.

Таким образом, технология проведения строительных работ и эксплуатации МПГТЭС не оказывает существенного влияния на состояние атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, геологической среды и не создает значимого шумового воздействия.

3.2. Этап эксплуатации МПГТЭС

При эксплуатации МПГТЭС основные воздействия на природную среду включают:

- загрязнение атмосферного воздуха;

- шумовое воздействие при работе ГТУ;

- загрязнение поверхностных и подземных вод;

- образование отходов.

Основным источником выбросов загрязняющих веществ от ГТУ является устройство выхлопа из которого происходит выброс продуктов сгорания керосина (оксида и диоксида азота, диоксида серы, угарного газа, углеводородов, взвешенных веществ) в атмосферу. Проведенные оценки поля концентраций оксида и диоксида азота с учетом их фоновых значений концентраций указали на отсутствие необходимости подавления соединений азота технологией впрыска воды в камеру сгорания ГТУ. Другой источник загрязнения - выброс паров керосина, происходящий при пополнении керосином топливных резервуаров МПГТЭС.

Расчет полей концентраций загрязняющих агентов от работы ГТУ проводился согласно ОНД-86 [2], а при заправке топливных резервуаров керосином - по методике [3]. Расчеты показали, что приземные концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу при работе МПГТЭС, не превышают ПДК в жилой зоне и составляют с учетом фона по веществам: диоксиду азота - 0.42 ПДК, оксиду азота -0.08

ВЕСТНИК 2/2010

ПДК, оксиду углерода - 0.97 ПДК, диоксиду серы - 0.09 ПДК, взвешенным веществам - 0.870 ПДК, керосину - 0.03 ПДК. Таким образом, расчетные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере соответствуют заявленным.

Для оценки шумового воздействия проводился акустический расчет с учетом СНиП 23-03-2003 [7] и использованием программного комплекса «Эколог-Шум», разработанного в ИПК «Интеграл». Результаты расчетов суммарного уровня звукового давления (УЗД) в расчетных точках жилой застройки, показали, что превышение допустимого уровня звукового давления, регламентируемого санитарными нормами [5], не достигается.

При эксплуатации МПГТЭС использование воды осуществляется как для удовлетворения хозяйственно-питьевых нужд персонала, так и для периодической промывки газовоздушного тракта основного оборудования. Производственные стоки включают периодические и аварийные. К первым относятся ливневые стоки, стоки от промывки топливных резервуаров и газовоздушного тракта, к аварийным - проливы топлива.

Для предотвращения загрязнения поверхностных вод от дождевых и талых стоков проектом предусмотрена организация рельефа, при котором общий уклон площадки выполнен в стороны, противоположные естественным водным объектам. Уклон территории площадки МПГТЭС выполнен таким образом, что ливневые воды будут стекать в центральную часть площадки, в которой расположены дренажные канавы. Последние представляют собой ров глубиной 0.5 м, выложенный гигроскопичным материалом и заполненные щебнем для отстоя и фильтрации ливневых стоков.

Отходы в период эксплуатации МПГТЭС включают: отработанные и отбракованные ртутные лампы, мусор бытовых помещений, отработанное авиационное и трансформаторное масло, обтирочный материал, смет с территории МПГТЭС.

Детальные расчеты и анализ показывают, при соблюдении правил эксплуатации МПГТЭС и правил обращения с отходами, МПГТЭС, не окажет существенного влияния на загрязнение поверхностных и подземных вод. Правила эксплуатации МПГТЭС предусматривают также периодический вывоз отходов с территории площадки.

По результатам экологических исследований выполнена разработка материалов ОВОС и раздела проектной документации «Охрана окружающей среды» .

ВЫВОДЫ

1. Проведен комплексный анализ экологичности проекта размещения МПГТЭС в г. Кызыл с учетом технологии выработки электроэнергии на базе турбины FT8 производства компании Pratt & Whitney Power Systems.

2. Выполненные расчеты воздействия МПГТЭС на компоненты природной среды в период проведения строительных работ и эксплуатации ГТУ позволили установить, что технические характеристики МПГТЭС обеспечивают уровни воздействий, находящихся в нормативных пределах.

3. Предложен ряд инженерных решений по охране окружающей среды и природоохранных мероприятий, касающихся защиты водного бассейна и почвенного покрова, рационального обращения с отходами.

* Материалы ОВОС и проекта успешно прошли государственную экспертизу, МПГТЭС конце декабря 2009 г. пущена в эксплуатацию.

Литература

1. Брюхань А.Ф., Черемикина А.Е. Экологическая оценка проекта размещения мобильных пиковых газотурбинных электростанций в Московском регионе // Вестник МГОУ, сер. Естественные науки. 2008. № 2, с. 109-114.

2. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. М., Госкомгидромет, 1987. - 93 с.

3. Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. Новополоцк, 1997. - 143 с.

4. Полушкин Р.В. Мобильная помощь умещается в грузовике // Энергия России. 2006. № 28 (239), с. 2.

5. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий на территории жилой застройки. Москва, Госкомсанэпиднадзор России, 1996. - 18 с.

6. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Москва, Минстрой России. 1997 - 44 с.

7. СНиП 23-03-2003. Защита от шума. СПб, ДЕАН, 2004. - 74 с.

Ключевые слова: мобильная пиковая газотурбинная электростанция, загрязнение, природная среда, проект строительства, ОВОС, ООС

Рецензент: профессор, д.т.н. А.Д.Потапов

e-mail автора: pniiis-gip@mail.ru