Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ДИНАМИКА КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПРУДЕ-НАКОПИТЕЛЕ ОАО «ТГК-5» (М.И. Лебедева, магистрант (ЗОС-51))

В Республике Марий Эл наиболее крупным представителем тепловых электростанций, негативно влияющий на окружающую природную среду, является Марийский филиал ОАО "Территориальная генерирующая компания № 5" (ТЭЦ-2).

Предприятие относится к теплофикационному типу, где осуществляется выработка электрической и тепловой энергии и горячая вода передаются промышленным и коммунально-бытовым потребителям.

Исходной водой для водоподготовительных установок ТГК-5 является вода из городского водопровода для установки подпитки теплосети и вода собственного водозабора на р. Малая Кокшага для обессоливающей установки. Основным видом топлива для энергетических и водогрей­ных котлов на предприятии является природный газ, а как резервное толпиаво - мазут.

Одним из элементов ТЭЦ-2 является бывшая котловина под золоотвал. Изначально он предназначался для накопления золы, шлака. В настоящее время, когда предприятие работает на газу, золоотвал используется как пруд-накопитель. Отстойник-накопитель полезной емкостью 3,7 млн. м3 расположен в 3,0 км от площадки ТЭЦ в пойме реки Нолька. Его чашей является выработка песчаного карьера. В связи с тем, что из карьера выбран весь песок, золоотвал является односекционный с пойменным типом.

Объем воды при полном заполнении чаши составляет 4,2 млн. м3, с общей площадью зеркала 303 т.м2. В основании грунта - глина. Уровень максимального заполнения - 87,25 м. Для предотвращения размыва дамбы есть крепление наружного и внутреннего откосов дамбы каменной наброской до установившегося уровня воды.

Сброс воды в пруд-накопитель в основном с химического цеха:

- регенерационные воды после натрий-катионитовых фильтров;

- нейтрализованные воды после регенерации обессоливающей установки с котлотурбинного цеха;

- частично с охлаждения пробоотборных точек;

- с охлаждением сетевых насосов;

- периодическое опорожнение циркводоводов, сетевых трубопроводов, котлов.

В состав этой воды входят такие загрязняющие вещества, как: нефтепродукты, хлориды (рис. 1), сульфаты, железо, медь, натрий и др. В связи с критической отметкой заполнения отстойника-накопителя предусмотрен сброс воды в реку Малая Кокшага.

6

Рис. 1. Изменение концентрации хлоридов за 2005-2007 гг.

Были проанализированы содержание железа, натрия, нефтепродуктов, хлоридов. Сточные воды поступают после обессоливающей установки, наблюдается повышенное содержание хлоридов (1247 мг/л в ноябре 2005 г.), тогда как ПДК для рыбохозяйственных водоемов не должно превышать 300 мг/л. Хлор и его производные придают сточным водам ядовитые свойства. Поглощая кислород, вызывают массовую гибель рыбы, придают воде неприятный вкус и запах.

Проанализировав полученные данные в программной среде Curve Expert-1.3 (рис.1.), можно установить зависимость, выраженную уравнением (1) с коэффициентом корреляции, равным r = 0,680808 и стандартным отклонением S = 102,91879.

y = -0.0000000168299 t4.51598exp(-0.00915 t1.005)

cos (pi t/(1294.5584 -0.18007 t1.2346) + 3.0362) +

+ 929.52749 exp(-0.0000041282 t)             (1)

Используя полученную зависимость, выполним вычисления абсолютной и относительной погрешности, а также определим значения составляющих готовой статистической закономерности (табл. 1).

В таблице 1 приняты следующие условные обозначения:

Т - количество дней за период 2005 - 2007 гг.;

Clфакт - фактическое значение показателя, принятое по данным измерений в приведенных отчетах;

Clрасч - расчетное значение показателя, получено по вычислениям с использованием готового статистического уравнения (1);

ε - остаток, абсолютная погрешность. Абсолютная погрешность (остаток) ε представляется разностью между измеренным и истинным (действительным) значениями измеряемой величины.

∆ - относительная погрешность. Относительная погрешность ∆, %, принимаемая относительно фактических значений показателя, представляется отношением абсолютной погрешности к истинному (действительному) зна­чению измеряемой величины.

Для оценки адекватности статистической модели принимается показатель - максимальная относительная погрешностьmax, которая в таблице 1 подчеркнтута и равна 9,99 %. Максимальная относительная погрешность показывает достоверность статистической модели, описывающей количественные исходные данные. Доверительная вероятность D найденной зависимости, построенной на основе устойчивых законов, будет определяться по выражению: D = 100-|∆max|.

В данном случае формулу (1) можно применять с доверием не ниже 100 - 9,00 = 91,00 %, т.е. перевод табличной модели в статистическую закономерность можно принять с высокой доверительной вероятностью. Поэтому формула (1) вполне заменяет таблицу.

По классификации уровня доверия к формуле, значение ∆max входит в промежуток доверительной вероятности 95 ≥ D ≥ 90%.

Таблица 1

Динамика хлоридов в пруду-накопителе

T дни

Cl факт

Cl расч

ε

∆, %

1

922

929,349

-7.3491

-0,80

31

957

933,840

23.1604

2,42

59

922.6

917,306

5.2938

0,57

90

921.7

959,290

-37.5900

-4,08

120

889

915,519

-26.5191

-2,98

151

921.7

912,698

9.0022

0,98

212

1152

1173,383

-21.3830

-1,86

243

1028

1017,893

10.1070

0,98

273

886

878,634

7.3660

0,83

304

886.1

954,389

-68.2886

-7,71

334

1247

1231,860

15.1395

1,21

365

1106

1100,561

5.4387

0,49

396

993

999,118

-6.1178

-0,62

455

1063

1075,496

-12.4965

-1,18

485

839

863,680

-24.6801

-2,94

516

886

880,421

5.5794

0,63

577

758

817,306

-59.3063

-7,82

608

762

696,980

65.0200

8,53

638

797.6

835,920

-38.3196

-4,80

669

829.5

865,988

-36.4881

-4,40

699

886

868,908

17.0923

1,93

730

806

779,737

26.2626

3,26

761

873

835,973

37.0269

4,24

789

837

773,222

63.7777

7,62

820

808

809,272

-1.2719

-0,16

850

808

834,977

-26.9766

-3,34

881

1177

1070,999

106.0005

9,00

911

921

985,211

-64.2107

-6,97

942

1010

1020,119

-10.1190

-1,00

973

1010

1016,596

-6.5961

-0,65

1003

833

895,378

-62.3779

-7,49

1034

851

820,397

30.6027

3,60

1064

886

930,252

-44.2520

-5,00

1095

1028

1070,392

-42.3916

-4,12

 

Поэтому готовая статическая модель применима для долгосрочного прогнозирования и обоснования различных мероприятий по совершенствованию объектов исследования, а также для исследований технологических систем и частично природно-техногенных объектов. В дальнейшем нами былио выполнено прогнозироване по готовой модели (1).

Исследовав данные таблицы 1 и, построив график (рис. 2), нельзя сделать однозначный вывод об изменении концентрации хлоридов, т.к. наблюдаются как спады, так повышения.

В среднем цикличесие изменения концентрации хлоридов происходит в пределах от 758 мг/л в июле 2006 года до 1257 мг/л в ноябре 2005 года.

Но, получив зависимость (1), можно сделать приблизительный прогноз, полагаясь на который, сначала происходит снижение концентрации (до 900 мг/л до первого полугодия 2009), а в дальнейшем снова наблюдается ее рост. Этот факт указывает на аналичие волновой динамики содержания хлоридов в воде пруда-накопителя.

Причину колебательного возмущения хлоридов нужэно искать непосредственно на технологической цепочке производства тепла и электроэнерегии на ТЭЦ-2.

l

Рис. 2. Графики фактических и расчетных концентраций хлоридов за 2005-2007 гг.

За весь период исследования 2005 - 2007 гг. наблюдается превышение содержания концентрации хлоридов, поэтому необходимо предусмотреть меры по ее снижению.

Одним из таких методов является добавление карбида натрия или калия, что приводит к замещению ионов хлора и образованию осадка.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074