Как построен экологический контроль на предприятиях СГК на примере Абаканской ТЭЦ

Что контролируют на станции?

Меры, направленные на охрану окружающей среды, применяются на всех этапах работы предприятия — от заполнения системы водой до удаления уходящих газов. Всего в рамках контроля на ТЭЦ ежедневно проводится несколько десятков различных исследований.

Самый первый этап контроля — анализ качества топлива, поскольку состав уходящих в атмосферу дымовых газов и количество золы зависят не только от количества сжигаемого угля, но и от его качества. Именно поэтому каждую новую партию сырья сотрудники химической лаборатории проверяют на калорийность, влажность, содержание серы и других летучих веществ. Зольность угля — один из важнейших показателей для определения его качества: чем она ниже, тем отходов производства меньше.

Проектным углем для котлоагрегатов Абаканской ТЭЦ является бурый уголь Бородинского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна. По своему химическому составу и характеристикам он считается лучшим для использования на станции: уровень зольности данной породы составляет около 5%, что в несколько раз ниже, чем у большинства каменных углей.

Тщательно контролируется и сам процесс хранения топлива на складе станции. Так как уголь постоянно находится под открытым небом, его складирование производится строго по ГОСТу. Чтобы топливо как можно дольше не окислялось, сохраняло свою калорийность, а, следовательно, и удельный вес отходов, его время от времени трамбуют и укладывают в штабеля. Кроме того, ближе к окончанию отопительного сезона склад полностью освобождают, а на место старых запасов завозят свежий уголь.

Какое оборудование Абаканской ТЭЦ работает на экологию?

Как очищают уходящие газы от золы и сажи?

Особое внимание на Абаканской ТЭЦ уделяется очистке уходящих газов. На всех котлоагрегатах станции — четырёх БКЗ-420 и одном Е-500 — применяются эффективные технологии сжигания. Кроме того, благодаря высоким температурам в топках котлов, которые достигают 1100 — 1600 градусов, уголь почти полностью сгорает, и большинство вредных органических соединений, в том числе бенз(а)пирен, распадаются.

Из котлов уходящие газы поступают в электрофильтры. Специальные устройства высотой с десятиэтажный дом устанавливаются на выходе из каждого котла специально для вылавливания золы и сажи из уходящего в трубу дыма.

Происходит это следующим образом: электроды, которые находятся внутри электрофильтров, при подаче напряжения начинают притягивать все твёрдые частицы газа. Первый слой задерживает золу и сажу более крупных фракций, второй — чуть помельче, третий и последующие — самые мелкие отходы горения. Когда количество примесей на стенках достигает определённого уровня, электропроводники «встряхиваются», и содержимое фильтров осыпается в специальные бункеры и в дальнейшем утилизируется.

Схема работы электрофильтра

Три котлоагрегата Абаканской ТЭЦ оснащены трёхпольными электрофильтрами, остальные — пятипольными. Самую высокую эффективность показывает электрофильтр AlstomPower, установленный в 2014 году на пятом котлоагрегате — до 99,7%. При такой степени очистки концентрация твердых частиц в уходящих газах составляет от 5 до 25 микрограмм на 1 кубический метр, что соответствует не только российским, но и мировым экологическим стандартам.

Работают очистные установки в соответствии с действующим регламентом — в режиме 24/7.Капитальный ремонт электрофильтров проводится по истечении 27 тысяч часов работы, то есть через каждые четыре — пять лет.

Зачем ТЭЦ высокие трубы?

Существенный вклад в охрану атмосферного воздуха вносит и дымовая труба ТЭЦ. Ее высота составляет 120 метров, что позволяет уводить продукты сгорания на безопасную для людей высоту. В верхних слоях атмосферы выбросы эффективно рассеиваются, а их концентрация в приземном слое становится незначительной даже при неблагоприятных метеоусловиях.

К слову, труба Абаканской ТЭЦ могла бы быть ещё выше/ Для примера: крайняя точка самого высокого дымохода в стране и пятого в мире находится на 420-метровой отметке. Однако из-за близости аэропорта проектировщикам пришлось ограничиться нынешними габаритами. Тем не менее высота трубы не отразилась на экологической безопасности Абаканской ТЭЦ: станция удалена от жилой городской застройки на семь километров. К тому же при строительстве объекта была учтена местная роза ветров. Поэтому все остаточные газы, выходящие из трубы, направляются в противоположную от города сторону.

Положительно на экологическую ситуацию в Абакане и его окрестностях повлияло и само строительство ТЭЦ. Несмотря на то, что станцию первоначально возводили для нужд завода «АбаканВагонмаш», постепенно на мощности ТЭЦ были переведены все жилые дома и соцучреждения города. Таким образом, за два десятилетия в республиканской столице удалось закрыть около 150 угольных теплоисточников разной мощности.

С 2016 года Сибирская генерирующая компания заместила в Хакасии больше 20 неэффективных источников тепла. В Абакане закрыты котельные АО «РЖД», мясокомбината «МАВР», микрорайона «Молодёжный», городские котельные №№ 2, 7, 18 в Абакане. Все их бывшие потребители получают тепло от Абаканской ТЭЦ.

В правобережной части Абакана СГК также заместила несколько мелких теплоисточников мощностями более эффективной и современной котельной №6. С 2017 по 2022 год здесь были закрыты котельные АО «Сибмост», котельная села Подсинее в пригороде Абакана, №5 в Разъезд Подсиний, теплоисточник небольшой СТО. Все потребители теперь получают тепло от котельной №6, оснащенной современными системами очистки уходящих газов и также находящейся на обслуживании СГК.

Плюс после подключения Черногорска к Абаканской ТЭЦ в 2021 году закрыты ещё семь котельных в городе угольщиков.

В конце 2023 года на тепло Абаканской ТЭЦ переведены и небольшие населенные пункты в Усть-Абаканском районе: поселки Расцвет, Тепличный, село Зеленое, а также еще один жилой квартал в районном центре. Это позволило вывести из эксплуатации все ненадежные котельные в поселениях, расположенных вдоль тепломагистрали от Абаканской ТЭЦ до Черногорска. Общий экологический эффект от проекта переключения Черногорска на главный теплоисточник Абакана — минус 5,5 тыс. тонн выбросов загрязняющих веществ в год.

Круговорот воды в градирне

К оборудованию экологического назначения Абаканской ТЭЦ относятся также пять паровых башен-градирен. Прежде всего потому, что позволяют рационально использовать водные ресурсы, не нанося ущерба окружающей среде.

Главное предназначение градирен — охлаждение воды. Не той, которая направляется в краны и батареи горожан, а той, которая охлаждает и конденсирует отработавший пар после турбины. Причём остужают его потоки воздуха, которые образуются за счёт особой конструкции башен, без применения дополнительной энергии.

Охлаждающая вода (её ещё называют циркуляционной) постоянно циркулирует между конденсатором турбины (теплообменный аппарат для охлаждения и конденсации отработавшего пара) и градирней. В градирне в процессе охлаждения вода частично испаряется, и ее объем до необходимого восполняется из городской системы водоснабжения.

Градирни Абаканской ТЭЦ имеют разный возраст: три — ровесницы станции, им уже больше 40 лет, а две появились в 2014 году вместе с новым энергоблоком. И высота у них разная — 57 и 63 метра, соответственно. Но принцип работы един: горячая вода подается в градирни, через форсунки разбрызгивается и стеной дождя падает вниз, по пути охлаждаясь. А потом из огромного бассейна поступает обратно в цикл, охлаждаясь на 8–10 градусов.

За сутки через градирни проходит до 1 миллиона 300 тысяч кубометров воды.

Несмотря на то, что система оборотного водоснабжения ТЭЦ — замкнутая и может использоваться многократно, при взаимодействии с воздухом небольшое количество воды всё же покидает градирню в виде капель и пара. Однако из-за того, что на станции используется чистая вода, выходящие из градирни пары воздействуют на экологию не больше, чем обычные облака.

Под контролем!

Воздействие Абаканской ТЭЦ на окружающую среду находится на постоянном контроле специалистов. Раз в месяц сотрудники ТЭЦ совместно с представителями аккредитованных лабораторий проводят замеры состава воздуха под факелом дымовой трубы на границе санитарной зоны ТЭЦ. Воздух в радиусе рассеивания уходящих газов исследуют с помощью газоанализатора ГАНК — газоанализатор автоматический непрерывного контроля, который способен уловить и определить концентрацию таких вредных веществ, как диоксид серы и диоксид азота, а также выявить количество взвешенных частиц в уходящих газах. Помимо этого, в целях самоконтроля экологи предприятия каждую неделю проверяют состояние атмосферы посредством станционной промышленно-санитарной лаборатории и пробоотборных устройств. Такие замеры проводятся круглый год, в любую погоду.

Иван Какорин

директор Абаканской ТЭЦ

«Анализ выбросов на Абаканской ТЭЦ говорит об отсутствии сезонных изменений: и летом, и с началом отопительного сезона, и при несении пиковых нагрузок концентрация веществ в уходящих газах практически неизменна. В работе все золоулавливающие устройства, основное и вспомогательное оборудование работает строго в соответствии с режимной картой, а, значит, даже при максимальных сезонных нагрузках, которые несет станция в отопительный период, в плане экологии для абаканцев ничего не изменится, выбросы не превысят предельно допустимой концентрации».

Это подтвердили и ежедневные замеры воздуха в период действия режима «чёрного неба», впервые объявленного в Хакасии в феврале 2022 года.

Режим неблагоприятных метрологических условий (НМУ), или «чёрного неба», объявляется в морозную погоду при отсутствии ветра. Воздух застаивается над городом на несколько дней, пока не подует ветер. Все природопользователи при получении уведомления о действии режима НМУ обязаны выполнять мероприятия, предварительно согласованные с контролирующими органами.

Каждую зиму в так называемый период НМУ (неблагоприятных метеоусловий) количество загрязняющих веществ в воздухе на границе санитарно-защитной зоны ТЭЦ остается в пределах нормы и в несколько раз ниже предельно допустимых значений. Отчеты с результатами замеров направляются в Министерство природных ресурсов для контроля и анализа.

Пока все замеры на Абаканской ТЭЦ проводятся в ручном режиме специалистами аккредитованных лабораторий. Но в скором времени здесь планируют внедрить современные системы автоматического инструментального онлайн-контроля выбросов, как на Красноярской ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3, где датчики были установлены в 2021 году и уже доказали свою эффективность.

Устройство марки ETL устанавливается прямо в дымовой трубе, на высоте 85 метров. Встроенные в устройство датчики не только определяют физические параметры — влажность, температуру, расход газов, запыленность, давление в трубе, но и устанавливают химический состав уходящих газов — доли кислорода, угарного газа, оксидов серы, оксида и диоксида азота. К 2029 году датчики должны появиться на 30 трубах тепловых электростанций.

Система онлайн-мониторинга выбросов на ТЭЦ

На Абаканской ТЭЦ новая система экологического мониторинга начнет работать в тестовом режиме уже в 2024 году. Ее основное оборудование — комплекс высокоточных зондов, газоанализаторов, пылемеров. Они размещаются внутри дымовой трубы станции и позволяют с максимальной точностью фиксировать концентрацию оксида и диоксида азота, диоксида серы, углекислого газа, твердых частиц, образующихся в процессе производства тепла.

Установка такой системы — вклад СГК в федеральную программу «Чистый воздух», к которой столица Хакасии присоединилась в сентябре 2023 года. Инвестиции СГК в экологическое оборудование превысили 60 млн рублей.

Олег Петров

директор Енисейского филиала СГК

«Абаканская ТЭЦ уже является одной из самых экологичных в отрасли, в плане экологичности на станции сложно что-то улучшить. С точки зрения доступных технологий, здесь мы упираемся в потолок. Фильтры, установленные на станции, имеют степень очистки исходящих газов более 99%, что выше даже европейских нормативов. Соответственно, влияние выработки тепла на качество атмосферного воздуха в Абакане минимизировано. И, чтобы внести свой вклад в программу «Чистый воздух», мы должны предложить что-то еще кроме газоочистки на наших крупных теплоисточниках.

В числе таких предложений — система онлайн-мониторинга. После монтажа она автоматически в формате онлайн будет отслеживать актуальные показатели и сравнивать их с эталонными. Вся информация о выбросах будет доступна как специалистам компании, так и надзорным органам. И не только им. В Красноярске, к примеру, посмотреть данные о работе городских предприятий, в том числе и ТЭЦ, может любой пользователь сети на сайте Центра реализации мероприятий по природопользованию и охране окружающей среды Минэкологии Красноярского края.

Экологические инициативы СГК

Несмотря на то, что оборудование Абаканской ТЭЦ стабильно показывает высокую экологическую эффективность, качество воздуха в окрестностях Абакана, особенно в отопительный сезон, вызывает вопросы жителей. По результатам лабораторных исследований Среднесибирского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, проведённым в 2019 году, основными источниками загрязнения в республиканской столице и близлежащих населённых пунктах являются автомобили (в одном Абакане их насчитывается более 70 тысяч единиц, это почти в два раза больше, чем пять лет назад), мини-котельные и дома с печным отоплением.

Сокращение количества и масштаба источников загрязнения воздуха — это одно направление экологической деятельности.

Второй путь — системная работа по озеленению территорий.

Как на экологию работают деревья

За восемь лет специалисты СГК высадили около 2000 саженцев берёзы, липы, кленов, яблони, груши, калины, ивы, сосны и множества кустарников.

В акциях участвуют специалисты разных возрастов. Предположительно, на каждого сотрудника Абаканской ТЭЦ и теплосетевого подразделения СГК пришлось как минимум одно высаженное дерево.

Желающие посмотреть, как работает экологический контроль на Абаканской ТЭЦ или принять участие в очередной акции волонтёрского движения «Зелёная дружина», могут записаться здесь.