Автор: В. А. Хозяйский (ООО «Ай Си Пи»).
Опубликовано в журнале Химическая техника №10/2014
В июле этого года в экологической сфере России произошло важное событие – были приняты поправки в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и некоторые другие законодательные акты, в результате чего в них появился ряд важных положений, отражающих передовой зарубежный опыт [1]. Так, в Европейском союзе уже давно является обязательной установка на загрязняющих объектах автоматических средств измерения объемов выбросов, а также средств сбора и передачи данных мониторинга уполномоченным государственным органам [2], а штрафы за превышение допустимого уровня выбросов загрязняющих веществ весьма высоки. Теперь подобные нормы имеются и в российском законодательстве. И хотя нормативные правовые акты для реализации вновь принятых положений пока не разработаны, главное – дело сдвинулось с мертвой точки, и есть надежда на то, что за этим последуют изменения и в самой производственной сфере.
Рассмотрим внесенные поправки более подробно. Источники вредных выбросов разделены в обновленном тексте закона «Об охране окружающей среды» на четыре категории по степени вредного воздействия на экологическую обстановку.
Самые «грязные» производства России, отнесенные к I категории (их около 300), должны будут начать масштабную модернизацию оборудования, связанную с переходом на наилучшие доступные технологии (наилучшие с точки зрения воздействия на человека и окружающую среду). Среди прочего принято следующее положение: «На объектах I категории стационарные источники, перечень которых устанавливается
Правительством Российской Федерации, должны быть оснащены автоматическими средствами измерения и учета объема или массы выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ и концентрации загрязняющих веществ, а также техническими средствами фиксации и передачи информации об объеме и (или) о массе выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ и о концентрации загрязняющих веществ в государственный фонд данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды)» ([1], ст. 1, п. 22, абз. 21).
Таким образом, становится обязательной установка промышленных анализаторов концентрации компонентов выбросов, а также измерителей расхода (что позволяет определить объем выбросов), на стационарные источники объектов, отнесенных тем же Федеральным законом к I категории, т.е. на наиболее опасных для экологической обстановки производствах. Учитывая, что также предусматривается государственная поддержка при реализации мероприятий по установке автоматизированных систем «по контролю за составом загрязняющих веществ и объемом или массой их выбросов в атмосферный воздух» ([1], ст. 1, п. 10, абз. 22), можно сделать вывод о том, что при реализации положений закона следует ожидать увеличения спроса на подобное оборудование. Очевидно, что на первый план при этом выйдут поставщики, предоставляющие наиболее оптимальные решения по соотношению «цена-качество» и зарекомендовавшие себя успешной работой на предприятиях в данной области.
И, наконец, одно из самых важных изменений – новые размеры штрафов. В частности, с 1 января 2020 г. для предприятий I и II классов опасности при исчислении платы за негативное воздействие на окружающую среду для ставок такой платы предусмотрен повышающий коэффициент «100» ([1], ст. 1, п. 9, абз. 26 и ст. 12, п. 7).
Между тем, рассматриваемый закон отнюдь не единственный официальный документ, свидетельствующий об актуальности применения автоматизированных систем мониторинга в среднесрочной перспективе. Так, в «Энергетической стратегии развития России на период до 2030 года» поставлена задача снизить долю газа и соответственно увеличить долю угля в структуре внутреннего потребления топливноэнергетических ресурсов ([3], гл. V, ст. 5). Там же в гл. VI, ст. 7 говорится, что «в теплоэнергетике будет реализовываться стратегическое направление опережающего развития угольных тепловых электростанций, особенно в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. В результате доля угля в потреблении топлива тепловыми электростанциями к концу третьего этапа реализации настоящей Стратегии увеличится соответственно с 26 до 34–36 процентов, а доля газа, наоборот, снизится с 70 до 60–62 процентов.». И хотя при этом предусматривается «расширенное внедрение новых экологически чистых и высокоэффективных технологий сжигания угля» (гл. VI, ст. 7), на практике в случае увеличения доли угля вряд ли удастся избежать возрастания экологической нагрузки на атмосферу. Известно, что при сжигании твердого топлива в дымовых газах присутствуют зола и оксиды серы, а количество оксидов азота и монооксида углерода образуется больше, чем при сжигании газа [4]. Очевидно, актуальность экологического мониторинга выбросов при реализации данной Стратегии будет возрастать.
Для решения задач экологического контроля выбросов компания ООО «Ай Си Пи» предлагает вниманию потребителя готовое решение – систему мониторинга собственной разработки (рис. 1). ООО «Ай Си Пи» имеет многолетний и успешный опыт работы с оборудованием, входящим в состав предлагаемой системы. Последняя может включать в себя следующие компоненты:
- система отбора и подготовки пробы Фрезия™; поточные анализаторы концентраций загрязняющих веществ;
- поточные анализаторы концентрации взвешенных частиц (пыли);
- измерители расхода;
- система сбора и обработки данных;.
Система отбора и подготовки пробы Фрезия™ является разработкой ООО «Ай Си Пи» и собирается на собственной производственной базе компании (рис. 2). Она представляет собой совокупность устройств пробоотбора, пробоподготовки, а также вспомогательных элементов (рис. 3). Основные ее функции – отбор и транспортировка пробы, а также автоматическое преобразование физических и химических характеристик последней до уровня, необходимого для работы поточных анализаторов компонентного состава (рис. 4).
В случае необходимости в процессе работы обеспечиваются также поддержание необходимых климатических условий в аналитическом шкафу и подача калибровочных газов в анализатор. Возможно исполнение системы в корпусе 19′′ на стене либо в приборном шкафу, а также взрывозащищенное исполнение типа «взрывонепроницаемая оболочка» (Exd) для зоны 1 или «продувка» (Exp) для зоны 2.
Среди преимуществ Фрезии™ – собственные услуги ООО «Ай Си Пи» по ее интеграции, что снижает себестоимость и позволяет предложить конкурентоспособную цену.
Квалифицированный инженерный персонал ООО «Ай Си Пи» гарантирует высокую надежность производимого изделия. Его основные компоненты стандартно поставляются от одних из ведущих производителей в отрасли (ABB, Durag, Bu⋅⋅ hler др.), а возможность использования анализаторов различных производителей и модульность системы, конфигурируемой под условия заказчика, обеспечивает необходимую гибкость при ее проектировании и изготовлении.
Поточные анализаторы концентраций загрязняющих веществ являются одними из важнейших компонентов системы мониторинга (рис. 5).
Они предоставляют данные о концентрациях загрязняющих веществ в выбросах в режиме «он-лайн». Детекторы стандартно применяемых анализаторов имеют большой срок службы и не требуют частой замены и сложного обслуживания.
Основные компоненты, которые необходимо определять в газовых выбросах
| Область применения | Анализируемые компоненты |
| Стандартные процессы сжигания | CO, NO, NO2, SO2, CH4, H2S, NH3, CO2,
углеводороды (сумма) |
| Мусоросжигание | CO, NO, NO2, CH4, SO2, H2S, NH3, HF, HCl,
углеводороды (сумма) |
| Сжигание растворителей | Углеводороды (сумма) |
| Отходящие газы от полигонов ТБО | CH4 |
Поточные анализаторы концентрации взвешенных частиц. Для учета выбросов взвешенных частиц применяется ряд анализаторов, позволяющих определять как общую концентрацию пыли, так и фракции РМ2,5 либо РМ10. Для измерения в сухих газах используются оптические пылемеры двух типов – основанные на методе двойного прохода света (для больших концентраций пыли) и светорассеянии (для малых концентраций пыли и сажи). При наличии влаги в газах используются монитор экстрактивного типа, использующий принцип отраженного света, а также бета-монитор (имеющий дополнительную функцию анализа тяжелых металлов). Для целей контроля фильтров и электроосадителей имеются трибоэлектрические мониторы. Измерители содержания пыли подбираются также в зависимости от температуры газов, диаметра газохода и требуемого диапазона измерений. Модельный ряд предлагаемых анализаторов представлен на рис. 6.
а – компактное устройство для небольших предприятий; б – типовое устройство для измерения концентрации пыли более 50 мг/м3;
в – высокочувствительные устройства для измерения количества частиц сажи и малых концентраций пыли;
г – инновационное устройство для малых и средних концентраций пыли; д – высокочувствительное устройство для влажных газов
и измерения концентраций липкой пыли; е – устройство для эффективного мониторинга фильтров и измерения концентрации пыли в сухих газах; ж – зонд для одновременного измерения концентрации пыли, объемного расхода, температуры и абсолютного давления; з – экстрактивный бета-монитор для влажных газов
Измерители расхода. Для контроля расхода используются устройства, работающие по методу определения перепада давления, а также ультразвуковые расходомеры.
Расходомеры по перепаду давления имеют в составе измерительный зонд и используются для стандартных задач измерения расхода.
Принцип их работы заключается в определении разности давлений между камерами измерительного зонда.
Расходомеры, использующие ультразвук, имеют в составе два ультразвуковых приемо-передатчика, закрепляемых по обе стороны трубы с потоком контролируемой среды. Принцип работы основан на определении разности времени прохождения ультразвуковых колебаний в движущемся газовом потоке.
Измерители расхода представлены на рис. 7.
а – для сухих газов с высокими температурой и давлением, метод – измерение перепада давления; б, в – для влажных агрессивных газов с высоким содержанием пыли при низких скоростях потока и температуре ниже точки росы, ультразвуковые
Система сбора, обработки и передачи данных, предлагаемая компанией ООО «Ай Си Пи», – это мощная и гибкая система управления данными (рис. 8). Она соответствует требованиям нормативных документов 2010/75/ЕС, 2000/76/ЕС, 2001/80/ЕС, E N 14181 и E N 15267, позволяет осуществлять непрерывный мониторинг от 1 до 320 компонентов на каждой рабочей станции (возможно соединение любого числа станций в сеть), а также обеспечивает передачу полученных данных уполномоченным органам или в сеть Интернет. Данные мониторинга обрабатываются в соответствии с европейскими нормами, надежно сохраняются и визуализируются, помогая оператору системы контролировать все необходимые показатели. При этом реализуются функции резервного копирования данных, генерации дневных, месячных и годовых отчетов, а также экспорта в заводскую систему управления процессами.
Происходящие в последние годы изменения в российском законодательстве позволяют смотреть в будущее с надеждой. Несмотря на то, что необходимые подзаконные акты для реализации вновь принятых положений закона «Об охране окружающей среды» пока не разработаны, достигнут главный результат – с принятием последних процесс модернизации предприятий с вредными выбросами становится необратимым, и компания ООО «Ай Си Пи» намерена внести свой вклад в этот важный процесс, поставляя на рынок надежные и эффективно работающие решения.
Список литературы
- Федеральный закон Российской Федерации «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 21 июля 2014 г.
- Директива 2010/75/ЕС Европейского Парламента и Совета по промышленным выбросам от 24 ноября 2010 г.
- Энергетическая стратегия развития России на период до 2030 г. от 13 ноября 2009 г..
- Беликов С.Е., Котлер В.Р. Котлы тепловых электростанций и защита атмосферы. М.: 2008 г.
