Геотермальная энергетика, как альтернативный источник энергии на Камчатке

     Численность персонала поселка не превышает 5 человек. Хозбытовые стоки отводятся в дренирующий выгреб. 

     2.2 Источники загрязнения окружающей среды

     Геотермальные электростанции относятся к экологически чистым предприятиям. Влияние геотермальной станции на окружающую среду значительно ниже по сравнению с электростанциями, работающими на жидком и твердом топливе. Особенностью производства электрической энергии ОАО «Геотерм» является отсутствие в технологическом цикле потребности органического топлива; в качестве энергоносителя используется геотермальный флюид, добываемый из продуктивных скважин Мутновского месторождения парогидротерм с обратным циклом закачки отработанного энергоносителя. Технологическая схема определяет воздействие производственной деятельности предприятия на окружающую среду, включая такие виды воздействия, как выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ, сбросы загрязняющих веществ в водные объекты, размещение отходов производства [7].

     Основным  воздействием станций на атмосферный  воздух следует считать выбросы неконденсирующихся газов (НКГ), образующихся при использовании геотермального пара для выработки электрической энергии. По сравнению с другими геотермальными месторождениями мира теплоноситель Мутновского месторождения характеризуется невысоким общим газосодержанием и сравнительно небольшим содержанием основного вредного газа — сероводорода.

     В газовом составе преобладает  оксид углерода, сероводород и  азот. Согласно Постановлению Правительства РФ от 12.06.03г. №344 «О нормативах платы …»  нормируемым составляющим газовой смеси, оказывающим вредное воздействие на окружающую среду, является сероводород (Н₂S). При проектировании ГеоЭС предусмотрено рассеивание неконденсирующихся газов (сероводорода) через мокрые вентиляторные градирни.

       Источниками выброса в зависимости  от принятых технологических  схем являются градирни, трубы газоочистной установки, шумоглушители (при аварийных выбросах). Кроме того, незначительное загрязнение происходит при хранении топлива в резервуарах, заправке автотранспортной техники и ее передвижении в пределах промышленной площадки.

     Эксплуатация  Мутновской ГеоЭС, безусловно, оказывает комплексное воздействие на водотоки и водосборные территории. Малые реки и ручьи из-за своих небольших размеров чрезвычайно чувствительны к антропогенному воздействию. При нормальном режиме эксплуатации ГеоЭС ее воздействие на водотоки и поверхность водосбора незначительно, поскольку сброс сточных, грунтовых и ливневых вод предусматривается по организованным выпускам только после предварительной очистки до уровня нормативно очищенных вод. Тем не менее, негативное воздействие при эксплуатации ГеоЭС возможно в результате сброса сточных и производственных вод при нарушениях нормального режима эксплуатации локальных очистных сооружений, утечки термальной жидкости и газов из технологического оборудования и через микротрещины в соединениях и трубах, а также при аварийных ситуациях.

     Степень опасности загрязнения в случае прорыва теплоносителя в верхние  водоносные горизонты и комплексы весьма невысока, поскольку теплоноситель достаточно «чистый» по своему химическому составу. Опасение может вызывать присутствие в теплоносителе мышьяка, бора и свинца выше значений ПДК, а также присутствие хорошо растворимого сероводорода в парогазовой составляющей.

     Возможными  источниками загрязнения поверхностных  и подземных вод в районе ГеоЭС  являются следующие сточные воды:

     - хозяйственно-бытовые; 

     -нефтесодержащие  сточные воды;

     - дождевые и талые. 

     В целом анализ объекта, состава и  характеристик источников выбросов вредных веществ показывает, что аварийные и залповые выбросы в атмосферу на его территории маловероятны. 

     

4.   Охрана воздушного бассейна

     Неконденсирующиеся  газы, содержащиеся в геотермальном  паре, не изменяются по количественному  и качественному составу в  цикле выработки электроэнергии на ГеоЭС. Состав неконденсирующихся газов  является расчетным согласно данным по газовому составу паровой фазы скважин М26, МО16, МО29 и М4Э полученные в 1999 г. Консорциумом ОАО «Востокгеология» и ГП «Мутновка» (Приложение А). Усредненное содержание неконденсирующихся газов, которое может поступать из геотермальных скважин, согласно Приложению А, составляет 0,15 % весу. Нормируемым составляющим газовой смеси, оказывающим вредного воздействие на окружающую среду, является сероводород H₂S. Содержание сероводорода в расчетном составе НКГ– 7,93 г/с для одного  блока[10].

     Сероводород является взрывоопасным и токсичным газом. Взрывоопасная концентрация сероводорода в воздухе 4,5-45,5 %. Пороговая концентрация обнаружения сероводорода по запаху 0,9 ppm или 1,4 мг/м³.

     Время жизни сероводорода в атмосфере  – 1 день. Вследствие относительно быстрого окисления H₂S в диоксид серы, сероводород можно рассматривать как один из значительных источников  S₂O в атмосферном воздухе.  На воздухе сероводород окисляется до свободной серы. Еще легче сероводород окисляется в растворе. Растворимость H₂S – 0.511г на 100 г воды при 10^◦С и  0,385г на 100 г воды при 20^◦С.

     Уже при простом стоянии на воздухе  сероводородная вода мутнеет вследствие образования серы.

     Неконденсирующиеся  газы удаляются из конденсаторов  турбин с использованием паровых  эжекторов и вакуумных насосов. Рассеивание неконденсирующихся газов  производится через факел градирни [11]. На Мутновской ГеоЭС устанавлены две четырехсекционные градирни с вентиляторами искусственной тяги. На каждый блок устанавливается по одной градирни. Неконденсирующиеся газы после вакуумных насосов подаются трубопроводу в поток воздуха над диффузорами градирни с использованием отдельных линий сброса для каждой из четырех секций градирни. Выводы газа в каждую секцию имеют запорные клапаны с электроприводами. Сброс неконденсирующихся газов сблокирован с работой вентиляторов. Неконденсирующиеся газы подхватываются потоком воздуха от вентиляторов и рассеиваются в атмосферу [12,13].

     Основным  нормативным документом, позволяющим  определит загрязнение атмосферного воздуха для всех областей и регионов России, включая Камчатку, является «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ,  содержащихся в выбросах предприятий», ОНД – 86, Госкомгидромет. Объем паровоздушной смеси, выходящей из градирни, и ее температура рассчитывается для зимы и лета согласно климатическим данным, приведенным в Приложение Б и В

     Расчет  объемов паровоздушной  смеси, выходящей из градирни приведен в Приложении Г. Конструктивные характеристики градирни:

1. Количество секции – 4
2. Диаметр диффузора каждой секции 10058 мм
3.    Отметка верха диффузора по отношению к отметке пола машзала

     скорость  выхода паровоздушной смеси из градирни рассчитывается на основании конструктивных характеристик градирни.

     Исходные  данные для расчета приземных  концентраций H₂S (лето, зима) представлены в Приложении Д.

     Различаются неблагоприятные метеорологические  условия 3-х степеней:

     1 степень — опасная скорость ветра; 2,3 степень – приподнятая инверсия выше источника, штилевой слой ниже источника, туман.

     Сигнал  о наступлении неблагоприятных метеорологических условиях гидрометеослужба передает на ГеоЭС дежурному диспетчеру.

     Максимальные приземные концентрации сероводорода на объектах промплощадки сведены в таблицу 2.2:

     Таблица 2.2 Максимальные приземные концентрации сероводорода на объектах промплощадки [5].

     Скорость  ветра, превышающая 14 м/с, бывает в любое время года. Ветер большой скорости зарегистрирован весной (март – май) и осенью (октябрь – ноябрь). Среднее количество дней в году с сильными ветрами и среднее количества дней в году с порывистым ветром следующие (Приложение В):

     – дни с сильными ветрами   40 дней

     – дни с порывистыми ветрами  125 дней

     Метели  и пурга (до 27 м/с) повторяемостью:

• среднегодовая 30%
• зима   25-30%
• лето   35-45%

     При работе МГеоЭС предусматривается непрерывный мониторинг следующих показателей с выводом показаний приборов на центральный щит управления:

• содержание сероводорода H₂S в воздухе проэктной площадки ГеоЭС
• скорость ветра на территории проектной площадки ГеоЭС (при отсутствии прогнозирования неблагоприятных метео-рологических условий органами Госкомгидромета и передачи их дежурному диспетчеру ГеоЭС
• содержание СО₂ в воздухе проэктной1 площадки ГеоЭС

     Для измерения содержания сероводорода в атмосфере устанавливается  прибор с пределом измерения 0-15 ppm (0-10 мг/м³). Прибор устанавливается на высоте 1,5 м от уровня земли. Для измерения шума (уровня звукового давления) заказываются переносимый шумомеры 1-го и 2-го классов, отвечающие требованиям ГОСТ 17187. Шумомерами может измеряться уровень шума от оборудования внутри главного корпуса, блочного щита управления и в различных точках промплощадки.

     Неорганизованные источники выбросов, расположенные на территории промышленной площадки Мутновской ГеоЭС следующие:

1. Не территории хозяйства топлива и ГСМ установлены:
• 2 стальных наземных цилиндрических вертикальных бака хранения дизельного топлива емкостью по 100 м³,которые обеспечивают топливом два аварийных дизель-генератора, резервный пожарный насос и снегоуборочные машины.
• Автозаправочная станция, предназначенная для  заправки:  автомобилей бензином сортов АИ 93; АИ-76; АИ-95; снегоуборочной техники и транспортного оборудования с дизельными двигателями – дизельным топливом
• 2 стальных подземных цилиндрических вертикальных бака хранения светлых нефтепродуктов (бензина) емкостью по 15м³ для заправки автомашин

     Завоз топлива на ГеоЭС принят автотранспортом  в весеннее - летний период. Забор топлива из резервуаров производится насосами топливораздаточных колонок Нара-12 производительностью 50 м/мин, установленных на автозаправочной станции в количестве 4 комплекта. Система слива и налива бензина – герметизированная.

2. В объединено-вспомогательном корпусе расположены следующие источники выбросов загрязняющих веществ: гараж на 12 машин, станция технического обслуживания, мойка машин.

     Углеводороды  выбрасываются в атмосферу в  процессе заполнения баков хранения топливом, а также в процессе заправки топливом автомобилей и транспортных механизмов. Выбросы углеводородов от баков топлива осуществляется через дыхательные патрубки баков:

• «большое дыхание» — вытеснение паров углеводородов из емкости бака при изменении в нем уровня жидкости (при сливе топлива из автоцистерн в баки хранения).
• «малое дыхание» — естественное испарение углеводородов через дыхательные патрубки баков при изменение температуры паров нефтепродуктов.