Тема 12 определение экономической эффективности инвестиций в проект по защите атмосферного воздуха

Цель работы: сравнить три варианта природоохранных мероприятий, отличающихся количественными и качественными характеристиками выбросов на теплоэлектростанции (ТЭС).

Исходные данные: Все варианты характеризуются стабильными технико-экономическими показателями по годам расчетного периода. Технико-экономические показатели приведены в табл. 12.1.

Таблица 12.1

Технико-экономические показатели

Наименование показателей	Единицы измерения	Значение показателя
1. Капитальные вложения в установку электрофильтров К	млн руб.	96,48
2. Годовые текущие расходы, связанные с эксплуатацией электрофильтров С1	млн руб.	289,44
3. Цена за 1 т реализуемой пыли Ц1	руб./т	241,2
4. Дополнительные капитальные вложения на установку с ионообменными смолами (ИОС), Кд	млн руб.	48,24
5. Цена за 1 т серной и азотной кислоты Ц2	руб./т	7500
6. Эксплуатационные расходы по третьему варианту проектного решения С2	млн руб.	434,16
7. Количество кислоты, подлежащей реализации Q1	т	140
8. Количество реализуемой азотной кислоты Q2	т	28,7

ТЭС будет работать на донецком угле в зоне со среднегодовым количеством осадков менее 400 мм/г, южнее 50⁰ северной широты. Среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера U = 4 м/с. Роза ветров по направлениям близка к круговой. Соотношение между максимальной и минимальной частотой при сравнении частот направлений ветра по всем румбам меньше, чем 2:1.

На ТЭС будут работать четыре генератора, имеющие мощность до 300 МВт каждый.

По первому варранту на ТЭС отсутствуют очистные сооружения, и все выбросы поступают в атмосферу. По второму варианту на ТЭС устанавливают электрофильтры с полнотой очистки до 98 % твердых и мелкодисперсных частиц. По третьему на ТЭС параллельно с электрофильтрами (ЭФ) предусматривают установку с ионообменными смолами (ИОС) с полнотой очистки до 98 % газообразных выбросов. Расчетный период по всем вариантам составляет 10 лет.

Рекомендации по выполнению работы

Экономический результат от реализации многоцелевых природоохранных мероприятий выражается величиной предотвращенного годового экономического ущерба и годового прироста дохода от улучшения производственных результатов деятельности предприятия. Экономический результат можно определить по формуле

R_t = П + ΔД, (12.1)

где П – предотвращенный годовой экономический ущерб; ΔД – годовой прирост дохода.

Годовой прирост дохода от улучшения производственных результатов при проведении многоцелевого природоохранного мероприятия определяется по формуле

, (12.2)

где Q_i , Q_j – количество товарной продукции, получаемой и реализуемой до и после осуществления мероприятия; Ц_i , Ц_j – цена 1 т продукции.

Величина предотвращенного экономического ущерба от загрязнения среды равна разности между расчетными величинами ущерба, который имел место до осуществления мероприятия, и остаточного ущерба после проведения этого мероприятия.

Экономическая оценка ущерба, причиняемого годовыми выбросами загрязнений в атмосферный воздух, для отдельного источника согласно методике [3] определяется по формуле

У = К_инд ·Y·δ·f·М, (12.3)

где Y – показатель удельного ущерба, численное значение которого может меняться в зависимости от уровня цен или уровня инфляции (в 1983 г. его значение принималось равным 2,4 руб./усл. т); К_инд – коэффициент индексации удельного ущерба; δ – безразмерный показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над территорией различного типа, значение этого показателя может быть определено по табл. 12.2; f– поправочный коэффициент, учитывающий характер рассеивания примеси в атмосфере, определяется по специальным таблицам или расчетным методом, по следующим формулам:

1. Для газообразных примесей и легких мелкодисперсных частиц с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/с) принимается:

, (12.4)

где h – геометрическая высота устья источника по отношению к среднему уровню зоны активного загрязнения, равная 250 м; φ – поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосферу, равная 3. U – среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, в тех случаях когда значение U неизвестно, оно принимается равным 4 м/с.

2. Для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 см/с, принимается

_(12.5)

3. Для частиц, оседающих со скоростью свыше 20 см/с, принимается в размере

f₃ = 10. (12.6)

ТЭС находится в городе с плотностью населения 20 чел./га, и все выбросы будут поступать в атмосферу через единственную трубу высотой h = 250 м.

Таблица 12.2

Показатели относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над территориями различных типов δ

№ п/п	Тип загрязняемой территории	Значение параметра
1	Территории курортов, санаториев, заповедников, заказников, пригородных зон отдыха, садовых и дачных кооперативов, а также городов со средней плотностью населения свыше 60 чел./га	8-10
2	Территории промышленных предприятий, промузлов, включая защитные зоны, а также города с плотностью населения 20-60 чел/га или города с населением более 100 тыс. чел.	4
3	Территории малых городов с населением до 100 тыс. чел. и расположением промышленных предприятий в черте города	2
4	Территории лесов, пашен, садов, виноградников, пастбищ, а также населенных пунктов с плотностью населения ниже 20 чел./га или рабочих поселков	0,4

Значение показателей относительной агрессивности вредных примесей, выбрасываемых в атмосферу предприятиями приведено в табл.12.3.

Таблица 12.3

Показатели относительной агрессивности вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу промышленными предприятиями

№ п/п	Вещество	Значение параметра
1	Зола	84
2	Пыль	48
3	Бенз(а)пирен	1260000
4	Окись углерода	1
5	Сернистый ангидрид	22
6	Сероводород	54,8
7	Серная кислота	49
8	Окислы азота по NO2	41,1
9	Аммиак	10,4
10	Легкие углеводороды	1,26
11	Ацетон	2,22
12	Метилмеркаптан	2890
13	Фенол	310
14	Ацетальдегид	41,6
15	Цианистый водород	282
16	Пары плавиковой кислоты и другие газообразные соединения фтора	980
17	Хлор молекулярный	89,4
18	Окислы алюминия	33,8
19	Двуокись кремния	83,2
20	Сажа без примесей	41,5
21	Окислы натрия, магния, калия, кальция, железа, стронция, молибдена, вольфрама, висмута	15,1
22	Древесная пыль	19,6
23	Пятиокись ванадия (пыль)	1225
24	Неорганические соединения 6-валентного хрома по CrО3	10000
25	Марганец и его кислоты	7070
26	Кобальт металлический	1730

Данные о годовых выбросах примесей по сравниваемым вариантам приведены в табл. 12.4.

В первом варианте проектного решения на ТЭС отсутствуют очистные сооружения, и все образовавшиеся выбросы поступают в атмосферу. Наибольшую опасность представляют твердые выбросы из-за большой градации размеров и временных разбросов. Наиболее опасно пребывание в атмосфере мелкодисперсных частиц.

Ущерб, причиненный всеми выбросами, складывается из ущербов пылевых У_п и газожидкостных У_г. Общий ущерб определяется по формуле

У_общ = У_п + У_г. (12.7)

Предполагаем, что треть пылевых выбросов оседает со скоростью свыше 20 см/с.

По второму варианту предусмотрена установка электрофильтров с полнотой очистки 98 %, что позволит значительно снизить ущерб окружающей среде и получить дополнительный доход от реализации улавливаемой пыли.

Таблица 12.2

№ п/п	Выбрасываемые примеси	Значение Аi	Годовые выбросы
			Вариант 1 (б/о)			Вариант 2 (ЭФ)			Вариант 3 (ИОС)
			mi, т	М = Аi· mi, усл.т/г	mi, т		М = Аi· mi, усл.т/г	mi, т		М = Аi· mi, усл.т/г
1	Аэрозоли
1.1	Зола		2250		45			45
1.2	Пыль		250		5			5
1.3	Бенз(а)пирен		0,0013		0,0003			0,0003
	Итого
	Газообразные вещества
2	Сернистый ангидрид		3500		3500			70
2.1	Серная кислота		400		400			8
2.2	Оксиды азота по NO2		500		500			10
2.3	Окись углерода		350		350			7
2.4	Легкие углеводороды		100		100			2
	итого
	Общий итог

В третьем варианте параллельно с электрофильтрами запроектирована установка с ионообменными смолами, поглощающая газожидкостные выбросы до 98 %. Ущерб от пыли остается таким же, как и во втором варианте, а ущерб от газообразных выбросов существенно снижается.

Так как ионообразные смолы обладают избирательной поглощаемостью газов, то они могут разделить всю массу выбросов на компоненты с последующей регенерацией разбавляемых кислот, таких как серная и азотная, выделенные кислоты можно реализовать и получить дополнительную прибыль.