История искусства Энергетика Локальные компьютерные сети Начертательная геометрия и инженерная графика Курс физики Задачи примеры решения Математика лекции и примеры решения задач Электротехника расчет цепей Информатика
Сущность экологического аспекта в энергетике

Введение в экологию энергетики

В ядерном парке мира превалируют корпусные водо-водяные реакторы с водой под давлением (60,4%). Реакторы с кипящей водой составляют 21,4% установленных мощностей. Около 18% мощностей относятся к реакторам других типов (тяжеловодные, водо- и газо-графитовые, реакторы на быстрых нейтронах).

Преспективные направления развития природоохранных технологий

 В мире (и, в частности, в нашей стране) обозначилась тенденция к перераспределению общего топливного баланса, где доля использования твердых топлив, по отношению к жидким и газообразным, возрастает главным образом за счет более широкого вовлечения в энергобаланс низкосортных углей [21, 78]. Причина этого лежит в ограниченности мировых запасов нефти и газа по сравнению с углем с одной стороны, и в возможностях создания технологий сжигания угля, удовлетворяющих жестким экологическим требованиям, с другой.

 В нашей стране крупнейшими из эксплуатируемых месторождений бурого угля являются канско-ачинские. Их использование во многом определяет энергетическую политику государства. Поэтому предполагается дальнейшее развитие канско-ачинского энергетического комплекса (КАТЭКа) [60, 65], включая и социальную инфраструктуру региона вместе с ее тепловыми потребителями. Кроме того, угли бассейна используются почти по всей территории Сибири и Дальнего Востока, часто в крупных промышленных центрах на ТЭЦ. В этой связи следует отметить, что снабжение ряда сибирских ТЭС канско-ачинскими углями (КАУ) характеризуется резким изменением качества поставляемого топлива относительно проектного [88]. В свою очередь, при поставках несортового топлива на ТЭС, не приспособленных к надежному его сжиганию, нарушается надежность работы оборудования, надежность энергообеспечения, ухудшаются экологические  показатели, экономичность, оборудование быстрее стареет, снижается безопасность его эксплуатации. Это требует проведения комплекса работ по усреднению качественных характеристик топлива либо на месте добычи, либо, путем обогащения, в технологической схеме топливоподготовки ТЭС. При этом экологическая обстановка как в целом на КАТЭКе, так и в отдельных городах крайне тяжелая [60, 65, 69].

Развитие электроэнергетической системы Сибири Таблица 1

Показатель

1990 г.

1995 г.

2000 г.

Электропотребление по Сибири в целом, млрд. кВт×ч,

в т.ч. ОЭЭС Сибири

307

223

350...365

250...258

410...430

270...285

Установленная мощность электростанций ОЭЭС Сибири, млн. кВт:

всего

47,6

61...61,2

71...71,5

в т.ч. ГЭС

22,4

26,6

28,5

 ТЭЦ

15

20

25

 КЭС

10,2

14,4...14,6

17,6...18

из них КЭС КАТЭКа

1,6

4

8,8

 Положение усугубляется тем, что парк энергетического оборудования в значительной степени морально и физически устарел. Мощность морально устаревшего оборудования в стране более 5 млн. кВт при удельных расходах топлива более 400 г/кВт×ч, причем значительная часть этого оборудования сосредоточена в Сибирьэнерго [31].

 Предполагаемое развитие электроэнергетической системы Сибири показано в табл.1, откуда видно, что основное направление для обеспечения роста электротеплопотребления Сибири - строительство ТЭЦ. В то же время прогнозируемая добыча угля на КАТЭКе в 2000 г. должна составлять 110...115 млн. т/год против 60 млн. т/год в 1990 г. из которых 70% потребляет Минэнерго [60].

В то же время, в условиях увеличения потребления угля электростанциями, для предотвращения только увеличения суммарного выброса в окружающую среду вредных веществ потребуется значительное улучшение экологических показателей [132] (на базе создания новых технологий сжигания твердых топлив) не только вновь вводимых мощностей, но и действующих, так как существующий в настоящее время уровень очистки является недостаточным. Создание таких технологий особенно актуально для крупных промышленных центров с их теплоцентралями.

Территориальные аспекты формирования современных глобальных экологических процессов.

Экономический потенциал наиболее развитых регионов во второй половине XX века (Северная Америка, Европа, Австралия) продолжает возрастать, вместе с этим достаточно быстрыми тепами начал расти экономический потенциал Южной Америки и Африки, а наибольший рост наблюдался в Азии. В настоящее время Азия по размерам ВВП почти в 1,5 раза превосходит Европу и Северную Америку. В странах с высоким уровнем экономического развития в конце XX века проживало более четверти населения Земли. Это обуславливало высокую плотность населения, высокий уровень урбанизации, развитый промышленный и транспортный потенциал. В этих странах завершилась индустриализация, создана гибкая и эффективная рыночная экономика. Промышленно развитые страны во главе с лидерами мировой экономики представляют собой системобразующие ядро мировой экономики, в котором создается передовые технологические, организационно-управленческие социальные и экономические стандарты, на основе которых формируется мирохозяйственный порядок. Эти страны являются основными потребителями мировых ресурсов – топлива, полезных ископаемых, леса, сельскохозяйственной продукции, на их долю приходится основной объем техносферных и техногенной нагрузки на окружающую среду. Схема экологического развития этих государств, упрощенном виде, представляет ряд определенных этапов.

1-й этап после накопления первоначального капитала финансы направляют на потребление собственных ресурсов и ресурсов колоний, а также возникновению социально-политических конфликтов по захвату чужих территорий. Этот этап завершился II Мировой войной.

2-й этап начался в послевоенный период, когда экономический рост стран с разрушенной войной экономикой сопровождается не только количественными, но и качественными изменениями. Получают развитие новые технологии и наукоемкие производства. В последней четверти XX столетия энергоемкие и ресурсоемкие и экологически опасные производства перемещаются в развивающиеся страны. Следовательно, и техногенная нагрузка распространяется на другие территории, в частности изменяется территориальные границы антропогенного воздействия.

В последней четверти 20 века экономический рост стал выступать как дестабилизирующей фактор для окружающей среды. Рост производства и увеличение потребляемых ресурсов способствуют увеличению концентрации в атмосфере парниковых газов, особенно диоксидов углерода и серы, оксидов азота, разрушению озонового слоя, загрязнению воды и почв, опустыниванию, обезлесиванию, нарушению ландшафтов. По оценке специалистов только около 23% извлекаемых и потребляемых ресурсов используется в виде продукта, остальная часть возвращается в окружающую среду в виде отходов, которые приводят к изменению экологических свойств территории. Следовательно, регион с высоким уровнем экономического развития в первую очередь являются территориями, формирующими экологические проблемы на глобальном уровне.

Отличительной особенностью ТЭЦ является комбинированная выработка электрической и тепловой энергии.

Как уже отмечалось выше, дымовые газы являются основным источником загрязнения от действия ТЭС.

В другой установке водо-инерционного типа на орошение подается вода под давлением 240 бар с температурой около 205О С.

Выбросы азота и очистка от них Источником оксидов азота на ТЭС является молекулярный азот воздуха и азотосодержащие компоненты топлива.

В связи с опасностью использования аммиака (высокая токсичность), и необходимостью специальных мер защиты персонала, за рубежом, в частности в Германии [25], проходят промышленные испытания установки с использованием вместо аммиака карбамида, по другому мочевины (NH2)2СО.

Общие сведения Без термической подготовки в физическом смысле, сжигание твердых топлив в котлах невозможно вообще.

Внутрицикловая газификация топлива Получение из твердого топлива горючего газа технологически включенное в термодинамический цикл производства электроэнергии, тепла или другого продукта или их совокупности есть внутрицикловая газификация.

Котлы с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС) Кипящий слой характеризуется интенсивностью дутья, превышающей предел устойчивости плотного слоя, но далеко не достигающей скорости витания частиц крупных размеров

Предварительная термическая подготовка твердого топлива с частичной газификацией.

Высокотемпературная подготовка топлива в специальном предтопке - как элементная база экологически перспективного направления развития ТЭЦ.

Недостатком технологии с термической подготовкой топлива можно считать усложнение системы тополивоподготовки по сравнению с традиционными из-за необходимости создания двух потоков топлива (рабочего и инициирующего) и организации паровоздушного дутья для частичной газификации.

В общем случае ТЦП может быть выполнен в горизонтальном или вертикальном исполнении (рис.4) [70].

Выше отмечалось, что сущностью технологии заключается в обработке струей низкотемпературной плазмы (3500…5000 ОС) потока угольной пыли, транспортируемой воздухом.

Выполненные экспериментальные работы и исследования в промышленных условиях на опытно-промышленном стенде позволили получить необходимую информацию и сделать следующие выводы для совершенствования элементной базы технологии:

География развития АЭС В настоящее время наиболее динамично атомная энергетика развивается в Китае, Индии и России.. Новые энергоблоки строятся также в США, Канаде, Японии, Иране, Финляндии и других странах. О своих намерениях развивать атомную энергетику заявил еще ряд стран, среди которых - Польша, Вьетнам, Белоруссия и пр. В общей сложности сейчас рассматривается более 60 заявок на строительство блоков. Более 160 проектов находятся в процессе разработки.
Влияние вредных выбросов электростанций