Ім'я файлу: 1.1) Характеристика продуктів згоряння ТЕС, що викидаються в атм
Розширення: docx
Розмір: 146кб.
Дата: 30.04.2022
скачати
Пов'язані файли:
ІУЛ.docx
Логика понятия_239гр_Дубина Д.Т..docx
Логика понятия+суждение_239гр_Дубина Д.Т..docx
Философия модуль №1.docx
Практичне заняття №4.docx
Вик провадження.docx
ВУІ студ..doc
16,17, 18.docx
Дія електричного струму на організм людини.pptx
Павел Куцепалов_Практическая_1.docx

РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ СУЧАСНОГО СТАНУ ПРОБЛЕМИ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ТЕПЛОВИМИ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯМИ ТА НАПРЯМКІВ ЇЇ ВИРІШЕННЯ

Теплові електростанції сьогодні є найпоширенішими серед виробників електроенергії, а також екологічно небезпечними об'єктами. З труб ТЕС в атмосферу викидається велика кількість оксидів сірки і азоту, дрібних твердих частинок золи, шлаку, повністю не згорілого палива. Якщо разом з вугіллям в топки ТЕС потрапляє порожня порода, яка містить в своєму складі домішки природних радіоактивних елементів, то має місце радіоактивне забруднення атмосфери і земної поверхні, яке може набагато перевищувати можливе радіоактивне забруднення при експлуатації АЕС. Справа в тому, що після спалювання в золі, і в летючої в тому числі, залишаються майже всі ізотопи урано-радієвої, а також торієвої групи, які є в вихідному вугіллі. Крім того, після спалювання вугілля в топках ТЕС залишається багато твердих відходів (золи, шлаку). Їх відвали займають досить великі площі земель, забруднюють підземні та поверхневі води шкідливими речовинами.

Використання очисних пристроїв різко скорочує рівень забруднення навколишнього середовища, однак це не вирішує цієї проблеми повністю через те, що в процесі функціонування цих очисних установок утворюються відходи.

Чисті вугільні технології є особливо важливим варіантом для скорочення викидів шкідливих викопних видів палива і в країнах, що розвиваються, де вугілля легко доступне, часто є економічно ефективним варіантом.

У деяких країнах, що мають великі запаси вугілля, наприклад в Казахстані, Туреччині, Індії, існує необхідність переходу на новий технологічний рівень з впровадженням нових енергетичних технологій спалювання вугілля. Україна також багата на цей викопний вид палива і потребує впровадження нових, екологічно чистих технологій його спалювання. Так, у 2017 році була 6 розроблена і затверджена Енергетична стратегія України на період до 2035 «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність».

1.1 Аналіз впливу теплових електростанцій на навколишнє природне середовище

Звичайне спалювання палива на електростанціях призводить до викиду газів, що містять краплі рідини та твердих частинок. Ця суміш видаляється з електростанцій контрольованим чином через димові труби. Основними забруднювачами, що викидаються із димарів теплових електростанцій, є:

– діоксид сірки (SO2): вугільні електростанції несуть відповідальність за здоров'я населення, так як сприяють утворенню дрібних частинок, які можуть проникати в легені людини і поглинатися кровотоком. SO2 також викликає кислотні дощі, які завдають шкоди посівам, лісам і грунтам, а також окислюють озера і річки.

– оксиди азоту (NOx): забруднення ними викликає появу озону або смогу на рівні землі, які можуть спалити легеневу тканину, загострити астму і зробити людей більш сприйнятливими до хронічних респіраторних захворювань;

– тверді частинки: сажа або летюча зола можуть викликати хронічний бронхіт, загострену астму і навіть призводити до летального результату;

– ртуть: вугільні ТЕС є джерелами викидів ртуті

токсичного важкого металу, що викликає пошкодження мозку і проблеми з серцем.

Іншими шкідливими забруднюючими речовинами, що щорічно викидаються тепловими станціями, є: свинець, кадмій, інші токсичні важкі метали, окис вуглецю, який викликає головні болі і створює додаткове навантаження для людей із захворюваннями серця, вуглеводні, леткі органічні сполуки, миш'як.

Різні кількості забруднюючих речовин викидаються в атмосферу при спалюванні різних видів викопного палива. При цьому рівень впливу ТЕЦ на навколишнє середовище залежить від виду палива. У таблиці 1 наведені 7 температурні характеристики вугілля, а в таблиці 2 – середні викиди при спалюванні вугілля.

Таблиця 1 – Теплові характеристики вугілля (буре, бітумне, антрацит)

Тип вугілля

Температура запалювання

Температура

Буре вугілля

250-450

130-170

Бітумне вугілля

400-500

200-300

Антрацит

700-800

380-400

Таблиця 2 – Середня емісія димових газів від спалювання вугілля

Забруднююча речовина

Антрацит

Буре вугілля

CO2

94,600

101,000

SO2

765

1,361

NOx

292

183

CO

89.1

89.1

Тверді частинки

1,203

3,254

На рисунках 1 і 2 показана динаміка викидів основних забруднюючих речовин в Україні зі стаціонарних джерел.



Рисунок 1 – Викиди забруднюючих речовин стаціонарними джерелами



Рисунок 2 - Викиди СО2 від стаціонарних джерел

Рівень забруднення атмосфери визначається концентрацією домішок в приземному шарі повітря і залежить від технологічних факторів: витрати газоповітряної суміші, її температури, концентрації домішок у викидах, висоти джерел тощо. До метеорологічних чинників можна віднести: розташування джерела викиду, напрямок пануючих вітрів, їх швидкість, температуру і вологість атмосферного повітря, наявність інверсії, туманів, опадів і ін. Взаємодія перерахованих вище факторів формує особливості мікрокліматичних умов в районах розташування великих промислових об'єктів.

Вплив ТЕЦ на формування мікроклімату визначається:

– тепловим забрудненням повітряного басейну і водних об'єктів;

– хімічним забрудненням атмосфери (викиди димових газів).

Теплове забруднення впливає на зміну температури атмосферного повітря, швидкості вітру, вологості, атмосферних інверсій тощо.

Вплив Сумської ТЕЦ на зміну мікроклімату в зоні впливу, обумовлено специфікою енерговиробництва, що супроводжується потужними і активними викидами в атмосферу димових газів. Це викликає хімічне і теплове забруднення повітряного басейну.

У продуктах згоряння органічного твердого палива (донецьке вугілля марки АШ) Сумської ТЕЦ пріоритетними забруднювачами атмосферного повітря є оксиди сірки, азоту, вуглецю, і тверді частинки – зола сланцева.

Висока температура в ядрі факела горіння, необхідна для спалювання вугілля АШ з рідким шлаковидаленням, обумовлює високу концентрацію викидів NОх, а значний вміст сірки в паливі – високі рівні SO2. При цьому залишаються невирішені екологічні проблеми по очищенню повітряного басейну від оксидів сірки та азоту, незважаючи на те, що мокре очищення димових газів дозволяє вловлювати деяку кількість діоксиду сірки (до 2,5 %).

Сумська ТЕЦ провела підготовку техніко-економічного обґрунтування реконструкції з установкою нового енергетичного блоку потужністю 60 МВт. Збільшення енергетичної потужності визначено дефіцитом енергоспоживання в області, яке покривається на 60-70%. Збільшення потужності тягне за собою збільшення навантаження на атмосферу при спалюванні твердого палива. Однак, установка котла ЦКШ забезпечить високі екологічні показники по викидах в атмосферу без установлення додаткового обладнання для очищення димових газів.

У цілому, очікуване зниження викидів забруднюючих речовин в атмосферу складе 6370,9 т/рік. Це, безумовно, слід розглядати як позитивний фактор з точки зору впливу на мікроклімат в районі розташування ТЕЦ.

Обов'язковою умовою допустимості реконструкції технологічного обладнання та експлуатації Сумської ТЕЦ є дотримання:

– нормативів екологічної безпеки атмосферного повітря, що виключають негативний вплив на стан навколишнього середовища;

– нормативів гранично допустимих викидів забруднюючих речовин.

Основними критеріями оцінки якості атмосферного повітря при визначенні рівня безпосереднього забруднюючої впливу викидів є гранично-допустимі концентрації (ГДК) забруднюючих речовин в атмосферному повітрі, що обмежують негативний вплив на стан навколишнього природного середовища та життєдіяльність населення.

У відповідності з перспективними напрямками енергетичної стратегії, екологічно чиста вугільна генерація повинна розвиватися шляхом впровадження:

– енергоблоків з суперкритичним параметрами пари з коефіцієнтом корисної дії (ККД) 46-55 % при спалюванні якісного висококалорійного вугілля факельним способом;

– енергоблоків з закритичними параметрами пари, які обладнані котлами з циркулюючим киплячим шаром (ЦКШ).

1.2 Взаємодія ТЕС та навколишнього середовища

ТЕС можна розглядати як об'єкт виробництва електричної та теплової енергії використовує первинні ресурси – органічне паливо, атмосферне повітря і воду. В результаті технологчного процесу на ТЕС утворюються відходи виробництва як матеріальні, так і енергетичні, що негативно впливають на навколишнє природне середовище. Матеріальні відходи можна розділити на дві групи:

• організовані, що потрапляють в навколишнє середовище через спеціальні пристрої (димові труби, канали, пульпопроводи тощо) та залежать від режиму роботи станції;

• неорганізовані, які більшою мірою залежать від погодних умов (швидкості вітру, опадів тощо) та від пори року, ніж від режимних факторів.

Технічна політика в галузі екології визначається необхідністю обмеження викидів і скидів забруднюючих речовин, утворення відходів, а також фізичних впливів, при дотриманні яких забезпечуються нормативи якості навколишнього середовища в зоні розташування електростанції.

При аналізі негативного впливу ТЕС на навколишнє середовище враховуються в комплексі такі чинники:

• технологічна схема енерговиробництва та параметри енергообладнання ТЕС;

• вид і склад палива;

• екологічна ситуація в зоні розміщення ТЕС;

• природнокліматичні умови регіону.

Забруднення навколишнього середовища відбувається в результаті реалізації основних і допоміжних процесів на ТЕС.

Згідно екологічним законам, неможливо створити повністю «безвідходні ТЕС». Якщо негативний вплив ТЕС на навколишнє середовище в процесі її експлуатації мінімальній та знаходиться в межах так званої «господарської ємності біосфери» (з урахуванням її здатності до самоочищення), то таку ТЕС можна віднести до розряду екологічно безпечних (або маловідходних). На такій електростанції максимально реалізуються технологічні процеси, що перешкоджають утворенню шкідливих газоподібних, рідких, твердих і теплових відходів, стічні води використовуються повторно і багаторазово в замкнутих циклах, тверді відходи виходять в товарному вигляді або у вигляді сировини для суміжних виробництв. Гази, що йдуть і невикористані стоки піддаються глибокому очищенню. Обмежена кількість твердих відходів, що залишилась, надходить на тривале безпечне зберігання. До розряду таких ТЕС слід віднести екологічно чисті ТЕС, що розробляються в нашій країні відповідно до державної науково-технічної програми «Екологічно чиста енергетика».

1.3 Особливості енергетичних палив, що визначають екологічні характеристики ТЕС

Переваги будь-якого палива в екологічному аспекті – це мінімальний вміст в ньому мінеральної частини, сірки і паливно-зв'язаного азоту, від яких залежить викид в атмосферу кислотоутворюючих компонентів (SO2, NO2) і твердих частинок. Крім того, останнім часом паливо почали оцінювати і за вмістом у ньому горючих водню і вуглецю, останній утворює при спалюванні CO2, який є основним компонентом парникових газів. При цьому слід враховувати три групи 12 факторів: екологічний потенціал палива; екологічну сумісність з навколишнім середовищем; екотехнологічність палива.

До першої групи факторів відносяться: вміст золи, сірки і азоту в паливі, а також вміст токсичних мікроелементів в його мінеральній частині – миш'яку, ванадію та солей важких металів. До цієї ж групи факторів відносяться вміст радіонуклідів (торію, урану, фосфору, калію) і інші фізико-хімічні властивості золи, що впливають на роботу газоочисного устаткування.

Друга група чинників – це ступінь шкоди навколишньому середовищу від того чи іншого викиду з урахуванням складу ґрунту в зоні поширення викиду.Третя група чинників – це можливість використання нових технологій для вирішення екологічних проблем, що виникають при традиційному способі спалювання. Усі види твердого палива (вугілля, торф, сланці) мають мінеральну масу, яка після спалювання утворює золу та шлак. Шлак випадає в холодну воронку котла або видаляється з топки в розплавленому вигляді (в топках з рідким шлаковидаленням). Зола з топки несеться з продуктами згоряння і велика частина її вловлюється в золоуловлювачах різних конструкцій. Зола виносу містить не тільки мінеральну частину палива, але і горючі. При спалюванні деякого вугілля (антрацит) зміст горючих в летючій золі (по масі) досягає 10-20%. Це не тільки впливає на погіршення використання палива, а й призводить до збільшення обсягів шкідливих викидів. З точки зору забруднення атмосфери твердими частинками, важливими параметрами палива є його зольність, а також реакційні властивості вугілля. Викиди діоксиду сірки SO2 відбуваються при спалюванні палив, що містять сірку, до них відносяться всі види твердого палива і мазут. Кількість діоксиду сірки, що викидається з димовими газами, пропорційна вмісту сірки у вихідному паливі та витраті палива. Оксиди азоту утворюються з азоту повітря (термічні і швидкі NOx) і азотовмісних компонентів палива (паливні NOx). У пиловугільних топках з твердим шлаковидаленням частка паливних складових висока 95-100% і тільки 13 в топках з рідким шлаковидаленням при Tmax понад 1600 ℃ можлива наявність як паливних, так і термічних NOx. На кількість паливних NOx впливає не тільки зміст зв'язаного азоту в паливі, але і реакційність палива. Масовий викид шкідливих речовин залежить не тільки від процентного вмісту золи, сірки і азоту в паливі, але й від витрати палива, яке в свою чергу залежить від теплоти згорання палива. Тому основним параметром, який характеризує кількість утворюється золи і діоксиду сірки, є їх вміст у паливі. При спалюванні кам‘яного вугілля з високим значенням NOx в конструкцію топки необхідно закласти комплекс заходів по зменшенню викидів NOx, при спалюванні палив з низьким значенням NOx досить застосувати один із заходів для досягнення нормативних викидів [22].
скачати

© Усі права захищені
написати до нас