авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 14 |

«УДК 620.9 ББК 31.27 С78 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы и средства энерго- и ресурсосбережения» подготовлен в рамках ...»

-- [ Страница 5 ] --

Наибольшие гидроресурсы и гидроузлы, подлежащие техническому перевооружению, находятся в следующих энергосистемах (мощности приве дены округленно): АО «Краснодарэнерго» (45 МВт), АО «Ставропольэнер го» (100 МВт), АО «Каббалкэнерго» (115 МВт), АО «Севкавказэнерго» ( МВт), АО «Дагэнерго» (60 МВт), АО «Ростовэнерго» (65 МВт), АО «Хаба Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -129 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.4. Нетрадиционные источники энергии ровскэнерго» (70 МВт), АО «Карелэнерго» (75 МВт), АО «Красноярскэнер го»

(25 МВт).

Эта программа в зависимости от экономических условий и спроса на объ екты малой гидроэнергетики может быть уточнена и существенно расширена.

Основными проблемами остаются относительно высокая себестои мость оборудования и строительно-монтажных работ, отсутствие средств у заказчиков в условиях прекращения государственной поддержки развития энергетической отрасли.

Стоимость сооружения МГЭС «под ключ» составляет от 100 до 400 % стоимости оборудования в зависимости от типа сооружения и количества аг регатов на станции. Такие стоимости бесперспективны для большинства за казчиков в регионах, где энергия малых рек могла бы обеспечить основные потребности. Предварительный маркетинг показывает, что цена электроэнер гии МГЭС должна определяться из условия стоимости» 1 т у. т. не более 200 долл. в регионах децентрализованного энергоснабжения или 4–5 центов за 1 кВт · ч в регионах централизованного энергоснабжения с дефицитом электроэнергии.

2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Энергетические объекты могут отрицательно воздействовать на окру жающую среду, загрязняя ее. Так, неконтролируемые выбросы в атмосферу хлорсодержащих газов и окислов азота истощают и разрушают озоновый слой, что ведет к увеличению поступающего на Землю биологически вредно го солнечного ультрафиолетового излучения.

Ниже приведен перечень рекомендованных Международным бюро по защите окружающей среды приоритетных мероприятий в области энергети ки, направленных на снижение отрицательного воздействия на атмосферу [31].

• Более эффективное производство, передача и распределение энергии.

• Уменьшение энергоемкости обработки основных материалов.

• Внедрение энергоэффективных моторов и приводов.

• Повышение эффективности освещения и водяного отопления и, как следствие, снижение потребления первичного топлива.

• Использование возобновляемых видов энергии, и в частности фото электрической, солнечно-тепловой, ветровой.

• Производство биомассы для замены ископаемого твердого топлива, газификация биомассы.

• Внедрение совершенных, энергоэффективных газотурбинных циклов.

• Развитие малой гидроэнергетики.

• Переход на природный газ.

• Переработка городских и сельских отходов.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -130 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Одним из направлений экологизации энергосбережения может быть проведение совместного эколого-энергетического аудита и экспертизы и со блюдение экологического законодательства в области энергосбережения.

Как видим, взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается про стой формулой: экономишь энергию – уменьшается отрицательное воздейст вие на окружающую среду.

2.5.1. Невозобновляемые источники энергии и окружающая среда Объекты энергетики, где в качестве первичной энергии используется углеводородное топливо, являются источниками вредных выбросов в окру жающую среду. В процессе горения топлива наряду с выделением тепловой энергии с отходящими газами выбрасывается ряд веществ, оказывающих от рицательное воздействие на биосферу (табл. 2.19).

Воздействие на окружающую среду оказывают также и другие газы, поступающие в атмосферу: пар, метан, хладагенты.

Таблица 2. Вещество Характеристики Диоксид серы (SO2) Оказывает влияние на процессы окисления, разрушает ма териалы и вредно воздействует на здоровье человека (раз дражает слизистую оболочку дыхательных путей) Оксид азота (NOX) Оказывает вредное воздействие на здоровье человека и спо собствует образованию парникового эффекта и разрушению озонового слоя, что также отрицательно влияет на здоровье человека. Оксид азота вызывает вымирание лесов, кислот ные дожди Моноксид углерода (СО) Выделяется в результате неполного сгорания топлива.

Взаимодействует с другими веществами и оказывает разно образное вредное воздействие (угарный газ) Углекислый газ (СО2) Образование СО2 – необходимое условие процесса горения (производства энергии). Экологические законы ограничи вают уровень выбросов СО2 (Киотский протокол 1997 г.).

Способствует созданию парникового эффекта Твердые частицы Включают сажу и другие несгоревшие материалы. Перено сят тяжелые металлы и углеводороды. Могут являться ис точником выбросов в атмосферу радионуклидов при сжига нии древесины из чернобыльской зоны Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -131 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Наиболее эффективным способом снижения вредных выбросов в атмо сферу является уменьшение объема сжигаемого топлива за счет рациональ ного использования вторичной энергии. Таким образом, энергосбережение способствует улучшению экологии окружающей среды.

Рассмотрим некоторые пути снижения потребления топлива.

Утилизация тепловых энергетических отходов непосредственно связа на с экологическими мероприятиями, так как за счет этого достигается сни жение вредных выбросов пропорционально сэкономленному топливу. Осо бенно наглядной и ощутимой является организация оптимальных топочных процессов и утилизации сбросной теплоты в промышленных печах, котель ных установках и на других объектах энергетики. Рассмотрим некоторые ас пекты данного направления. Ископаемое топливо пока остается преобла дающим источником энергии, получаемой в форме теплоты при его сжига нии. Исследования, проведенные в Дании, показывают, что комбинированное производство электрической энергии и теплоты на ТЭЦ является самым важ ным направлением в снижении выбросов СО2. При этом снижение выбросов СО2 в среднем со ставляет 500 кг/МВт · ч при производстве 1 МВт ч электроэнергии по ком бинированному циклу в сравнении с раздельным производством электриче ской и тепловой энергии на ТЭС и в котельных. Кроме диоксида углерода уменьшается количество вредных выбросов SO2 и NOX (рис. 2.9).

Уменьшение выбросов NOx может быть также достигнуто путем под мешивания части отходящих дымовых газов к воздуху, подаваемому на го рение. Для этого следует организовать рециркуляцию дымовых газов.

NOx CO SO Рис. 2.9. Влияние технологии производства теплоты и электроэнергии на загрязнение окружающей среды Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -132 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Внутреннее использование тепловых энергетических отходов в котель ных установках и промышленных печах для подогрева питательной воды и предварительного подогрева первичного воздуха до 200–400 °С дает реаль ную экономию топлива. Так, при подогреве воздуха реальная экономия топ лива в среднем может достигать 25 % (рис. 2.10).

°C = 1, °C °C °C °C °C °C °C Рис. 2.10. Экономия топлива за счет подогрева первичного воздуха в зависимости от температуры дымовых газов tОГ Поддержание оптимального состава топливовоздушной смеси позволя ет достичь максимально возможной температуры горения, что снижает по требление топлива. При увеличении коэффициента избытка воздуха до температура горения уменьшается на 40 % (рис. 2.11).

Кроме того, при избытке воздуха дополнительное потребление топлива возрастает до 25 % в зависимости от температуры отходящих газов. Опти мальный состав топливо-воздушной смеси можно поддерживать с помощью горелок с автоматическим управлением. Для этого дополнительно применя ются системы сбора информации о химическом составе отходящих дымовых газов, ее обработка и на этой основе осуществляется автоматическое регули рование.

Контроль эффективности сгорания топлива базируется на измерении содержания СО2 в отходящих дымовых газах. Считается, что при оптималь ном сгорании природного газа получается от 8 до 9,5 % СО2, а при сгорании мазута – от 10 до 12,5 %.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -133 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли °C °C °C °C °C °C °C Рис. 2.11. Влияние коэффициента избытка и подогрева воздуха на температуру горения газа Вместе с тем данные значения концентраций углекислого газа могут быть зафиксированы как при полном сгорании топлива ( 1), так и при его недожоге ( 1), т. е. возможна неоднозначность определения эффективно сти сжигания топлива на основе измерения только СО2. Поэтому рекоменду ется дополнительно измерять в отходящих дымовых газах и содержание ки слорода. Для оптимального режима горения оно должно иметь минимальное значение.

Сжигание топлива с повышенной влажностью требует дополнительного избытка воздуха, что приводит к снижению температуры в зоне горения, а следо вательно, и эффективности процесса горения (рис. 2.12). Подогрев же первично го воздуха до 200 °С обеспечивает повышение температуры горения на 7 %.

Значительным источником вредных выбросов является транспорт.

В некоторых странах на производство топлива для транспорта расходуется до 50 % потребляемой нефти. Автомобильные выхлопные газы содержат та кие вредные вещества, как окись углерода, летучие органические соедине ния, окись азота и свинец. Ядовитые выхлопные газы и свинец отрицательно влияют на нервную систему человека. Разработка технологий производства чистого горючего и улучшенных двигателей с минимальным потреблением топлива позволяет уменьшить загрязнение от транспортных средств. Количе ство потребляемого топлива транспортными средствами, как и в энергетике, зависит от оптимального состава топливовоздушной смеси.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -134 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли t, °C tВ = 200 °C tВ = 0 °C = 1, Рис. 2.12. Влияние влажности древесного топлива и предварительного подогрева воздуха на температуру горения Снижение потерь теплоты через ограждения агрегатов и устройств, ко торые используются при ее производстве, транспортировке и потреблении, также уменьшает расход топлива. Любые потери теплоты требуют компенса ции, так как потребитель должен получить необходимое количество энергии для проведения технологических процессов или создания комфортных усло вий для работы, учебы, отдыха.

Уменьшение потребления энергии может быть достигнуто и за счет со вершенствования технологических процессов, использования современного основного и вспомогательного энергосберегающего оборудования.

2.5.2. Снижение вредного воздействия энергетических процессов на окружающую среду [30] Снижение выбросов окислов серы на теплоэлектростанциях. Одним из главнейших токсичных компонентов, содержащихся в органических топ ливах и оказывающих существенное влияние на окружающую среду в районе расположения ТЭЦ, является сера. Различные топлива существенно отлича ются по содержанию серы. В России вопросы снижения выбросов окислов серы являются весьма актуальными Уменьшение выбросов сернистых соединений в атмосферу может идти по трем направлениям:

1) очистка нефтяного топлива от серы на нефтеперерабатывающих заводах;

2) переработка топлива на ТЭС до его сжигания с целью получения малосернистого газа;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -135 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли 3) очистка дымовых газов от окислов серы.

Сера содержится в нефти в основном в виде сложных полигетероцик лических соединений. Эти соединения малоактивны и обладают высокой термостабильностью, в связи с чем их трудно разрушить воздействием ки слот или щелочей. Поэтому для выделения серы топливо до сжигания либо подвергается воздействию высоких температур, либо этот процесс сочетается с воздействием химических веществ.

При переработке нефти на нефтеперерабатывающих заводах в легкие фракции переходит небольшое количество серы, а подавляющая часть серни стых соединений (70–90 %) концентрируется в высококипящих фракциях и остаточных продуктах, входящих в состав мазута.

Удаление серы из нефтяных топлив можно осуществить гидроочисткой.

При этом происходит взаимодействие водорода с сероорганическими соеди нениями и образуется сероводород H2S, который затем улавливается и может использоваться для получения серы и ее соединений. Процесс протекает при температуре 300–450 °С и давлении до 10 МПа в присутствии катализаторов – окислов молибдена, кобальта и никеля.

Гидроочистка фракций нефти в настоящее время достаточно хорошо разработана и экономически эффективна. Процесс гидроочистки остаточных нефтепродуктов осложнен тем, что присутствующие в них металлоорганиче ские соединения отравляют дорогостоящие катализаторы и уменьшают дли тельность работы очистительной аппаратуры в связи с необходимостью час той замены катализатора. К тому же при очистке остаточных продуктов рез ко возрастает расход водорода. Количество водорода, получаемого как побочный продукт при нефтепереработке, становится недостаточным, и воз никает необходимость в сооружении специальных дорогих установок для его генерации. Все это ведет к существенному удорожанию процесса обессери вания.

2.5.3. Переработка сернистых топлив перед сжиганием на ТЭС Удаление серы из твердого топлива. Сера в твердом топливе содер жится в трех формах: в виде включений колчедана FeS2, серы, входящей в состав молекул органической массы топлива, и сульфатной серы.

В результате простейшего обогащения угля можно удалить только кол чеданную серу, используя большую ее плотность по сравнению с остальной массой угля. Отделение колчедана дает ощутимый эффект, если колчеданная сера составляет значительную величину от общей серы и вкрапления колче дана достаточно крупны. Отсепарированный колчедан может быть использо ван для получения серной кислоты.

Для отделения от угля колчеданной и органической серы может быть применено гидротермическое обессеривание углей, заключающееся в обра ботке измельченного топлива в автоклавах при давлении 1,75 МПа и темпе ратуре около 300 °С щелочными растворами, содержащими гидраты окисей натрия и калия. При этом получается уголь с весьма малым содержанием се Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -136 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли ры, который отделяется от жидкости центрифугированием и затем сушится.

Жидкость, содержащая сульфиды натрия и калия, регенерируется в результа те обработки углекислотой, а из получающегося при этом сероводорода из влекается элементарная сера.

Связывание серы в кипящем слое. Топливо может сжигаться в кипящем слое частиц размолотого известняка, в который погружены поверхности на грева котла для интенсивного охлаждения. Подобный способ сжигания мо жет использоваться для жидкого, твердого и газового топлив, содержащих серу. При температуре около 900 °С происходит диссоциация СаСО3 на СО и СаО, а в реакцию с серой вступает СаО, образуя в конечном итоге CaSO4 – сульфат кальция. Очистка топлива от серы при этом может составлять около 90 %.

Часть кипящего слоя, поглотившего серу топлива, подается пнев мотранспортом на регенерацию. При температуре 1000–1500 °С под беспро вальную решетку подаются продукты сгорания, поддерживающие темпера туру в слое на уровне 1000–1100 °С.

Газообразные продукты содержат до 10 % сернистого ангидрида, кото рый может быть использован для производства серной кислоты. Регенериро ванная окись кальция возвращается в топочное устройство котла.

Этот способ имеет существенные недостатки, препятствующие его ши рокому применению на ТЭС: требуется создание принципиально новых кон струкций котлов, организация установок для приготовления фракций извест няка, создание установок по регенерации сернистых соединений кальция, улавливание твердых частиц, уносимых из кипящего слоя, пневмотранспорт амбразивных материалов и др.

Удаление серы из жидкого топлива. Снижение сернистости сжигаемо го топлива можно осуществить, подвергая его воздействию высоких темпе ратур с использованием окислителей (газификация) или без них (пиролиз).

Процесс газификации осуществляется в условиях высоких температур (900–1300 °С) при ограниченном доступе кислорода. В результате реакции образуется газ, горючими компонентами которого являются метан и его го мологи, окись углерода и водород. Из серы топлива при этом образуется се роводород, который является более активным по сравнению с SO2 и должен быть удален перед поступлением горючего газа в топку котла.

При комплексном энерготехнологическом использовании топлива, ко гда возникает задача получения из топлива химического сырья и чистого энергетического топлива, для термического разложения мазута можно ис пользовать высокотемпературный пиролиз с последующей газификацией твердого продукта (нефтяного кокса).

Пиролиз мазута происходит при его нагревании до температуры 700– 1000 °С без доступа окислителя, например путем непосредственного контак та распыленного мазута с теплоносителем, находящимся либо в неподвиж ном, либо в движущемся состоянии.

В качестве теплоносителя используются твердые вещества в мелкозерни стом и пылевидном состоянии: кварцит, нефтяной кокс, а также водяной пар.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -137 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли При высокотемпературном пиролизе мазут нагревается при контакте с теплоносителем за 0,02–0,40 с до температуры 760–920 °С. Образующийся горючий газ очищается от сернистых соединений и других нежелательных примесей и используется в качестве чистого энергетического топлива. Жид кие конденсирующиеся смолопродукты разделяются при охлаждении на лег кие и тяжелые фракции. Легкие фракции используются в качестве химиче ского сырья, а тяжелые подвергаются повторному пиролизу. Образовавший ся водяной газ после сероочистки используется в качестве чистого энергетического топлива.

Для пиролиза мазута, сырой нефти и тяжелых нефтяных остатков может также использоваться жидкий теплоноситель – расплавы солей, шлака и т. д.

Очистка горючих газов от сероводорода. В отличие от продуктов сго рания, где сера содержится в виде окислов SO2 и SO3, при термической пере работке топлива сера топлива переходит в газ в основном виде сероводорода.

Очистка газа от сероводорода обычно осуществляется абсорбцией. Эффек тивным абсорбентом является моно- и диэтаноламин.

Абсорбция сероводорода может быть также проведена растворами со лей щелочных металлов. Газ промывается раствором в противоточном аб сорбере, где происходит реакция поглощения сероводорода. Раствор регене рируется продувкой сжатым воздухом. Подача воздуха приводит к пониже нию концентрации сероводорода в растворе.

Некоторые преимущества имеет вакуумный вариант процесса. Полнота извлечения составляет около 90 %. Имеются другие способы мокрой очистки газов от сероводорода (фенолятный, гликольаминовый, фосфатный и др.).

Несмотря на простоту и эффективность мокрых методов очистки горю чего газа от сероводорода, все они связаны с его охлаждением до температу ры 30 °С, что вызывает дополнительные тепловые потери. Некоторые пер спективы имеют сухие методы очистки при высокой температуре газа. Для этого может быть использована, например, железная руда. При контакте с сероводородом гидроокись железа переходит в сульфиды железа. Образую щиеся ферросульфиды затем регенерируются в процессе выжига в присутст вии водяного пара с образованием элементарной серы.

Очистка продуктов сгорания от окислов серы. Методы очистки дымо вых газов могут быть подразделены на сухие и мокрые, а также действующие по схеме с использованием и без использования улавливаемой двуокиси се ры. Технико-экономические расчеты показывают, что с увеличением содер жания серы в топливе и соответственно концентрации двуокиси серы в ды мовых газах увеличивается целесообразность применения способов с исполь зованием двуокиси серы, и, наоборот, когда в топливе содержится относительно небольшое количество серы, а очистка дымовых газов все же требуется, экономически более оправданной является очистка газов без ис пользования улавливаемой двуокиси серы. Такая закономерность объясняет ся тем, что с уменьшением содержания серы в топливе количество очищае мых газов остается постоянным, а количество производимой в результате очистки серной кислоты или какого-либо другого реализуемого продукта со Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -138 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли кращается. В связи с этим капиталовложения в сероулавливающие установки и эксплуатационные расходы на очистку практически мало изменяются, а суммы, полученные от реализации продукции, уменьшаются.

Сухой известняковый способ очистки дымовых газов от окислов серы.

Сущность этого способа заключается в добавлении к сжигаемому твердому топливу перед его размолом известняка или доломита в количестве, пример но в 2 раза стехиометрически превышающем содержание серы в исходном топливе. Смесь угольной пыли с молотым известняком подается в горелоч ные устройства. В топке при горении угольной пыли известняк – углекислый кальций – диссоциирует на углекислоту и окись кальция, а последняя, двига ясь вместе с продуктами сгорания по газоходам котлоагрегата, взаимодейст вует с серным и сернистым ангидридами, образуя в конечном итоге сульфат кальция. Сульфат кальция совместно с золой и непрореагировавшей окисью кальция улавливается в обычных золоуловителях, например электрофильт рах.

Сухой известняковый способ очистки дымовых газов от окислов серы является технологически наиболее простым и требует наименьших капитало вложений.

Отрицательным является образование прочных отложений золы и сульфата кальция на поверхностях нагрева, расположенных в газоходах кот лоагрегатов, где температура порядка 700–1000 °С. Эти отложения препятст вуют нормальной работе котлоагрегатов, снижая их паропроизводительность по сравнению с номинальной, и требуют применения эффективных средств поддержания поверхностей нагрева в чистом состоянии. Малая эффектив ность очистки дымовых газов от окислов серы и значительное ухудшение эксплуатационных показателей работы котлоагрегатов являются причиной отказа от применения этого наиболее простого и дешевого по капитальным затратам способа очистки газов.

Применение мокрых способов очистки дымовых газов от окислов серы.

В соответствии с существующим санитарным законодательством эффект ра боты установок по очистке дымовых газов от вредных примесей следует оценивать по изменению их концентрации в атмосферном воздухе в районе расположения ТЭС на уровне дыхания человека. Такая оценка при наличии в очищаемых газах нескольких вредных примесей однонаправленного дейст вия и охлаждении газов в результате очистки может существенно отличаться от степени очистки газов, определенной как отношение концентрации при месей в газах, поступающих и выходящих из газоочистительной установки.

Как показывает расчет, концентрация двуокиси серы в атмосферном воздухе не должна превышать 0,055 мг/м3 и степень очистки газов от SO2 в сероулав ливающей установке должна быть не ниже 97 %.

Такую высокую степень очистки газов от двуокиси серы практически невозможно достигнуть, применяя существующие способы очистки. В связи с этим на промышленных сероулавливающих установках осуществляется по догрев очищенных мокрым способом газов перед выбросом их в атмосферу.

Подогрев очищенных газов в теплообменнике за счет тепла неочищенных га Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -139 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли зов представляет значительные технические трудности и обычно не применя ется.

Очистка дымовых газов от окислов серы известью или известняком.

Метод основан на нейтрализации сернистой кислоты, получающейся в ре зультате растворения двуокиси серы, содержащейся в дымовых газах, ще лочными реагентами: гидратом окиси кальция (известью) или карбонатом кальция (известняком). При этом протекает следующая реакция:

Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3 + H2O В результате этой реакции получается сульфит кальция, частично окисляющийся в сульфат. В большинстве случаев продукты нейтрализации не используются и направляются в отвал.

Дымовые газы очищаются от золы в золоуловителе, установленном пе ред дымососом, и затем направляются в скруббер, орошаемый раствором, со держащим мелкоразмолотый известняк и продукты нейтрализации.

Суспензия известняка подготавливается в специальной установке, хотя подмешивание известняка в топливо может проводиться перед его размолом;

в последнем случае возникает опасность образования отложений на поверх ностях нагрева.

Очищенные газы освобождаются от брызг раствора в брызгоуловителе.

При всех мокрых способах очистки дымовых газов от окислов серы темпера туры уходящих газов понижаются со 130–170 до 30–50 °С. При столь низкой температуре удаляемых газов резко ухудшается рассеивание остаточных вредностей в атмосфере, так как дымовые газы слабо поднимаются над усть ем дымовой трубы.

После брызгоуловителя предусмотрена установка теплообменника для повышения температуры удаляемых в атмосферу газов. Подогрев обычно осу ществляется жидким или газовым топливом. Количество затрачиваемой при этом теплоты составляет около 3 % теплоты топлива, расходуемого на котел.

В кислый раствор, выходящий из скруббера, добавляется свежая из вестняковая суспензия для нейтрализации кислоты. После выдержки в спе циальных емкостях для завершения процесса кристаллизации сульфита каль ция жидкость насосом направляется на орошение в скруббер. По мере накоп ления в орошающей жидкости сульфита и сульфата кальция часть суспензии выводится из цикла орошения и через сгуститель направляется в шлакосбор ник и далее на золоотвал.

Простота технологической схемы и аппаратуры, дешевизна используе мых веществ способствуют достаточно широкому применению этого способа сероочистки.

Наибольшие трудности возникают из-за необходимости остановки се роулавливающей установки для очистки аппаратуры от кристаллических от ложений CaSO3 и брызгоуловителей – от отложений, содержащихся в каплях взвешенных веществ.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -140 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Наиболее вероятной областью использования отходов сероулавливаю щих установок, работающих по известняковому способу, является их перера ботка на строительные материалы. При окислительном обжиге отходов со вместно с золой возможно получение быстротвердеющих вяжущих строи тельных материалов с сопротивлением сжатию около 500 кг/см. Однако обезвоживание и сушка отходов являются дорогостоящими операциями.

Сульфит кальция может также использоваться в сульфит-целлюлозном про изводстве.

Сульфитный способ очистки дымовых газов от окислов серы. Данный способ очистки осуществляется при низкой температуре (порядка 40 °С) по реакции Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO Образующийся раствор сульфит-бисульфит натрия поступает в испари тель-кристаллизатор, где при нагреве его до 110 °С происходит разложение бисульфита на сульфит натрия и двуокись серы. Выпар, состоящий из смеси двуокиси серы с парами воды, для конденсации паров воды охлаждается и подается на компремирование в качестве товарного продукта.

Сульфит натрия, образовавшийся в виде кристаллов, окисляется до суль фата натрия и выводится из системы;

другая часть в виде раствора направляется снова в абсорбер. Степень очистки дымовых газов от SO2 достигает 90 %.

Аммиачно-циклический способ очистки дымовых газов от окислов се ры. Достаточно близким к сульфитному методу является аммиачно циклический метод, при котором газ, охлажденный до 30–35 °С, подвергает ся очистке раствором сульфита аммония по реакции SO2 + (NH4)2SO3 + H2O = 2NH4HSO Полученный раствор сульфит-бисульфит аммония подается в регенера тор, где подвергается нагреванию до кипения, вследствие чего реакция сме щается влево с выделением SO2 и сульфита аммония. После охлаждения рас твор подается повторно для улавливания SO2.

Часть регенерированного раствора направляется на выпарку под ва куумом. Из раствора выделяется сульфат аммония, образовавшийся при час тичном окислении SO2 в SO3.

Выделение других солей побочных реакций может быть осуществлено в автоклаве. При нагревании подаваемого в автоклав отрегенерированного раствора до 140 °С происходит разложение сульфит-бисульфит солей с обра зованием сульфата аммония и серы. Получаемая элементарная сера является дополнительным товарным продуктом этого метода.

Аммиачно-циклический способ очистки газа позволяет получить сжи женный 100%-ный сернистый ангидрид и сульфат аммония – продукты, ко торые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Количество отходов при этом способе очистки невелико.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -141 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли К числу недостатков способа следует отнести необходимость предвари тельного глубокого охлаждения дымовых газов перед абсорбцией серы. Глу бокое охлаждение достигается водой, которая вступает в непосредственный контакт с газами и нагревается при этом до 40–50 °С. Такая вода не может быть сброшена в водоемы общего пользования, а ее рециркуляция в системе охлаждения требует нейтрализации кислоты известью и охлаждения в градир не. При нейтрализации образуются соли кальция, которые могут кристаллизо ваться в системе охлаждения. Очищенные охлажденные газы требуют значи тельного количества теплоты для их подогрева перед выбросом в атмосферу.

Выбросы воздуха из градирен, охлаждающих жидкость, вытекающую из скрубберов, содержат некоторое количество аммиака, которое может за грязнять атмосферу. Дополнительный расход топлива, связанный с потреб лением пара на регенерацию раствора, выпарку и сушку сульфата аммония, расход электроэнергии на установку и топлива на подогрев очищенных газов, составляет около 10 % топлива, расходуемого на ТЭС. Аппаратура сероулав ливающей установки довольно громоздка и имеет высокую стоимость.

Магнезитовый способ очистки дымовых газов от окислов серы. Свя зывание двуокиси серы происходит при взаимодействии ее с магнезитом по реакции MgO + SO2 = MgSO Образовавшийся сульфит магния снова взаимодействует с двуокисью серы и водой, образуя бисульфит магния:

MgSO3 + SO2 + H2O = Mg (HSO3) Образовавшийся бисульфит нейтрализуется добавлением магнезита:

Mg (HSO3)2 + MgO = 2MgSO3 + H2O Образовавшийся сульфит магния в процессе обжига при температуре 800–900 °С подвергается термическому разложению с образованием исход ных продуктов по реакции MgSO3=MgO+SO Окись магния возвращается в процесс, а концентрированный SO2 мо жет быть переработан в серную кислоту или элементарную серу.

Газ очищается от окислов серы до концентрации 0,03 % в скруббере, а образовавшийся раствор бисульфита магния с концентрацией 50–70 г/л по ступает в циркуляционный сборник, откуда часть раствора подается в напор ный бак и возвращается на орошение скруббера, а другая часть – в нейтрали затор для выделения сульфита магния. Раствор из нейтрализатора выводится в гидроциклоны, затем пульпа направляется на ленточный вакуум-фильтр Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -142 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли и в обжиговую печь, где образуются двуокись серы и магнезит, повторно ис пользуемый в цикле.

Маточный раствор и промывочная вода после фильтр-пресса поступа ют в сборник осветленного раствора, куда добавляется магнезит из обжиго вой печи. Раствор из сборника подается в напорный бак, где смешивается с кислым раствором из циркуляционного сборника, и направляется на ороше ние скруббера. Степень очистки газов от SO2 составляет 90–92 %.

Достоинством магнезитового способа является возможность достиже ния высокой степени очистки газов без предварительного их охлаждения.

Обжиг сульфита магния может производиться на химическом предприятии за пределами ТЭС, так как высушенные и обезвоженные кристаллы могут дос таточно удобно транспортироваться.

Основным недостатком магнезитового способа является наличие мно гочисленных операций с твердыми веществами (кристаллами сульфита, оки си магния, золы), что связано с амбразивным износом аппаратуры и пылени ем. Для сушки кристаллов и удаления гидратной влаги требуется значитель ное количество тепла.

2.5.4. Снижение выбросов окислов азота на теплоэлектростанциях Образование окислов азота при горении топлива. Исследование соста ва атмосферного воздуха в районах расположения крупных ТЭС показывает, что большой удельный вес в общем загрязнении воздуха приходится на долю окислов азота. Вблизи некоторых электростанций наблюдается превышение ПДК окислов азота. При сжигании высокосернистых топлив, даже в тех слу чаях, когда благодаря применению высоких труб концентрации отдельных вредных газообразных примесей в приземном слое воздуха не превышают норм, тем не менее, с учетом суммации действия SO2 и NO2, нормы иногда превышаются в 1,5–2,0 раза. В крупных городах положение усугубляется тем, что выбросы ТЭС суммируются с выбросами окислов азота автомобилей и промышленных предприятий. Все это вынуждает рассматривать задачу снижения выбросов NOX как одну из важных проблем.

Образование окислов азота в топках происходит главным образом в ре зультате окисления азота воздуха при высоких температурах, а также при разложении и окислении азотсодержащих соединений, входящих в состав топлива. В дымовых газах котлоагрегатов окислы азота обычно состоят на 95–99 % из окиси азота NO и лишь на 1–5 % из двуокиси азота NO2. Однако при сжигании тяжелого мазута в котле паропроизводительностью 160 т/ч в дымовых газах наблюдалось более высокое содержание двуокиси азота и со отношение NO/NO2 было близко к 1, что, по-видимому, объясняется повы шенными избытками воздуха при горении.

Образование окислов азота в топках котлоагрегатов зависит от конст руктивного оформления и расположения горелочных устройств, их мощно сти, тепловой нагрузки на ярус горелок, типа топлива, тепловой мощности топки, скорости охлаждения газов и других показателей.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -143 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли При сжигании мазута и, тем более, при сжигании угля определенную роль играет содержание азота в топливе, а также режим горения, определяе мый конструкцией горелки и параметрами топливовоздушной смеси на вы ходе из горелки.

2.5.5. Способы снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания При разработке технологических способов снижения образования оки слов азота в топках котлоагрегатов, учитывая кинетику окисления газообраз ного азота, необходимо стремиться снизить уровень максимальных темпера тур в топке, уменьшить концентрацию кислорода в зоне реагирования и со кратить время пребывания газов в зоне высоких температур. Для реализации перечисленных требований в промышленных условиях можно применять ре циркуляцию газов, двухступенчатое сжигание, уменьшение избытка воздуха, рассредоточение зоны горения в объеме топки и повышение скорости охлаж дения факела, снижение подогрева воздуха, уменьшение нагрузки котлоагре гата, впрыск воды или пара и т. д. Конкретное воплощение перечисленных способов в значительной степени зависит от конструктивного оформления котельных агрегатов и вида топлива.

Рассмотрим вкратце возможности и особенности применения этих спо собов на современных парогенераторах тепловых электростанций.

Снижение избытка воздуха. Снижение избытка воздуха на всех видах топлива приводит к снижению выбросов окислов азота. Предел применимости этого способа заключается в появлении продуктов неполного сгорания (СО), увеличении интенсивности шлакования поверхностей нагрева (при сжигании угля) и высокотемпературной коррозии топочных экранов. При жидком шла коудалении иногда усложняется проблема эвакуации шлака с пода.

Рециркуляция дымовых газов. Рециркуляция дымовых газов при сжи гании газа и мазута позволяет в 2–3 раза уменьшить выбросы NOX без сни жения надежности котлоагрегата и при умеренном снижении его экономич ности. Рекомендуемая доля рециркулирующих газов r = 15–30 %. Газы по дают в горелку в смеси со всем воздухом или по прямоточному наружному каналу со скоростью, равной или выше скорости воздуха. Ввод рециркулирующих газов через сопла, расположенные ниже горелок, дает незначительный эф фект, а газы, подаваемые через под топки, практически не оказывают влия ния на выбросы NOX.

При сжигании твердого топлива рециркуляция дымовых газов во вто ричный воздух оказывает более слабое влияние на выбросы окислов азота.

Несколько больший эффект дает рециркуляция газов в пылесистему, так как при этом, как правило, снижается доля первичного воздуха.

Двухступенчатое сжигание. Двухступенчатое сжигание заключается в подаче через работающие горелки только части необходимого для горения воздуха. Остальной воздух подается через специальные сопла или «холо Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -144 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли стые» горелки, расположенные выше работающих горелок. При сжигании га за такая организация топочного процесса приводит примерно к двукратному снижению выбросов NOX. При сжигании мазута также происходит снижение выбросов NOX на 30–40 %. Однако в отечественной практике есть пока толь ко опыт применения этого метода на мазутных котлоагрегатах докритическо го давления. Перед использованием двухступенчатого горения на котлоагре гатах сверхкритического давления (СКД) необходимо оценить влияние этого способа на высокотемпературную коррозию топочных экранов, особенно при сжигании высокосернистых мазутов.

Применительно к твердому топливу двухступенчатое сжигание может быть использовано в первую очередь для малосернистых и малошлакующих углей в топках с твердым шлакоудалением. При сжигании малореакционных углей этот способ может привести к резкому увеличению горючих в уносе.

Рассредоточение зоны горения в объеме топки и повышение скорости охлаждения факела. Рассредоточение зоны горения в объеме топки и повыше ние скорости охлаждения факела заключается в установке большего числа сравнительно мелких горелок вместо меньшего числа крупных горелок, в рас положении горелок в несколько ярусов по высоте и в установке двусветных эк ранов в топке. Все это дает значительный эффект при сжигании газа и мазута.

Снижение подогрева воздуха. Данный метод является эффективным средством снижения выбросов NOX при сжигании газа. На мазутных и уголь ных котлоагрегатах он применим в меньшей степени из-за опасности ухуд шения процесса горения топлива.

Уменьшение нагрузки котлоагрегата. Этот способ заслуживает вни мания только в качестве чрезвычайной меры, оправданной в редких случаях, например при особо неблагоприятных метеорологических условиях. При снижении нагрузки на 25 % снижение выбросов окислов азота составляет на газе почти 50 %, на мазуте и на твердом топливе – 20–30 %. Указанная цифра для твердого топлива относится только к топкам с высокотемпературной ор ганизацией процесса горения при Т 1600 °С. В топках с твердым шлакоуда лением при Г 1450 °С снижение нагрузки практически не меняет концен трацию NOX.

Организация факельного процесса горения. Торможением подмешива ния вторичного воздуха к аэросмеси путем, например, выбора необходимых скоростей, крутки потоков или созданием экрана из инертной среды между аэ росмесью и вторичным воздухом можно добиться эффекта двухступенчатого горения внутри факела, т. е. без возможных отрицательных последствий, свя занных с шлакованием топочных экранов и высокотемпературной коррозией.

Химическое воздействие на факел. Цепной характер окисления азота дает основания искать пути химического воздействия на факел с помощью различного рода присадок, разрывающих звенья цепи образования NOX, или присадок, приводящих к разложению окислов азота в топке котлоагрегата.

Исследования в этой области указывают на возможность некоторого сниже ния выхода NOX путем присадки определенных металлоорганических соеди нений к жидкому топливу.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -145 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Очистка дымовых газов. Основные трудности очистки газов от окиси азота заключаются в необходимости обработки огромных объемов газов с низкой концентрацией этого химически устойчивого и малорастворимого в воде соединения. Удалению NOX мешает также присутствие в газах реакци онно-способных веществ SO2, СО2 и О2. Предложено несколько методов очи стки дымовых газов от NOX.

Метод адсорбции NOX и SO2 движущимся слоем твердого поглотителя с последующей его регенерацией при повышенной температуре требует под бора дешевого и эффективного поглотителя, обладающего достаточной ме ханической прочностью.

Метод адсорбции NOX и SO2 в скрубберах, орошаемых жидкостью, со держащей сернистокислые соли, позволяет удалить из дымовых газов лишь 20–30 % NOX. Еще один метод – окисление окиси азота озоном, получаемым в специальных озонаторных установках, в высшие окислы, которые легко по глощаются водой или щелочными растворами. Присутствие в дымовых газах двуокиси серы значительно усложняет процесс очистки дымовых газов и требует дополнительных расходов озона. Для промышленного внедрения этого метода необходимо решить задачу создания высокопроизводительных и экономичных озонаторов, а также ответить на вопросы, связанные с ис пользованием получаемых слабых кислот. Расчеты показывают, что даже наиболее экономичные из существующих озонаторов при осуществлении этого метода требуют расхода электроэнергии около 10 % выработки элек тростанции.

Ряд методов, позволяющих уменьшить выбросы окиси азота с дымо выми газами, заключается в восстановлении окиси азота до азота и кислоро да. Эта реакция протекает и в газоходах котлоагрегата, но, вследствие быст рого охлаждения дымовых газов, скорость ее течения и конечный эффект не значительны.

Для ускорения этой реакции необходима восстановительная среда. Это требует дожигания остатков кислорода дымовых газов, например с помощью метана и контакта обескислороженных газов с катализатором, при темпера туре около 600 °С. Присутствие двуокиси серы в дымовых газах является серьезным препятствием для осуществления этого метода, так как в этих ус ловиях не исключается образование сероводорода, токсичность которого в раз выше, чем у двуокиси серы.

Таким образом, проблема очистки дымовых газов от окислов азота на ходится в начальной стадии разработки;

это частично объясняется отсутстви ем в большинстве стран требований к суммации вредного действия двуокиси серы и азота при их совместном присутствии в воздухе и главным образом значительно меньшими затратами средств на подавление образования NOX в процессе сгорания топлива.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -146 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли 2.5.6. Золоулавливание на тепловых электростанциях [31] Характеристики летучей золы. Эффективность работы газоочистных устройств в большой степени зависит от физико-химических свойств улавли ваемой золы и поступающих в золоуловитель дымовых газов. Основными характеристиками золы являются плотность, дисперсный состав, электриче ское сопротивление (для электрофильтров), слипаемость. Плотность частиц летучей золы для большинства топлив лежит в пределах 1900–2500 кг/м3, со ставляя в среднем для углей 2300 кг/м3.

Для выбора и расчета золоуловителя большое значение имеет распре деление частиц по размерам – дисперсный состав. О величине частицы судят по размеру наименьшего отверстия сита, через которое частица диаметром d проходит при просеивании. Просеивая золу уноса через ряд сит с различным размером ячеек, получают кривую остатков на сите.

Наименьший размер отверстий в ситах составляет 44 мкм, поэтому для определения дисперсного состава фракций меньше этого размера, представ ляющих наибольшие трудности при золоулавливании, используются другие методы воздушной сепарации, жидкостной седиментации и микроскопиче ского анализа.

Дисперсный состав летучей золы связан с дисперсным составом сжи гаемой угольной пыли, поступающей после размольного устройства в топку.

Для электрической очистки газов существенное влияние на эффектив ность работы электрофильтров оказывает величина удельного электрическо го сопротивления. По этому признаку золу уноса углей можно разделить на три группы.

Первая группа характеризуется 102 Ом · м. Отличаясь высокой электропроводностью, при касании осадительного электрода зола этой груп пы быстро теряет отрицательный заряд и, получая положительный заряд оса дительного электрода, может от него отталкиваться и снова попадать в газо вый поток. Такими свойствами обладает зола, имеющая большое количество недогоревшего углерода.

Вторая группа золы имеет электрическое сопротивление в пределах 10 108 Ом · м и наиболее полно улавливается в электрофильтрах.

Третья группа золы характеризуется 108 Ом · м и является электри ческим изолятором, уменьшает напряженность поля в электрическом про странстве. При золе с высоким электрическим сопротивлением может воз никнуть явление обратной короны и вторичный унос осевшей золы.

Для инерционных золоуловителей существенное значение имеет свой ство слипаемости золы уноса. По слипаемости зола делится на четыре груп пы: 1) неслипающаяся, 2) слабослипающаяся, 3) среднеслипающаяся и 4) сильнослипающаяся.

Зола с высокой слипаемостью забивает циклоны и мокрые золоуло вители и плохо удаляется из бункеров.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -147 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Для мокрых золоуловителей большое значение имеет содержание в зо ле свободной извести СаО. При большом содержании СаО их работа стано вится невозможной из-за цементации золы.

2.5.7. Основы теории золоулавливания Основным показателем работы золоуловителя является степень улав ливания:

= ( Gвх Gвых ) / Gвх = ( свх свых ) / свх, где Gвх – количество поступающей в золоуловитель в единицу времени золы, кг/с;

Gвых – количество выходящей (неуловленной) из золоуловителя в еди ницу времени золы, кг/с;

cвх – концентрация золы в газе на входе в золоуло витель, кг/ м3;

cвых – то же на выходе, кг/м3.

Для проведения расчетов более удобна другая величина – проскок (унос) золы через золоуловитель, определяемый из соотношения = Gвых / Gвх = свых / свх.

Между степенью улавливания и проскоком имеет место следующее со отношение:

=1.

В зависимости от вида топлива и мощности котла улавливание золы промышленных котельных и ТЭС осуществляется следующими типами зо лоуловителей: механическими (инерционными), мокрыми и электрофильт рами.

Инерционные золоуловители. В качестве инерционных (механических) золоуловителей наибольшее применение получили циклоны, в которых оса ждение происходит за счет центробежных сил при вращательном движении потока. Поступающий тангенциально через входной патрубок газ движется в канале, образованном наружной и внутренней цилиндрическими поверхно стями циклона, где под действием центробежных сил происходит отделение пыли. Затем очищенный газ удаляется через внутренний цилиндр вверх, а осевшая на наружной стенке зола ссыпается под действием силы тяжести вниз в коническую воронку и далее в общий бункер.

В настоящее время циклоны устанавливаются на котлах паропроиз водительностью до 500 т/ч. Причем для повышения эффективности приме няются батарейные циклоны, составленные из циклонов малого диаметра, обычно около 250 мм. Степень улавливания батарейных циклонов находится на уровне 82–90 % при гидравлическом сопротивлении 500–700 Па.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -148 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли В качестве элемента батарейных циклонов используется большое ко личество модификаций: с аксиальным подводом газа и лопаточными завих рителями, с тангенциальным подводом газа, прямоточные и др.


В настоящее время для энергетических установок рекомендуется при менение элемента с тангенциальным улиточным типом подвода газа с внут ренним диаметром 231 мм.

Противопоказанием для применения батарейных циклонов является сильная слипаемость пыли, приводящая к их замазыванию. Поэтому не ре комендуется их применение для сильнослипающейся пыли 4-й группы.

Мокрые золоуловители. Простейшим типом мокрого золоуловителя является центробежный скруббер. Отличие его работы от сухого инерци онного состоит только в том, что при наличии на стенке стекающей пленки воды отсепарированная за счет центробежных сил зола лучше отводится из скруббера в бункер;

при этом уменьшается вторичный захват зольных час тиц со стенки газовым потоком. Степень улавливания в мокрых золоуло вителях = 0,82–0,90 %.

Более высокая степень улавливания достигается при применении мок рых скрубберов с устройством для предварительного увлажнения газа (на пример, с предварительно включенным коагулятором в форме трубы Венту ри). В этом случае частички пыли захватываются более крупными каплями воды, в результате чего происходит процесс их коагуляции. Затем эти коагу лированные частицы эффективно задерживаются на стенках центробежных скрубберов.

В движущийся поток газов перед трубой Вентури вводится через раз брызгивающий насадок вода. Труба Вентури состоит из конфузора, в кото ром происходит разгон пылегазового потока до скорости 50–70 м/с, горлови ны, в которой происходит дробление капель при взаимодействии с быстро дви жущимся потоком, и диффузора, в котором происходят столкновение частиц золы с каплями воды и снижение скорости пылегазового потока. Далее поток тангенциально вводится в скруббер, стенки которого орошаются водой, и коагулированные частицы эффективно удаляются в золовой бункер.

Размер капель оказывается тем меньше, чем больше скорость газа в горловине. Средний диаметр капель d k можно определить по приближен ному соотношению:

d k = 0,005 / uг, где uг – скорость воды в горловине трубы Вентури, м/с.

Захват частиц золы каплями может происходить двумя путями:

1) быстро несущиеся со скоростью газов частицы золы попадают в кап ли, которые еще не успели разогнаться потоком газа. Тогда они попадают в каплю за счет разности скоростей uг uк, где uк – скорость движения капли;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -149 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли 2) за счет турбулентных пульсаций частиц золы, которые попадают в практически малопульсирующие капли.

Эффективность мокрых золоуловителей с трубой Вентури зависит от следующих величин: степени турбулентных пульсаций, расхода орошаемой жидкости, скорости газов в горловине трубы Вентури и расстояния между горловиной трубы Вентури и скруббером.

В отечественной практике нашли применение два типа мокрых золо уловителей с трубой Вентури: золоуловитель МВ-УО ОРГРЭС и золоулови тель МС-ВТИ. Первый тип золоуловителя выполняется с вертикальным и го ризонтальным расположением трубы Вентури круглого сечения, второй – только с горизонтальным расположением трубы прямоугольного сечения.

Не рекомендуется применять мокрые золоуловители для топлив, со держащих в составе золы более 15–20 % СаО.

Электрофильтры. Наиболее перспективным типом золоуловителей для крупных ТЭС являются электрофильтры, которые могут обеспечить вы сокую степень очистки газов ( = 0,99–0,995 %) при гидравлическом сопро тивлении не более 150 Па без снижения температуры и увлажнения дымовых газов.

В электрофильтрах запыленный газ движется в каналах, образованных осадительными электродами, между которыми расположены через опреде ленное расстояние коронирующие электроды. К электродам подводится по стоянный ток высокого напряжения (плюс – к осадительным электродам, ми нус – к коронирующим). При достаточной напряженности электростатиче ского поля происходит ионизация дымовых газов и частички золы получают заряд обычно отрицательный. Под действием электростатических сил час тички осаждаются на осадительном электроде. Далее с помощью ударного механизма происходит встряхивание электродов, и частички, отделившиеся от них под действием силы тяжести, попадают в бункер.

Запыленные газы после газораспределительной решетки поступают в коридоры, образованные вертикально висящими широкополосными осади тельными электродами С-образной формы, к которым подведен выпрямлен ный ток высокого напряжения. Коронирующие электроды представляют со бой профильные ленточные элементы с штампованными иглами, укреплен ные в специальной рамке. Для удаления осевшей на электродах золы предусмотрены встряхивающие устройства в виде молотков, ударяющих по наковальням электродов. Осевшая зола попадает в бункера и затем через гидравлические затворы направляется в систему гидрозолоудаления.

По ходу движения газа осадительные и коронирующие электроды объ единяются в электрические поля, имеющие самостоятельное питание и сис тему встряхивания. Это необходимо потому, что условия работы полей раз ные: в первом по ходу газов оседает наибольшее количество золы, в послед нем – минимальное.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -150 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Важным фактором, определяющим эффективность работы электро фильтра, являются агрегаты электрического питания. Каждый агрегат обслу живает одно поле (или половину поля), состоит из трех узлов: повысительно выпрямительного блока с высоковольтным распределительным устройством, блока магнитных усилителей и дросселей и пульта управления. Для поддер жания напряжения в любой момент работы электрофильтра на грани пробив ного, когда обеспечивается наилучшая ионизация газов, применена автома тическая схема регулирования.

Электрофильтры выпускают следующих типов: ЭГА, ЭГВ, ЭГБ, ЭГ ФИ, ЭСГ. Освоено промышленное производство электрофильтров с высотой активной зоны до 12 м, длиной до 31 м, что соответствует 8 полям. Стало обычным использование в электрофильтрах от 4 до 6 полей. Площадь попе речных сечений для прохода газов на опытной установке с высотой активной зоны 15 м достигает 360 м2.

Расчет параметра золоулавливания электрофильтра осуществляется по следующей формуле:

П =v f.

Таким образом, степень осаждения определяется двумя факторами – скоростью дрейфа частиц золы v и удельной поверхностью осаждения f. Уве личивая f, можно получить высокую степень улавливания, однако это связано с большими расходами металла и увеличением габаритов электрофильтров.

Скорость дрейфа v определяется в основном электрическими характе ристиками электрофильтра и пылегазового потока. Скорость дрейфа пропор циональна произведению напряженностей полей зарядки и осаждения и диа метру частицы (влияние остальных факторов менее существенно). Основны ми факторами, определяющими скорость дрейфа, являются электрические свойства пылегазового потока и, в частности, электрическое сопротивление золы. Одним из методов снижения электрического сопротивления золы явля ется изменение температуры газов в электрофильтре (наибольшее электриче ское сопротивление имеет зола при температурах около 100–200 °С, харак терных для котлов). Снижение или повышение этой температуры может спо собствовать существенному улучшению степени улавливания золы.

Для повышения эффективности улавливания золы с высоким удельным электрическим сопротивлением разработан ряд способов. Одним из таких способов является установка электрофильтров до воздухоподогревателей на газах температурой 350–400 °С. Однако это связано с рядом трудностей: уве личением размеров электрофильтров в связи с повышением объемов газа примерно в 1,5 раза, дополнительными тепловыми потерями с горячей золой, усложнением конструкции элементов электрофильтра при высоких темпера турах и др.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -151 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Значительный эффект может быть достигнут за счет введения в дымо вые газы присадок некоторых химических веществ, уменьшающих электри ческое сопротивление золы. В качестве таких добавок применяются серный ангидрид SO3, аммиак, углекислый натрий Na2CO3. Этот способ, несмотря на значительное повышение степени улавливания, не получил широкого рас пространения в связи с эксплуатационными трудностями и затратами, свя занными с необходимостью получения, хранения и подачи химических ве ществ в газоходы ТЭС.

Одним из эффективных путей повышения степени улавливания золы с неблагоприятными электрофизическими свойствами является использование температурно-влажностного кондиционирования. При добавлении влаги происходит снижение температуры газов, повышается рабочее напряжение на коронирующих электродах благодаря увеличению диэлектрической проч ности дымовых газов.

На степень улавливания золы большое влияние оказывает равномер ность распределения поля скоростей дымовых газов по сечению электро фильтра. Равномерность потока оценивается с помощью степени заполнения объема электрофильтра, определяемой испытаниями на моделях электро фильтра с примыкающими к нему участками тракта.

Степень заполнения объема электрофильтра зависит от принятой ком поновки газового тракта на участке воздухоподогреватель – электрофильтр – дымосос (в случае котлов под наддувом вместо дымососа – начальный уча сток внешних газоходов).


Обеспечение эффективного газораспределения зависит от правильного выбора числа и расположения регенеративных воздухоподогревателей и ды мососов. Желательно, чтобы число РВП, корпусов электрофильтра и дымо сосов было одинаковым. Необходимо обеспечить достаточные расстояния между РВП, электрофильтром и дымососом, а также целесообразно их раз мещение в плане по одной оси.

Особое значение имеет рациональное выполнение газораспределитель ных устройств на входе в электрофильтр.

2.5.8. Возобновляемые источники энергии и окружающая среда Имеются диаметрально противоположные мнения о влиянии возобнов ляемых источников энергии на окружающую среду.

Большую роль в энергообеспечении играет биомасса. В мире приблизи тельно половина населения готовит себе пищу, используя топливо из био массы. Использование биомассы в виде топлива дает преимущества для эко логии, так как при сгорании биомассы выделяется не больше СО2, чем при ее естественном разложении в природе.

Переработка навоза путем анаэробного сбраживания уменьшает выде ление азота в грунтовые воды и метана в атмосферу. Биомасса может быть использована в сочетании с органическим топливом – углем, торфом. Для Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -152 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли утилизации биомассы с целью получения энергии используются современ ные устройства: топки с «кипящим» слоем, газогенераторы. Однако необхо димо уделять внимание способам сжигания биомассы, так как некоторые из них в быту могут приводить к высокому уровню загрязнения в помещении, например использование очагов без установки труб, каминов с неправильно сконструированными дымоходами.

Наряду с биомассой в улучшении экологической обстановки значимую роль могут сыграть и другие возобновляемые источники энергии, например Солнце и ветер.

Гелиоустановки оказывают минимальное воздействие на окружающую среду.

Следует, однако, указать, что под его влиянием происходит разруше ние некоторых материалов, что требует их замещения, связанного с исполь зованием энергии. К таким материалам, например, относятся некоторые по лимеры. Кроме дополнительного потребления энергии на их воспроизводст во возникает проблема захоронения и переработки.

Ветроэнергетические установки оказывают значительно меньшее от рицательное воздействие на окружающую среду, чем замещаемые ими энер гогенерирующие технологии на основе углеводородного топлива.

Вместе с тем строительство и эксплуатация ветроэнергетических уста новок связаны с необходимостью отчуждения земель (в том числе и сельско хозяйственного назначения) и изменением окружающего ландшафта. Кроме того, ветроэнергетические установки создают шум и вибрации, являются ис точником электромагнитного излучения. Шум вызывает раздражение, меша ет работе, может приводить к функциональным изменениям в организме че ловека. Электромагнитное излучение создает радио- и телепомехи. Чтобы избежать этих воздействий, требуется создание санитарной зоны от несколь ких сот метров до 2 км.

В странах, где используются ветроэнергетические установки, введены ограничения по шуму. В табл. 2.20 приведены предельные нормы по шуму ВЭУ.

Таблица 2. Промышленная Сельские Смешанная Жилые Страна зона, дБ районы, дБ зона, дБ квартиры, дБ Дания – 45 – Германия:

день 65 50 60 ночь 50 35 45 Голландия:

день – 40 50 ночь – 30 40 Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -153 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли Наивысшая выносливость к шуму у человека составляет 130 дБ. Иссле дования показывают, что животные уживаются с ВЭУ, а удачно выбранное для их размещения место создает минимальную опасность для птиц. Соблю дение требований по шуму и благоприятное размещение ВЭУ сводит ущерб, наносимый окружающей среде, к минимуму.

Развитие гидроэнергетики требует создания водохранилищ, что сопря жено с отчуждением земель, в том числе ценных для производства сельхоз продукции и развития животноводства, и их затоплением. В результате этого меняется инфраструктура в районе гидроэлектростанции, возрастает поверх ность зеркала воды, изменяется ее температура по течению ниже плотины.

Летом вода более холодная, а зимой – теплая. Это воздействует на микро климат, так как повышается влажность. Кроме того, плотины препятствуют продвижению рыбы в верховье рек во время нереста. Чтобы возместить ущерб, требуется строить специальные водоводы.

Одной из проблем использования геотермальных источников для нужд теплоснабжения является то, что они работают по разомкнутой схеме. И если засоление термальных вод значительное, сбросные воды будут также приво дить к засолению земли.

В целом при соблюдении всех требований по охране окружающей сре ды возобновляемые источники энергии оказывают на нее минимальное воз действие. Кроме того, затраты на производство возобновляемой энергии по стоянно снижаются, и она со временем может стать конкурентоспособной с источниками на ископаемом топливе.

Сами установки, использующие альтернативные энергоисточники, при их эксплуатации со временем выявляют специфичное влияние на природную среду и человека. Например, ветрогенераторы создают акустические шумы, влияющие на фауну, а через нее на флору;

солнечные генераторы затеняют большие территории суши, уничтожая на них жизнь;

геотермальные станции извлекают из недр высокосоленые агрессивные растворы, опустынивая места их сброса. Другие источники энергии по мере их освоения выявляют новые, неожиданные способы их влияния на природу.

Тем не менее отрицательное влияние альтернативных способов полу чения энергии на природу можно считать незначительным. Существенным отличием от традиционных способов является то, что в технологии альтерна тивных энергоустановок отсутствуют процессы окисления и процессы ядер ных превращений, которые являются источниками веществ-загрязнителей в опасных для природы неравновесных концентрациях. В этом смысле аль тернативная энергетика более гармонично вписана в природу. Даже внешний вид самих установок альтернативной энергетики не противоречит окружаю щей среде. Все недостатки альтернативной энергетики связаны с ее слабым развитием, но у этого направления все впереди.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -154 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли 2.5.9. Особенности воздействия объектов гидроэнергетики на окружающую среду Воздействие гидроэнергетических объектов на окружающую среду связано с необходимостью создания водохранилищ и изменением в связи с этим водного режима в верхнем и нижнем бьефах гидроузлов. Крупные гид роэнергетические объекты и их водохранилища воздействуют практически на все элементы биосферы.

Геологическая среда. Воздействие водохранилища на геологическую среду проявляется главным образом в виде волновой берегопереработки и в развитии подтопления на прилегающей территории. Эти процессы зави сят от морфометрических особенностей долины водотока и свойств геологи ческих пород, слагающих берега водохранилищ. После образования водо хранилища возможна активизация отдельных геологических процессов, ко торые фиксировались на территории и до создания водохранилища. К таким процессам относятся: оползни, обвалы, просадки и др.

При создании водохранилища в районах распространения многолетне мерзлых грунтов (вечной мерзлоты) зa счет отепляющего воздействия водо хранилища возможно размораживание бортов и сползание в водоем отдель ных массивов береговой линии, если она сложена мягкими грунтами. При создании гидроузлов с напором более 100 м в горной местности в сейсмиче ски опасных районах возможно возникновение явления так называемой «на веденной сейсмичности». Заключается оно в том, что по контуру водохрани лища увеличивается частота землетрясений, при этом расчетная сейсмич ность, как правило, не меняется.

При создании проектов гидроэлектростанций современного поколения составляется прогноз воздействия на геологическую среду, где в зависимости от конкретных условий изучаются те или иные явления и их последствия.

В рамках этого прогноза исследуется также возможное воздействие водохра нилища на месторождения полезных ископаемых, расположенных в зоне его влияния.

Земельные ресурсы и наземные экосистемы. При создании водохрани лищ и гидроэлектростанций проходит изъятие земель в связи с затоплением, волновой берегопереработкой, размещением объектов, вносимых из зон воз действия водохранилищ, а также для размещения основных сооружений, по селков строителей, производственных баз, карьеров, инженерных коммуни каций для строительства и эксплуатации гидроузлов.

Водохранилищами энергетического и комплексного назначения в Рос сийской Федерации к настоящему времени затоплено порядка 4,5 млн га зем ли, около 0,3 % общего земельного фонда государства. Этот показатель в Ка наде составляет 0,6 %, а в США – 0,8 %.

Устойчивой тенденцией отечественной гидроэнергетики является сни жение площади затоплений, приходящейся на 1 млн кВт ч вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Если в прошедшие годы этот показатель в среднем Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -155 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли составлял примерно 11–15 га/(1 млн кВт ч), то по объектам, строящимся в настоящее время или намечаемым на ближайшую перспективу, он не пре вышает: по общим затоплениям 6 га, в том числе по затоплениям сельхозуго дий 1 га, по затоплениям лесопокрытых площадей 5 га.

Сравнивая эти удельные показатели с аналогичными по зарубежным объектам [общие затопления в США 6,5 га/(млн кВт ч) и в Канаде 6,9 га/(млн кВт ч)], можно констатировать, что по расходу земельных ресур сов современные отечественные гидроэнергетические объекты сопоставимы с зарубежными.

Уменьшения воздействия на земельные ресурсы можно достичь за счет разбивки участка водотока на ступени энергетического использования. Соз дание средне- или низконапорных гидроузлов вместо одного с высокой под порной отметкой может сократить площади затопления в несколько раз.

Другим направлением уменьшения воздействия водохранилищ ГЭС на земельные ресурсы является инженерная защита земель. Так, на Нижнекам ском водохранилище уже осуществлена инженерная зашита земель общей площадью 19,9 тыс. га, из которых под сельхозугодья предполагаются ис пользовать 16,6 тыс. га. На Чебоксарском водохранилище осуществлена ин женерная зашита 10 массивов земель (низин) площадью более 30 тыс. га, в том числе более 15 тыс. га сельхозугодий. На этих низинах созданы систе мы водоотвода и водопонижения, обеспечивающие оптимальный водно воздушный режим почв для получения высоких урожаев. Защищено 7 горо дов и 16 сел и деревень.

Защитными дамбами и берегоукреплениями предотвращена берегопе реработка на протяжении более 200 км. Защищены памятники архитектуры и истории: в Нижегородской обл. – Макарьево-Желтоводский монастырь, ос нованный в 1435 г.;

в Чувашской республике в г. Чебоксары – Троицкий мо настырь, храм Вознесения и Успенская церковь XVIII в.;

в республике Ма рий-Эл – Юринский (Шереметьевский) замок, церковь в Коротнях, историче ский центр г. Козьмодемьянска.

Для компенсации потерь и убытков, связанных с изъятием земель или утратой их свойств (зона подтопления) при строительстве гидротехнических сооружений, в смете водохранилища предусматриваются средства, которые определяются в соответствии с законодательными или директивными доку ментами. Так, для оценки сельхозугодий применяются действующие Норма тивы стоимости освоения новых земель взамен изымаемых сельхозугодий для несельскохозяйственных нужд, утвержденные постановлением Прави тельства РФ № 1176 от 27.11.1995. Для оценки лесных земель применяются установленные в каждом субъекте Федерации нормативы платы за перевод лесных земель в нелесные.

Воздействие гидроэнергетического объекта на животный мир выражает ся:

в потере мест обитания вследствие затопления и берегопереработки;

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -156 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли изменении растительности в зоне подтопления;

проявлении фактора беспокойства (коллектив строителей, карьеры, ав тодороги и т. п.).

При проектировании водохранилища в специальном фаунистическом прогнозе определяются количественные показатели потерь животного мира, а также производится экономическая оценка этих потерь по специальным таксам, разработанным Минприроды РФ.

Водные экосистемы. Под воздействием водохранилища и работы ГЭС происходят определенные изменения в водной экосистеме. Речная экосисте ма уступит место озерной на участке создания водохранилища, а в нижнем бьефе ГЭС, хотя и остаются речные условия, но и они будут существенно изменены за счет перерегулирования стока. Все это в сочетании с природны ми условиями, а также со сложившимися на водотоке видами водопользова ния и принятыми в проекте мероприятиями по подготовке зоны водохрани лища влияет в первую очередь на качество воды в водохранилище и в ниж нем бьефе гидроузла.

В современных проектах водохранилищ составляется прогноз качества воды, где учитываются:

природные особенности воды водотока;

влияние антропогенных источников загрязнения;

влияние внутриводоемных процессов (затопление почвы, древесины, торфяников и др.).

Результаты прогноза качества воды представляются в виде гидрохими ческих и гидробиологических показателей. Оценка качества воды произво дится путем сравнения результатов прогнозов с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) различных ингредиентов, установленными соответ ствующими документами для водоемов культурно-бытового или рыбохозяй ственного назначения.

По результатам оценки качества воды в проекте назначаются водоох ранные мероприятия, которые в общем случае могут включать:

санитарную подготовку зоны затопления;

очистку от древесно-кустарниковой растительности;

мероприятия по снижению поступления загрязнений от хозяйственных предприятий, населенных пунктов и с поверхностным стоком;

организацию водоохранных зон;

предотвращение заиления водохранилища.

Воздействие гидроэнергетического объекта на ихтиофауну выражается в преграждении путей миграции проходных и полупроходных видов рыб, изменении условий воспроизводства, кормовой базы, а также в возможном попадании рыбы в водозаборы ГЭС и ее гибели. При этом могут сократиться запасы ценных промысловых рыб, а в некоторых случаях и исчезнуть попу ляции тех или иных видов. Для предотвращения этих нежелательных послед Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -157 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли ствий в проектах современных ГЭС предусматриваются специальные меро приятия, в том числе и строительство рыбопропускных и рыбозащитных со оружений.

В последние годы разработаны конструкции рыбопропускных соору жений для пропуска рыб к местам нереста и нагула;

искусственных нерести лищ различного назначения, создаваемых в водохранилищах и в нижних бьефах гидроузлов;

рыбозащитных сооружений для предотвращения гибели молоди на водозаборах и в водоприемниках. Кроме того, прорабатываются мероприятия по направленному формированию ихтиофауны и кормовой ба зы водоемов, создаваемых при энергетических объектах.

Для проектирования рыбопропускных и рыбозащитных сооружений разработаны СНиП 2.06.07–87 и специальное пособие.

Микроклиматические последствия. Воздействие крупных водохрани лищ на микроклимат прилегающих территорий проявляется, как правило, в некотором снижении экстремальных температур. Незначительно снижают ся летние максимумы (на 2–3 °С) и повышаются зимние минимумы (на 1– °С), кроме того, возможно локальное изменение влажности. Отрицательные последствия влияния ГЭС на микроклимат проявились в нижних бьефах крупных сибирских водохранилищ (Красноярское, Усть-Илимское). Там при сбросе в нижний бьеф теплой воды в зимнее время на достаточно большом протяжении образуется незамерзающая полынья, которая вызывает туманы парения. Это, в свою очередь, негативно сказывается на условиях прожива ния населения и земных экосистемах.

Для борьбы с отрицательными последствиями микроклиматических изменений, которые проявляются в нижних бьефах глубоководных сибир ских водохранилищ, разработаны конструкции специальных селективных водозаборов, позволяющих регулировать температурный режим воды в ниж нем бьефе путем ее забора с различных глубин водохранилищ и за счет этого сокращать длину полыньи.

Социальные последствия. Воздействие энергетического объекта на сложившуюся социальную обстановку района строительства обусловлено необходимостью переселять людей из зон затопления, подтопления, берего переработки, неблагоприятных климатических или других условий, отрица тельно сказывающихся на здоровье и жизнедеятельности населения. Кроме того, возможны изменения хозяйствования вследствие воздействия объекта на природную среду, а также в результате появления нового производствен ного объекта (ГЭС) и водного объекта (водохранилища), которые открывают новые возможности для развития производительных сил и использования близлежащих сырьевых районов. Определенное воздействие на социальную сферу оказывает появление коллектива строителей, особенно если он форми руется из людей, не проживающих на данной территории.

Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Учеб. пособие -158 2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2.5. Утилизация отходов электроэнергетической отрасли За весь период гидроэнергетического строительства в России переселе но около 880 тыс. чел., из них при создании Волжско-Камского каскада – 665 тыс. чел., Ангаро-Енисейского каскада – 165 тыс. чел. и прочих гидроуз лов – 50 тыс. чел.

Хорошо представляя, что процесс переселения с обжитых мест являет ся одним из наиболее сложных в социальном отношении и болезненным ме роприятием, проектировщики современных ГЭС стремятся максимально снизить количество переселяемых людей путем оптимизации подпорных от меток водохранилищ или организации инженерной защиты населенных пунктов. Одновременно с постоянным снижением удельных показателей за топления земель при гидроэнергетическом строительстве также имеет место и снижение удельного показателя (на 1 млн кВтч выработанной электро энергии) переселяемого населения с 11 чел. в 1950-е гг. до 1 чел. в настоящее время.

Для переселяемого населения предусматривается строительство благо устроенных населенных пунктов, оснащенных современными инженерными коммуникациями и необходимым набором социально-культурных объектов.

Кроме того, в проектах ГЭС в соответствии с действующими законами пре дусматриваются средства по компенсации сносимых строений, садовых на саждений и т. п.

В проектах современных ГЭС предусмотрен целый комплекс меро приятий, объединенных в специальный раздел «Социальная программа строительства», которые направлены на снятие социальной напряженности, уменьшение возможного негативного воздействия объекта на социальную сферу, а также на улучшение условий проживания местного населения. Сре ди таких мероприятий следует назвать:



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 14 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.