Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Невозобновляемые источники энергии и окружающая среда



Объекты энергетики, где в качестве первичной энергии используется углеводородное топливо, являются источника­ми вредных выбросов в окружающую среду. В процессе го­рения топлива наряду с выделением тепловой энергии с отходящими газами выбрасывается ряд веществ, оказываю­щих отрицательное воздействие на биосферу (табл. 7).

Таблица 7

Основные вещества, выбрасываемые в атмосферу энергетическими объектами

 

Вещества Характеристика
Диоксид серы (SО2) Оказывает влияние на процессы окисления, разрушает материалы и вредно воздействует на здоровье человека (раздражает слизистую оболочку дыхательных путей)
Оксид азота (NОХ) Оказывает вредное воздействие на здоровье человека и способствует образованию парни­кового эффекта и разрушению озонового слоя, что также отрицательно влияет на здоровье человека. Оксид азота вызывает «вымирание лесов», «кислотные дожди»
Моноксид углерода (СО) Выделяется в результате неполного сгорания топлива. Взаимодействует с другими вещест­вами и оказывает разнообразное вредное воз­действие (угарный газ)
Углекислый газ (СО2) Образование СО2 - необходимое условие процесса горения (производства энергии). Экологические законы ограничивают уровень выбросов СО2 (Киотский протокол 1997 г.). Способствует созданию парникового эффекта
Твердые частицы Включают сажу и другие несгоревшие ма­териалы. Переносят тяжелые металлы и углеводороды. Могут являться источником выбросов в атмосферу радионуклидов при сжигании древесины из чернобыльской зоны
     

 

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

Наиболее эффективным способом снижения вредных выбросов в атмосферу является уменьшение объема сжи­гаемого топлива за счет рационального использования вторичной энергии.

Таким образом, энергосбережение способствует улуч­шению экологии окружающей среды. Этот фактор особен­но важен для Беларуси, где энергогенерирующие техно­логии в основном базируются на тошшвоиспользующих установках.



Рассмотрим некоторые пути снижения потребления топлива.

Утилизация тепловых энергетических отходов непо­средственно связана с экологическими мероприятиями, так как за счет этого достигается снижение вредных вы­бросов пропорционально сэкономленному топливу.

Особенно наглядной и ощутимой является организа­ция оптимальных топочных процессов и утилизации сбросной теплоты в промышленных печах, котельных установках и на других объектах энергетики. Рассмотрим некоторые аспекты данного направления.

Ископаемое топливо пока остается преобладающим ис­точником энергии, получаемой в форме теплоты при его сжигании. Исследования, проведенные в Дании, показы­вают, что комбинированное производство электрической энергии и теплоты на ТЭЦ является самым важным на­правлением в снижении выбросов СО2. При этом сниже­ние выбросов СО2 в среднем составляет 500 кг/МВт·ч при производстве 1 МВт·ч электроэнергии по комбинирован­ному циклу в сравнении с раздельным производством электрической и тепловой энергии на ТЭС и в котельных. Кроме диоксида углерода уменьшается количество вред­ных выбросов SО2 и NОХ (рис. 26).

 

Рис. 26. Влияние технологии производства теплоты и электроэнергии на загрязнение окружающей среды

 

Уменьшение выбросов NОХ может быть также достиг­нуто путем подмешивания части отходящих дымовых га­зов к воздуху, подаваемому на горение. Для этого следует организовать рециркуляцию дымовых газов.



Внутреннее использование тепловых энергетических от­ходов в котельных установках и промышленных печах для подогрева питательной воды и предварительного подогрева первичного воздуха до 200-400 °С дает реальную экономию топлива. Так, при подогреве воздуха реальная экономия топ­лива в среднем может достигать 25 % (рис. 27).

 

 

Рис. 27. Экономия топлива за счет подогрева первичного воздуха в зависимости от темпе­ратуры дымовых газов

 

Поддержание оптимального состава топливовоздушной смеси позволяет достичь максимально возможной температуры горения, что снижает потребление топлива. При увеличении коэффициента избытка воздуха до 2 тем­пература горения уменьшается на 40% (рис. 28).

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

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

 

 

Рис. 28. Влияние коэффициента избытка и подогрева воздуха на температуру горения

 

Вместе с тем данные значения концентраций углекис­лого газа могут быть зафиксированы как при полном сго­рании топлива (α>1), так и при его недожоге (α <1), т.е. возможна неоднозначность определения эффективности сжигания топлива на основе измерения только СО2 (рис. 29). Поэтому рекомендуется дополнительно изме­рять в отходящих дымовых газах и содержание кислоро­да. 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 следовательно, и эф­фективности процесса горения (рис. 30). Подогрев же первичного 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 такие вредные вещества, как окись углерода, летучие органические соеди­нения, 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. Количество потребляемого топлива транспортными средствами, как и в энергетике, зависит от оптимального со­става топливовоздушной смеси.

 

 

 

Рис. 29. Неоднозначность определения эф­фективности сжигания топлива на основе измерения только СО2

 

Рис. 30. Влияние влажности древесного топ­лива и предварительлного подогрева возду­ха на температуру горения

 

Снижение потерь теплоты через ограждения агрегатов и устройств, которые используются при ее производстве, транспортировке и потреблении, также уменьшает расход топлива. Любые потери теплоты требуют компенсации, так как потребитель должен получить необходимое коли­чество энергии для проведения технологических процес­сов или создания комфортных условий для работы, учебы, отдыха.

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

 


Просмотров 868

Эта страница нарушает авторские права





allrefrs.ru - 2022 год. Все права принадлежат их авторам!