Теплоенергетика та навколишнє середовище

Поняття взаємодії теплоенергетики та навколишнього середовища. Проблема забруднюючих речовин. Вплив теплових електричних станцій стан атмосфери. Різні підходи щодо зменшення викидів діоксидів азоту при спалюванні органічного палива.

теплоенергетика

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено наhttp://www.allbest.ru/

Існує нерозривний взаємозв'язок та взаємозалежність умов забезпечення теплоенергоспоживання та забруднення навколишнього середовища. Взаємодія цих двох факторів життєдіяльності людини та розвиток виробничих сил привертає поступову увагу до проблеми взаємодії теплоенергетики та довкілля.

На ранній стадії розвитку теплоенергетики основним проявом цієї уваги був пошук у довкіллі ресурсів, необхідних для забезпечення теплоенергоспоживання та стабільного теплоенергопостачання підприємств та житлових будівель. Надалі межі проблеми охопили можливості більш повного використання природних ресурсів шляхом пошуку та раціоналізації процесів та технології, видобутку та збагачення, переробки та спалювання палива, а також удосконалення теплоенергетичних установок.

Зі зростанням одиничних потужностей блоків, теплоенергетичних станцій та теплоенергетичних систем, питомих та сумарних рівнів теплоенергоспоживання, постало завдання обмеження забруднюючих викидів у повітряний басейн, а також більш повного використання їх природної розсіювальної здатності.

На сучасному етапі проблема взаємодії теплоенергетики та навколишнього середовища набула нових рис, поширюючи своєвпливом геть величезні обсяги атмосфери Землі.

Ще більш значні масштаби розвитку теплоенергоспоживання в найближчому майбутньому визначають подальше інтенсивне зростання різноманітних впливів на атмосферу.

Принципово нові сторони проблеми взаємодії теплоенергетики та довкілля виникли у зв'язку з розвитком ядерної теплоенергетики.

Найважливішою стороною проблеми взаємодії теплоенергетики та навколишнього середовища в нових умовах є дедалі більший зворотний вплив визначальна роль умов навколишнього середовища у вирішенні практичних завдань теплоенергетики (вибір типу теплоенергетичних установок, дислокація підприємств, вибір одиничних потужностей енергетичного обладнання та багато іншого).

1. Теплоенергетика та навколишнє середовище

1.1 Поняття взаємодії теплоенергетики та навколишнього середовища

Теплоенергетика є однією з основних складових енергетики і включає процес виробництва теплової енергії, транспортування, розглядає основні умови виробництва енергії і побічні впливи галузі на навколишнє середовище, організм людини і тварин. [1, c. 473]

Процес виробництва теплової енергії здійснюється на теплових електричних станціях (ТЕС) та теплових електричних централях (ТЕЦ). Ці два види підприємств на даний момент є основними постачальниками теплової та електричної енергії, оскільки ці види енергоресурсів дуже тісно пов'язані. Нині широке застосування знаходить спосіб помісна система постачання теплової енергією, яка застосовується як у великих промислових підприємствах, так опалення житлових площ. [3, c. 25]

Згідно з визначенням, теплоенергетика має розвинені зовнішні і внутрішні зв'язки і її розвиток невіддільнийвід усіх напрямів життєдіяльності людини, пов'язаних із використанням енергії (у промисловості, сільському господарстві, будівництві, на транспорті та у побуті).

Розвиток теплоенергетики характеризується прискоренням темпів зростання, зміною всіх кількісних показників та структури паливно-енергетичного балансу, глобальним охопленням усіх видів ресурсів органічного палива, залученням у сферу використанням ядерного пального.

У загальному випадку розрізняються чотири основні стадії трансформації первинних теплових ресурсів (від їхнього природного стану, що знаходиться в динамічній рівновазі з навколишнім середовищем, до кінцевого використання).

1. Вилучення, видобуток чи пряме використання первинних природних ресурсів теплової енергії.

2. Переробка (облагоджування) первинних ресурсів до стану, придатного перетворення чи використання.

3. Перетворення зв'язаної енергії перероблених ресурсів на теплову енергію на теплових станціях (ТЕС), централях (ТЕЦ), на котельнях.

Розвиток теплоенергетики впливає на різні компоненти природного середовища: на атмосферу (споживання кисню повітря (О2), викиди газів, пар, твердих частинок), на гідросферу (споживання води, перекидання стоків, створення нових водоймищ, скидання забруднених та нагрітих вод, рідких) ), на літосферу (споживання викопних палив, зміна водного балансу, зміна ландшафту, викиди на поверхні та в надра твердих, рідких та газоподібних токсичних речовин). В даний час цей вплив набуває глобального характеру, зачіпаючи всі структурні компоненти нашої планети.

Взаємодія теплоенергетики та навколишнього середовища відбувається на всіх стадіях ієрархії паливно-енергетичного комплексу: видобутку, переробці,транспортування, перетворення та використання теплової енергії. Ця взаємодія зумовлена ​​як способами видобутку, переробки та транспортування ресурсів, пов'язаних із впливом на структуру та ландшафти літосфери, споживання та забруднення вод морів, озер, річок, зміною балансу ґрунтових вод, виділенням теплоти, так і використанням теплової енергії від джерел. [3, c. 56]

Забезпеченість ресурсами є основою функціонування теплоенергетики та всієї енергетики загалом у конкретних умовах. Дотепер зазвичай розглядалася у різних аспектах забезпеченість теплоенергетики лише первинними паливними ресурсами. Але вплив на енергетику мають і багато інших компонентів атмосфери, гідросфери, літосфери, які теж необхідно брати до уваги.

1.2 Вплив теплової енергетики на довкілля

Забруднюючі речовини - це речовини, які негативно впливають на навколишнє середовище або безпосередньо, або після хімічних змін в атмосфері, або в поєднанні з іншими речовинами і впливами, що забруднюють.

Атмосферне повітря є основним середовищем існування біосфери, зокрема людини. В результаті розвитку цивілізації постійне співвідношення між основними компонентами повітря, що склалося протягом еволюції Землі, істотно не змінилося.

Основні гази атмосфери (азот, кисень, аргон) по суті прозорі для довгохвильової та короткохвильової радіації та розсіюють її. На екологію суттєво впливають газові домішки, які за походженням можуть бути природними та антропогенними. До їх природних джерел відносяться вітрова ерозія, винесення солей з поверхні морів та океанів, вулканічні та біологічні процеси, надходження з космосу.

1.2.1Вплив теплових електричних станцій на довкілля

Найбільше забруднення атмосферного повітря відбувається внаслідок викидів в атмосферу шкідливих речовин під час роботи енергетичних установок, які працюють на вуглеводневому паливі (бензин, гас, мазут, дизельне паливо, вугілля).

Одним з основних та найбільш великомасштабних джерел забруднення навколишнього середовища є ТЕС та ТЕЦ. Основні компоненти, що викидаються в атмосферу при спалюванні різних видів палива нетоксичні вуглекислий газ (СО2) та водяна пара (Н2О). Крім цього в повітряне середовище викидаються такі шкідливі речовини, як оксиди сірки, азоту, вуглецю, зокрема чадний газ (СО), з'єднання важких металів, таких як свинець (Рв), сажа, вуглеводні, незгорілі частинки твердого палива, канцерогенний бензопір ).

При спалюванні твердого палива у котлоагрегатах ТЕС та ТЕЦ утворюється велика кількість золи, діоксиду сірки (SO2), оксидів азоту.

Переведення установок на рідке паливо зменшує золоутворення, але практично не впливає на викиди SO2, оскільки в мазуті міститься менше 2% сірки.

Особливо небезпечні сірчистий ангідрид, діоксид сірки та оксиди азоту, що виділяються в атмосферу ТЕС та ТЕЦ, оскільки вони переносяться на великі відстані та осідають, зокрема, з опадами на поверхню землі, забруднюючи гідросферу та літосферу. Одним із особливо яскравих проявів цієї картини є кислотні дощі. Ці дощі утворюються внаслідок надходжень від згоряючого палива і димових газів, що йдуть в атмосферу на велику висоту, в основному двоокису сірки і оксидів азоту. Слабкі розчини сірчаної та азотної кислоти, що виходять при цьому в атмосфері, можуть випадати у вигляді опадів іноді через кілька днів у сотнях кілометрів від джерела виділення.

ТЕС та ТЕЦє причиною виникає у великих промислових містах смогу: неприпустимого забруднення обитого людиною зовнішнього повітряного середовища, внаслідок виділення у ній зазначеними джерелами шкідливих речовин за несприятливих погодних умов.

Схема впливу ТЕС із довкіллям представлена ​​малюнку 1.

теплоенергетика атмосфера викид азоту

Малюнок 1 – Схема впливу ТЕС із навколишнім середовищем: 1 – котел; 2 – димова труба; 3 турбіна; 4 – генератор; 5 – підстанція; 6 – конденсатор; 7 – циркуляційний насос; 8 конденсатний насос; 9 – лінії електропередач; 10 – споживачі електричної енергії; 11 - водоймище

У цілому нині можна назвати такі основні види негативного впливу ТЭС, ТЕЦ на довкілля:

- забруднення атмосфери зваженими частинками (сажа, зола) та хімічними речовинами (SO, NOX, CO, CO2 тощо);

- гігантське споживання кисню, яке знижує його концентрацію в атмосфері;

- забруднення літосфери твердими відходами (шлакам, золовідвали), осадження на поверхні ґрунту шкідливих викидів та міграції їх у глиб літосфери;

- непомірне зростання споживання води, забруднення "стічними водами"; [2, с. 13]

- інші негативні впливи в тому числі шумовий та електромагнітний.

Теплоенергетика є джерелами надходження до довкілля понад 300 видів речовин, серед яких основну частку становлять:

- Пил різного походження.

Перелік речовин, що викидаються підприємствами теплоенергетики, під час роботи на різних видах викопного палива представлені у таблиці 1.

Таблиця 1 - Перелік речовин, що викидаються підприємствами теплоенергетики при роботі на різних видах викопного палива