Отраслевые особенности промышленной экологии. Теплоэнергетика

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

Глава 1. Характеристика теплоэнергетики………………………………….4

1. Структура отрасли…………………………………………………..4
2. География отрасли…………………………………………………..5

1.2.1. Российская Федерация……………………………………………....5

1.2.2. Пермский край……………………………………………………….8

3. Сырьевые ресурсы………………………………………………......9
4. Основная продукция……………………………………………….10

Глава 2. Характеристика основных технологических процессов……….11

Глава 3. Воздействие  отрасли на окружающую среду…………………….14

Глава 4. Техника защиты окружающей среды…………………………….20

4.1. Очистка дымовых  выбросов от золы и оксидов  серы и азота…….20

4.2. Удаление дымовых газов в атмосферу……………………………..28

4.3. Золоудаление…………………………………………………………30

4.4. Снижение уровня шума……………………………………………...33

Глава 5. Перспективы решения экологических проблем отрасли………35

Выводы…………………………………………………………………………………..46

Список литературы……………………………………………………………………..47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В настоящее время  бурно развивающаяся промышленность и растущие города потребляют огромное количество электроэнергии. Для удовлетворения их потребностей была создана отрасль промышленности - электроэнергетика. Традиционно она представлена теплоэнергетикой. Именно ТЭС составляют большую часть электростанций в мире. Они же несут большую нагрузку на окружающую среду, чем все остальные, загрязняя все среды – воздух, воду и почву сразу несколькими видами воздействия – химическим (выбросы, зола) и физическим (тепло, шум, вибрация, электромагнитные волны, радиация).

Цель моей работы – изучить отраслевые особенности промышленной экологии в области теплоэнергетики.

Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

• дать характеристику отрасли;
• охарактеризовать основной технологический процесс и оборудование;
• оценить воздействие отрасли на окружающую среду;
• ознакомиться с техникой защиты окружающей среды;
• рассмотреть перспективы решения экологических проблем отрасли;

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Характеристика теплоэнергетики.

1.1. Структура  отрасли.

Предприятие, предназначенное  для производства электрической энергии, называют электростанцией.

В обозначениях типов  станций чаще всего содержатся два  определения, первое из которых относится  к первичной (преобразуемой) энергии (химической, ядерной, гидравлической) или типу основного двигателя  на станции, а второе — к вторичной (электрической) энергии. В настоящее время большая часть электроэнергии вырабатывается на тепловых, атомных и гидравлических электростанциях.

Тепловая электростанция (ТЭС) преобразует химическую энергию  топлива (угля, нефти, газа) в электрическую энергию и теплоту. По виду отпускаемой энергии (энергетическому назначению) различают конденсационные электростанции (КЭС), отпускающие энергию одного вида — электрическую, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), отпускающие потребителям электроэнергию и тепловую энергию с паром или горячей водой. Конденсационные электростанции районного значения получили свое название еще в Советском Союзе - государственная районная электрическая станция (ГРЭС). По типу основного двигателя для привода электрогенератора различают ТЭС с паровыми и газовыми турбинами (паротурбинные и газотурбинные электростанции). В настоящее время наибольшее распространение получили паротурбинные станции.

Системы теплоснабжения также делят на централизованные и децентрализованные. Централизованная система теплоснабжения включает источник теплоснабжения (ТЭЦ или районная котельная), трубопроводы для транспорта тепла (тепловые сети) и абонентские установки, потребляющие тепло.

В зависимости от степени  централизации системы централизованного  теплоснабжения можно разделить на следующие четыре группы:

• групповое — теплоснабжение от одного источника, группы зданий;
• районное — теплоснабжение от одного источника нескольких групп зданий (района);
• городское — теплоснабжение от одного источника нескольких районов;
• межгородское — теплоснабжение от одного источника нескольких городов.

Системы теплоснабжения делят на два типа в зависимости  от того, как циркулирует горячая  вода в сетях:

• закрытые (горячая вода подается только в тепловые сети);
• открытые (горячая вода подается как в тепловые сети, так и в сети горячего водоснабжения).

В большинстве городов  России применяется закрытая система  теплоснабжения, поскольку имеющаяся  в распоряжении сырая вода требует  достаточно сложной и дорогой  химводоочистки. Недостатком закрытой системы является повышенная коррозия подогревателей и трубопроводов со стороны недеаэрированной водопроводной воды. В качестве мер против коррозии применяют коррозионно-стойкие материалы (оцинкованные трубы), а также холодную деаэрацию с помощью сталестружечных фильтров.

1.2. География отрасли.

1.2.1. Российская Федерация.

Единая энергетическая система России (ЕЭС России) состоит из 69 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных энергетических систем: Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220-500 кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно).

В электроэнергетический  комплекс ЕЭС России входит более 600 электростанций мощностью свыше 5 МВт. На конец 2011 года общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 218 235,8 МВт.[1]

Основной тип электростанций в России — тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). На их долю приходится 68,5% производимой электроэнергии. Основную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах (табл. 1.1).[2]

На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский  факторы. Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива; чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию. Тепловые электростанции, использующие местные вилы топлива, ориентированы на потребителя и одновременно находятся у источников топливных ресурсов. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности.

Топливный баланс тепловых электростанций России характеризуется  преобладанием газа и мазута. Тепловые электростанции восточных районов будут базироваться в основном на угле, прежде всего дешевом угле открытой добычи Канско - Ачинского бассейна.[3]

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1. ГРЭС мощностью более 2 млн кВт

Экономический район	Субъект федерации	ГРЭС	Мощность, млн кВт	топливо
Северо-западный	Ленинградская область, г. Кириши	Киришская	2,1	Мазут
Центральный	Костромская область, пос. Волгореченск	Костромская	3,6	Мазут, газ
	Рязанская область, пос. Новомичуринск	Рязанская	2,8	Уголь, мазут
	Тверская область, г. Конаково	Конаковская	2,4	Мазут, газ
Северо-Кавказский	Ставропольский край, пос. Солнечнодольск	Ставропольская	2,4	Мазут, газ
Поволжский	Республика Татарстан, г. Заинск	Заинская	2,4	Газ
Уральский	Свердловская область, пос. Рефтинский	Рефтинская	3,8	Уголь
	Челябинская область, г. Троицк	Троицкая	2,5	Уголь
	Оренбургская область, пгт. Энергетик	Ириклинская	2,4	Мазут, газ
Западно-Сибирский	Ханты-мансийский АО, г. Сургут	Сургутская ГРЭС-1	3,1	Газ
	Ханты-мансийский АО, г. Сургут	Сургутская ГРЭС-2	4,8	Газ
Восточно-Сибирский	Красноярский край, г. Назарово	Назаровская	6,0	Уголь
	Красноярский край, г. Березовское	Березовская	6,0	Уголь
Дальневосточный	Республика Якутия, г. Нерюнгри	Нерюнгринская	2,1	Уголь

 

 

1.2.2. Пермский  край.

Пермский край – один из наиболее крупных энергопроизводящих и энергопотребляющих регионов Российской Федерации.  Общий объем производства энергоресурсов  (включая нефть,  газ,  тепло-  и электроэнергию)  на территории Пермского края в 2008 году оценивается в 29,85 млн. т.у.т. в год. Суммарное потребление энергетических ресурсов в топливном эквиваленте оценивается в 30,63 млн. т.у.т. в год. Суммарная генерирующая мощность электростанций в Пермском крае – 6,2 млн. кВт (12 место по России).

Наибольший производственный потенциал (74 % по установленной мощности)  в энергосистеме Пермского края имеют тепловые электростанции,  использующие в качестве основного вида топлива природный газ.  Из этой мощности третья часть работает на комбинированное производство электро- и теплоэнергии (ТЭЦ).  Гидроэнергетика представлена тремя ГЭС.  В итоге около 83 %  электроэнергии в регионе вырабатывается тепловыми электростанциями и лишь 17 % – гидроэлектростанциями.

На территории Пермского  края работают такие крупные энергокомпании,

как ОАО  «ОГК-1» (Пермская ГРЭС),  ОАО  «ОГК-4» (Яйвинская  ГРЭС),  ОАО «ТГК-9» (10 ТЭЦ и 1 ГЭС), ОАО «РусГидро» (Воткинская и Камская ГЭС), филиал ОАО «ФСК ЕЭС» – «МЭС Урала», ОАО «МРСК Урала».[4]

В «ТГК-9» входят:

• Березниковская ТЭЦ-2
• Кизеловская ГРЭС-3
• Березниковская ТЭЦ-4
• Березниковская ТЭЦ-10
• Закамская ТЭЦ-5
• Пермская ТЭЦ-6
• Пермская ТЭЦ-9
• Пермская ТЭЦ-13
• Пермская ТЭЦ-14
• Чайковская ТЭЦ-18

1.3. Сырьевые ресурсы.

Для нормального функционирования тепловых станций им нужны как  топливные ресурсы (уголь, газ, нефть, торф, сланцы), так и вода, которая  выполняет роль не только охладительную, но и основную - она является носителем тепла и электроэнергии.

Одной из характерных  особенностей российского ТЭК, выгодно отличающей его от энергетического хозяйства большинства других индустриально развитых стран мира, является высокий уровень ресурсной обеспеченности всех его отраслей. Российская Федерация занимает примерно 10 % всей суши Земли. Вместе с тем на ее территории сосредоточено около 13 % мировых доказанных запасов нефти и конденсата, четверть запасов угля и, что особенно важно, свыше трети всех мировых доказанных извлекаемых запасов наиболее экологически чистого органического топлива — природного газа.

Уголь.  В недрах России сосредоточена треть мировых ресурсов угля и пятая часть разведанных запасов — 193,3 млрд т. Из них 101,2 млрд т бурого угля, 85,3 млрд т каменного угля (в том числе 39,8 млрд т коксующегося) и 6,8 млрд т-антрацитов. Промышленные запасы действующих предприятий составляют почти 19 млрд т, в том числе коксующихся углей — около 4 млрд т. Российская Федерация занимает второе место по запасам и пятое место по объему добычи угля (более 320 млн т в год). При существующем уровне добычи угля его запасов хватит более чем на 550 лет.[5]

Нефть и газовый  конденсат. На долю России приходится 13-15% мировых запасов нефти и газового конденсата. В январе-сентябре 2012 г. добыча нефти с газовым конденсатом выросла на 1,3% по сравнению с аналогичным периодом 2011 г., достигнув 386,6 млн т.[6] Ресурсная обеспеченность оценивается в 22 года.

Природный газ. Россия располагает самыми богатыми в мире ресурсами природного газа. Потенциальные (прогнозные + перспективные) ресурсы природного газа России оцениваются в 151,3 трлн куб. м, что составляет около 40% мировых. 

Горючие сланцы и торф. Россия располагает относительно большими ресурсами горючих сланцев и торфа. Основная масса сланцев залегает в Ленинградской обл. и в бассейне р. Волги. Годовая добыча этого сырья находится на уровне немногим более 2 млн т. Доказанные запасы торфа составляют 17,7 млрд т, из них извлекаемые 11,6 млрд т, дополнительные ресурсы 168 млрд т.

1.4. Основная  продукция.

Основными видами продукции, отпускаемыми ТЭС и ТЭЦ являются электроэнергия и тепло. Теплоэнергетика  вырабатывает около 67% всей электроэнергии, 30 из которых приходится на долю ТЭЦ. ТЭЦ также обеспечивают более 40 % всех потребностей в теплоте в  стране.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Характеристика основных технологических процессов.

На рис. 2.1 показана типовая технологическая  схема тепловой электростанции, работающей на твердом топливе.

Технологическую схему можно разбить на несколько систем:

• топливный тракт;
• система пылеприготовления;
• газовоздушнын тракт;
• шлакозолоудаление;
• пароводяной тракт;
• электрическая часть;
• система приготовления добавочной воды;
• система водоснабжения.

Рис.2.1 Технологическая схема ТЭС  на твердом топливе

1-дробилка, 2-мельница, 3-сепаратор, 4а-циклон, 4б-бункер пыли, 5-топочная камера, 6-пароперегреватель, 7-водяной экономайзер, 8-воздухоподогреватель, 9-золоуловитель (ГЗУ), 10-дымовая труба, 11-золоотвал, 12-паровая турбина, 13-электрогенератор, 14-трансформаторы, 15-конденсатор пара, 16а-регенеративные водоподогреватели низкого давления, 16б-регенеративные водоподогреватели высокого давления, 17-деаэратор, 18-бойлера (сетевые подогреватели), 19-насосная станция, 20-очистные сооружения (ФХО), 21-система обессоливания