Загрязнения окружающей среды тэц

В статье мы постараемся ответить на все вопросы по теме: "Загрязнения окружающей среды тэц". Предлагаем ознакомиться и информацией от авторитетных тематических источников. Если же возникли вопросы - задавайте их дежурному специалисту.

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ СТАНЦИЙ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

студент 2 курса, кафедра теплоэнергетики и теплотехники ОмГТУ,

студент 2 курса, кафедра теплоэнергетики и теплотехники ОмГТУ,

студент 2 курса, кафедра теплоэнергетики и теплотехники ОмГТУ,

канд. технических наук, доцент ОмГТУ,

Научно-техническое развитие неосуществимо без формирования энергетики.Энергию вырабатывают на тепловых- , гидро- , атомных и других электростанциях. Но, приблизительно 75 % всей электрической энергии России производится на тепловых электростанциях. Большая часть населенных пунктов Российской Федерации снабжаются непосредственно ТЭС. В городах зачастую применяются ТЭЦ-теплоэлектроцентрали, которые вырабатывают нетолько электрическую, но и теплую энергию ввидегорячейводы.

Рассмотрим каждую из станций в отдельности с их преимуществами, а также недостатками.

Классификация тепло- и электростанций.

Все тепловыестанции подразделяются на:

  1. ТЭС (тепловые электростанции) — электростанции, вырабатывающие электрическую энергиюв результате преобразования тепловой энергии, которая выделяется при сжигании органического топлива.Они вырабатывают до 70 % электроэнергии.
  2. ТЭЦ ( тепловые электроцентрали)- это один из видов тепловых электростанций, производящий не только электрическую энергию, но и являющийся источником тепловой энергии в центральных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов). Расстояние передачи тепла не более 20-30 км.
  3. ГРЭС (государственные районные электростанции) — это тепловые (конденсационные) электростанции ,которые производят толькоэлектрическуюэнергию. Термин«ГРЭС»означает конденсационную электростанцию «КЭС».
  4. КЭС (конденсационные электростанции) –это электрические станции, предназначены для производства электроэнергии иработающие в свободном режиме.

В России в основномиспользуются ГЭС,ТЭС/ТЭЦ и АЭС. В Омске для производства тепловой энергии используются тепловые электроцентрали. ОАО «ТГК-11»- компания, котораяобъединяет все тепловые электроцентрали в городе Омске [3,c.8].

О компании

Открытое акционерное общество «Территориальная генерирующая компания № 11» (сокращенно – ОАО «ТГК-11») -это крупное энергогенерирующее предприятие в Сибирском ФО России. В Омской и Томской областях находятся производственные мощности Компании , а в Омске расположен ее центральный офис.

История развития

Правлением ОАО РАО «ЕЭС России» летом 2005 годабыло основано ОАО «ТГК-11». Единственным учредителем на момент создания компании являлось ОАО РАО «ЕЭС России». Для снабжения операционной деятельности Компании производственной основой являются активы расформированных «Томскэнерго» и «Омской электрогенерирующей компании». В 2007 году произошло объединение данных АО-энерго и «ТГК-11».В 2010 году ОАО «ТГК-11» вошло в Группу «ИНТЕР РАО ЕЭС» в качестве дочернего предприятия.

Производственные показатели

В структуру ОАО «ТГК-11» входит 6 ТЭЦ и две котельные. Электростанции распределены между двумя филиалами – Томским и Омским. В Томском филиале две электростанции, резервная котельная на случай пиковых нагрузок, и вспомогательные сбытовые и логистические предприятия. В Омском филиале 4 теплоэлектростанции, районная котельная и вспомогательные предприятия для продажи и транспортировки тепловой энергии.

Таблица 1

Станции, входящие в ОАО «ТГК-11» и вырабатывая ими тепловая и электрическая мощности

Омская ТЭЦ-5 715.00 МВт/1 735 Гкал/ч

Омская ТЭЦ-4435.00 МВт /1 095 Гкал/ч

Омская ТЭЦ-3400.20 МВт/1 170.74 Гкал/ч

Томская ГРЭС-2331.00 МВт/815 Гкал/ч

Томская ТЭЦ-3140.00 МВт/780 Гкал/ч

ТЭЦ-114.70 МВт/815.50 Гкал/ч

Локальные котельные (г. Томск)0 МВт/169.50 Гкал/ч

Омская Кировская РК0 МВт/585 Гкал/ч

Омская ТЭЦ-2 [Котельная]0 МВт/378 Гкал/ч

По состоянию на 31 октября 2013 года установленная тепловая мощность – 7,54 тыс. Гкал в час. Протяженность тепловых сетей, находящихся на балансе, составляет более 800 км. При этом доля выработки тепловой энергии Томского филиала в общем объеме составляет 66 %.

За 2013 г. было отпущено 1574,933 тыс. Гкал тепловой энергии, что на 11,3 % больше, чем годом ранее.

Топливные установки на тепловых электростанциях «ТГК-11» работают преимущественно на твердом топливе – угле (его доля составила 60,9 %), используются также природный газ (38,4 %) и мазут (0,1 %) [2,4, с.8].

Таблица 2

Тепловая деятельность компании в настоящее время

Установленная тепловая мощность:

7 543.80 Гкал/ч

Установленная электрическая мощность:

2 035.90 МВт

Отпуск тепловой энергии с коллекторов:

16 173.60 тыс. Гкал

Выработка электрической энергии:

9 234.20 млн. кВт*ч

Удельный расход условного топлива на тепловую энергию:

145.95 кг/Гкал

Коэффициент использования установленной электрической мощности:

52.50 %

Удельный расход условного топлива на электрическую энергию:

344.03 г/кВт*ч

Влияние ТЭЦ на окружающую среду

Станции сбрасывают загрязненные химическим промыванием оборудования поверхностей нагрева паровых котлов и систем гидроудаления воды. Объемы сбрасывания производственных сточных вод с ТЭС не зависят от ее мощности и установленного на ней оборудования, но при использовании на станциях жидкого топлива количество сточных вод возрастает. На количество сточных вод может влиять как качество установки оборудования, так и условия его эксплуатации. Уменьшение поступления нефтепродуктов в сточные воды можно достичь при помощи совершенствования оборудования ТЭС, досконального соблюдения правил эксплуатации, устанавливания ловушек и применения отстойников. Но необходимо тщательное наблюдение за исправностью очистных сооружений. Примеси, которые содержатся в выбросах станций, претерпевают изменения при взаимодействии с окружающей средой. Они вымываются дождями, вследствие чего попадают в почву и водоемы. Кроме того ,в выбросах содержатся частицы пыли, имеющие разный состав.

Преимущества

  • ТЭС
  • быстро строят, и строительство обходится дешевле, чем строительство ГЭС и АЭС;
  • разнообразное сырьё;
  • способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний;

Недостатки

  • ТЭС
  • Работают на невозобновляемых ресурсах.
  • Дают много отходов (самые чистые на природном газе).
  • Режим работы меняется медленно (для разогрева котла необходимо 2-3 суток).
  • Энергия дорогая, так как для эксплуатации станции, добычи и транспортировки топлива требуется много людей.

В результате изученных данных, можно сделать вывод о том, что необходимо сохранение традиционных источников энергии и развитие возобновляемых (альтернативных) энергетических источников.

Теплообменные аппараты и приборы в легкой промышленности

Охрана окружающей среды при работе тэс и котельных установок

При работе тепловых электростанций и котельных происходит загрязнение атмосферы и водоемов вредными выбросами.

Загрязнение атмосферы. Вредные выбросы в атмосферу поступают в виде твердых частиц (зола и сажа), а также газообразных токсичных веществ: оксидов серы, азота, углерода (S02, S03, NOx, СО), фтористых соединений, углеводородов (СН4, С2Н4), а также канцерогенных углеводородов, например бензопирен и др. Количество и содержание вредных выбросов в атмосферу определяется видом топлива и организацией процесса сгорания. В табл. 9 приведены усредненные показатели вредных выбросов для различных видов топлива.

Читайте так же:  Сегодня в британии начались административные аресты

Выброс сернистых соединений обусловливается содержанием серы в топливе. В твердом топливе она находится в виде включений

железного колчедана FeS2, сульфатной серы, а также входит в состав органической массы топлива.

При обогащении угля содержание FeS2 снижается. При гидротермической очистке угля от серы из него могут быть удалены как FeS2, так и органическая сера. Известен способ связывания серы в кипящем слое, состоящем из угля и размолотого известняка. При температуре около 900 °С происходит диссоциация СаС03 на С02 и СаО; СаО вступает в реакцию с серой, образуя CaS04. В этом случае очистка топлива от серы достигает 90 %.

Содержание серы в жидком топливе можно уменьшить воздействием высоких температур и использованием окислителей (газификация) или без них (пиролиз). Из-за сложности и высокой стоимости эти способы очистки мазута от серы в котельных не применяются.

Дымовые газы от оксидов серы очищают с помощью мокрых скрубберов, однако такая очистка малоэффективна.

Выброс оксидов азота можно уменьшить посредством рациональной организации процесса горения: двухстадийного сжигания топлива, подачи воды и пара в зону горения, уменьшения избытка воздуха в топке, рециркуляции дымовых газов в топочную камеру. Удаление оксидов азота из дымовых газов можно провести путем абсорбции раствором аммиака, адсорбцией силикагелем или торфощелочными сорбентами.

Выброс твердых частиц можно снизить с помощью различных золоуловителей: инерционными сухими или мокрыми фильтрами, электрофильтрами, комбинированными устройствами.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе (табл. 10) характеризуется двумя показателями: максимальноразовая (за 20 мин) и среднесуточная (за 24 ч).

Для котельных эти условия ужесточаются. ПДК оксидов серы и азота определяются по формуле

Перспективным направлением уменьшения вредных выбросов в атмосферу является энерготехнологическое использование топлива, когда дымовые газы являются сырьем для получения ценных химических продуктов.

Загрязнение водоемов. К вредным выбросам в гидросферу относятся охлаждающие воды, сточные воды из систем гидрозолоудаления, подготовки воды, отработанные растворы химической очистки оборудования, растворы от промывки котлов, работающих на мазуте, и т.д. Количество этих стоков и загрязнение ими различны и зависят от производительности ТЭС, вида используемого топлива, способа водоочистки и золоудаления и др.

Снижение загрязнений водоемов сточными водами возможно либо в результате очистки всех стоков до предельно допустимых концентраций вредных веществ, либо за счет внедрения оборотных систем с многократным использованием воды. При этом степень очистки и количество забираемых из источников вод уменьшаются.

Способ очистки сточных вод зависит от состава вредных примесей. Если в сточных водах содержатся нефтепродукты, то применяют отстаивание, флотацию и фильтрование. Выделенные нефтепродукты направляют в мазутосборник, а затем — после подогрева — в котельную для сжигания. При очистке сточных вод после промывки котлов их нейтрализуют щелочными растворами и отстаивают. После отстаивания из шлама выделяется ванадий.

Предельно допустимые концентрации (мг/дм 3 ) вредных веществ сточных вод ТЭС в воде водоемов не должны превышать: ванадия (V 5+ ) — 0,1; мышьяка — 0,05; фтора — 1,5; аммиака — 2; железа (Fe 3+ ) — 0,5; нефти — 0,1—0,3; поверхностно-активных веществ — 0,5.

При сбросе сточных вод в водные бассейны происходит не только их загрязнение, но и повышение температуры воды. Согласно водно-санитарному законодательству летняя температура воды при спуске сточных вод не должна превышать среднемесячную температуру воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет более чем на 3 °С.

Дышим полной грудью: что выбрасывают из труб теплоэлектростанции и котельные

В повседневной жизни мы часто говорим: «пойду подышу свежим воздухом», после чего просто выходим из дома на улицу или в лучшем случае в парк. Но кто из нас действительно задумывался над тем, что вкладывается в понятие «свежий, чистый воздух», и много ли в России городов, где смело дышать полной грудью было бы как раз небезопасно?

Дышим полной грудью: что выбрасывают из труб теплоэлектростанции и котельные

Фото: Rob./ flickr.com

Статья подготовлена специально для 59 номера издаваемого «Беллоной» журнала «Экология и право».

Главные виновники

Сложно поспорить с тем, что на городской улице по-настоящему чистым и свежим воздухом надышаться вряд ли получится – особенно в городе-миллионнике. Да и в парках особой чистоты в атмосфере тоже не наблюдается. По данным официального «Доклада об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2014 году» городского Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности, в атмосферный воздух в Северной столице выбрасывается 451 загрязняющее вещество. Суммарный выброс этих веществ в атмосферу в 2014 году составил 513,2 тыс. тонн.

Сейчас главным загрязнителем петербургского воздуха считается автотранспорт – то есть передвижной источник: на его долю приходится 86% всех вредных выбросов. Среди стационарных источников лидируют предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Кстати, раньше объекты ТЭК по степени «антиэкологичности» обгоняли и автотранспорт. Потом машин стали покупать все больше и больше, а владельцы теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и котельных задумались над модернизацией генерирующих мощностей: хотелось удешевить процессы и сделать производство более чистым.

В 2014 году выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Петербурге составили 70,5 тыс. тонн. Эти цифры меньше показателей предыдущего года на 2,5% (1,8 тыс. тонн). Так, в атмосферу стало попадать на 20% меньше диоксида серы, на 6% снизились показатели оксида углерода (CO, или угарного газа), на 11% – окислов азота (NOx) и на 39% – летучих органических соединений. Однако увеличились выбросы твердых загрязняющих веществ – на 9%, а выбросы углеводородов увеличились на целых 74%, составив в 2014 году 6,4 тыс. тонн.

Читайте так же:  Виды административных наказаний физических лиц
Видео (кликните для воспроизведения).

Труднее всего, согласно докладу Комитета по природопользованию, найти чистый воздух жителям Выборгского, Кировского, Приморского и Невского районов, где выбросы стационарных источников наиболее существенны. Легче дышится в Ломоносовском, Кронштадтском, Адмиралтейском, Фрунзенском и Петродворцовом районах.

Всего же по России в качестве основного источника загрязнений атмосферного воздуха лидирует также автотранспорт, оставляя стационарные источники далеко позади. Среди последних, по данным ежегодного Государственного доклада о состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации, больше всего загрязняют воздух обрабатывающие производства, за ними следует отрасль добычи полезных ископаемых, а затем – доля сектора производства и распределения электроэнергии, газа и воды, на который в 2014 году пришлось 3761,483 тыс. тонн общих выбросов, или, в пересчете на душу населения, – 25,717 кг на человека.

ТЭЦ и котельные: уголь против газа

Основным видом топлива для ТЭЦ и котельных является уголь, мазут, дизельное топливо или природный газ. В Петербурге сейчас компании теплоэнергетического комплекса активно переводят свои объекты с твердого топлива на газовое. При этом, считают энергетики, выигрывает и компания, и природа.

По данным Комитета по энергетике и инженерному обеспечению, сейчас в Петербурге в системе теплоснабжения работают 10 ТЭЦ ОАО «Территориальная генерирующая компания № 1» (ТГК-1), 6 ведомственных ТЭЦ, 273 котельных государственного унитарного предприятия (ГУП) «Топливно-энергетический комплекс Санкт-Петербурга» («ТЭК СПб»), 286 котельных ООО «Петербургтепло­энерго» и 132 теплоснабжающие организации.

Все ТЭЦ, принадлежащие компании ТГК-1, работают на природном газе, а мазут используется только в качестве резервного топлива. Однако и при работе на газе ТЭЦ выбрасывают в атмосферу достаточное количество загрязняющих веществ, и компании, судя по их заявлениям, продолжают работать над снижением вредного воздействия на окружающую среду. «По итогам I квартала 2015 года объем выбросов производственных объектов ОАО «ТГК-1» в атмосферу снизился на 7,5% по сравнению с аналогичным периодом 2014 года. Ни на одной из 54 электростанций не отмечено превышений установленных экологических нормативов», – сообщают, например, в пресс-службе ТГК-1.

Городские котельные пока не могут похвастаться такой «чистой» статистикой, однако работа по переводу угольных котельных на газ ведется не первый год.

Почти половина петербургских котельных принадлежит ГУП «ТЭК СПб», и основным топливом для большинства из них служит газ. Как сообщила журналу «Экология и право» заместитель руководителя пресс-службы ГУП «ТЭК СПб» Анна Иванова, в 2015 году компания приступила к реализации программы по реконструкции котельных, работающих на твердых и жидких видах топлива (уголь и мазут). Всего таких котельных в ведении ГУП «ТЭК СПб» 34. Двадцать семь объектов в будущем переведут на газ, сообщила представитель ГУП «ТЭК СПб», еще семь будут переоборудованы под центральные тепловые пункты – объекты, не вырабатывающие тепловую энергию, а распределяющие тепло между потребителями. Кстати, перевод котельных на газовое оборудование, по расчетам предприятия, позволит ежегодно экономить более 200 млн рублей. Затраты на реконструкцию смогут окупиться менее чем за три года. Кроме того, эти меры, по оценке компании, позволят значительно снизить объем выбросов в окружающую среду вредных веществ.

При сжигании угля на ТЭЦ или в котельных выделяются диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, бенз(а)пирен, диоксид серы, неорганическая пыль и сажа. При использовании газообразного топлива вместо семи видов загрязняющих веществ выделяются только четыре: диоксид азота, оксид азота, диоксид серы и бенз(а)пирен. Кроме того, сернистого ангидрида (SO2) – токсичного вещества, при отравлении которым появляются кашель, насморк, слезотечение, головокружение, – при сжигании газа выбрасывается в воздух значительно меньше, а сажа исчезает вообще.

Однако даже при переходе на газ приоритетные загрязнители атмосферы в Петербурге – окислы азота и бенз(а)пирен – никуда не исчезают, уменьшается лишь их количество. Причем уровень концентрации бенз(а)пирена, который является веществом 1-го класса опасности и имеет свойство накапливаться – обычно в почве или воде, по словам руководителя Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) Александра Фролова, прозвучавшим в докладе на третьем заседании Федерального экологического совета в Петербурге в июне этого года, автоматической системой мониторинга атмосферного воздуха в городе не измеряется.

А что же в других городах?

Активный перевод объектов ТЭК на газ – тенденция далеко не для всей России: твердое топливо было и, судя по официальным данным, остается основным для отопительных систем многих городов страны.

Как указывает исследование «К оценке влияния деятельности ТЭК на качество окружающей среды и здоровье населения», ссылаясь на данные петербургского НИИ охраны атмосферного воздуха (НИИ «Атмосфера») о выбросах загрязняющих веществ в Российской Федерации, в городах Абакан, Барнаул, Благовещенск, Горно-Алтайск, Красноярск, Кызыл, Чита, Улан-Удэ из общего числа источников теплоснабжения более 70% в 2007 году работало на твердом топливе, и выбросы от энергетических установок составляли более 50-60% общего потока загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников.

Ухудшает ситуацию в Сибири и на Дальнем Востоке резко континентальный климат, а также низкая способность атмосферы к самоочищению, отмечает исследование: в таких природных условиях даже при небольших выбросах вредные вещества могут накапливаться в атмосферном воздухе до высоких концентраций. Средняя концентрация взвешенных частиц – находящихся в воздухе мелких частиц пыли, золы, сажи, дыма, различных химических соединений – в атмосферном воздухе в городах азиатской части России, по данным НИИ «Атмосфера», было в 2007 году на 30% выше, чем в городах европейской части.

Большинство ТЭЦ, работающих на угле, говорится в исследовании, расположены на Урале в Свердловской и Челябинской областях, в регионах Сибири и Дальнего Востока – в Кемеровской, Пермской, Иркутской областях и Забайкальском крае.

При этом использование угля сказывается не только на качестве воздуха, но и в целом на качестве жизни. В регионах с наибольшим использованием угля индекс человеческого развития (ИЧР) – интегральный показатель, включающий ожидаемую продолжительность жизни, грамотность, образование, доходы населения, – в 2006 году был значительно ниже, чем на других территориях страны. Исследование приводит информацию ангарского издания «Оценка адекватности ведомственных систем мониторинга атмосферного воздуха для целей оценки риска здоровью населения / Оценка риска для здоровья от неблагоприятных факторов окружающей среды: опыт, проблемы и пути решения», согласно которому из десяти субъектов РФ с наиболее низким ИЧР в шести регионах доминировало использование угля в качестве топлива (Республика Бурятия, Амурская область, Еврейская автономная область, Забайкальский край, республики Алтай и Тыва). Ожидаемая продолжительность жизни в этих регионах, по данным издания, не превышала 60,9 лет, что на 4,4 года меньше среднероссийского показателя.

Читайте так же:  Штраф иностранцу за отсутствие регистрации

«Выбросы ТЭК, по нашим ориентировочным оценкам, обусловливают примерно 15-20% дополнительной смертности населения, связанной с загрязнением атмосферного воздуха», – пишет автор исследования, руководитель Лаборатории прогнозирования качества окружающей среды и здоровья населения Института народнохозяйственного прогнозирования РАН, профессор Борис Ревич, резюмируя: «Экологически непроработанные решения по строительству и (или) расширению объектов ТЭК могут привести к дальнейшему ухудшению условий проживания и здоровья населения».

Уголь будет жить?

И еще два-три года назад, как следует из доклада Министерства энергетики РФ «Теплоэнергетика и централизованное теплоснабжение России в 2012-2013 годах», ситуация, очевидно, не претерпела сильных изменений.

Из более чем 73 тыс. котельных, действующих в системах централизованного теплоснабжения в России в 2013 году, на твердом топливе работало 34,2%, на газе – 60,2%. В целом по России 20% теплоэлектроцентралей в 2012 и 2013 годах использовали твердое топливо и 76% – природный газ.

Но данные по Сибирскому и Дальневосточному федеральным округам показывают почти зеркальную картинку: до 72% твердого топлива на ТЭЦ и 61-62% в котельных против более 20% газа в Сибири, 53-55% твердого топлива используют котельные на Дальнем Востоке. Впрочем, доля природного газа на дальневосточных ТЭЦ за два года выросла с 44% до 52%.

Несмотря на то, что уголь является одним из самых экологически вредных источников энергии, власти России планируют расширение угольной промышленности. Так, в «Программе развития угольной промышленности на период до 2030 года», обновленной в июне 2014 года, говорится, что реализация принятого документа, в частности, позволит обеспечить рост поставок российского угля для электроэнергетики на внутреннем рынке с 102 млн тонн в 2010 году до 123 млн тонн в 2030 году. Тогда же министр энергетики Александр Новак сообщил на правительственном совещании, что на Дальнем Востоке предусматривается строительство нескольких теплоэлектростанций, использующих в качестве топлива уголь.

Впрочем, технологии сжигания угля все-таки хотят модернизировать. В частности, в «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» указано, что для достижения стратегических целей развития необходимо решить в том числе задачу по расширенному внедрению новых экологически чистых и высокоэффективных технологий сжигания угля.

Но пока что получается, что наряду с ростом числа газовых ТЭЦ и котельных в Петербурге и в других крупных городах страны, как и в регионах добычи угля, продолжают вырабатывать энергию из твердого топлива. И в ближайшие годы городскому населению России, видимо, насладиться чистым и свежим воздухом так и не удастся.

Загрязнения окружающей среды тэц

Объекты энергетики по степени влияния на окружающую среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу. Поэтому при решении выбора источника энергии необходимо учитывать не только экономические, но и экологические последствия возможного влияния объектов энергетики при строительстве и эксплуатации.

Воздействие мини-ТЭЦ на окружающую природную среду возможно следующими путями [2]:

– потребление природных ресурсов (органическое топливо, вода, воздух);

– загрязнение атмосферы продуктами сгорания топлива;

– физическое воздействие (шум, вибрация, электромагнитное излучение, тепловое загрязнение);

– загрязнение почвы образующимися отходами;

– отчуждение территорий для строительства мини-ТЭЦ, подъездных дорог;

Таким образом, при эксплуатации мини-ТЭЦ происходит не только загрязнение атмосферного воздуха продуктами сгорания топлива и тепловыми излучениями, но и акустическое загрязнение окружающей среды. Интенсивное шумовое воздействие на организм человека неблагоприятно влияет на протекание нервных процессов, способствует развитию утомления, изменениям в сердечно-сосудистой системе и появлению шумовой патологии, среди многообразных проявлений которой ведущим клиническим признаком является медленно прогрессирующее снижение слуха.

В данной работе приведены результаты исследований шумового загрязнения окружающей среды мини-ТЭЦ мощностью 4 МВт с 4 газопоршневыми, газотурбинными и дизельными двигателями мощностью 1 МВт. Основными двигателями для мини-ТЭЦ являются газопоршневые и газотурбинные двигатели, использующие в качестве топлива природный газ. Для негазифицированных районов в качестве источника электроэнергии возможно применение мини-ТЭЦ с дизельными двигателями (при использовании дизельного топлива).

Источниками шума мини-ТЭЦ

Источниками шума на мини-ТЭЦ являются двигатели, насосы, компрессоры, устье дымовой трубы, приточно-вытяжная вентиляция, механические вибрации [5].

Двигатели создают шум, который вызывается механическими вибрациями, работой систем охлаждения и выхлопов.

Для уменьшения шума применяют размещение установки в отдельно стоящем здании из монолитного бетона или бетонных блоков толщиной не менее 20 см. Для снижения уровня шума стены и потолок в помещении обиваются другим звукопоглощающим материалом. Для шумоизоляции входная дверь выполняется из звукопоглощающего материала. Для повышения звукоизоляции в работе системы охлаждения используются специальные вентиляционные решетки. Они снижают шумы, которые издает штатный вентилятор для отвода тепла, расположенный на валу двигателя. Для снижения шума от дизельного двигателя используется стандартный глушитель. Глушитель уменьшает шум системы выпуска за счет рассеяния энергии в камерах и на трубчатых перегородках. Выхлопные и вентиляционные трубы оборудуются звукоуловителями.

Шумы газотурбинных двигателей излучаются через воздухозаборный и выхлопной тракты, а также от корпуса агрегата [4]. Через воздухозаборный тракт в атмосферу излучается шум, который имеет аэродинамическую природу и обусловлен турбулентностью потока. В спектре шума всасывания ГТУ имеются тональные составляющие: основная частота вихревого шума для газотурбинных установок (50–160 Гц) пропорциональна числу оборотов в секунду, частоты сиренного шума равны произведению числа лопаток ротора на число оборотов в секунду (1000–5000 Гц). Шум, излучаемый выхлопным трактом ГТУ, вызван процессом горения, высокой скоростью прохождения газов через проточную часть турбины и турбулентностью газового потока. Максимальные уровни шума приходятся на высокие (4000–8000 Гц) и низкие (31–125 Гц) частоты.

Читайте так же:  Эпизод нарушение общественного порядка

Выхлопные газы после двигателя направляются для утилизации в теплообменник, который можно рассматривать как устройство, дополнительно снижающее шум.

Основные причины возникновения вибрации: механическая неуравновешенность роторов; несимметричная электромагнитная система; центровки валов турбин и генераторов нарушение из-за тепловой деформации, или из-за осадки фундамента или неправильной сборки, или при износе соединительной муфты между турбиной и генератором; неправильная шабровка подшипников; трещины в сварке фундаментной плиты и т.д. Вибрация может появиться и в случае тепловой нестабильности ротора. Неуравновешенность ротора может возникнуть из-за неплотной опрессовки обмотки при слабой посадке бандажных или центрирующих колец. Несимметричность электромагнитных сил может возникнуть при наличии воздушного зазора или при появлении виткового замыкания в обмотке ротора.

Влияние шума на здоровье человека может быть различным – от простого раздражения до серьезных патологических заболеваний всех внутренних органов и систем. Прежде всего, страдает слух человека. Повышенный шумовой раздражитель также негативно влияет на нервную систему человека, сердечно-сосудистую систему, вызывает сильное раздражение. Повышенный шум может стать причиной бессонницы, быстрого утомления, агрессивности, влиять на репродуктивную функцию и способствовать серьезному расстройству психики. Зафиксированы функциональные изменения организма под влиянием шума: повышение кровяного давления, нарушение функции щитовидной железы и коры надпочечников, изменение активности мозга и центральной нервной системы.

Оценка шумового воздействия электростанции

Для оценки шумового воздействия электростанции, состоящей из 4 газопоршневых, газотурбинных и дизельных двигателей мощностью 1000 кВт, необходимо произвести расчет уровня звукового давления на территории, прилегающей к зданию. Электростанция размещена в здании, в котором стены выполнены из бетона толщиной 0,2 м. В здании имеется 2 ворот, размером 4×3 м. Исходные данные для расчета шума приведены в табл. 1. Установки находятся в шумозащитном кожухе и установлены глушители на воздухозаборных и выхлопных трактах.

Тепловое загрязнение окружающей среды: источники и последствия

Для всех обитателей Земли человек – самый неудобный и опасный сосед. Его хозяйственная деятельность сопровождается физическим загрязнением биосферы: шумом, вибрацией, излучением различной частоты. Растительный и животный мир в таких условиях деградирует и вымирает. Немалую роль в этом играет тепловое загрязнение – неестественное повышение температуры воды и воздуха в промышленных районах.

Миллиарды лишних килокалорий, выброшенных человеком на ветер, угнетают все живое вокруг, негативно влияют на экосистему регионов.

Источники теплового загрязнения

Тепловое загрязнение распространяется на гидросферу, атмосферу, литосферу.

Источники теплового загрязнения гидросферы

Температурный режим водоемов осложняет работа ТЭС и АЭС. Тепловые и атомные электростанции берут из близлежащих рек и озер воду для охлаждения конденсаторов и турбин, а нагретую жидкость сбрасывают назад с температурой на 8-12° выше обычной.

При производстве 1 кВт•ч электроэнергии в окружающую среду от ТЭЦ поступает 135 ккал, а от АЭС – 1900 ккал лишнего тепла. В связи с этим, средняя температура в водоемах повышается на 5-12°, что оказывает негативное влияние на живые организмы.

Тепловое загрязнение атмосферы

В повышение температурного режима атмосферы вносят свою лепту все промышленные предприятия, но основная нагрузка падает на предприятия энергетики, металлургические, нефтеперерабатывающие комбинаты и транспорт.

Трубы заводов, тепловые двигатели автомобилей загрязняют атмосферу горячими газами с температурой 60-120° – воздух возле них нагревается на 6-7° выше обычного, из-за чего в радиусе 50-100 м от «горячих» труб и факелов наблюдается угнетение растительности и ухудшение условий жизни.

Химический состав выброшенных в атмосферу веществ: углекислого газа, метана, фтор углеродов – способствует образованию парникового эффекта. Газы пропускают ультрафиолетовые солнечные лучи, идущие к поверхности земли, но задерживают инфракрасное излучение тепла в обратном направлении.

В итоге тепловое загрязнение атмосферы над промышленными городами-миллионниками распространяется на высоту до 1 км в радиусе 50-80 км.

Тепловое загрязнение почв

Источниками повышения температуры верхних слоев земли и грунтовых вод служат коммуникационные системы промышленных предприятий и жилых домов:

  • газовые ходы металлургических заводов с температурой до 150°;
  • подвалы для хранения сжиженного газа;
  • сборные коллекторы;
  • теплотрассы, имеющие температуру 65-160°;
  • жилищные коммуникации с температурой до 60°.

Нагретые подземные сооружения повышают температуру грунта на 2-4°. Зимой это приводит к подтягиванию снега, его поверхностный слой просачивается, а верхний слой почвы вымерзает. Летом прогревание грунта приводит к высыханию верхнего слоя земли, снижению плодородности почвы.

Что такое тепловое загрязнение?

Тепловое загрязнение – это опасное для жизни изменение температуры в биосфере. В основном, оно связано с выбросом излишков тепла в воздух и водоемы. Стрессовое повышение температуры в ареале обитания животных и растений вызывает деградацию органической жизни. Главная причина «теплового удара» по природе – деятельность человека.

Все живое на планете обогревается от Солнца, только людям чистой солнечной энергии оказалось мало. Для удовлетворения растущих потребностей человечество использует полезные ископаемые: уголь, нефть, газ, уран. Коэффициент полезного действия при их сжигании не превышает 30-40%. Это значит, что человек использует меньше половины получаемой энергии, а 60-70% тепла выбрасывается в окружающую среду, которая совсем не нуждается в обогреве.

Добытая людьми энергия составляет лишь 0,005% солнечного тепла, поэтому глобальных изменений на планете тепловое загрязнение пока не вызывает. Однако его концентрация в промышленных территориях приводит к нарушениям климата локального масштаба, обедняет жизнь в прилежащих водоемах и на суше.

Карта теплового загрязнения

Меры по защите от теплового загрязнения

Больше всего от теплового загрязнения страдают водоемы, поэтому экологические службы многих стран выработали рекомендации по соблюдению температурного режима в реках, озерах, акваториях морей.

  • В западных странах температура воды не должна повышаться больше, чем на 3° от естественного фона; в озерах США воду можно нагревать не выше, чем на 1,6°, а в морях – на 0, 8°.
  • В России допустимо термическое изменений воды в реках и озерах не больше, чем на 3°. Для рек, которые посещают лососевые, температура воды не должна подниматься в летние месяцы выше 20°С.

Второе направление по защите от термального загрязнения – использование нагретой воды в хозяйственных целях:

  • для орошения полей;
  • для обогрева теплиц;
  • для освобождения ото льда водоемов;
  • для образования искусственных прудов и разведения теплолюбивых рыб.
Читайте так же:  Судебный порядок обжалования постановления уголовного дела

Ученые и хозяйственники ищут все новые сферы использования избыточного тепла.

Влияние теплового загрязнения на окружающую среду

Выброс избыточного тепла в водоемы, атмосферу, в подземные слои постепенно изменяет условия жизнедеятельности растений и животных.

Гидросфера

Тепловое загрязнение гидросферы может привести к полному изменению экосистемы подводного мира, которая будет меняться в сторону упрощения и обеднения.

Рост средней температуры воды уменьшает содержание в ней кислорода. Дело в том, что растворение газов в воде сопровождается выделением тепла. Теплая вода не в состоянии растворить большое количество кислорода – она быстро насыщается и процесс растворения прекращается. Вместе с этим повышается содержание углекислого газа и сероводорода.

Водная среда с повышенной температурой, бедная кислородом, но обогащенная углекислотой и сероводородом – оптимальна для бурного развития сине-зелёных водорослей (цианобактерий). Они являются главными провокаторами цветения воды, вызывают массовую гибель рыб и отравление человека. Кроме того, сине-зеленые водоросли подавляют развитие зеленых водорослей – а они составляют основу питания планктона.

Повышение температурного режима водной среды изменяет количество зообентоса – личинок, моллюсков, рачков и других донных организмов. При температуре воды на дне водоема выше 7,2-7,7° некоторые из них теряют способность быстро размножаться: у одних видов в потомстве появляются одни самки, у других видов в таких условиях задерживается икрометание. Снижение же популяций зообентоса создает трудности с питанием рыб.

При температурном загрязнении в стрессовые условия попадают и рыбы. Чем ценнее порода рыб, тем труднее ей приспособиться и выжить в среде с повышенной температурой:

  1. Во-первых, в теплой воде ускоряется обмен веществ, требуется больше кислорода – а его количество, как уже было сказано, наоборот уменьшается – крупным рыбам становится все труднее выживать.
  2. Во-вторых, острая нехватка кислорода становится препятствием на пути лососевых рыб к местам нереста – они не могут преодолеть участки рек с пониженным содержанием кислорода, поэтому лишаются возможность размножаться.

Форель может приспособиться к существованию в излишне теплом водоеме, но размножаться в нем эта рыба не будет. В третьих, потепление воды создает благоприятные условия для размножения малоценных в промысловом отношении рыб (плотва, окунь, карась)увеличение их численности создает трудности с питанием лососёвых, сиговых, карповых и других ценных пород.

Большое значение имеет скорость и диапазон термального загрязнения. При незначительном и постепенном повышении температуры воды в водоеме, его обитатели имеют возможность приспособиться к существованию в новых условиях. Экологические службы рекомендуют держать температуру рек в водоемах не выше 15° зимой и 21-26° летом.

При сильном и быстром изменении термального режима (больше, чем на 5-6°) начнется резкое уменьшение ценных пород рыб. А при резком скачке температур (с 25° до 35°, например) водные организмы получают термальный шок и гибнут в массовом порядке.

Атмосфера

В мегаполисах концентрируются источники теплового загрязнения: промышленные предприятия, каменные постройки, аккумулирующие солнечную энергию. Это приводит к формированию тепловых куполов над большими городами – воздух в них прогрет на 1-4° выше, чем в окружающей естественной среде.

В таких тепловых островах наблюдаются процессы:

  • вертикальное движение воздушных масс;
  • усиленное образование облаков;
  • частое выпадение дождей;
  • повышенная влажность, её сочетание с запыленностью образует смог, подолгу висящий над городами в безветренную погоду.

Локальное изменение климата в больших городах – один из примеров теплового загрязнения атмосферы.

Литосфера

В больших городах подвергается тепловому загрязнению и почвенный слой. Сильно нагретый или промороженный грунт является средой обитания растений и живых организмов. Температурные аномалии грунта в окрестностях мегаполисов достигают 6-10°: начинается бурный рост теплолюбивых видов растений, которые заглушают остальные виды растений, не успевших приспособиться к новому термальному режиму.

Изменение температуры почвы и грунтовых вод угнетает жизнь на лугах и в лесных массивах в окрестностях городов, снижает продуктивность с/х угодий. Свою лепту в ухудшение природной среды вносят повреждения газо- и теплопроводов.

Последствия

Тепловое загрязнение относится к воздействиям, которые изменяют физические характеристики среды обитания растений, животных, человека.

  • Изменяется климат в промышленных многолюдных районах: тепловые острова, постоянная облачность, смог.
  • Обедняется жизнь в водоемах и морских акваториях, вырождаются ценные промысловые породы рыб.
  • Повышается температура почвы и подземных вод, что приводит к уничтожению многих видов растений и микроорганизмов.

Последствия теплового загрязнения наносят обществу экономический, эстетический, экологический ущерб. Снижается добыча ценных пород рыб, деградируют ландшафты, исчезают с лица земли уникальные экосистемы.

Как предотвратить тепловое загрязнение?

Для того, чтобы тепловое загрязнение не стало глобальной проблемой, человечество должно совершить постепенный переход с использования ископаемого топлива на альтернативные источники энергии: солнечную радиацию, энергию ветра и воды.

Уже сегодня тепловое загрязнение от ТЭЦ можно уменьшить, если вместо паровых турбин использовать магнитогидродинамический метод преобразования тепла в электричество. Экологам и биологам предстоит рассчитать границы, в которых человеческое вмешательство не принесет вреда биосфере.

Контроль температурного режима водоемов

Для того, чтобы сохранить температуру води в реках и озерах на естественном уровне, персонал ТЭС и АЭС использует специальные приспособления.

  • Охладительные бассейны – искусственные резервуары, в которые поступает нагретая вода. Здесь её температура понижается за счет испарения – и она снова поступает в систему охлаждения турбин.
  • Градирни – высокие резервуары для охлаждения воды. Их преимущество в том, что они занимают меньше места, чем охладительные бассейны. Охлажденная вода вновь поступает на промышленный объект.
  • Когенерация – использование нагретой воды для отопления жилых помещений.
Видео (кликните для воспроизведения).

Тепловое загрязнение – сравнительно молодая экологическая проблема, решить которую могут совместные усилия ученых, хозяева промышленных предприятий, политики и государственные деятели. Важно не допустить, чтобы тепловое загрязнение из локальной проблемы приобрело глобальные масштабы.

Источники

Загрязнения окружающей среды тэц
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here