5.3.Расчет предельно допустимой площади и мощности теплоэнергетической станции.

Требуется определить предельно допустимую площадь и мощность энергетического объекта (ТЭС, ВЭС, БиоТЭС) с учетом экологических нормативов на стациально-деструктивное загрязнение.

Ландшафтные экосистемы хорошо приспособлены к рассеиванию энергии и противостоят процессу энтропии своей саморегуляцией, включая процесс экологического дублирования. Человек постоянно нарушает способность саморегуляции экосистем (организмов) частыми и резкими воздействиями, которые приводят к усилению энтропии вплоть до деградации природы.

Площадь территории равна: А_тр=1893 км² 10⁶ м²/км²=1,893 10⁹ м².

Непродуктивные земли от общей площади составляют:

А_нп.з=А_бл+А_ов+0,5А_г+А_пз+А_ад+0,5А_км+А_об+А_тр+А_вл+А_к=

=1,5+5+2,9+4+4,8+2,5+1,2=21,9%

откуда А_нп.з=0,219 А_тр=0,219 1,893 10⁹=0,415 10⁹ м²

Продуктивная площадь района:

А_пр=А_тр-∑А_нпз=1,893∙10⁹-0,415∙10⁹=1,478∙10⁹ м²

Удельная продукция биомассы на территории района за календарный год:

р_уд=x₀∙р_м=5,75∙0,1=0,575 кг/м²∙год

где р_м=1 кг/балл-масштабный коэффициент перевода продуктивности ЭС в баллы.

Общая продукция биомассы территории равна:

Р_п.б.=р_уд∙А_пр=0,575∙1,478∙10⁹=0,85∙10⁹ кг/год

Каждый килограмм продукции биомассы эквивалентен ω_к=4000 ккал энергии. Отсюда общая продукция биомассы, равноценная произведенной биоэнергии, ккал:

W_к=P_п.б.∙ω_к=0,85∙10⁹∙4000=3,4∙10¹²ккал/год

Годовая продукция лесо-агроэкоистемы района, эквивалентная выработке валового количества электроэнергии:

W_эл=W_к∙ ω_к=3,4∙10¹²∙1,16∙10^-3=3,944∙10⁹ кВт-ч/год

При равномерной загрузке агрегатов и их коэффициенте полезного действия η_агр.=0,4 для выработки такого количества электроэнергии потребуется фактическая мощность энергообъекта

η_агр∙N_э.о.=W_эл/n_ч

η_агр∙N_э.о.=3,944 ∙10⁹ кВт-ч/год/8760 ч/год=0,45 ∙10⁶ кВт,

откуда N_э.о.= 0,45 ∙10⁶/ η_агр

N_э.о.= 0,45 ∙10⁶/0,4=1,126∙10⁶ кВт=1126 МВт;

Критический коэффициент устойчивости лесо-агроэкосистем района составляет к_д.мин=0,60. следовательно, предельная техногенная энергетическая нагрузка на территории может быть принята равной 0,60. Отсюда предельно допустимая мощность ТЭС района составит:

N_ТЭС.пр=к_д.мин∙N_э.о., N_ТЭС.пр=0.6∙1126=676 МВт.

Фактическую суммарную мощность ТЭС Сызранского района, включая местные котельные установки, определим условно по требуемому расходу тепловой и электрической энергии на общее число жителей городских и сельских административных районов:

N_ТЭС.ф=(n_г.ж.∙ ω_э.г.+n_с.ж.∙ ω_э.с.)/( η_агр∙n_ч∙T)

где n_г.ж.-число городских жителей Сызранского района,

n_с.ж.-число сельских жителей равна,

ω_э.с.-количество электроэнергии, кВт-ч, расходуемой на одного сельского жителя в год, ω_э.с.=2000 кВт-ч/год;

ω_э.г.- количество электроэнергии, кВт-ч, расходуемой на одного городского жителя в год, ω_э.с.=3000 кВт-ч/год;

η_агр-коэффициент полезного действия электрического агрегата;

n_ч-число часов в сутках, n_ч=24 ч/сутки;

T-число дней в календарном году, Т=365 дн./год.

N_ТЭС.ф=(0,2044∙10^6∙3000+0,02528∙10⁶∙2000)/(0,4∙24∙365)=

=0,189∙10⁶ кВт≈190 МВт;

Фактическая используемая мощность ТЭС не превышает в 0,28 раза

(N_ТЭС.ф / N_ТЭС.пр =190/675,6=0,28)предельно допустимую энергетическую нагрузку на экосистемы района.

Определим фактически допустимую площадь, необходимую для размещения на территории района ТЭС. С учетом санитарно-производственных нормативов и экологических требований размещения, утилизации и захоронения отходов производства, на каждые 50МВт мощности ТЭС требуется площадь землеотведения, равная 1 кв.км.

Площадь территории для размещения отходов производства на полигонах:

А_ТЭС.ф =N_ТЭС.ф/50=675,6/50=13,5 км².