- •Природоохранные технологии тэс и аэс
- •Содержание конспекта лекций
- •Лекция 1. Основы глобальной экологии как науки. Значение природоохраны в энергетике
- •Парниковый эффект
- •Озоновый слой
- •Выбросы, сбросы, загрязнения
- •Основные законы экологии
- •1. Закон физико-химического единства (в.И. Вернадский)
- •2. Закон устойчивого развития
- •3. Законы энергоэкологической толерантности (выносливости) человека, всего живого мира и 3-х сред обитания.
- •Биосфера
- •Экологические трудности Российской энергетики
- •Итоговые выводы
- •Лекция 2. Энергоэкология и ее задачи. Воздействие тэс и аэс на окружающую среду Задачи энергоэкологии, как науки. Сопоставление тэс и аэс.
- •Сопоставление тэс и аэс
- •Влияние электрических сетей на окружающую среду
- •Лекция 3. Технологии десульфуризации на тэс
- •Десульфуризация в котле
- •Десульфуризация газа и жидкого топлива
- •Метод прямого обессеривания
- •Лекция 4. Удаление серы из мазута Газификация сернистого мазута на тэс с очисткой продуктов газификации от серы
- •Лекция 5. Очистка дымовых газов от окислов серы
- •Мокрые способы очистки
- •Лекция 6. Технология денитрации при сжигании энергетических топлив на тэс
- •Способы снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания
- •Химическое воздействие присадками на факел горения
- •Лекция 7. Промышленная очистка дымовых газов от nOx
- •Природоохранные технологии на тэс с гту
- •Лекция 8. Основы золоулавливания на тэс
- •Механические золоуловители
- •Расчет батарейных циклонов (бц)
- •Расчет золоуловителей с трубой Вентури
- •Сокращение выбросов твердых частиц в атмосферу
- •Лекция 9. Устройство и работа электрофильтра
- •Основы расчета электрофильтра
- •Комбинированный золоуловитель
- •Аэродинамика потока в электрофильтре
- •Обслуживание электрофильтра, его задачи
- •Лекция 10. Дымовые и вентиляционные трубы
- •Особенности выбора числа и типа дымовых труб
- •Основы аэродинамического расчета дымовых труб
- •Учет и ограничение выбросов
- •Лекция 11. Удаление, складирование золошлаков на тэс
- •Лекция 12. Технологии защиты от вредных сбросов тэс, аэс, химического и теплового загрязнений Водные балансы тэс, аэс, их особенности
- •Основные технологии защиты водоемов-охладителей (во) от химзагрязнений сбросными водами
- •Технологии очистки сточных вод
- •1. Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами
- •2. Сбросные воды от обмывки регенеративных воздухоподогревателей (рвп) и конвективных поверхностей котлоагрегатов (мазутные тэс).
- •3. Сбросные воды от водоподготовительных установок.
- •5. Воды от химических очисток теплосилового оборудования.
- •6. Воды консервации теплосилового оборудования.
- •7. Воды, сбрасываемые системами гидрозолошлакоудаления (только тэс на твердом топливе).
- •Бессточный режим работы тэс, аэс
- •Защита во от теплового загрязнения
- •Основные балансовые уравнения охлаждения циркводой конденсаторов
- •Требования к ограничению тепловых загрязнений
- •Лекция 13. Технологии очистки газообразных радиоактивных отходов аэс
- •Очистка технологических газов
- •Очистка вентвоздуха
- •Парогазоаэрозольный фильтр защитных контейнментов аэс с ввэр. Обеспечение целостности защитной оболочки.
- •Дезактивация оборудования на аэс.
- •Дезактивация оборудования от тро.
- •Дезактивация жро
- •Лекция 14. Обращение с отходами аэс. Снижение объема отходов
- •Снижение загрязняющих сбросов и отходов аэс
- •Порядок определения нормативов плат за выбросы аэс
- •Радиационные характеристики сжигания каменного угля
- •Лекция 15. Воздействие топливного цикла аэс на окружающую среду
- •Топливный цикл
- •Получение концентратов чистых соединений и преобразование урана
- •Обогащение урана
- •Анализ безопасности захоронений ядерный отходов
- •Переработка отвс на основе uo2для замкнутого топливного цикла
- •Радон и меры защиты.
- •Лекция 16. Приоритеты в области природоохранных технологий в энергетике
- •Лекция 17. Основы экологической политики в России сегодня и на перспективу до 2020–2030г.
- •Совершенствование электрофильтров и золоудаления
- •Сероочистка дымовых газов
- •Денитрация дымовых газов
- •Ограничение выбросов co2
- •Снижение объема сточных вод
- •Оценка рисков загрязнения окружающей среды
- •СпиСок Литературы
- •Приложение 1. Основные радионуклиды (радиоактивные изотопы) основных элементов
- •Приложение 2. Меры жидких и сыпучих тел.
- •Приложение 3 Терминология.
- •Приложение 4. Средние показатели выбросов и сбросов для аэс с ввэр 1000.
3. Сбросные воды от водоподготовительных установок.
Продувочные воды предварительных очисток – слабощелочные, содержат известковый шлам и хлопья коагулянта. Направляются в систему гидрозолоудаления (ГЗУ) или шламоотвалы.
Воды от промывок и взрыхления механических фильтров – содержат механические взвеси, хлопья коагулянта. После очистки возвращаются в цикл водоподготовки.
Регенерационные воды ионитовых фильтров – высокоминерализованные щелочные и кислые воды. Проводят их нейтрализацию известью. Солесодержание нейтральных стоков – 4000–9000 мг/кг. Их направляют на добавку в систему ГЗУ или в пруды-испарители и выпарные установки.
Захоронение сухих солей и шлама - самостоятельная экологическая проблема.
4. Воды, загрязненные иввиолью.
Эти воды подаются в топку котлов, где при 600 °С разлагаются на соль, P2O5 и CO2. Других способов очистки вод от этого редко применяемого сейчас масла нет.
5. Воды от химических очисток теплосилового оборудования.
Содержат сложную палитру химических веществ. После нейтрализации обрабатываются щелочными растворами.
6. Воды консервации теплосилового оборудования.
Содержат гидразин и аммиак. На ТЭС с оборотной системой ГЗУ сбор отработанных промрастворов производится в золоотвал: pH > 8 – без нейтрализации, pH < 8 – с нейтрализацией. Нужно, чтобы в золоотвале наблюдалось значение pH = 7. При наличии ГЗУ нейтрализуют стоки с направлением на выпарные установки.
7. Воды, сбрасываемые системами гидрозолошлакоудаления (только тэс на твердом топливе).
Сбросы осуществляют только при больших осадках или для поддержания солевого баланса. Сброс во всех случаях проводят только в замкнутые водоемы ограниченного пользования. Химический состав этих вод весьма неоднороден.
Бессточный режим работы тэс, аэс
Перевод ТЭС на систему сухого золоудаления частично решает проблему золоотвалов.
Сухие методы складирования золы и шлаков, летучая зола и шлак перерабатываются в механически прочные и химически инертные гранулы, затем транспортируются в места свала колесным транспортом.
Зола, увлажненная до 14–16%, перемещается на место свала, где бульдозерами распределяется в слой толщиной до 300 мм, а затем уплотняется виброкатком до плотности 1600 кг/м3. Во избежание пыления зола увлажняется поливальной машиной. Затем наносят слой почвы 300 мм и участок передается под строительство или посевы.
При условии отвода поверхностных стоков и перехвата грунтовых вод способ экологичен.
Защита во от теплового загрязнения
Тепловое загрязнение это гидрохимикобиологические процессы в ВО под действием тепла, поступающего с циркводой.
Для предотвращения теплового загрязнения ВО и соблюдения норм по температурному режиму применяют дополнительные охладители иных типов: градирни, брызгальные установки и др. (как правило для предварительного охлаждения части циркводы).
Основные балансовые уравнения охлаждения циркводой конденсаторов
Основное тепло: .
Здесь: Qконд – тепло, сбрасываемое через конденсатор в водоем-охладитель; Gцв – расход циркводы; tх, tн – температура прямой (холодной) и обратной (нагретой) циркводы; Gп – расход пара в конденсатор; rп – скрытое тепло конденсации; x – степень сухости пара в конденсаторе; tк, – температуры конденсата при полном давлении в конденсатореpк и при парциальном давлении водяных паров (переохлажденного). Можно обеспечить, т.е. при той же температуре воды в ВО. За счет ступенчатой конденсации пара можно снизить тепловые сбросы (тепловое загрязнение). В широком смысле, любое мероприятие, способствующее росту КПД турбинного цеха, приводит к снижению тепловых сбросов.
Дополнительные меры борьбы с тепловым загрязнением:
увеличение кратности циркуляции в десятки раз;
брызгальные бассейны с глубинным забором и плавающими брызгальными модулями;
отвод теплоты в теплицы и организация теплового рыбохозяйства (промыслового)
водосбросы с переливным порогом, струйные водосбросы с эжекцией;
сезонная аккумуляция теплой воды с использованием ее зимой для целей динамического отопления;
использование подогретой воды после конденсаторов в городском водопроводе (водопроводы «спутники»).
комплексное применение различных мер.
|
|
Рис. 12.1. Схема охлаждения конденсатора и конечный участок процесса расширения пара в h-Sдиаграмме
|
|
а)
|
|
б)
Рис. 12.2. Эффективность ступенчатой конденсации пара:
а – одноступенчатая; б – двухступенчатая
Наиболее существенным может быть дополнение водоема-охладителя градирнями, имеющими специфическое экологическое воздействие.
Влияние градирен различного типа на окружающую среду видно из следующей схемы (табл. 12.1).
Таблица 12.1
Тип охладителя |
Схема охладителя |
Влияющие факторы |
1. Башенная градирня (открытая) |
|
Туманообразование, шум, климатические изменения и респираторные заболевания, потери с уносом, химическое загрязнение почв |
2. Водоем-охладитель (оборотное охлаждение) |
|
Потери воды на испарение, отчуждение земли под ВО |
3. Радиаторная (сухая) башня |
|
Шум, ухудшенный вакуум, большие тепловые потери, низкий КПД блока.
|
4. Вентиляторная вытяжка воздуха по типу 1) и 3) |
|
К вариантам 1) и 3) добавляются шум от вентиляторов. Доля СН растет, но КПД брутто тоже растет |
В России, в последних проектах ВО АЭС реализуются ЭБК (энергобиологические комплексы), использующие тепловые сбросы.
Так, в состав энергобиологического комплекса крупной АЭС входят:
тепличное производство;
тепловодное рыбное хозяйство;
микробиологическое производство;
холодильное хозяйство;
предприятия по переработке продукции ЭБК.
Перечень продукции, производимой в год за счет тепловых отходов одного блока АЭС мощностью 1000 МВт приведены в табл. 12.2.
Таблица 12.2
Примерный годовой объем продукции ЭБК блока АЭС мощностью 1 ГВт
Продукция |
Площадь, га |
Выход продукции | |
на единицу площади |
всего, тыс. т | ||
Тепличное |
100–200 |
30 кг/м2 |
30–60 |
Шампиньоница |
1 |
80 кг/м2 |
0,8 |
С орошаемых полей |
1000 |
250 ц/м2 |
25 |
Живая рыба |
10 |
70 кг/м2 |
7 |
Продукты биосинтеза |
– |
– |
1,5–1,7 |
Биогаз |
– |
– |
1,0 млн. м3 |
Всего |
1111–1211 |
– |
– |
На последующих этапах развития ЭБК от блока АЭС 1 ГВт можно использовать 800 Гкал/ч или ~40% всего сбрасываемого тепла:
обогрев 1000 га открытого грунта – 250 Гкал/ч – выход продукции до 200,0 тыс. т;
обогрев теплиц 100 га – 500 Гкал/ч – выход продукции до 20,0 тыс. т;
переработка отходов рыбоводства и растениеводства, выращивание грибов – до 50 Гкал/ч – выход продукции до 1 тыс. т в год;
рыбоводство – выход продукции 6,8 тыс. т в год.