- •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.
Радон и меры защиты.
Радон – продукт распада урана и тория. Период полураспада . Содержание в земной коре .
Уран и торий (Th) присутствуют в камнях (граниты), почве, воде и др. в виде уранитов , монацитов - и др. соединений.
Газ радон выходит из мест рождения через микропоры, трещины и попадает в самую активную и всепроникающую среду – воздух. В неблагоприятных условиях через вдыхаемый воздух в легкие попадает избыточное количество радона.
Радон не имеет ни вкуса, ни запаха, ни цвета, но негативно (через ионизацию) воздействует на организм при попадании в легкие. Кроме того, через последующие продукты распада радона воздействие продолжается.
Вместе с тем радон способен улучшать работу нервной системы, органов кровообращения, суставов – только, когда принимается растворенным в воде, в малых нормируемых дозах, в виде радоновых ванн, в хорошо проветриваемых помещениях.
С латыни «Эман» - радон. 1Е (Эман) внесистемная единица концентрации в курортологии – бальнеологии, эквивалентная активности раствора. Средняя концентрация радона в домах (США) – при этом заболевают раком лёгких (радоновая этиология) – 3-4 человек из тысячи, а при концентрации - 30-40 человек (сверх временного тренда).
П
100%
ИИИ 30%
Техн. 70%
природа 30-60%
Радон отн. 70-40% отн.
другие 21-42%
абс. 49-28%
абс.
Рис. 15.3 Схема распространения радона.
Поэтому необходимы радоновые научные программы. Одна из таких программ реализована в США; в городе Цинцинатти - где был проведен мониторинг радона в зданиях культурного назначения, расположенных на первых этажах.
В США проведение защитных мероприятий требуется при концентрации радона ;
настойчиво рекомендуется ;
не требуется .
Госкомсанэпидназор России требует соблюдения норм:
во вновь строящихся домах ;
уже заселенных .
Кром того введен показатель по гамма - фону.
Лекция 16. Приоритеты в области природоохранных технологий в энергетике
Важнейший путь снижения вклада энергетики в загрязнение окружающей среды:
повышение КПД электростанций и энергетических технологий производства;
другой путь – это энергоресурсоэкономия при генерации, распределении и потреблении энергии, а также и при производстве энерготехники и сооружении энергообъектов.
Важно снижение объема суммарных воздействий на окружающую среду на единицу полезного эффекта, учет системного подхода и того общего закона, что нет вполне экологически чистых источников. Необходимо также:
реализация природоохранных и защитных мероприятий, включая компенсирующие, путем реконструкции, модернизации, улучшения, рационализация всех процессов и узлов в энергетике:
совершенствование законодательной базы, системы контроля и мониторинга за сбросами, выбросами, отходами, системы идентификации виновных юридических лиц и их наказания на основе реального нанесённого ущерба, но не условного.
Оценим значимость первого пути для энергетики России на основе анализа схем блоков повышенной эффективности (БПЭ).
Основные технические решения, повышающие КПД и общую эффективность таких энергоблоков следующие: более глубокая газовая регенерация наравне с паровой за счет включения в рассечку между 3-мя пакетами воздухоподогревателя 9 теплообменников 6 и 7 на байпасе ПНД и ПВД соответственно; применение деаэрационных устройств в конденсатосборнике и отсутствие деаэратора; использование смешивающих ПНД 1 и 2 по гравитационной схеме, двухподъемная схема с единым турбинным приводом, позволяющая во всех поверхностях нагрева в системе регенерации, включая ПВД, иметь пониженное рабочее давление; полнопроходной сепаратор сниженного сопротивления и т.д.
Ограничения на выбросы в атмосферу со временем будут значительно жестче. Поэтому и в блоках повышенной экономичности должны быть и будут приняты все те меры по достижению перспективных сниженных выбросов оксидов серы, азота, золы, которые были предложены в разработках по известной программе "Экологически чистые угольные ТЭС". Системы водоподготовки во всех случаях будут ориентированы на применение современных технологий приготовления подпиточной воды с минимальными расходами реагентов и воды.
Рис. 16.1. Схема блока повышенной эффективности (БПЭ): 1 – экономайзер; 2 – экранная система; 3 – пароперегреватель; 4 – полнопроходной сепаратор; 5 – промежуточный пароперегреватель; 6 – теплообменник на байпасе ПНД; 7 – теплообменик на байпасе ПВД; 8 – охладитель воздуха; 9 – воздухоподогреватель; 10 – дутьевой вентилятор; 11–13 – ПВД №7–9; 14 – турбопитательный насос; 15 – смеситель; 16 – ПНД №5 и №6; 17 – ПНД №3 и №4; 18–19 – смешивающие ПНД №1 и №2; 20, 21 – конденсатные насосы; 22 – блочная обессоливающая установка; 23 – БРОУ; 24 – линия сброса пара из "горячих" паропроводов промперегревателя; I–IX– потоки отборного греющего пара
Таблица 16.1
Важнейшие мероприятия повышения экологичности и эффективности ЭС
Мероприятие |
Описание технологических изменений |
Что достигается для экологии |
1 |
2 |
3 |
Повышение начальных параметров пара ТЭС |
Котельные агрегаты и турбоустановки на сверхкритических параметрах пара 27–30 МПа, 580–600 °С, возможно с двухкратным промперегревом. |
Рост КПД и снижение выбросов на единицу полезной отпущенной энергии. |
Повышение КПД котла |
Глубокое до 90–100 °С охлаждение уходящих газов путем установки на его хвосте между ступенями трубчатого воздухоподогревателя дополнительных теплообменников, включенных в байпас ПНД и ПВД. |
Вытеснение части турбинной регенерации, но развитие газовой регенерации. КПД турбины падает, но КПД блока растет примерно на 2% абсолютных. |
Продолжение табл. 16.1
1 |
2 |
3 |
Реконструкция топочных устройств для канско-ачинских бурых угли березовского месторождения |
Восемь вертикальных блоков горелок (по 2 на каждой стене), восемь пылесистем с прямым вдуванием, мельницами, вентиляторами и газовой сушкой. Рециркуляция дымовых газов, температура горения до 1270 °С. Отсутствует интенсивное шлакование экранов и достаточно высокое связывание серы золой топлива |
Степень золоулавливания (ЗУ): 99,3–99,6% 300–400 мг/м3оксидов серы 200–250 мг/м3оксидов азота |
Для кузнецкого каменного уголя |
Призматическая топка с вихревым встречно-размещенными горелками (на 50% снижение образования оксидов азота), трехступенчатое сжигание по высоте топки. Требуемая степень ЗУ 99,7–99,8% может обеспечиваться только рукавными фильтрами и электрофильтрами (ЭФ) с знакопеременным импульсным электропитанием. Снижение SOx: ввод известняка в высокотемпературную зону котла (СНКВ) + мокросухая известковая суспензия в форкамеру перед первым полем ЭФ. Снижение NOx: ввод аммиака в высокотемпературную зону. |
оксиды серы 300–400 мг/м3(при α=1,4) и ниже
оксиды азота 350–400 мг/м3 |
Модернизация турбинной установки |
Снижение выходных потерь в последних ступенях, лопатки 1200 мм и саблевидные сопловые аппараты. Снижение утечек пара через уплотнения. Уменьшение концевых потерь. Аэродинамическое совершенствование выхлопных патрубков. Совершенствование конденсационных установок (шарико-очистка, частотно-регулируемый привод) |
повышение ηoiна 1,5%
+ 0,6–1,0%
+ 1,5% + 0,6–0,8% |
|
Бездеаэраторная схема. Двухподъемная схема ПН. Два смешивающих ПВД по гравитационной схеме. Паропроводы, вспомогательное оборудование, АСУ ТП. |
КПД до 49,0–50,5% 7350–7200 кДж/кВт·ч |