ЭНЕРГЕТИКА И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

ЭНЕРГЕТИКА И ОКРУЖАЮЩАЯ
СРЕДА
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
ГОРОДОВ
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ В
ГОРОДАХ
• Влияние энергетики на окружающую среду
определяется типом источника энергии:
• 1. Конденсационные ТЭС;
• 2. Теплофикационные ТЭЦ;
• 3. Атомные АЭС;
• 4. Гидравлические ЭС (ГЭС);
• 5. Газотурбинные ЭС (ГТУ);
• 6. Парогазовые ЭС (ПГУ);
• 7. Котельные.
В России основная выработка энергии приходится на
тепловые ЭС (около 70%), ГЭС -18%, АЭС – 12%
• ТЭС, ТЭЦ, ГТУ, ПГУ, Котельные для выработки энергии
используют разные виды органического топлива.
• ТЭС, ТЭЦ и котельные могут работать на твердом,
жидком и газообразном топливе. ГТУ и ПГУ используют
природный газ (реже дизельное топливо).
• Основное воздействие – выбросы веществ (продуктов
сгорания) в атмосферу.
• Кроме этого: тепловое загрязнение, потребление
кислорода воздуха и воды, сброс загрязнений в
водоемы и реки, увеличение испарения воды при
сбросе нагретой воды в реки, пруды(после
конденсатора температура воды увеличивается на
25…30 град. С).
Воздействие энергетики на ОС
ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ
• Рабочая масса органического топлива состоит
из C, H, S, N, влаги, негорючих фракций.
• Полное сгорание: диоксид углерода, пары
воды, окислы серы, окислы азота, зола.
• Неполное сгорание: дополнительно
образуются окись углерода, углеводороды
(ЛОС), канцерогены.
• Россия, выбросы в атмосферу: окислы серы-2 млн.т ; окислы азота700 тыс.т; метан и ЛОС-7 тыс.т; твердые частицы (без золы)- 1,5
млн.т (2000 г.)
Выбросы продуктов сгорания.
Влияние окислов С и S
• Диоксид углерода – основной парниковый газ,
влияние на глобальный климат…
• Окись углерода-ядовитое вещество.
• Окислы серы: SO2 - SO3 - c влагой воздуха – серная
кислота. Воздействие на людей, растения, живые
существа, разрушение строительных конструкций.
• Концентрация SO2 в дымовых газах ТЭС:
0,02…0,5%(без сероочистки). (1% - примерно 17 мг/куб.м)
• 0,2…0,3мг/куб.м – сосна погибает за 2…3 года, порог
для лиственных – 0,5…1мг/куб.м
• Люди – дых. пути, сердце; порог – от 0,1мг/куб.м
• Локальное и региональное воздействие.
Распределение SO2 в Москве
(чем темнее, тем выше концентрация)
Снижение выбросов оксидов серы
• Практически на ТЭС используют около 20
способов для удаления SO2 из дымовых
газов.
• Наиболее часто – варианты сухой или
мокрой известняковой очистки, при
которой диоксид серы связывается,
образуя гипс.
• Эффективность очистки – около 70%.
Окислы азота
• Смесь монооксида и диоксида азота.
• В отличие от окислов серы образуются из атмосферного азота в
зоне пламени топлива (температура выше 1000 град.С).
• Диоксид очень токсичен, химически активный, растворяется в
воде.
• Повышенные концентрации в приземном слое воздуха
оказывают вредное воздействие на здоровье человека, на
растения и животный мир.
• Опасен для дыхательной системы, (200…500мг/куб.м опасно
для жизни).
• Для растений при 4…6 мг/куб.м замедление роста, угнетение.
• Окислы азота могут участвовать в образовании смога.
Снижение выбросов окислов азота
• Регулирование режима горения, чтобы
снизить скорость окисления атмосферного
азота в факеле горячих газов (есть
ограничения по КПД энергоустановки).
• Разложение оксидов азота до восстановления
молекулярного азота с выделением паров
воды и CO2:
= селективное каталитическое восстановление;
(эффективность до 95%, дорого – десятки млн. евро на блок 200 МВт).
= селективное некаталитическое восстановление.
(эффективность до 50% , но значительно дешевле).
• ЛОС опасны для здоровья, воздействуют на
экосистемы. Среди них есть канцерогенные
соединения.
• Водяной пар – повышение влажности в районе ЭС.
Образуется при сгорании топлива и из градирен.
• Зола (сжигание угля, гор. сланцев) – проблема
территорий, загрязнение почвы, необходимость
утилизации.
• Твердые частицы в дымовых газах – загрязнение
воздуха, грунтовых вод, почвы. Фильтры очень
эффективны (98…99,5%).
Использование воды на ТЭС
• Электроэнергетика РФ – 70%
промышленного потребления воды.
• Получение водяного пара для паровой
турбины: на 1 кг пара – 60…100 кг воды.
• Самый большой расход связан с отбором
тепла (конденсация пара). КЭС и, особенно,
АЭС требуют много воды для охлаждения.
Теплота рассеивается в окружающую среду.
АЭС, ГЭС и ОС
• АЭС и ГЭС в городах не строят, поэтому
значительного влияния на городскую экологию не
оказывают.
• Проблемы ГЭС – водохранилища, изменение
режима стока рек.
• Находясь вблизи города, влияют на локальный
климат, повышается влажность воздуха. Воздушный
бассейн АЭС значительно чище ТЭС, но расход воды
и тепловое загрязнение больше.
• Опасность аварий на АЭС – долговременное
пагубное воздействие на людей и экосистемы.
Влияние электромагнитных полей (ЭМП)
• По масштабам воздействия можно считать
глобальной проблемой.
• Доказано воздействие на людей, животных,
насекомых, рыб, в том числе – болезнетворное.
• Электрическое и магнитное поле Земли –
естественные факторы воздействия на человека,
он к ним адаптировался.
• Антропогенная энергетика привела к созданию
устройств, создающих ЭМП большой
интенсивности и отличающихся от природных.
Энергетика и ЭМП
•
•
•
•
Объекты энергетики создающие сильные ЭМП:
= Электростанции;
= ОРУ электростанций и подстанций;
= ЛЭП;
• Диапазон напряжений 10…1000кВ.
• Частота 50 (60) Гц. В промышленных и бытовых установках0…10кГц.
• В городах основные источники – ЛЭП и ОРУ. Напряжение в них
достигает 500 кВ.
• Допустимые значения напряженности электрического поля для
людей от 1 до 5 кВ/м, а в зоне ЛЭП и ОРУ они могут достигать 30 кВ/м.
• ЭМП 1кВ/м у поверхности земли создают ЛЭП и эл.уст. 110кВ и выше.
Объекты энергетики в Москве и области
СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ ЭМП
•
•
•
•
Различают пассивные и активные способы.
Пассивная защита:
расстоянием;
временем воздействия;
экранированием;
градостроительными мероприятиями;
Активная защита – это снижение излучаемой
мощности источника, изменение
характеристик излучения или времени его
действия.
ЛЭП в Москве
(Кантемировская улица)
Воздействие шума
• Источники шума на электростанциях –
вращающиеся машины (турбины,
электрогенераторы). Поэтому наиболее высокий
уровень шума (до 100дБ) – в машинных залах
(воздействие на работающих). Для населения мало
заметно.
• Есть нормы за пределами ССЗ, их необходимо
соблюдать. Устанавливают шумопоглотители.
• Уменьшение вибраций – правильное сооружение
фундаментов.
• Аварийные сбросы пара в атмосферу: шум более
130 дБ. Редко и кратковременно!