- •Природоохранные технологии на тэс
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1.Современные технологические способы подавления оксидов азота
- •1.1. Этапы развития котельной техники России
- •1.2. Двухступенчатое сжигание.
- •Отрицательные последствия применения двухступенчатого сжигания
- •Опыт компании «Mitsui Babcock» по усовершенствованию двухступенчатого сжигания
- •1.3. Внедрение метода трехступенчатого сжигания на угольных электростанциях в России и снг
- •1.4. Усовершенствование метода трехступенчатого сжигания
- •1.5. Концентрическое сжигание
- •1.6.Подача воды или пара в зону горения.
- •Практическая реализация снижения nOx за счет впрыска пара
- •1.7. Опыт мэи по подавлению оксидов азота впрыском воды в зону горения
- •1.8. Рециркуляция дымовых газов
- •2. Сжигание топлив в кипящем слое
- •2.1. Сжигание твердых топлив в топках котлов, с классическим кипящим слоем
- •2.2. Топки с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.1. Отечественные котлы с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.2. Котлы с циркулирующим кипящим слоем под давлением
- •2.2.3.Зарубежные котлы с кипящим слоем (промышленный опыт)
- •Котлы с кипящим слоем, эксплуатируемые в сша
- •Применение котлов с цкс для сжигания сланцев
- •1.3.Сжигание твердых топлив с использованием аэрофонтанных предтопков
- •3. Плазменная технология
- •4. Разработка новых конструкций топочных камер для сжигания углей
- •4.1. Вихревые топки с жидким шлакоудалением
- •4.2.Принцип технологии вихревого низкотемпературного сжигания
- •4.2.1. Экономичность вир технологии
- •4.2.2. Экологические показатели
- •4.2.3.Надежность и маневренность
- •4.2.4. Результаты испытаний модернизированного котла пк-38 (ст. № 3а) Назаровской грэс
- •4.3.Пылеугольный котел с кольцевой топкой для крупных энергоблоков
- •5.Низкоэмиссионные горелочные устройства
- •5.1. Газомазутные малотоксичные горелки Классификация малотоксичных горелок
- •5.2. Зарубежные разработки малотоксичных горелок
- •5.2.1.Опыт внедрения малотоксичных горелок фирмой «Бабкок-Вилькокс»
- •5.2.2. Опыт внедрения малотоксичных вихревых горелок в Великобритании
- •5.2.3.Малотоксичные горелки, разработанные в Японии
- •5.3.Опыт внедрения малотоксичных зарубежных горелок в России
- •5.4. Работы вти по созданию малотоксичных горелок
- •5.4.1.Вихревые горелки вти
- •5.4.2. Работы вти по применению предварительной термоподготовки угольной пыли для создания горелочных устройств /6–9./
- •5.5. Разработки Томь-Усинской грэс и кгту по созданию горелочного устройства для снижения оксидов азота при сжигании газовых и длиннопламенных каменных углей в топках с жидким шлакоудалением
- •6.Термическая подготовка углей перед сжиганием в условиях тэс
- •6.1.Термическая подготовка углей в термоциклонных предтопках
- •6.2. Разработки эниНа
- •6.3. Разработки СибВти
- •6.4.Термическая подготовка углей с помощью плазменного газификатора
- •6.5. Работы Политехнического института сфу по применению предварительной термической подготовки углей в условиях тепловой электростанции для снижения оксидов азота.
- •7. Сжигание водотопливных суспензий
- •7.1. Современное состояние технологии сжигания водотопливных суспензий
- •7.2.Основные технологические характеристики водотопливных суспензий /5/.
- •7.3. Опыт применения водоугольных суспензий
- •7.3. Суспензионное топливо для мазутных тэс и котельных /5/.
- •7.4. Опыт применения водомазутных эмульсий на энергетических котлах тгмп - 314 и тгм - 96 тэц - 23 оао « Мосэнерго» /7/.
- •7.5.Разработки института «Новосибирсктеплоэлектропроект».
- •7.6. Исследования мэи (Технический университет) по применению водомазутных эмультсий для улучшения технико-экономических и экологических характеристик котельных агрегатов
- •7.7. Технико-экономическая перспективаиспользования суспензионного угольного топлива /5/.
- •8. Пассивные методы снижения токсичности дымовых газов при сжигании топлив
- •8.1. Химические методы очистки дымовых газов от оксидов серы
- •Мокросухой способ
- •Мокрый известняковый способ.
- •Озоновый способ
- •8.2.Химические методы очистки дымовых газов от оксидов азота
- •Технология сша
- •9. Золоулавливание на тэс
- •10. Мероприятия по снижению шума от оборудования тэс
- •11. Дымовые трубы тэс
- •Высота трубы, м 120 150 180 240 330
- •12. Защита водоемов от загрязнения сточными водами
- •12.1.Храктеристика сточных вод
- •12.2. Наиболее прогрессивные технические решения при эксплуатации электростанций «Мосэнерго» за счет внедрения кавитационных технологий.
- •Заключение
- •Список использованных источников Предисловие
- •К разделу № 1
- •К разделу № 2
- •К разделу № 3
- •К разделу № 4
- •К разделу №5
- •К разделу № 6
- •К разделу № 7
- •К разделу № 8
Предисловие
В настоящее время Россия является одной из неблагополучных в экологическом отношении стран мира. Структура отечественной экономики, преобладающую роль в которой играют материало и энергоемкие отрасли промышленности, расходующие значительные объемы топливно-энергетических ресурсов, главным образом органического топлива – основного эмитента загрязняющих атмосферу веществ, высокий уровень ее энергоемкости, в среднем в 3 раза превышающий соответствующие показатели по ведущим промышленно-развитым странам, а также слабое обеспечение объектов энергетики и энергопотребляющих установок эффективными очистными сооружениями, обуславливают высокую экологическую напряженность в стране. /1/.
На современном этапе существует несколько основных возможностей если не прекращения, то хотя бы замедления темпов развития негативных экологических тенденций, обусловленных топливопотреблением. Среди них:
– дальнейшее увеличение доли наиболее экологически чистого органического топлива – природного газа в общем потреблении органического топлива и рост мощностей атомной энергетики;
– вовлечение в энергобаланс экологически чистых нетрадиционных возобновляемых источников энергии;
– массовое оснащение объектов энергопотребления современными очистными сооружениями;
– масштабная реализация энергосберегающих мероприятий.
Рост доли природного газа в структуре потребления первичных энергоресурсов, несомненно, дает хороший экологический эффект, однако имеет ограничения, в значительной степени связанные с проблемой обеспечения энергетической безопасности, которая, в свою очередь, во многом зависит от уровня диверсификации источников энергоснабжения.
В России возможности значительного увеличения выработки электроэнергии на АЭС в ближайшие годы весьма ограничены.
Нетрадиционные возобновляемые источники энергии, которые в ряде стран благодаря целенаправленной поддержке, осуществляемой их правительствами, вносят некоторый вклад в структуру энергопотребления, в целом, к сожалению, не выдерживают пока экономической конкуренции с традиционными видами топливо и энергоснабжения.
Тем не менее, на Саммите – 2007, в котором приняли участие 27 стран Европейского Союза, все страны, кроме Польши, Чехии и Болгарии приняли решение увеличить до 20 % долю возобновляемых источников энергии к 2020 году с одновременным ростом атомной энергетики.
Инициатором стоительства атомных станций выступила, как всегда, Франция, которая, как и Япония практически не имеет природных энергоресурсов. Это решение было принято ещё и потому, чтобы странам Европы как можно меньше зависеть от поставок энергоресурсов из других стран, в том числе и из России.
Что же касается очистных сооружений, многие из которых действительно очень эффективны, то их приобретение и установка требуют значительных капиталовложений, которые, в свою очередь, существенно влияют на рост издержек производства энергии, неплатежи за поставки которой в России приобрели за последние годы поистине массовый характер. По оценкам американских ученых, использование в энергетическом секторе технологий и оборудования, способных обеспечить 80–95%-ое предотвращение эмиссии в атмосферу двуокиси углерода и других загрязняющих веществ, повышает издержки производимой на органическом топливе энергии как минимум в 2–3 раза.
Все выше сказанное отнюдь не означает, что не следует вкладывать средства в развитие этих направлений. Опыт промышленно-развитых стран-членов Международного энергетического агентства (МЭА) свидетельствует, в частности, о том, что расходы на НИОКР в области атомной энергетики и нетрадиционных возобновляемых источников энергии являются приоритетными в структуре государственного финансирования исследований в энергетике. Работам по повышению эффективности и внедрению очистных сооружений и оборудования в энергетике и других секторах экономики за рубежом также уделяется большое внимание.
В России важными направлениями снижения негативного воздействия использования органического топлива на окружающую среду, во всяком случае, в ближайшие годы будут расширение использования природного газа и частичное замещение им более «грязных» углей и нефтяных топлив, и снижение энергоемкости экономики за счет ее структурной перестройки в направлении снижения в ней доли высокоэнергоемких производств, а также реализации широкомасштабных программ энергосбережения на федеральном, региональном и местном уровнях.
В странах МЭА на перспективу ближайшего десятилетия высший приоритет в структуре мероприятий, направленных на снижение негативного влияния процессов производства и использования энергии на окружающую среду, также отдан энергосбережению. По различным оценкам от 65 до 85% от общего объема снижения эмиссии СО2 страны МЭА планируют достичь именно за счет интенсификации процесса энергосбережения.
В странах-членах МЭА за последние десятилетия достигнуты существенные успехи по предотвращению выбросов в атмосферу сернистых загрязняющих веществ и золы-уноса. Во многих странах мира эта проблема считается практически решенной, правда, не без существенного увеличения удельных капиталовложений, особенно в тепловые электростанции, работающие на угле. В последнее время проблема локализации парникового эффекта, вызываемого эмиссией СО2 в атмосферу, выдвинулась в промышленно развитых странах на первый план.
Основным эмитентом двуокиси углерода в атмосферу в странах МЭА является сектор производства и преобразования энергии, на долю которого приходится до 40 % суммарного объема эмиссии СО2 при его удельном весе в структуре потребления первичной энергии, составляющем менее 30 %. В последние годы в качестве важнейшего мероприятия, направленного на снижение выбросов СО2 в атмосферу этим сектором, в странах МЭА рассматривается проведение энергоснабжающими компаниями акций по регулированию, а точнее, снижению потребительского спроса на энергоносители. Реализация этих мероприятий, ежегодные расходы, на проведение которых составляют в Ирландии 13 млн. долл., в Германии – 550 млн. долл., а в США доходят до 2 млрд. долл., позволяет решить сразу несколько ключевых проблем.
Во-первых, подобные мероприятия вносят существенный вклад в снижение энергоемкости экономики, а, следовательно, способствуют повышению уровня благосостояния общества и повышают его обеспеченность энергетическим сырьем, снижая масштабы необходимого импорта энергоресурсов.
Во-вторых, потребители различных категорий, зачастую не имеющие достаточных средств, за счет повышения уровня энергетической эффективности, могут значительно сократить свои затраты на приобретение энергоносителей.
В-третьих, энергоснабжающие компании, занимающиеся на первый взгляд парадоксальным бизнесом в сфере энергосбережения, направленным, в конечном счете, на снижение спроса на свою продукцию, экономят в результате на инвестициях, которые потребовались бы для расширения генерирующих мощностей и энерготранспортных коммуникаций, поддержания действующих объектов в рабочем состоянии и приобретения дополнительных объемов топлива.
В-четвертых, снижение расхода топливно-энергетических ресурсов автоматически влечет за собой и снижение эмиссии в атмосферу СО2 равно как и других вредных выбросов.
В данном случае постановка экологического эффекта, достигаемого в результате проведения мероприятий по регулированию потребительского спроса на энергоносители на то или иное место, является весьма условной, однако тот факт, что этот эффект достигается непосредственно за счет энергосбережения – неоспорим.
На уровне конечного потребления топлива и энергии основные усилия по снижению эмиссии СО2 в атмосферу сосредоточены на повышении энергетической и экологической эффективности транспорта, промышленности и коммунально-бытового сектора (включая сферу услуг).
Среди основных мероприятий государственной политики, осуществляемой в странах МЭА, направленной на снижение выбросов СО2 транспортным сектором, следует выделить:
– периодическое ужесточение стандартов топливной экономичности для автомобилей различных классов;
– осуществление программ государственной инспекционной проверки экологичности транспортного парка;
– налогообложение транспортных средств, дифференцируемое в зависимости от уровня удельных выбросов СО2;
– повышение роли общественного транспорта в структуре пассажирских перевозок;
– оптимизация системы грузовых перевозок;
– поддержка и осуществление программ, направленных на расширение использования экологически чистых альтернативным моторных топлив.
Из перечня приведенных выше мероприятий лишь государственные инспекционные проверки экологичности транспорта можно в полной мере отнести к мероприятиям чисто «экологического» характера. Все остальные меры в большей или меньшей степени стимулируют процесс энергосбережения.
Введение и периодическая корректировка стандартов топливной экономичности автомобилей, равно как и расширение использования общественного транспорта и совершенствование системы грузовых перевозок имеют ярко выраженную энергосберегающую направленность, а результаты, достигнутые в снижении энергоемкости транспортного сектора, ведут к уменьшению объема эмиссии СО2 и других загрязняющих веществ.
Налогообложение в зависимости от экологических характеристик автомобилей также в значительной степени стимулирует процесс энергосбережения на транспорте. Первоначально основной целью внедрения альтернативных моторных топлив на транспорте являлось замещение ими бензина, а экологическая компонента этой идеи обрела свою важность значительно позже. Таким образом, повышение экологической чистоты транспорта также напрямую зависит от масштабов и интенсивности процесса энергосбережения.
Среди первоочередных государственных мероприятий, направленных на снижение эмиссии загрязняющих веществ, и в первую очередь СО2, промышленностью, реализуемых в последние годы в странах-членах МЭА, необходимо отметить:
– введение и финансовую поддержку обязательных энергоаудитов на промышленных предприятиях;
–организацию и проведение рекламно-информационных и образовательных компаний;
–заключение соглашений между правительством и отраслями промышленности (отдельными крупными предприятиями), которые предусматривают добровольное снижение последними уровня эмиссии СО2 в атмосферу;
–введение налогов на энергоресурсы и углерод;
–экономическое стимулирование инвестиций в энергосбережение.
Основной целью энергоаудитов является выявление непроизводительных потерь энергоресурсов и резервов для экономии энергии, позволяющих с наименьшими затратами снизить энергоемкость промышленного производства.
Проведение информационных кампаний ориентировано на повышение осведомленности промышленных потребителей о наличии на рынке различных типов энергетически эффективного оборудования с низким уровнем загрязнения среды, а также о наиболее низкозатратных и эффективных мерах по энергосбережению и охране окружающей среды.
Принятие промышленными предприятиями добровольных обязательств по снижению уровня эмиссии СО2 предусматривает прежде всего проведение энергосберегающих мероприятий, так как эффективные и экономически приемлемые технологии и оборудование, способные улавливать и адсорбировать СО2 из продуктов сгорания органического топлива, на сегодня практически отсутствуют. Действие налоговой системы в сфере энергетики, в частности налога на углерод, имеет целью стимулировать как повышение использования более экологичных видов топлива для производства энергии (к ним относятся природный газ и возобновляемые источники энергии), так и интенсификацию процесса энергосбережения.
Активное использование в странах МЭА экономических стимулов, способствующих привлечению частных инвестиций в энергосбережение с целью предотвращения роста концентрации в атмосфере двуокиси углерода, является еще одним ярким свидетельством того, что промышленно развитые страны на современном этапе рассматривают энергосбережение как наиболее реальную с технологической и экономической точек зрения возможность для предотвращения глобального потепления климата.
К мерам государственного регулирования, практикуемым в странах МЭА, направленным на снижение выбросов парниковых газов в этом секторе следует в первую очередь отнести:
– введение жесткого контроля за соблюдением стандартов энергетической эффективности для зданий и электробытовых приборов, с обязательной маркировкой удельного энергопотребления последними;
– предоставление владельцам зданий различных финансовых стимулов и льгот (грантов, субсидий, налоговых скидок и т.д.) при приобретении и установке энергоэффективного оборудования и использовании энергосберегающих материалов;
– оказание технической помощи (включая энергоаудиты) и информационной поддержки, направленных на повышение энергоэффективности зданий и сооружений.
Даже беглый взгляд на приведенный выше перечень мероприятий подтверждает тезис о том, что энергосбережение будет продолжать развиваться.
Во-вторых, согласно ряду оценок, сделанных российскими экспертами, от четверти до трети этого потенциала может быть реализовано за счет осуществления незатратных или малозатратных мероприятий.
В-третьих, в зарубежных промышленно развитых странах за три последних десятилетия накоплен значительный позитивный опыт в формировании и реализации мероприятий в рамках государственной энергосберегающей политики, который может найти хорошее применение в условиях России.
В-четвертых, как в России, так и за рубежом имеется весьма обширный спектр высокоэффективного энергосберегающего оборудования, приборов, материалов и систем, позволяющих существенно снизить непроизводительный расход топливно-энергетических ресурсов и покончить с их расточительством.
В-пятых, даже в условиях инвестиционного кризиса, охватившего экономику России, имеется возможность для масштабного привлечения отечественных и зарубежных частных инвестиций в сферу энергосбережения благодаря схеме возврата капитала за счет сэкономленных потребителями энергоресурсов, которая уже на протяжении ряда лет применяется в зарубежных странах.