пособие БЖЧ Ч1. Умо минск бгуир 2017 Библиотека бг уи р 2
 Скачать 3.28 Mb.
|
|
1. Разработка эколого-безопасных и экономически эффективных технологий добычи, переработки минерального сырья, повышения Раздельное производство энергии Совместное производство энергии о Библиотека БГ УИ Р 75 коэффициента извлечения полезных ископаемых на эксплуатируемых месторождениях Особенно актуально это в отношении добычи нефти, извлечение которой в условиях Беларуси не превышает 40 %, в то время как новейшие технологии позволяют повысить этот показатель до 60 %. Эффективность использования энергоресурсов определяется степенью преобразования их энергетического потенциала в конечную используемую продукцию, что характеризуется коэффициентом полезного использования энергоресурсов эр эр = д пи, где д – коэффициент добычи, извлечения потенциального запаса энергоресурса отношение добытого ко всему количеству ресурса п – коэффициент преобразования (отношения полученной энергии ко всей подведенной энергоресурсом); и – коэффициент использования энергии (отношение использованной энергии к подведенной к потребителю. Для нефти η = 30 – 40 %, для газа – 80 %, угля – 40 %. 2. Более эффективное производство, передача и распределение энергии Реальной экономии топлива можно добиться использованием тепловых энергетических отходов в котельных установках и промышленных печах. Повышенная влажность топлива также снижает температуру его горения и снижает эффективность процесса горения. Не рекомендуются системы отопления с использованием электроэнергии. Рефлекторные отопительные системы не могут быть рекомендованы с экологической точки зрения, к тому же электрические теплонасосы значительно дороже газовых систем. 3. Использование возобновляемых видов энергии (фотоэлектрическая, солнечная энергия, энергия ветра). Установки, работающие на возобновляемых источниках, оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем традиционные. Затраты на производство возобновляемой энергии постоянно снижаются, иона со временем может стать конкурентоспособной.Затраты на строительство даже такой дорогостоящей станции, как приливная, могут варьироваться от 3500 до 1000 дол. США/кВт; стоимость произведенной энергии – 5 – 9 цент/(кВт·ч) и окупается она уже на 15 году двадцатипятилетнего срока службы Получение горячей воды с помощью солнечной энергии. Для частичного домашнего хозяйства это является самой эффективной возможностью использования обновляемой энергии. Солнечные батареи могут обеспечить около 50 % годовой потребности в горячей воде. Причем с мая по сентябрь они могут полностью обеспечивать эту потребность. Эксплуатационный период таких СЭУ составляет до 25 лета окупиться они могут уже через 6 лет. Для гелиостанций – 40 и 25 лет соответственно. 4. Устойчивое производство биомассы для замены ископаемого топлива Использование биомассы в виде топлива также дает преимущества для экологии. Биомасса может быть использована в сочетании с органическим топливом – углем, торфом. Би бл ио те ка БГ УИ Р 76 5. Производство энергии за счет переработки бытовых и производственных отходов Утилизация тепловых энергетических отходов способствует снижению вредных выбросов пропорционально сэкономленному топливу. Особенно наглядной и ощутимой является организация оптимальных топочных процессов и утилизация сбросного тепла в промышленных печах, котельных установках и на других объектах электроэнергетики. 6. Развитие микрогидроэнергетики. Показатели использования гидроэнергоресурсов Республики Беларусь в сопоставлении сих техническим потенциалом и аналогичными показателями по другим странам мира приведены в табл. 5.6. Таблица 5.6 Технический гидроэнергетический потенциал и освоение гидроэнергоресурсов в ряде стран мира Страна Технический потенциал, млрд (кВт·ч)/г Действующие ГЭС общей мощности, МВт в том числе малые Доля ГЭС, % мощность, МВт число ГЭС Беларусь 3,0 8,0 8,0 15,0 0,1 Латвия 4,0 1512,0 2,3 9 74,0 Польша 12,0 535,0 115,0 250 1,0 Россия 1670,0 39986,0 53,0 29 26,8 Украина 23,5 4465,0 100,0 149 8,7 Австрия 53,7 1 140,0 95,0 1580 68,0 Исландия 64,0 880,0 68,0 84 95,0 Канада 631,7 64770,0 700,0 200 62,0 Норвегия 200,0 26000,0 746,0 346 99,6 США 528,5 74856,0 2957,0 842 9,9 Швеция 130,0 16450,0 250,0 600 52,0 Согласно водноэнергетическому кадастру потенциальнаямощность рек Беларуси в год составляет 855 МВт, или около 7,5 млрд (кВт·ч)/г. Технически возможные к использованию гидроэнергоресурсы оцениваются в 3 млрд (кВт·ч)/г. В настоящее время нет общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции. Наиболее часто к малым ГЭС относят гидроэнергетические установки, мощность которых не превышает 5 МВт. Нижним пределом мощности малых ГЭС принято считать 0,1 МВт, гидроэнергетические установки с меньшей мощностью обычно относят к категории микроГЭС [1]. 7. Использование эффективных газотурбинных циклов В 2006 г. на Белорусском газоперерабатывающем заводе (БГПЗ) Республиканского унитарного предприятия Производственное объединение «Белоруснефть» официально введена в эксплуатацию когенерационная ТЭЦ на попутном газе (когенерация – комбинированное производство тепловой и электрической Библиотека БГ УИ Р 77 энергии, генеральным подрядчиком и системным интегратором пусконаладки которой был Институт информационных технологий БГУИР. Строительство подобных ТЭЦ является одним из актуальнейших для Республики Беларусь направлений обеспечения энергетической безопасности, экономии топливно- энергетических ресурсов и повышения экономической эффективности предприятий. При этом на выработку электрической энергии расходуется условного топлива 140 – 180 г/(кВт·ч) – почтив два раза ниже, чем на вырабатывающей только электроэнергию конденсационной электростанции традиционной энергетики. Так, на Лукомльской ГРЭС – одной из лучших конденсационных электростанций – удельный расход условного топлива составляет 320 г/(кВт·ч); на Минской ТЭЦ 4, одной из наиболее эффективных в Европе теплофикационной ТЭЦ – 212 г/(кВт·ч). Срок окупаемости энерготехнологических комплексов на базе газопоршневых и газотурбинных агрегатов составляет 1 – 3 года, традиционных паротурбинных энергоблоков – 8 – 12 лет. Без традиционной большой энергетики на базе мощных паровых турбоагрегатов невозможно обеспечить все потребности электроэнергии нашей республики. Однако по оценкам специалистов на белорусских предприятиях могут быть введены в эксплуатацию тысячи эффективнейших энерготехнологических установок и комплексов с суммарной электрической мощностью, превышающей 40 действующих мощностей энергосистемы Республики Беларусь. Экономическая оценка предприятия и анализ зависимости прибыли предприятия от выбросов в окружающую среду Следующие числовые примеры показывают влияние загрязнения окружающей среды на прибыль предприятия Е – двукратное превышение нормативных выбросов 15 % прибыли должно дополнительно отводиться в бюджет района или государства Е – соблюдение нормы по вредным выбросам прибыль предприятия при этом не меняется Е – вредные выбросы вдвое ниже плановых величин предприятие получает дополнительно 30 % от величины прибыли региона. Задания для самостоятельной работы Задание 1 . Произведите экономическую оценку и анализ возможности получения дополнительной прибыли для энергосистемы (табл. Библиотека БГ УИ Р 78 Таблица 5.7 Исходные данные Вариант э, млн кВт·ч т, Гкал Выбросы, тыс. т Годовой норматив выбросов, тыс. т 1 4,81 3521 3,794 12,237 2 4,20 3763 3,927 3 2,98 2441 3,807 4,518 4 2,80 2687 3,644 5 7,43 2443 2,331 3,699 6 7,59 2538 2,166 7 14,68 3301 14,294 20,661 8 14,91 3383 12,042 9 18,90 4112 11,802 23,135 10 18,49 4257 15,088 11 11,62 2139 6,502 8,233 12 12,40 2168 6,318 13 3,85 3736 8,848 1,11 14 4,05 3919 14,250 Себестоимость тепло- и электроэнергии Ст = 32 р./Гкал; С э =0,4 р./(кВт·ч) Цена отпускаемой тепло- и электроэнергии Ц т = 70 р./Гкал; Ц э = 1 р./(кВт·ч). Пример решения задачи Пусть имеются следующие числовые данные для расчетов годовой норматив выбросов (т) 12 тыс. т вредные выбросы предприятия в атмосферу 3 тыс. т т = 3500 Гкал; э = 5 млн кВт·ч. 1. Рассчитываем превышение выбросов по отношению к годовому нормативу 12/3 = 4, те. выбросы предприятия в 4 раза меньше нормативных. 2. Зная, что вредные выбросы вдвое ниже плановых величин, предприятие помимо основной прибыли получает еще 30 % дополнительной прибыли, в нашем случае при составлении пропорции имеем, что предприятие получает 60 % дополнительных дотаций от основной прибыли. Теперь можно высчитать основную прибыль предприятия. 3. Рассчитаем прибыль от производства тепловой энергии по формуле Прибыль = Цена – Себестоимость. Зная, что себестоимость всей вырабатываемой тепловой энергии равна С общ = т · т = 3 500 · 32 р. = 112 000 р, Библиотека БГ УИ Р 79 а цена всей вырабатываемой тепловой энергии равна Ц т.общ = т ·Ц т = 3500 · 70 р. = 245 000 р. Найдем прибыль от производства тепловой энергии П т = Ц т – С общ = 245 000 – 112 000 = 133 010 р. 4. Аналогично рассчитаем прибыль от производства электрической энергии. Себестоимость всей вырабатываемой электрической энергии равна С э.общ = т · Стр. Цена всей вырабатываемой электрической энергии равна Ц э.общ = э · Ц э = 5 000 000 · 1 р./(кВт·ч) = 5 000 000 р. Прибыльот производства электрической энергии П э = Ц э – С э.общ = 5 000 000 – 2 000 000 = 3 000 000 р. Прибыль от реализации теплоэнергии и прибыль от реализации электроэнергии в совокупности – это основная прибыль предприятия П осн = П т + Пэр. Рассчитываем возможность получения дополнительной прибыли (в нашем случае – 60 % от основной прибыли предприятия П доп = 0,6 · 3 133 010 = 1 879 806 р. Общая прибыль предприятия составляет П общ = 3 133 010 + 3 133 010 = 6 266 020 р. Ответ: Общая прибыль предприятия составляет 6 266 020 р. Задание 2 . Используя данные, приведенные ниже, составить сравнительную характеристику различных типов электростанций и заполнить табл. Данные для использования Преимущества и достоинства различных типов электростанций выбрать соответствующий вариант самый распространенный тип не привязан к ресурсам, т. к. хорошо отлажены поставки сырья проста в Библиотека БГ УИ Р 80 обслуживании не требует наличия высококвалифицированных кадров возможность получить дополнительные ценные химические элементы из природной среды использует неисчерпаемый источник энергии использует возобновляемый источник энергии небольшие затраты на строительство мобильна в регулировании мощности и количества производимой энергии высокая мощность станции требует минимальное количество органического сырья большой срок службы высокий КПД малый срок окупаемости экологически чистый тип – не производит вредных выбросов в окружающую среду использует дешевое сырье географически может размещаться вдали от крупных потребителей энергии – городов вырабатывает два типа энергии одновременно отсутствие подвижных частей снабжение энергией труднодоступных районов полная независимость от времени суток и года высокая надежность и стабильность модульный тип обеспечение гарантированного энергоснабжения в зонах неустойчивого энергоснабжения, предотвращение аварийных отключений возможность использования для нужд горячего водо- и теплоснабжения и для выработки электроэнергии. Недостатки различных типов электростанций выбрать соответствующий вариант использует исчерпаемый и невозобновляемый источник энергии осуществляет вредные выбросы в окружающую среду нарушает водообмен, изменяет скорость вод привязан к природным условиям – не везде можно построить проблемы при монтаже – требует кранов с грузоподъемностью 600 – 800 т и специальных дорог с разрешенной нагрузкой нуждается в источнике потребления энергии – рационально размещение только в городах оказывает тепловое загрязнение природного компонента высокая минерализация води наличии токсичных соединений, что исключает возможность сброса этих вод вводные системы малый срок службы низкий КПД небольшая мощность станции большой срок окупаемости шумность для размещения требуются значительные площади приводит к подтоплению прилегающих территорий затраты на строительство значительные капитальные затраты на бурение скважин и на создание коррозийно-стойкого теплотехнического оборудования проблема утилизации отходов в результате аварии – последствия глобального масштаба локальное оседание грунта визуальная дисгармонияс окружающей средой требует наличия высококвалифицированных кадров требует наличия развитой инфраструктуры, транспортных сообщений необходимость обратной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт трудоемкость в обслуживании производство многослойных элементов сопровождается вредными выбросами большой расход холодной воды из окружающей среды на конденсаторы являются препятствием для военных радаров;эффективны только для использования мелкомасштабных производств. Библиотека БГ УИ Р Таблица Сравнительная характер иска различных типов электростанций Аббревиатура ЭС Ти п ЭС Ис точн ик энергии Затраты на строительство, дол С ША /к В т Стоимость произведенной эн ерги и, це нт/ (к В т· ч) С рок окупаемости, лет Срок сл ужбы, ле т К ПД ра бот ы, % Пре имущества данного типа Недостатки данного типа Наличие в Респ убли - ке Бе ла ру сь ГЭС ГАЭС АЭС ТЭС ТЭЦ В ЭС В ЭУ ПЭС Во лн овые С ЭС С ЭУ ГЕОТЭС 81 Библиотека БГ УИ Р 82 Контрольные вопросы 1. Источником каких вредных веществ, поступающих в атмосферу, являются энергетические объекты 2. За счет каких мероприятий можно уменьшить потребление органического топлива 3. В чем проявляется воздействие вредных выбросов на окружающую среду 4. Оказывают ли возобновляемые источники энергии отрицательное воздействие на окружающую среду 5. Чем измеряется потенциальная мощность рек Республики Беларусь? 6. Чему равна установленная мощность малых ГЭС 7. Какие экологические параметры должны учитываться при строительстве малых ГЭС 8. Что такое когенерация? 9. Назовите наиболее перспективные реки для строительства ГЭС. 10. Какие вещества выделяются в результате неполного сгорания топлива Литература 1. Современное состояние и возможные пути развития гидроэнергетики Беларуси / АН. Альферович и др // Энергетика (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объед. СНГ. – 1993. – №3 – 4. 2. Малая гидроэнергетика / Л. П. Михайлов и др. – М. : Энергоатомиздат, 1989. 3. Резниковский, А. Ш. Гидроэлектростанция в энергетических системах России / А. Ш. Резниковский, МИ. Рубинштейн. – М. : Гидротехническое строительство, 1997. Библиотека БГ УИ Р 83 Практическая работа №6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА, НАНОСИМОГО ПРИ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОМ РАЗМЕЩЕНИИ ОТХОДОВ Отходы и их классификация С каждым годом проблема отходов становится все более серьезной. Утилизируемые отходы представляют собой серьезный источник загрязнения, однако при правильной организации управления отходами они могут являться неиссякаемым источником ресурсов. В общем, отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, неиспользуемые непосредственно в местах своего образования и которые могут быть реально или потенциально использованы как сырье в других отраслях хозяйства или входе регенерации. Отходы потребления – изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. Отходы по агрегатному состоянию принято подразделять на твердые – жидкие – газообразные. Отходы по степени опасности для окружающей среды подразделяют классификация идет по нарастающей от 5 класса до 1): 1 класс Чрезвычайно опасные отходы. Угроза очень высокая, при таком уровне экологическая система необратимо нарушена, период восстановления отсутствует. 2 класс Высокоопасные отходы. Угроза для окружающей среды высокая. Восстановление экологического баланса возможно через 30 лет. 3 класс Умеренно опасные отходы. Экологическая система нарушена. Восстановление экологической системы возможно не менее чем через 10 лет после уменьшения или устранения вредоносного источника. 4 класс Малоопасные отходы. Воздействие на экологию присутствует. Восстановление экологии не менее чем через 3 года. 5 класс Практически неопасные. Воздействия на экологию нет. По происхождению мусорные отходы подразделяются на. Промышленные Это отходы, которые образуются в результате производственных работ и технологических процессов. Мусор имеет 2–3 класс опасности. 2. Строительные Данный вид отходов образуется в процессе строительных и монтажных работ различного назначения, в частности строительства крупных объектов, дорожных работа также при демонтаже и сносе помещений. Чаще всего к таким отходам относят застывшие растворы кусковой формы, щебень, битый кирпич, арматуру, древесный мусор, лом металлов и др. Данные отходы относят к категории 3–4 класса опасности. Библиотека БГ УИ Р 84 3. Бытовые Бытовые отходы образуются в процессе жизнедеятельности человека, как правило, в учреждениях, жилых комплексах, частных секторах и т. д. К данному виду мусора принято относить пищевые отходы, пластмассу, бумагу, мебель, стекло, одежду и другие бытовые отходы. Такого рода мусор имеет 4–5 класс опасности. Одним из обособленных видов отходов являются медицинские отходы Они, также как и все, имеют свою особую классификацию и подразделяются по степени опасности. Отходы, не имеющие контакта с инфекционными больными и с биологическими жидкостями остальных больных. К этой категории относят пищевые отходы любых лечебно-профилактических учреждений, кроме инфекционных, а также медицинское оборудование и инвентарь, не имеющие токсичных элементов. 2. Возможные инфицированные отходы. К этой категории относятся материалы и инструменты, которые имели контакт с биологическими жидкостями больных. 3. Патологоанатомические отходы. Органические и неорганические отходы операционной деятельности, а также все отходы инфекционных отделений, лабораторий и моргов. 4. Инфекционные отходы. К данной категории относят материалы и инвентарь, контактирующие с особо опасными инфекциями, а также отходы из лабораторий, работающих с инфекциями различного рода. 5. Просроченные лекарственные средства. К этой категории относят также предметы, оборудование и приборы, содержащие ртуть. 6. Медицинские отходы, которые содержат радиоактивные компоненты. Это самая опасная категория. Наибольшую проблему для жилищно-коммунальных служб составляют твердые бытовые отходы (ТБО), поскольку они, во-первых, образуются повсюду и, во-вторых, разработку способов их сбора, обезвреживания и утилизации затрудняет то обстоятельство, что эта группа отходов представляет собой многокомпонентную смесь различного фракционного состава. Твердые бытовые отходы (ТБО) представляют собой грубую механическую смесь самых разнообразных материалов и гниющих продуктов, отличающихся по физическим, химическими механическим свойствами размерам. В состав ТБО входят в основном бумага, картон (37 %); кухонные отходы (30,6 %); дерево (1,9 %); кожа, резина (0,5 %); текстиль (5,4 %); искусственные материалы, в основном полиэтилен (5,2 %); кости (1,1 %); металлы (3,8 %); стекло (3,7 %); камни, керамика (0,8 %); прочие фракции (9,7 %). За последние десятилетия структура ТБО претерпела существенные изменения. Если вначале ст. мусорные свалки городов состояли в основном из остатков продовольствия и тяжелой фракции канализационных стоков, то сейчас на первом месте находятся такие компоненты, как бумага, стекло, металлы, полимеры. Библиотека БГ УИ Р 85 Усредненные оценки удельного веса главных составляющих ТБО по отдельным странам обычно характеризуются следующими средними пропорциями 20–50 % макулатуры, до 40 % пищевых отходов, по 2–5 % черных и цветных металлов и пластмасс, 4–6 % стекла и текстиля. Способы переработки твердых бытовых отходов В мировой практике до настоящего времени незначительная часть твердых бытовых отходов подвергается промышленной переработке, а подавляющее их количество все еще продолжают вывозить на свалки полигоны в СНГ на свалки вывозят 97 % образующихся ТБО, в США – 73 %, в Великобритании – 90 %, в Германии – 70 %, в Швейцарии – 25 %, в Японии – около 30 %. Недостатки складирования ТБО на свалках большая потребная площадь земли, сложность организации новых свалок в связи с отсутствием свободных земельных участков, значительные затраты на транспортировку ТБО, потеря ценных компонентов ТБО, экологическая опасность (загрязнение грунтовых води атмосферы, распространение неприятных запахов, потенциальная опасность в отношении пожаров и распространения инфекций и пр. Удаление отходов на свалки (полигоны) следует рассматривать как вынужденное, сиюминутное решение проблемы. Вот поэтому для всех стран вопросы, связанные с промышленной переработкой ТБО, учитывающие требования экологии, ресурсосбережения и экономики, являются актуальними и представляют собой кардинальный путь решения проблемы. В мировой практике нашли промышленное применение четыре метода переработки ТБО : – термическая обработка (в основном сжигание – биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотоплива – анаэробная ферментация – сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов для вторичного использования, удалением балластных или вредных компонентов, выделением отдельных фракций, наиболее пригодных технически, экологически и экономически для переработки тем или иным методом, например сжиганием или компостированием. Термическая обработка (сжигание) Сжигание является одним из наиболее распространенных и технически отработанных методов промышленной обработки ТБО перед их удалением на свалки. В европейских странах сжиганием перерабатывают 20–25 % объема городских отходов, в Японии – около 65 % , в США – около 15 % (в США мусоросжигание рассматривают как один из основных способов продления срока службы свалок. Библиотека БГ УИ Р 86 Судя по зарубежным данным, технология прямого сжигания ТБО представляет экологическую опасность вследствие токсичных выбросов тяжелые металлы, дибензодиоксины, дибензофураны и др. Однако техника и технология сжигания ТБО непрерывно совершенствовались. Более чем вековая практика позволяет достаточно четко сформулировать преимущества и недостатки мусоросжигания. Преимущества этого метода уменьшение объема отходов враз снижение риска загрязнения почвы и воды отходами возможность рекуперации образующегося тепла. Недостатки мусоросжигания исходных ТБО : опасность загрязнения атмосферы уничтожение ценных компонентов высокий выход золы и шлаков (около 30 % по массе низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков сложность стабилизации процесса сжигания. |