Структура теплоэнергетической системы промышленного предприятия с учетом взаимодействия с окружающей средой

ЛЕКЦИЯ № 1.

РАЗДЕЛ 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ

Содержание разделов дисциплины:

Раздел 1

Проблемы взаимодействия энергетики с окружающей средой. Структура теплоэнергетической системы промышленного предприятия с учетом взаимодействия с окружающей средой. Источники загрязнения окружающей среды на теплоэнергетических объектах. Оценка влияния теплоэнергетических систем на окружающую среду. Схема взаимодействия объектов энергетики с окружающей средой на примере ТЭС. Рассеивание нагретых выбросов от одиночного источника.

Раздел 2

Виды и источники загрязнений окружающей среды. Виды и источники загрязнения атмосферы. Экологические последствия загрязнения атмосферы. Воздействие промышленных предприятий на гидросферу. Экологические последствия загрязнения гидросферы.

Раздел 3

Методы снижения загрязнения атмосферы. Экологизация технологических процессов. Очистка газовых выбросов от вредных примесей, аэрозолей, токсичных газо- и парообразных примесей. Аппаратурное оформление сооружений очистки газовых выбросов. Рассеивание газовых выбросов в атмосфере. Устройство санитарно-защитных зон.

Раздел 4

Методы очистки сточных вод. Категории сточных вод, примесей. Аппаратурное оформление сооружений очистки сточных вод.

Раздел 5

Безотходная, малоотходная технология. Мероприятия по сокращению отходов. Классификация отходов. Вторичные материальные ресурсы, вторичные энергетические ресурсы.

Раздел 6

Принципы снижения теплового воздействия на окружающую среду. Мероприятия по снижению тепловых сбросов промышленных предприятий. Классификация вторичных энергетических ресурсов. Способы утилизации вторичных энергетических ресурсов. Оборудование, применяемое для утилизации теплоты вторичных энергетических ресурсов. Основные направления снижения энергоемкости предприятий как направление ресурсосбережения. Теплоутилизационное оборудование.

Раздел 7

Использование системного анализа при организации оптимальных систем утилизации отходов. Основные этапы. Балансовые уравнения аппаратов теплоэнергетических систем промышленных предприятий. Достоинства системного подхода к организации систем защиты окружающей среды.

Раздел 8

Экологические нормативы качества и воздействия на окружающую среду промышленных предприятий. Санитарно-гигиенические и производственно-хозяйственные нормативы качества и воздействия на окружающую среду промышленных предприятий. Критерии оценки систем и их элементов.

Проблемы взаимодействия энергетики с окружающей средой

Энергетика, являясь неотъемлемой частью жизнедеятельности человека, находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой. В настоящее время взаимодействие энергетики с окружающей средой распространяется на огромные территории, охватывает большинство рек и озер, громадные объемы гидросферы, атмосферы и литосферы Земли. В связи с этим проблемы взаимодействия энергетики и окружающей среды является многосторонним и важным предметом изучения для инженеров, технологов и экологов, работающих в области энергетики.

Перечислим основные проблемы взаимодействия энергетики, ее объектов с окружающей средой:

1. загрязнение атмосферы;

2. загрязнение гидросферы;

3. увеличение объемов отходов;

4. энергетическое (в частности, тепловое, шумовое, вибрационное и пр.) загрязнение окружающей среды;

5. исчерпание природных топливно-энергетических ресурсов.

Структура теплоэнергетической системы промышленного предприятия с учетом взаимодействия с окружающей средой

Промышленное производство включает несколько сотен аппаратов, которые различаются по назначению, конструкции и пр. Работа каждого аппарата влияет на графики:

1. образования газовых выбросов,

2. образования сточных вод,

3. образования твердых отходов,

4. энергетических сбросов,

5. энергопотребления,

6. потребления природных ресурсов.

в той технологической линии, к которой относится данный аппарат.

Рассмотрим такие «взаимоотношения» потребления и выхода материальных и энергетических ресурсов на примере структуры теплоэнергетической системы ПП (рис. 1, 2).

Введем понятие теплоэнергетической системы.

Теплоэнергетической системой промышленного предприятия (ТЭС ПП) называется сложная система, объединяющая на предприятии все источники различных энергоресурсов, включая технологические агрегаты, а также всех потребителей энергоресурсов.

Или другими словами это система энергоустановок, взаимосвязанных по потокам различных ресурсов.

Рис. 1. Структура теплоэнергетической системы промышленного предприятия:

I – V – иерархические уровни

Рис. 2. Структура теплоэнергетической системы промышленного предприятия с учетом взаимодействия с окружающей средой

От окружающей среды ТЭС ПП потребляет топливно-энергетические ресурсы (ТЭР): топливо, воду, воздух.

В окружающую среду ТЭС ПП сбрасывает так называемые отходы: дымовые газы, сточные воды, твердые отходы, тепловые потоки (тепловую энергию). В качестве примера сбрасываемого теплового потока можно назвать конденсат; некоторые выбросы, такие как дымовые газы, обладают помимо материальной характеристики и тепловым потенциалом.

Перечисленные потоки связаны через подсистемы ТЭС ПП, установки и аппараты технологической линии предприятия [1].

Подсистемы ТЭС ПП: электроэнергетическая, паро- и теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения, воздухо- и кислородоснабжения. Подсистемы включают в себя установки.

Установки и аппараты, формирующие подсистемы ТЭС ПП: котлы, турбины, компрессоры, теплообменники и пр.

В настоящее время при рассмотрении взаимодействия энергетики, в частности, теплоэнергетики, с окружающей средой методологической основой является системно-структурный анализ (см. лк. 7), позволяющий оценивать взаимодействие объектов энергетики с окружающей средой, вскрывать все разновидности связей и процессов в системах рассматриваемых объектов (в нашем случае, в теплоэнергетических системах промышленных предприятий). Фундаментом анализа являются элементарные процессы, протекающие в энергетических установках в их взаимодействиях со всеми элементами окружающей среды.