Оценка степени суммарного загрязнения атмосферного воздуха

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Красноярский государственный аграрный университет»

Институт энергетики и управления энергетическими ресурсами АПК

 

Кафедра экологии и естествознания

Дисциплина экологическая экспертиза

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

 

 

Выполнил: студент заочного отделения группы ЭБ-61		Сковпень С.В.
Принял: к.б.н., доцент		Злотникова О.В.

 

 

Красноярск 2014

СОДЕРЖАНИЕ

 

Теплоэлектростанции                                                                                              3

Лабораторная работа №1                                                                                      10

Лабораторная работа №2                                                                                      13

Список используемой литературы                                                                       17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Электрическая станция – энергетическая установка, служащая для преобразования природной энергии в электрическую. Тип электрической станции определяется прежде всего видом природной энергии. Наибольшее распространение получили тепловые электрические станции (ТЭС), на которых используется тепловая энергия, выделяемая при сжигании органического топлива (уголь, нефть, газ и др.). На тепловых электростанциях вырабатывается около 76% электроэнергии, производимой на нашей планете. Это обусловлено наличием органического топлива почти во всех районах нашей планеты; возможностью транспорта органического топлива с места добычи на электростанцию, размещаемую близ потребителей энергии; техническим прогрессом на тепловых электростанциях, обеспечивающим сооружение ТЭС большой мощностью; возможностью использования отработавшего тепла рабочего тела и отпуска потребителям, кроме электрической, также и тепловой энергии (с паром или горячей водой) и т.п.[2]

Тепловые электрические станции, предназначенные только для производства электроэнергии, называют конденсационными электрическими станциями (КЭС).  Электростанции, предназначенные для комбинированной выработки электрической энергии и отпуска пара, а также горячей воды тепловому потребителю имеют паровые турбины с промежуточными отборами пара или с противодавлением. На таких установках теплота отработавшего пара частично или даже полностью используется для теплоснабжения, вследствие чего потери теплоты с охлаждающей водой сокращаются. Однако доля энергии пара, преобразованная в электрическую, при одних и тех же начальных параметрах на установках с теплофикационными турбинами ниже, чем на установках с конденсационными турбинами. Теплоэлектростанции, на которых отработавший пар наряду с выработкой электроэнергии используется для теплоснабжения, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).[3]

 

Основные принципы работы ТЭС

      На рис.1 представлена типичная тепловая  схема конденсационной установки  на органическом топливе.

 

Рис.1 Принципиальная тепловая схема ТЭС

1 – паровой котёл; 2 –  турбина; 3 – электрогенератор; 4 –  конденсатор; 5 – конденсатный насос; 6 – подогреватели низкого давления; 7 – деаэратор; 8 – питательный  насос; 9 – подогреватели высокого  давления; 10 – дренажный насос.

      Эту схему называют схемой с промежуточным перегревом пара. Как известно из курса термодинамики, тепловая экономичность такой схемы при одних и тех же начальных и конечных параметрах и правильном выборе параметров промежуточного перегрева выше, чем в схеме без промежуточного перегрева.

      Рассмотрим  принципы работы ТЭС. Топливо  и окислитель, которым обычно  служит подогретый воздух, непрерывно  поступают в топку котла (1). В качестве топлива используется уголь, торф, газ, горючие сланцы или мазут. Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль. За счёт тепла, образующегося в результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар поступает по паропроводу в паровую турбину (2). Назначение которой превращать тепловую энергию пара в механическую энергию.

      Все движущиеся  части турбины жёстко связаны  с валом и вращаются вместе  с ним. В турбине кинетическая  энергия струй пара передается  ротору следующим образом. Пар  высокого давления и температуры, имеющий большую внутреннюю энергию, из котла поступает в сопла (каналы) турбины. Струя пара с высокой скоростью, чаще выше звуковой, непрерывно вытекает из сопел и поступает на рабочие лопатки турбины, укрепленные на диске, жёстко связанном с валом. При этом механическая энергия потока пара превращается в механическую энергию ротора турбины, а точнее говоря, в механическую энергию ротора турбогенератора, так как валы турбины и электрического генератора (3) соединены между собой. В электрическом генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

      После паровой  турбины водяной пар, имея уже  низкое давление и температуру, поступает в конденсатор (4). Здесь пар с помощью охлаждающей воды, прокачиваемой по расположенным внутри конденсатора трубкам, превращается в воду, которая конденсатным насосом (5) через регенеративные подогреватели (6) подаётся в деаэратор (7).

      Деаэратор  служит для удаления из воды  растворённых в ней газов; одновременно  в нём, так же как в регенеративных подогревателях, питательная вода подогревается паром, отбираемым для этого из отбора турбины. Деаэрация проводится для того, чтобы довести до допустимых значений содержание кислорода и углекислого газа в ней и тем самым понизить скорость коррозии в трактах воды и пара.

      Деаэрированная  вода питательным насосом (8) через подогреватели (9) подаётся в котельную установку. Конденсат греющего пара, образующийся в подогревателях (9), перепускается каскадно в деаэратор, а конденсат греющего пара подогревателей (6) подаётся дренажным насосом (10) в линию, по которой протекает конденсат из конденсатора (4).[1]

      Наиболее  сложной в техническом плане  является организация работы  ТЭС на угле. Вместе с тем  доля таких электростанций в  отечественной энергетике высока (~30%) и планируется её увеличение.

      Технологическая  схема такой электростанции, работающей  на углях, показана на рис.2.

Рис.2 Технологическая схема пылеугольной ТЭС

1 – железнодорожные вагоны; 2 – разгрузочные устройства; 3 –  склад; 4 – ленточные транспортёры; 5 – дробильная установка; 6 – бункера сырого угля; 7 – пылеугольные мельницы; 8 – сепаратор; 9 – циклон; 10 – бункер угольной пыли; 11 – питатели; 12 – мельничный вентилятор; 13 – топочная камера котла; 14 – дутьевой вентилятор; 15 – золоуловители; 16 – дымососы; 17 – дымовая труба; 18 – подогреватели низкого давления; 19 – подогреватели высокого давления; 20 – деаэратор; 21 – питательные насосы; 22 – турбина; 23 – конденсатор турбины; 24 – конденсатный насос; 25 – циркуляционные насосы; 26 – приемный колодец; 27 – сбросной колодец; 28 – химический цех; 29 – сетевые подогреватели; 30 – трубопровода; 31 – линия отвода конденсата; 32 – электрическое распределительное устройство; 33 – багерные насосы.

            Топливо в железнодорожных вагонах (1) поступает к разгрузочным устройствам (2), откуда с помощью ленточных транспортёров (4) направляется на склад (3), со склада топливо подаётся в дробильную установку (5). Имеется возможность подавать топливо в дробильную установку и непосредственно от разгрузочных устройств. Из дробильной установки топливо поступает в бункера сырого угля (6), а оттуда через питатели – в пылеугольные мельницы (7). Угольная пыль пневматически транспортируется через сепаратор (8) и циклон (9) в бункер угольной пыли (10), а оттуда питателями (11) к горелкам. Воздух из циклона засасывается мельничным вентилятором (12) и подаётся в топочную камеру котла (13).

      Газы, образующиеся  при горении в топочной камере, после выхода из неё проходят  последовательно газоходы котельной установки, где в пароперегревателе (первичном и вторичном, если осуществляется цикл с промежуточным перегревом пара) и водяном экономайзере отдают теплоту рабочему телу, а в воздухоподогревателе – подаваемому в паровой котёл воздуху. Затем в золоуловителях (15) газы очищаются от летучей золы и через дымовую трубу (17) дымососами (16)выбрасываются в атмосферу.

      Шлак и  зола, выпадающие под топочной  камерой, воздухоподогревателем и  золоуловителями, смываются водой  и по каналам поступают к  багерным насосам (33), которые перекачивают их на золоотвалы.

      Воздух, необходимый  для горения, подаётся в воздухоподогреватели  парового котла дутьевым вентилятором (14). Забирается воздух обычно из верхней части котельной и (при паровых котлах большой производительности) снаружи котельного отделения.

      Перегретый  пар от парового котла (13) поступает к турбине (22).

      Конденсат  из конденсатора турбины (23) подаётся конденсатными насосами (24) через регенеративные подогреватели низкого давления (18) в деаэратор (20), а оттуда питательными насосами (21) через подогреватели высокого давления (19) в экономайзер котла.

      Потери  пара и конденсата восполняются  в данной схеме химически обессоленной водой, которая подаётся в линию конденсата за конденсатором турбины.

      Охлаждающая  вода подаётся в конденсатор  из приемного колодца (26) водоснабжения циркуляционными насосами (25). Подогретая вода сбрасывается в сбросной колодец (27) того же источника на некотором расстоянии от места забора, достаточном для того, чтобы подогретая вода не подмешивалась к забираемой. Устройства для химической обработки добавочной воды находятся в химическом цехе (28).

      В схемах  может быть предусмотрена небольшая сетевая подогревательная установка для теплофикации электростанции и прилегающего посёлка. К сетевым подогревателям (29) этой установки пар поступает от отборов турбины, конденсат отводится по линии (31). Сетевая вода подводится к подогревателю и отводится от него по трубопроводам (30).

      Выработанная  электрическая энергия отводится  от электрического генератора  к внешним потребителям через  повышающие электрические трансформаторы.

      Для снабжения  электроэнергией электродвигателей, осветительных устройств и приборов электростанции имеется электрическое распределительное устройство собственных нужд (32). [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа 1

Оценка степени суммарного загрязнения атмосферного воздуха

Задание

Рассчитайте ИЗАи комплексный показатель, если среднее содержание загрязнителей в атмосферном воздухе в пункте наблюдения составило: оксид азота – 0,47 мг/м3; аммиак– 0,038 мкг/м3; диоксид серы – 1,2 мг/м3; оксид углерода – 2,7 мг/м3; бензол 0,8 мг/м3; пыль 0,61 мг/м3; диоксид азота 0,05 мг/м3.

Таблица 1. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов

Вещество	Концентрация, мг/м3			ЛПВ	Класс опасности
	ПДКм.р.	ПДКс.с.	ПДКр.з.
Азота оксид	0,4	0,06	3,0	рефлекторный	3
Азота диоксид	0,085	0,04	2,0	рефлекторно-резорбтивный	2
Аммиак	0,2	0,04	20,0	- ″-	4
Ацетальдегид	0,01	-	5,0	резорбтивный	3
Бензол	1,5	0,8	5,0	- ″-	2
Бенз(а)пирен	-	0,000001	1,5·10-4	- ″-	1
Бензин нефтяной малосернистый (в пересчете на С)	5	1,5		рефлекторно-резорбтивный	4
Диоксид серы	0,5	0,05	10,0	рефлекторно-резорбтивный	3
Мазутная зола теплоэлектростанций в пересчете на ванадий	-	0,002	0,5	резорбтивный	4
Пентоксид ванадия	-	0,002	0,5	- ″-	1
Пыль нетоксичная	0,5	0,15	6,0	- ″-	3
Ртуть металлическая	-	0,0003	0,01	- ″-	1
Сероводород	0,008	0,008	10,0	рефлекторный	2
Сероуглерод	0,03	0,005		резорбтивный	2
Углерода оксид	5,0	3,0	20,0	- ″-	4
Угольная зола теплоэлектростанций	0,05	0,02	-	- ″-	2
Фенол	0,01	0,003	0,3	рефлекторно-резорбтивный	2
Формальдегид	0,035	0,003	0,5	- ″-	2
Фтороводород	0,02	0,005	0,5	- ″-	2
Хлор	0,1	0,03	1,0	- ″-	2
Этанол	5,0	5,0	1000	рефлекторный	4