Энергосбережение и экология

В современных условиях рыночных отношений энергосбережение и экология признаны главными приоритетами стратегии России.

Производство тепловой энергии и пара для нужд ЖКХ базируется на сжигании твердых, жидких и газообразных топлив в котельных и печках, в результате чего в воздух поступают значительные количества твердых и газообразных выбросов.

Объем вредных веществ, образующихся при сжигании топлива, зависит от его вида, количества и способа сжигания.

При использовании в котельной твердого топлива образуется пыль, объем которой зависит от вида топки и способа подготовки топлива, от химического и механического недожога, от зольности топлива и содержания горючего в уносе.

Если котельная работает на жидком топливе, то основным выбросом будет сернистый ангидрид, количество которого зависит от содержания серы в топливе.

Образование оксида углерода и диоксида азота для всех видов топлива зависит от химической неполноты и низшей теплоты сгорания топлива в рабочем состоянии.

Для котлов, работающих на мазуте, возможен выброс пятиоксида ванадия, объем которого определяется его содержанием в топливе. Поэтому любое снижение количества использованного топлива при соблюдении норм теплопотребления снижает нагрузку на атмосферу с заметным экологическим эффектом (табл. 14.1).

Продукты сгорания органических топлив содержат в своем составе различные количества загрязняющих веществ, каждое из которых обладает различной токсичностью.

Суммарный показатель вредности ПE энергетических топлив и продуктов их сгорания можно выразить суммой частных показателей вредности

,                                                                                                                                                               (14.1)

где Пi - значения частных показателей вредности, характеризующих удельное количество вредного вещества и его относительную токсичность.

Эти показатели должны быть приведены к безразмерному виду, в количественном отношении - пересчитаны на условное топливо, а их токсичность - выражена как отношение ПДК данной примеси к ПДК золы.

Частные показатели вредности для топлива с золой определяются по формуле

,                                                                                                                 (14.2)

где Гi - масса примеси в рабочем топливе, %;

 - степень удаления данной примеси из дымовых газов перед их выбросом в атмосферу, %;

F - безразмерный коэффициент, изменяющийся для твердых частиц в пределах от 2 до 3;

Мт, Мr - относительные молекулярные массы примеси в топливе и продуктах его сгорания;

ПДКI - предельно допустимая концентрация примеси в приземном слое атмосферного воздуха, мг/м3.

Частные показатели вредности при образовании газообразных выбросов определяются по формуле

,                                                                                                                           (14.3)

где Сi - концентрация данной примеси в 1 м3 дымовых газов при нормальных условиях, г/м3;

Vr — объем дымовых газов, получающихся при сжигании 1 кг топлива при нормальных условиях, м3/кг;

Qнр - низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг;

 — степень очистки дымовых газов от данной примеси перед выбросом газов в атмосферу.

По формулам (14.1-14.3) выполнены расчеты суммарного показателя вредности для трех видов топлива ПE и продуктов их сгорания.

ПSO2 - показатель вредности по сернистому ангидриту;

ПNO2 - показатель вредности по диоксиду азота;

П3 — показатель вредности по золе;

ПV2O5- показатель вредности по ванадию.

Чем больше ПE, тем выше затраты по защите окружающей среды и тем меньше выигрыш от энергосбережения.

Кроме того, за счет снижения расхода теплоносителя возможно уменьшение расхода электроэнергии на его перегонку.

Таким образом, при определении приоритетных направлений ресурсо- и энергосбережения и их иерархии выбираются те направления, которые одновременно способствуют рациональному использованию природных ресурсов, улучшению экологической ситуации, обеспечению качества среды жизнедеятельности, в том числе за счет улучшения микроклимата в жилых, общественных и производственных помещениях.

Таблица 14.1

Энергоэкологическая эффективность снижения выбросов загрязняющих веществ при сжигании органического топлива в котлах

* Рекомендуется применение на котлах мощностью более 5 МВт

Рис. 14.1. Расположение режимных точек насосной станции при разных способах регулирования расхода.