Лекция 14. Электрстанцияның жұмыс істеуінің қоршаған ортаға тигізетін әсері
Дәрістік сабақтың мазмұны
1 Электрстанция жұмысының қауіпсіздігі.
2 Электрстанция және қоршаған орта.
3 ЖЭС қондырғыларының жұмысының сенімділігі мен қауіпсіздігі.
4 АЭС қауіпсіздік жүйесі.
Электрлік энергия – маңызды, универсалды, техникалық және экономикалық ең эффективті энергия түрі. Оның басқа да бір ерекшелігі – электрэнергияны пайдалану мен тасымалдауда экологиялық қауіпсіздік. Электр өндірістің барлық саласында табиғисақтау технологиясының дамуына мүмкіншілік береді. Бірақ ЖЭС ГЭС мен АЭС электрэнергияны үлкен мөлшерде алу қоршаған ортаға теріс әсерін тигізеді. Энергетикалық нысандар өндірістік нысандардың ішінде биосфераға ең интенсивті әсерін тигізетіндердің қатарына жатқызылады.
Заманауи кезеңде энергетика мен қоршаған ортаның мәселесі жаңа көзқарастармен қаралуда, үлкен аумаққа таралуы, өзендер мен көлдерді ластауы, Жердің атмосферасы мен гидросфераға үлкен көлемде таралуы.
Бірлік блок қуаттылығын артуы, электрлік станциялар мен энергетикалық жүйелердің, энергияны пайдаланудың меншікті және қосарлы деңгейдің пайдалануы негізінде ауа және су бассейндеріне шығарылатын қалдықтарды шектеу, сонымен қатар қалдықтардың толығымен өндеп пайдалану.
Диаграмма №1. Производство электроэнергии в мире за 1995 г. по типам электростанций, %
63,2
19,5
17,3
Тепловые электростанции
№1 диаграммадан көріп отырғаңыныздай Жер бетіндегі электрэнергияның көп бөлігі (63,2%) ЖЭС сәйкес келеді. Сондықтан бұл электрстанцияның атмосфераға шығарылатын зиянды қалдықтары өте үлкен мөлшерде антропогенді ластануды шығарады. Сөйтіп, олардың құрамына өндірістік кәсіпорындарынан атмосфераға бөлінетін зиянды қалдықтардың үлесі 25% сәйкес келеді. Атап кеткен жөн, 1970 ж-дан 1990 ж-дар аралығында әлемімізде 450 млрд баррель мұнайы, 90 млрд т көмір, 11 трлн м3 газ жағылды.
Таблица №1. Годовые выбросы ТЭС на органическом топливе мощностью 1000 МВт,
Тыс. т.
Отын
|
Газ
|
Мазут
|
Көмір
|
SOx
|
0,012
|
52,66
|
139
|
NOx
|
12,08
|
21,70
|
20,88
|
CO
|
Көп емес
|
0,08
|
0,21
|
ҚАтты бөлшектер
|
0,46
|
0,73
|
4,49
|
Гидрокарбонаттар
|
Көп емес
|
0,67
|
0,52
|
ЖЭС органикалық жану кезінде негізгі қоқыстардан басқа құрамында әр түрлі бөлшектері бар қоқыстар шығарылады: Күкірт оксиді, азот оксиді, фторлы қосылыстар, металдардың оксиді, толықтай жанбаған отынның газтәріздес өнімдер. Ауа ортасына олардың түсуі өте үлкен залал туғызады. ЖЭС жылдық қоқыстары №1 кестеде көрсетілген.
Атмосфера
H2O
CO
CO2
SO2
Твёрдые частицы
NOX
Теплота
    
 
Литосфера
Гидросфера
Рис. 1. Влияния ТЭС на окружающую среду
Газтәрізді қоқыстардың басты қоспалары болып көміртек, күкірт, азот және де аэрозольді және концерогенді заттар.
Гидравликалық электрстанциялар
Сөз жоқ, тазарақ экологиялық пiкiрден органикалық отын жұмыс iстейтiн электр станциялары бар салыстыру бойымен су қор пайдаланатын электр станциялары болып табылады: күл, күкiрт және азоттың оксидтерi атмосфераға шығаруларды болмайды. ГЭС электр энергиясының өндiруi бойымен екiншi орында жэстан кейiн болды ендi жайылып болатындығынан, бұл маңызды (№1 диаграмма). Бүкіл әлем бойынша, және біздің елімізде де 90-шы жылдардың басында гидроэнергетиканың экологияға тигізетін зияны жайлы қайта жаңа пікірсайыстар қозғалып, мәселелер қарастырыла бастады. Ең қатты жоғарғы тегеурінді, үлкен су қоймасы бар, су сапасы және флора мен фаунаны сақтау ГЭС сұрақтары қарастырылды.
Шынымен де, бұл электрстанция түрінің де қоршаған ортаға тигізетін зияны бар, олар плотина мен су қоймаларын құруға байланысты. Көп өзгерістер қоршаған ортамен әсерлесуін ұзақ уақыттан кейін байқалады, сондықтан жаңа салынатын электрстанцияның қоршаған ортаға тигізетін зиянын алдынала болжауға мүмкін емес.
Рис.2 Влияния ГЭС на окружающую среду
Атом электрстанциясы
Атом энергетикасының қауіпсіздігі жайлы иллюзияны Ұлыбритания, АҚШ және КСРО мемлекеттерінде бірнеше үлкен авариялар жоғалтты, ең ірісі болып чернобль АЭС болып табылады. Апаттың эпицентрінде ластану деңгейі өте жоғары болды, тіпті көрші ауданның халқын эвакуациялауға тура келді, ал жер беті бірнеше ондық жылдарға радиоактивті болып қалды. Бұнын барлығы әлемде бейбіт атомына жаңа көз қараспен қаратты.
Атом энергетикасының зияны тек апат пен зілзіл сферасында емес. АЭС тіпті нормал жағдайда жұмыс істегеннің өзінде көп мөлшерде радиоактивті изотоптарды (көміртек-14, криптон-85, стронций-90, йод-129 және 131) бөледі. Атап өткен жайт, радиоактивті қалдық пен активтілік реактордың құрылысы мен түріне, ядролық отынның түрі мен жылутасымалдағышына байланысты.
Атмосфера
 
* р.о. – радиоактивные отходы
р.о.*
Рис. 3. Влияния АЭС на окружающую среду
Өзін өзі тексеру сұрақтары
1 Электрстанцияның қауіпсіздік жұмысы немен қамтамас етіледі?
2 Электрстанциялар су бассейндеріне қалай әсер етеді?
3 Су ресурстарына электрстанциялар қалай әсер етеді?
4 Сенімділік деген не?
5 ЖЭС қондырғыларының сенімділігі мен қауіпсіздігі қалай қамтамас етіледі?
6 АЭС қауіпсіздігі қандай аспектілер бойынша сипатталады?
7 АЭС қауіпсіздік жүйесінің ерекшелігі неде?
Ұсынылған әдебиеттер
1 Стерман Л.С. Тепловые и атомные электростанции – М.: МЭИ, 2000. – 395с.
2 Теплоэнергетика и теплотехника: Тепловые и атомные электрические станции: Справочник. Под общ. ред. чл.-корр. РАН Клименко А.В. и проф. Зорина В.М. – М.: Издательство МЭИ, 1999. – 522 с.
3 Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. / Под ред. В. Я. Гиршфельда. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.
4 Маргулова Т.X. Атомные электрические станции. – М.: Высшая школа, 1984.
15 Дәріс. Газтурбиналы және бу-газды электростанциялар
Дәрістің мазмұны
1 Ашық цилді газтурбиналы электростанциялар.
2 Жабық цилді газтурбиналы электростанциялар.
3 МГД-қондырғылы электростанциялар.
Газтурбиналы қондырғы (ГТҚ) отынның химиялық энергиясы алдымен жылуға, одан кейін валдың айналу энергиясына түрленетін жылу қозғалтқышы.
Қарапайым ГТҚ атмосфералық ауа сығылатын компрессордан, осы ауа да отын жанатын жану камерасынан және жанудан пайда болған өнімдер кеңейетін турбинадан тұрады. Газдардың орташа температурасыкеңйу кезінде сығылу кезіндегісінен айтарлықтай жоғары болғандықтан, турбинаның қуаты компрессорды айналдыруға қажетті қуаттан көп болады. Олардың айырмасы ГТҚ пайдалы қуаты болып келеді.
1 суретте осындай қондырғының схемасы, термодинамикалық циклы және жылулық балансы көрсетілген. Осындай тәсілмен жұмыс істейтін ГТҚ процесі (цикл) ашық немесе ашық деп аталады. Жұмысшы дене (ауа, жану өнімдері) атмосферадан алынып және оған берілуі арқылы үнемі жаңартылып отырады. ГТҚ ПӘК кез келген жылу қозғалтқышындағыдай, пайдалы қуат NГТУ пен отынның жануы кезіндегі тұтынылатын жылуының қатынасы болып келеді:
ηГТУ = NГТУ / QT.
Энергия балансы бойынша NГТУ = QT - ΣQП, мұндағы ΣQП – ГТҚ циклынан алынған жалпы жылу мөлшері, ол сыртқы шығындардың қосындысына тең.
Қарапайым циклді ГТҚ жылу шығындарының негізгі бөлігін шығатын газдардан болатын шығындар құрайды:
ΔQух ≈ Qух - Qв; ΔQух - Qв ≈ 65…80%.
Қалған шығындардың үлесі айтарлықтай:
а) жану камерасында толық жанбаудан ΔQкс / Qт ≤ 3%;
б) жұмысшы денесінің шығып кетуінен ΔQут / Qт ≤ 2%;
в) механикалық шығындар (подшипниктерді салқындататын майлаға кететін жылу осыған эквивалентті болады) ΔNмех / Qт ≤ 1%;
г) электр генераторындағы шығындар ΔNэг / Qт ≤ 1…2%;
д) жылудың қоршаған ортаға конвекция немесе сәуле арқылы таралуы ΔQокр / Qт ≤ 3%
ГТҚ циклынан жұмыс істеп болған газдармен алынатын жылу ТГТҚ циклынан тысқарыда белгілі мөлшерде қолданылуы мүмкін, соның ішінде бу-қуатты циклде.
Бу-газды қондырғылардың принципиалды схемалары 2 келтірілген.
Жалпы жағдайда БГД ПӘК:
мұндағы - Qгту ГТҚ жқмысшы денесіне келтірілген жылу мөлшері;
Достарыңызбен бөлісу: |
