Тепловая энергетика

Их КПД равен (примерно) 70 % . 
ТЭЦ строятся на незначительном удалении от потребителей (примерно 20 – 25 км.) 
Недостатками ТЭЦ являются: загрязнение атмосферы в местах значительного скопления людей (города), большие финансовые расходы на доставку сырья для их работы, ощутимая зависимость от соседних стран и других регионов, поставляющих топливо для них.

 

 

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловая  Энергетика в России

В последние  десятилетия тепловая энергетика России, опиравшаяся ранее на уголь (а  когда-то и на торф), а потом все  более на мазут, была переориентирована на преимущественное использование газа. Считалось, что сжигать природный газ целесообразно прежде всего с экологической точки зрения это наиболее безвредное топливо при существующих технологиях сжигания. Однако переход на газ не рассматривался как окончательный и бесповоротный. Энергетикам было дано время, примерно 15—20 лет, названное «газовой паузой», для того чтобы были разработаны технологии «чистого» сжигания угля, а также совершенно безопасные технологии в атомной энергетике. 
Доля газа в общем количестве сжигаемого на тепловых электростанциях топлива быстро росла и в 1990 г. составила 57%, а в 1998 г. приблизилась к двум третям*. Ежегодно сжигается около 150 млрд м3, что составляет более четверти от добычи (в 1999 г. на российских ТЭС сожжено 146,5 млрд м3, то есть 26,5% добытого газа). Но «газовая пауза» оказалась короче ожидаемой, и перед энергетиками возникли проблемы, заставляющие пересмотреть отношение к газу как к топливу-фавориту. В новой энергетической стратегии России намечена реструктуризация «газ — уголь», то есть постепенное вытеснение газа углем в топливном балансе.

Проблема цены. 

Природный газ при действующих  ценах является самым дешевым  энергоносителем в стране. Например, в 1999 г. для одной из энергосистем Центра России 1 тонна условного топлива (тут) стоила в виде газа  263 руб., в виде угля — 336 руб., в виде мазута — 424 руб. По другим данным, в среднем по стране цена на газ в 4—5 раз ниже цены на мазут и даже в угольных регионах уголь стоит в 1,5—2 раза дороже, чем «голубое топливо». Как бы то ни было, сжигать природный газ даже в угольных регионах и дешевле, и эффективнее в экологическом плане, нежели другие виды топлива. 
Однако Газпром, главный и практически монопольный производитель газа в стране, свою основную выручку получает от экспорта газа, продавая его за границу по существенно более высоким тарифам, чем на внутреннем рынке. В зарубежных странах цены на мазут и газ примерно равны, а цена на уголь — ниже. На внутреннем же рынке России искусственно сниженный, прежде всего по социальным причинам, тариф газа составлял в 1998 г. 140 руб., или 5—6 долл. за 1000 м3, что в  
15 раз меньше экспортной цены на газ. К 2000 г. внутренняя цена на газ возросла до 12 долл. за 1000 м3, однако все равно осталась намного ниже (в 7—8 раз) экспортной цены. Вынужденно низкий внутренний тариф является отражением низкой платежеспособности российской экономики, но существующая ситуация не устраивает Газпром. Отраслевым и корпоративным интересам газовиков соответствует либо повышение внутренних тарифов на газ (а это сразу снизит конкурентоспособность газа по сравнению с углем и мазутом), либо увеличение поставок на экспорт при сокращении поставок на внутренний рынок (и это вновь означает необходимость замещения газа на ТЭС другим топливом).

Проблема устойчивости обеспечения топливом

Продолжение проблемы цены. Пользуясь дешевизной газа, энергетики, вместо того чтобы использовать «газовую паузу» для создания новых технологий, форсируют использование газа как топлива. Чрезмерное потребление природного газа в последние годы не компенсируется приростом запасов за счет новой разведки. Балансовые запасы газа сокращаются, и сохранение газовой ориентации грозит тем, что однажды большая часть российских ТЭС останется без топливной базы.  
Газпром ставит вопрос об экономии газа путем замещения его углем. Первоначально планировалось начать сокращение поставок газа на ТЭС уже в 2001 г., но все же было решено пока сохранить поставки в прежнем объеме. Между тем стране в условиях пусть пока и медленного, но все-таки заметного роста экономики требуется существенное увеличение производства электроэнергии, а при этом должно увеличиться потребление топлива на ТЭС. Станут ли эти дополнительные потребности удовлетворяться за счет газа или за счет других видов топлива? 
Газовики настойчиво предложили энергетикам заменить газ углем, и РАО «ЕЭС России» согласилось на это, хотя предстоящий процесс реструктуризации топливного баланса займет 7—10 лет и потребует по меньшей мере 35 млрд руб. Переориентация энергетики на другое топливо будет столь дорогостоящей ввиду технологических особенностей ТЭС. Станции, изначально запроектированные и построенные в расчете на газовое топливо, не могут быть переведены на сжигание угля; переход с газа на уголь означает строительство новой станции, что в нынешней экономической ситуации может быть реализовано только при резком повышении тарифов на электроэнергию — по оценкам энергетиков, в 1,8 раза. Возможно, РАО «ЕЭС России» потому и согласилось на предложение Газпрома, что оно дает благовидное оправдание повышению тарифов на электроэнергию. 
Следует также иметь в виду и то, что сегодня тариф на газ фактически является инструментом административного управления и может меняться на десятки и сотни процентов в диапазоне, определяемом платежеспособностью потребителей газа. Регионы, где энергетика полностью работает на газе, являются «заложниками» нынешней системы снабжения по льготным тарифам**. Возможно, чтобы освободиться от столь сильной зависимости и от «Газпрома», и от административных органов, влияющих на газовые тарифы, РАО «ЕЭС России» и стремится диверсифицировать источники топливоснабжения, то есть сделать более разнообразной структуру потребляемых первичных источников энергии.

Проблема устойчивости обеспечения газом дополняется проблемой доставки. Специфика электроэнергетической системы России — территориальная оторванность энергоисточников от потребителей энергии. Ямало-Ненецкий газоносный район сосредоточивает 80% балансовых запасов газа России и более 90% добычи. В структуре суммарных издержек на добычу и доставку ямальского газа от месторождения до границы с Германией на собственно добычу приходится лишь 22%, плату за транзит странам и территориям, по которым проходит газопровод, — 19%, а на сами расходы по транспортировке — 59%! При установлении же тарифов на газ внутри России огромные транспортные расходы (а по России газ зачастую перекачивается на расстояния большие, чем до западной границы) учитываются не в полной мере. В России тарифы варьируют по трем экономическим зонам. Если в районе добычи тариф составляет 100 %, то в примыкающей зоне — 105%, в отдаленных районах — 110%. Понятно, что столь незначительные различия в тарифах совершенно не соответствуют истинным различиям затрат на транспортировку газа в разные районы страны. Это означает, что большая часть электроэнергии в стране производится исключительно благодаря льготным тарифам на газ. Если же в полном объеме учесть расходы на транспортировку газа в удаленные от Ямала районы (а на этом, естественно, настаивают компании, управляющие газопроводами), то газ может оказаться неконкурентоспособным топливом. 
Хотя с чисто экономической точки зрения преимущества природного газа становятся все более спорными, в экологическом отношении газ остается предпочтительным топливом. Существующие экологические требования регионального и международного уровней в условиях, когда Россия по Киотскому протоколу взяла на себя обязательство не превышать определенный предел (в настоящее время еще не достигнутый) эмиссии парниковых газов, ограничивают возможности использования углей, являющихся наиболее мощным источником парниковых газов и других вредных веществ.

Проблема реструктуризации топливного баланса российской энергетики сложна. С одной стороны, маневр «газ — уголь» вызовет усиление загрязнения  атмосферы. С другой, если этого маневра не совершить, продолжится экономически неоправданное «сверхиспользование» газа и недоиспользование угля. Искусственно (через тарифную политику) завышенная потребность в газе и снижение доли угля в энергобалансе привели к кризису угольной отрасли, закрытию многих шахт и вызвали печальные социальные последствия в угольных регионах. Если разведанных запасов природного газа при нынешнем использовании хватит на 60—70 лет, то запасов угля может хватить не на одну сотню лет. 
В настоящее время в российском топливно-энергетическом комплексе назревают серьезные изменения. Суть стратегии развития, предлагаемой РАО «ЕЭС России», заключается в том, чтобы перевести к 2005 г. на уголь те электростанции, которые его сжигали раньше. Но это не просто возвращение в 70—80-е. Планируется наладить обогащение угля до сжигания в топках, а также очистку выбросов от загрязнителей. Конечно, оба мероприятия дорогостоящие. Но следует иметь в виду, что именно на уголь приходится большая часть национальных энергоресурсов. Кроме того, в отличие от газа, энергетические угли не могут быть использованы нигде, кроме как на ТЭС.  
Существует список, включающий 41 электростанцию, которые планируется перевести на уголь в первую очередь. Все они, за исключением Челябинской ТЭЦ-1, находятся в Европейской части России. В списке встречаются и тепловые электростанции, которые и так сжигают уголь наряду с другим топливом (например, Новочеркасская ГРЭС); для них планируется увеличение доли сжигания угля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экологические проблемы тепловой энергетики.

За счет сжигания топлива (включая дрова и другие биоресурсы) в настоящее время  производится около 90% энергии. Доля тепловых источников уменьшается до 80-85% в  производстве электроэнергии. При этом в промышленно развитых странах нефть и нефтепродукты используются в основном для обеспечения нужд транспорта. Например, в США (данные на 1995 г.) нефть в общем энергобалансе страны составляла 44%, а в получении электроэнергии -только 3%. Для угля характер на противоположная закономерность: при 22% в общем энергобалансе он является основным в получении электроэнергии (52%). В Китае доля угля в получении электроэнергии близка к 75%, в то же время в России преобладающим источником по лучения электроэнергии является природный газ (около 40%), а на долю угля приходится только 18% получаемой энергии, доля нефти не превышает 10%.

В мировом масштабе гидроресурсы обеспечивают получение  около 5-6% электроэнергии (в России 20,5%), атомная энергетика дает 17-18% электроэнергии. В России ее доля близка к 12%, а в ряде стран она является преобладающей в энергетическом балансе (Франция - 74%, Бельгия -61%, Швеция - 45%).

Сжигание топлива - не только основной источник энергии, но и важнейший поставщик в  среду загрязняющих веществ. Тепловые электростанции в наибольшей степени «ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотных осадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО), около 50% двуокиси серы, 35% - окислов азота и около 35% пыли. Имеются данные, что тепловые электростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами, чем АЭС такой же мощности.

В выбросах ТЭС  содержится значительное количество метал  лов и их соединений. При пересчете  на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа-400 млн. доз, магния -1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляется только потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах. Это, однако, не исключает их отрицательного влияния через воду, почвы и другие звенья экосистем.

Можно считать, что тепловая энергетика оказывает  отрицательное влияние практически  на все элементы среды, а также  на чело века, другие организмы и их сообщества.

Выбросы ТЭС  являются существенным источником такого сильного канцерогенного вещества, как бензопирен. С его действием связано увеличение онкологических заболеваний. В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Эти абразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такое заболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры. Сейчас случаи заболевания силикозом регистрируются у детей, проживающих вблизи угольных ТЭС.

Серьезную проблему вблизи ТЭС представляет складирование золы и шлаков. Для этого требуются значительные территории, которые долгое время не используются, а также являются очагами накопления тяжелых металлов и повышенной радиоактивности.

Имеются данные, что если бы вся сегодняшняя энергетика базировалась на угле, то выбросы СО, составляли бы 20 млрд. тонн в год (сейчас они близки к 6 млрд. т/год). Это тот предел, за кото рым прогнозируются такие изменения климата, которые обусловят катастрофические последствия для биосферы.

ТЭС - существенный источник подогретых вод, которые используются здесь как охлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы, обусловливая их тепловое загрязнение и сопутствующие ему цепные природные реакции (размножение водорослей, потерю кислорода, гибель гидробионтов, превращение типично водных экосистем в болотные и т. п.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В заключение можно сделать вывод, что современный уровень знаний, а также имеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают основание для оптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация ни в отношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане порождаемых энергетикой экологических проблем. Есть реальные возможности для перехода на альтернативные источники энергии (неисчерпаемые и экологически чистые). С этих позиций современные методы получения энергии можно рассматривать как своего рода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность этого переходного периода и какие имеются возможности для его сокращения. Одна из задач данного реферата заключается в том, чтобы в какой-то мере приблизиться к получению ответа на данный вопрос.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для тепловой энергетики разрабатывают следующее оборудование:

• барабаны высокого давления для различных типов котлов;
• испарители(и греющие секции к ним);
• подогреватели высокого и низкого давления;
• подогреватели сетевой воды;
• клапаны регулирующие питательной воды (типа "Диск");
• клапаны регулирующие питательной воды (типовые);
• клапаны регулирующие для впрыска;
• клапаны быстродействующие мазутные;
• кожухотрубные теплообменники (все виды конструкций);
• подогреватели конденсата питательной воды для низкого и высокого давления систем регенерации тепла;
• аппараты воздушного охлаждения различного назначения.

 

 

 

Список использованной литературы:

1.      В.И. Кормилицын, М.С. Цицкшивили, Ю.И. Яламов «Основы экологии»,  изд-во – Интерстиль, Москва 1997.

2.      Н.А. Воронков  «Экология - общая, социальная, прикладная»,  изд-во – Агар, Москва 1999.

3.      В.М. Гарин,  И.А. Клёнова, В.И. Колесникова «Экология для технических ВУЗов», изд-во – Феникс, Ростов-на-Дону 2001.

4.http://ru.wikipedia.org

5.http://www.atomexp.ru

6.http://geo.1september.ru