Комплексный экономико-экологический анализ применяемых технологий охлаждения тэс

Значимость проблемы. Общепризнано, что прямоточные системы технического водоснабжения существенно уступают по своим экологическим характеристикам оборотным системам. Основные претензии экологов к прямоточным системам:

• очень большие объемы потребления воды из водных объектов;
• сброс больших объемов тепла в водные объекты;
• непосредственный контакт охлаждающей воды с технологическим оборудованием создает риски попадания охлаждаемых веществ в водные объекты;
• предотвращение гибели водных организмов на водозаборах прямоточных систем затруднено из-за больших расходов воды.

Оборотные системы лишены этих недостатков, значит переход от прямоточного охлаждения к оборотному приводит к повышению уровня экологической безопасности любого технического объекта.

Это утверждение нашло свое отражение в государственной водной политике России, включая Водный кодекс и многочисленные его подзаконные акты, налоговое законодательство, нормативно- технические документы. Сложно найти документ, касающийся вопроса охраны водных ресурсов, который не призывал бы к повсеместному применению оборотного водоснабжения.

Прямое и косвенное потребление энергии. Известно, что эффективность энергетических циклов, лежащих в основе технологий производства электроэнергии на ТЭС, в высокой степени зависит от наивысшей и низшей температур рабочего тела, достигаемых в цикле. Чем при более низкой температуре осуществляется отведение избыточного тепла из цикла, тем большая доля исходной энергии может быть преобразована в механическую, а затем — в электрическую энергию.

Различные типы систем охлаждения при одинаковых климатических условиях способны обеспечить различные температуры охлаждения рабочей среды и соответствующие им КПД энергоблоков.

В Справочнике это влияние оценивается в снижении выработки энергии на 0,25 % на 1 градус повышения температуры охлаждения, что эквивалентно снижению КПД электростанции приблизительно на 0,4 % на градус. Если применяется открытая мокрая градирня вместо прямоточной системы, конечная температура пара повысится на 5°C, что приведет к снижению выработки на около 2 %. Если учесть также разницу в объеме энергии, потребляемой оборудованием системы охлаждения, которая составляет 6-8 кВт на отводимый МВт тепла, это даст еще один процент потерь эффективности. Для обычной европейской угольной электростанции 1 % снижения КПД означает, что КПД понизится с 40 % до 39,6 %.

Экологические аспекты систем охлаждения. Безвозвратное водопотребление из водных объектов, паровой факел градирен.

Влияние прямоточных систем технического водоснабжения на баланс водных объектов очень часто понимается неверно. Как правило, говорят о том, что прямоточные системы потребляют на порядки больше водных ресурсов, чем оборотные системы с открытыми градирнями. Именно этот фактор является основным при обосновании экологической эффективности замены прямоточных систем на оборотные.

Влияние на выбросы загрязняющих веществ. Еще одним аспектом систем охлаждения тепловых электростанций, часто игнорируемым защитниками оборотных систем, являются влияние на объем выбросов в атмосферу загрязняющих веществ и парниковых газов. Как было отмечено ранее, тип применяемой системы охлаждения связан с максимальной энергоэффективностью охлаждаемого процесса. Снижение энергоэффективности приводит к необходимости сжигания дополнительного топлива для сохранения объемов производства и, соответственно, к увеличению объемов выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов. Объем этих дополнительных выбросов будет увеличиваться пропорционально снижению КПД технологического процесса.

Тепловое загрязнение водных объектов и атмосферы, выбросы парниковых газов. Рассматривая вопрос теплового загрязнения окружающей среды необходимо учитывать, что независимо от типа системы охлаждения все сбросное тепло поступает в атмосферу. Это происходит напрямую в случае применения мокрых градирен или воздушных конденсаторов. В случае прямоточных систем на водном объекте тепло передается через поверхность водного объекта-приемника, на большой площади и с определенной временной задержкой в зависимости от местных условий. Количество сбросного тепла зависит от энергоэффективности производственного процесса, поэтому именно прямоточные системы в наименьшей степени способствуют тепловому загрязнению окружающей среды.

Химическое загрязнение водных объектов. Одна из наиболее часто упоминаемых претензий в адрес прямоточных систем — это повышенные риски аварийного загрязнения водных объектов охлаждаемыми химическими веществами. Однако для электроэнергетики эта проблема не так однозначна. На электростанциях более 95 % воды используется для конденсации пара, причем паровое пространство конденсатора находится под вакуумом. Даже в случае аварийной разгерметизации конденсатора охлаждающая вода будет поступать в технологический цикл, а не конденсат — в охлаждающую воду. Необходимо отметить и то, что охлаждаемый водяной пар имеет высокую степень чистоты, не загрязнен никакими химическими веществами и не представляет опасности для окружающей среды. Поэтому загрязнение водных объектов через прямоточную систему охлаждения электростанции в принципе невозможно.

Шум. Наиболее низкошумными являются прямоточные системы. Несмотря на то, что с помощью применения различных мер по шумоподавлению уровень шума от любого оборудования может быть приведен к нормативному, применение этих мер часто оказывает влияние на работу оборудования, увеличивая, например, сопротивление воздушного тракта, и соответственно потребление энергии системой охлаждения. Кроме того, затраты на шумоподавление могут быть достаточно высоки. Данные на слайде № демонстрируют разницу в стоимости различных конструкций вентиляторов, без учета затрат на трансмиссии, электродвигатели и т.п.

Твердые отходы (масса оборудования, материалы). Отходы, образующиеся при применении различных типов систем охлаждения, существенно отличаются и по массе и по качественным характеристикам.

Микробиология. Имеется еще один вид риска, свойственный прежде всего оборотным системам — это риски развития в водяных системах охлаждения и распространения воздушным путем через выбросы градирен болезнетворных микроорганизмов.

Гибель водных организмов на водозаборах. Воздействие электростанций на рыбные ресурсы неоднозначно. С одной стороны рыба действительно гибнет и травмируется на водозаборах. И чем больше водозабор, тем более велики риски такого ущерба. Поэтому предотвращение или уменьшение этого вида воздействия представляет собой проблему, прежде всего, для прямоточных систем.

Таким образом, имеются веские основания для утверждения о том, что дискриминация государством прямоточных систем охлаждения основана на недостаточно полном учете экономических и экологических аспектов, эта политика наносит ущерб экономике и окружающей среде, вступает в противоречие с политикой повышения энергоэффективности экономики и в целом с интересами общества.

Государство должно не только разрешить, но и стимулировать применение прямоточных систем. Применение прямоточных систем должно быть ограничено лишь для случаев охлаждения веществ, попадание которых в поверхностные водные объекты может нанести существенный ущерб для окружающей среды, а также запретить их использование на особо охраняемых водных объектах и в местах обитания особо охраняемых видов рыб, так как полное устранение рисков гибели рыбы на водозаборах пока невозможно.

Для практической реализации этой политики необходимо выполнить следующее:

• исключить из Водного кодекса РФ пункт 4 статьи 60 о недостимости проектирования прямоточных систем технического водоснабжения, изъять из других нормативных до­кументов указания о безусловном предпочтении оборотных систем технического водоснабжения перед прямоточными;
• существенно снизить ставки водного налога и платы за использование водных объектов при заборе воды для целей охлаждения производственных процессов с последующим ее возвратом в тот же водный объект;
• четко определить нормативные требования относительно охраны водных организмов при водопользовании, при этом должно учитываться комплексное воздействие конкретного водопользователя, а не отдельные его стороны.

Целью этого доклада была демонстрация на конкретном примере необходимости комплексного анализа каждого технического решения или технологии при их экологической оценке. Такой анализ может в корне изменить наши представления об относительном уровне экологической безопасности и предпочтительности технологий. А отсутствие комплексного анализа способно приводить к решениям, которые могут наносить вред общественным интересам.

В связи с этим хотелось бы упомянуть об одном из важных процессов, где комплексность анализа сейчас особенно необходима.

Известно, что по поручению Президента РФ в настоящее вермя МПР готовит законопроект, который касается изменения системы экологического нормирования и механизмов экономического стимулирования природопользования. Декларируется, что в качестве основы реформы принята европейская система экологического нормирования, основанная на применении наилучших доступных методов охраны окружающей среды.

Однако необходимо указать, что в ЕС так называемые «наилучшие доступные методы» — это всего лишь один из инструментов реализации основного принципа, принятого при формировании действующей системы государственного регулирования. Это принцип комплексности анализа воздействий на окружающую среду. На этом принципе построены основные механизмы и инструменты охраны окружаюющей среды в ЕС, в том числе и механизмы идентификации и применения наилучших доступных методов.

Дата публикации: 09.12.2011

Похожие записи:

• Винтовые компрессоры с переменным рабочим объемом
• Заказывайте качественное современное ТВЧ оборудование в «Завод преобразователей ТВЧ»
• Правила компоновки пароперегревателей
• Покупайте качественное энергооборудование от производителя «НЕВСКИЙ»
• Чем отличаются абсорбционные и адсорбционные системы очистки газа
• Отопление и вентиляция котельных