Лекция 11

Тепловые источники.

Любое нагретое тело излучает инфракрасное излучение в окружающую среду. Чем выше температура нагрева, тем выше энергия инфракрасного излучения. Опасность оценивается по плотности потока энергии (ПДУ = 500 Вт/м²). При действии ИК-излучения может повышаться температура тела, кровяное давление, развиваться болезни глаз.

Электромагнитные поля радиочастот. Наиболее неблагоприятное воздействие оказывает сверхвысокочастотное излучение (длина волн от 1 мм до 1 м.). Радиоволны действуют на нервную и сердечно-сосудистую системы живых организмов, вызывает чувство тревоги, снижение памяти у человека.

Контрольные вопросы:

1. Оцените влияние линий электропередач на окружающую среду.

2. Объясните, как снизить потери тепла в трубопроводах.

3. Назовите этапы овладения энергией человечеством.

4. Обоснуйте необходимость применения высокого напряжения при передаче электроэнергии по проводам.

5. Опишите, как транспортируется газ по трубопроводам.

6. Назовите методы преобразования электроэнергии.

Первичные и вторичные энергоресурсы, их классификация. Экологическая эффективность различных способов получения электрической энергии.

Энергетический ресурс – материальный объект, в котором сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком, носитель энергии.

Первичный энергоресурс – энергоресурс, который не подвергался какой-либо переработке непосредственно находящиеся в природе (солнечная энергия, ветер, месторождения нефти и газа и т.д.).

Вторичный энергоресурс – энергоресурс, полученный после преобразования первичного энергоресурса на специальных установках, а также полученный в результате недоиспользования энергии в технологическом процессе или в виде побочного продукта основного производства (электроэнергия, горячая вода, газ в трубопроводе).

Классификация первичных энергоресурсов:

по способу использования:

топливные,

нетопливные

по признаку сохранения запасов:

возобновляемые,

невозобновляемые

по месту нахождения в литосфере:

ископаемые (в недрах),

неископаемые (на поверхности литосферы)

по признакам природопользования:

участвующие в круговороте веществ и превращения энергии (солнечная, космическая),

детонированные (занесенные), (ископаемые), находящиеся в недрах, (уголь, торф), ядерное топливо,

искусственно активированные (вещества, участвующие в химических реакциях).

по влиянию на энергию биосферы:

добавляющие энергию,

недобавляющие энергию.

по экономической классификации:

валовый ресурс – суммарная энергия энергоресурса,

технический ресурс – энергия, которая может быть получена из нергоресурса при существующем уровне развития техники,

экономический ресурс – энергия, получение которой выгодно при существующем соотношении цен на оборудование, материалы, рабочую силу. Иногда ресурс дешевле купить, чем добыть.

Классификация вторичных энергоресурсов (ВЭР):

1. по происхождению:

тепловые – тепло золы, шлаков, газов, воды, пара, твердых тел;

горючие – горючие газы, отходы, используемые как топливо;

избыточного давления – газ, вода, пар, находящиеся под давлением или обладающие кинетической энергией.

2. по направлению использования:

топливные (используются как топливо)

тепловые (используются как источник тепла или как теплоноситель)

силовые (используются в виде механической или электрической энергии)

комбинированные (используются как механическая энергия и тепло).

3. по степени концентрации энергии:

высокопотенциальные (высокотемпературные, Т=400÷1000 С),

среднепотенциальные (газы, вода, пар, отходы производства с температурой выше 120 С),

низкопотенциальные (выбросы воздуха из вентиляции, бытовые стоки, вода из систем отопления).

Экологическая эффективность различных способов получения электрической энергии.

1. Наиболее экологически эффективным способом получения электроэнергии является энергосбережение.

2. Преобразование солнечной энергии в электрическую непосредственно не связанно с выделением в окружающую среды вредных веществ. Но при производстве фотогенераторов (солнечных батарей) в окружающую среду выбрасывается большое количество отходов кремния, клеев, солей, кислот, затрачивается значительный объем электроэнергии.

3. Ветроэнергетические установки – строительство установок требует значительной площади земли или дна водоема (залива, озера), они являются источником шума, электромагнитного поля, изменяют пути миграции животных и насекомых, а также естественные воздушные потоки на местности.

4. Гидроэлектростанции – создание водохранилищ, устройство плотин связано с выведением из оборота больших площадей земли, изменяются естественные процессы очистки реки, исчезают места нерестилищ рыбы, нарушается экосистема водоема, электромагнитное излучение линий электропередач отрицательно влияет на окружающую среду.

5. Геотермальные установки – горячая вода из подземных источников может содержать много солей, которые могут привести к засолению почвы.

6. Атомные электростанции – в меньшей степени, чем тепловые электростанции, загрязняют атмосферу, водоемы, но требуют работ по утилизации отработанного ядерного топлива и материалов реакторов. Не исключается возможность аварий в результате сбоев технологического процесса или террористических актов.

7. Тепловые электрические станции (ТЭС), тепловые электрические централи (ТЭЦ). Комбинированное производство тепла и электрической энергии снижает объемы выбросов SO2, NOx, CO2 в атмосферу (SO2 со 100% до 5%, NOx со 100 до 90%, CO2 со 100 до 50%).

Осуществляется сброс теплой воды в водоемы, тепла в атмосферу, линии электропередач загрязняют биосферу электромагнитным излучением.

При сгорании топлива выбрасывается пыль, содержащая тяжелые металлы. Добыча топлива, его доставка, хранение, аварии при транспортировке и хранении приводят к значительному экологическому ущербу.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) РБ система предприятий, осуществляющих добычу, получение и распределение энергии и энергоресурсов.

Структура ТЭК:

Предприятия по добычи, переработки и хранению энергоресурсов (производственные системы топливоснабжения).

Электроэнергетика.

Потребители.

Лекция 12.

Структура производства и потребления энергоресурсов (продолжение).

Домашнее задание [2] c. 114-141. [4] c. 25-28.

Вклад ТЭК в ВВП РБ оценивается в 30 %, структура потребления топлива в РБ изменяется в сторону увеличения доли природного газа и сохранения доли мазута (остаток после отгонки из нефти бензина, керосина и других продуктов). Структура потребления к 2010 млн. т.у.т.: природный газ – 27,1, мазут – 6.0, уголь – 0.8, торф – 0.9, прочие виды топлива – 1.4.

Самообеспечение РБ энергоресурсами находится на уровне 17 %, для сравнения, Швеция – 63%, Германия - 45%, Дания – 59% (в 1990 году этот показатель для РБ равнялся 10%).

Топливная промышленность РБ представлена предприятиями по добыче и переработке нефти, торфа, деревообрабатывающей промышленности (отходы).

Объем добычи нефти 1.5 ÷1.8 млн. т. в год. Разведанные месторождения находятся в стадии истощения, а новые характеризуются малыми запасами. Требуются значительные капиталовложения для внедрения новых технологий добычи нефти.

Нефтеперерабатывающая промышленность представлена Мозырьским нефтеперерабатывающим заводом, мощность до 8 млн. т. нефти в год, и Новополоцким производственным объединением «Нафтан», мощность до 9 млн. т. нефти в год. Глубина переработки – низкая, до 50% (из 1 т. нефти получают 0.5 т. бензина, керосина, смазочных масел), износ оборудования составляет 70%. Качество вырабатываемых нефтепродуктов не соответствует международным стандартам, что не позволяет конкурировать им на внешнем рынке. Оборудование экологически не безопасно, отличается от современных зарубежных образцов невысокой надежностью и существенно отстает по компьютеризации технологических процессов.

Необходимые мероприятия по выходу из кризиса:

модернизация технологии с целью увеличения глубины переработки нефти до 90%.

выпуск конкурентноспособной продукции.

снижение собственных энергозатрат на производство продукции.

внедрение технологии переработки мазута в топливо для автотранспорта.

Торфодобывающая промышленность.

Основная проблема – недостаток финансирования для обновления почти полностью изношенного оборудования. Предприятия выпускают торфокрошку (удобрение и сырье для торфобрикетов), торф кусковой и торфобрикеты, общим объемом 3.4 млн. т. в год, для топливного сектора - 1.1 млн. т.у.т. Общий валовой потенциал – 1.76 млрд. т.у.т., технически возможный – 124 млн. т.у.т. Крупные месторождения торфа уже освоены, нужно применять новые ресурсосберегающие технологии для разработки месторождений малой мощности. Технически возможный потенциал нетрадиционных источников, млн. т.у.т:

- гидроэнергетика – 1.2,

- ветроэнергетика – 0.02,

- гелиоэнергетика – 0.6,

- биомасса – 0.5,

-отходы древесины – 3.0,

- бытовые отходы – 0.2.

Электроэнергетика РБ – система производства, преобразования и доставки электроэнергии потребителям. Это система объединения электростанций, связанных линиями электропередач. Электроэнергетика РБ включает около 40 электростанций, общей мощностью 7.8 МВт, из них 20 – ТЭЦ, 9 – ГРЭС, 9 электростанций крупных предприятий. Общая длина линий электропередач около 40 тыс. км. Энергосистема РБ связана линиями электропередач с Россией, странами Балтии, Украиной, Польшей.(ГРЭС - государственная районная электрическая станция).

РБ импортирует примерно 1\3 потребляемой энергии. Для того, чтобы вся необходимая электроэнергия вырабатывалась в РБ, необходима модернизация оборудования электростанций, что может стоить около 30 млрд. дол. США. Выгодной является замена существующего оборудования на газотурбинные и парогазовые установки с высоким КПД.

Структура потребления:

электродвигатели оборудования,

высокотемпературные процессы (плавка металла, термообработка изделий и т.д.),

средне- и низкотемпературные процессы (варка, сушка) и бытовое теплоснабжение (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха),

освещение,

электрохимические и электрофизические процессы (искровая обработка, упрочнение поверхности деталей, получение металлов электролизом, сварка),

связь и управление.

Тепловая энергия в виде пара и горячей воды.

Теплопотребление в РБ изменялось следующим образом (Гкал):

1995 -72.7; 1997 – 72.7; 2000 – 73; 2005 – 80; 2010(план) – 90.

Наиболее крупным потребителем тепла является промышленность – 51%, вторым – коммунально-бытовой сектор, около 35%.

ТЭЦ и районные котельные – основной источник теплоснабжения городов и предприятий. Всего в РБ имеется около 20000 котельных.

Автономное энергосбережение.

В определенных случаях автономное энергосбережение и использование мини-котельных и малых ТЭЦ является экономически оправданным. Здесь в качестве топлива могут быть использованы древесные отходы (опилки, сучья, щепа), солома, бытовые отходы и т.д. В РБ выпускаются котлы и котельные установки, которые позволяют использовать топливо с небольшой теплотворной способностью, повышенной влажностью, зольностью. КПД таких установок достигает 85%.

Основные направления энергетической политики РБ до 2010 года.

Перед республикой стоят следующие проблемы:

критическое финансовое положение отраслей ТЭК, дефицит инвестиций в ТЭК.

высокая энергоемкость ВВП, что приводит к высоким ценам на продукцию.

повышение надежности обеспечения РБ топливом

отсутствие современной нормативно-законодательной базы отраслей ТЭК.

неразвитая производственная база по выпуску запасных частей и комплектующих энергетического оборудования.

Начиная с 1992 г. в РБ проводилась работа по выполнению

«Энергетической программы РБ на период до 2010 года» и «Основных направлений энергетической политики РБ на 2001-2005 гг. и на период до 2015 года».

Были реализованы следующие намеченные планы:

обеспечена потребность РБ в топливе и энергии,

энергоемкость ВВП в 1999 г. сократилось по сравнению с 1995 на 22.4%

снижена экологическая нагрузка ТЭК на окружающую среду.

сформирована нормативно-правовая база для реализации энергосберегающей политики.

проводится работа по структурной перестройке ТЭК

Требуют решения следующие задачи:

Приток инвестиций в ТЭК оказался в 2 раза ниже плана.

Ниже ожидаемого оказались финансовые и объемные показатели работы ТЭК.

Имеется значительная задолженность предприятий и населения РБ по оплате за энергоносители.

К 2010 г. установленная мощность энергоисточников РБ должна возрасти до 9000 МВт (сегодня 7820 МВт).

Планируется построить ТЭЦ с использованием газотурбинных технологий (Березовская ГРЭС, ТЭЦ – 3, ТЭЦ – 4 Минск, Гродненская и Гомельская ТЭЦ). Необходимо и далее снижать энергоемкость ВВП, покрывать дефицит ТЭР за счет нетрадиционных источников энергии, рассмотреть вопросы строительства АЭС в РБ.

Контрольные вопросы:

Проанализируйте структуру потребления топлива в РБ.

Назовите, какие предприятия входят в ТЭК РБ.

Оцените состояния нефтеперерабатывающей промышленности РБ.

Опишите современное состояние электроэнергетики РБ.

Раскройте основные направления энергетической политики РБ до 2010 года.

Сформулируйте задачи по совершенствованию работы ТЭК.

ТЕМА 4.

Лекция 13.

(Тематическая контрольная работа №2)

Экологическая и энергетическая характеристика производства.

Общая характеристика.

Предприятия общественного питания занимаются технологической переработкой пищевого сырья, пришедшего строгий санитарный контроль, т.е. экологически безопасного сырья.

Вспомогательными материалами является питьевая вода, пластмассовая, картонная и бумажная тара и упаковка.

Промежуточными продуктами являются экологически чистые полуфабрикаты пищевой продукции (овощные, мясные, фруктовые и т.д.). Готовая продукция проходит строгий санитарный контроль и является экологически чистой.

Сточные воды характеризуются высокой степенью загрязнения неорганическими (песок, соль) и органическими (крахмал, жир, сахар, поверхностно-активные вещества и т.д.)

Газовоздушные выбросы характеризуются повышенной температурой, наличием повышенного содержания углекислого газа, аммиака, водяных паров, метана и т.д.

Твёрдые отходы – это пищевые отходы, остатки упаковочного материала, тара (пластмассовая, вышедшая из строя, и картонная – на макулатуру), стекло (разбитая посуда и бутылки) и т.д. Твёрдые отходы вывозятся централизованно на городские свалки.

Жидкие отходы после механической очистки (песколовки, металлические сита, отстойники) отправляются в канализацию.

На предприятиях общественного питания последовательно проводится ряд технологических расчётов для определения необходимой площади производственных, торговых, подсобных, складских и административно-бытовых помещений. Исходными данными для технологических расчётов являются тип предприятия и его мощность (число посадочных мест).

Принципиальная технологическая схема производства и реализации продукции на предприятии общественного питания.

Материальный баланс предприятия.

Пищевое сырьё определяется технологическими расчётами по следующим методикам: по физиологическим нормам питания, по меню расчётного дня, по укрупненным показателям и т.д. Продовольственное сырьё поступает на склад, где должна поддерживаться определённая температура, влажность воздуха и обеспечиваться кратность обмена воздуха с помощью вентиляции. Потери сырья связаны с его предварительной очисткой и переборкой, а также потерей массы вместе с влагой, уносимой из холодильной камеры и при размораживании (дефростации) продукции. Отходы собираются в камере отходов, жидкие отходы отправляются в канализацию. Потери при размораживании мяса – 2,5%, процент отходов при разделке – 26%. По мере прохождения по технологической цепи сырьё всё более теряет свою массу, в виде твёрдых отходов или в процессе горячей обработки через вентиляцию (пары, продукты разложения). Вентиляция на предприятиях общественного питания требует постоянного контроля и очистки. В последнее время в цехах устанавливаются утилизаторы твёрдых отходов, которые их измельчают, смешивают с водой и сбрасывают в канализацию.

Водоснабжение. Применяется прямоточное водоснабжение. Вода используется для работы холодильных камер, обработки пищевой продукции, мытья посуды и оборудования, уборки помещений, приготовления пищи.

Эффективность использования воды К определяется по формуле:

К=(Q3 – Qc)/Q3,

где Q3 и Qc – расход забираемой из водопровода воды и расход сточных вод. Для пищевой промышленности К≈0,45.В последнее время используется специальная подготовка воды (удаление посторонних примесей), необходимой для приготовления пищи, пищевого льда, чая, кофе, питьевой воды.

Энергобаланс состоит из приходной и расходной части. Приходная часть принимается по показателям счётчиков электроэнергии, которые установлены на распределительных или вводных щитах. Предприятия общественного питания могут быть подключены к газопроводу, учёт объема потреблённого газа проводится по газовым счётчикам. Учёт горячей и холодной воды проводится по счётчикам горячей и холодной воды.

Расходная часть. Основные потребители электроэнергии:

Технологическое оборудование,

Системы освещения,

Системы вентиляции и кондиционирования.

Расход электроэнергии на работу технологического оборудования:

W=Nн*Ки*t,

где W – расход, кВт час; Nн – номинальная мощность электродвигателей, источников нагрева, кВт; Ки – коэффициент использования мощности; t – время, за которое оценивается работа оборудования.

Расход теплоты на отопление, Гкал

Qотоп = qо*V*(Твн – Тос)*t*10‾6,

где qо – объёмная отопительная характеристика объекта ккал/м²*град; V – объём объекта, м³; Твн и Тос – температура внутри и вне объекта, ºС; t – время работы отопительного оборудования, час.

Расход тепла на вентиляцию, Гкал

Qвент = qВ*V*(Твн – Тос)*10‾6*t,

где qВ = m*cB(VB/V); m – кратность воздухообмена, г/час; сВ – объёмная удельная теплоёмкость воздуха, ккал/м³*град, V – вентилируемый объём, м³.

Сточные воды предприятий общественного питания относятся к хозяйственно-бытовым.

По основным веществам, загрязняющим окружающую среду выбросами вентиляции они могут быть отнесены к IV и III классу опасности (СО2, углеводороды – IV, сажа – III).

Предприятия общественного питания относятся к 4-ой категории опасности по выбросам в атмосферу. Твёрдые отходы предприятий общественного питания относятся к твёрдым бытовым отходам,(ТБО).

Предприятия заключают договора на вывоз ТБО и обезвреживание:

непосредственно отходов,

полимерных материалов,

люминесцентных ламп.

Снижение энергозатрат на производство продукции и услуг.

Мероприятия по снижению энергозатрат подразделяются на организационные и технические.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ.

ознакомление персонала с правилами эксплуатации оборудования;

периодическое техническое обслуживание оборудования (заключение договоров, назначение ответственных сотрудников за состояние конкретного вида оборудования);

поощрение за экономию энергоресурсов.

ТЕХНИЧЕСКИЕ.

правильный выбор мощности оборудования для его более полной загрузки;

обеспечивать качество подаваемой энергии;

применять современные экономичные системы освещения, периодически мыть окна;

периодически проводить очистку и ремонт вентиляции;

установить счётчики горячей и холодной воды, газа;

утеплить здание, улучшить его гидроизоляцию;

не эксплуатировать тепловое оборудование на холостом ходу, использовать посуду, соответствующую размеру конфорки;

начинать приготовление пищи на электроплитах с максимальной мощности, постепенно снижаю её по мере необходимости.

Контрольные вопросы.

Охарактеризуйте источники загрязнения окружающей среды предприятиями Вашей специальности.

Сформулируйте определение энергобаланса.

Обоснуйте роль экологического налога для рационального природопользования.

Раскройте сущность организационных мероприятий по ресурсо- и энергосбережению.

Объясните как снизить материальные и энергетические затраты на производство продукции техническими мерами.

Оцените экологический вред при утилизации люминесцентных ламп.

Дата добавления: 2015-06-27