Тема 2. Забруднення навколишнього середовища підприємствами енергетичного комплексу.

Основні терміни теми: енергетика, електрична станція, теплова електростанція, атомна електростанція.

ІНФОРМАЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ ТЕМИ

Забруднення навколишнього середовища підприємствами енергетичного комплексу

Енергетика - це галузь господарства, котра охоплює енерге­тичні ресурси, добування, перетворення, передачу і використання різноманітних видів енергії.

Електрична станція - це сукупність установок, обладнання та апаратури, які використовуються безпосередньо для виробництва електричної енергії, а також необхідні для цього споруди та будівлі, розташовані на певній території. Тобто, підприємства, призначені для виробництва електричної енергії, називають електростанціями.

Теплові електростанції

Теплові електростанції (ТЕС) перетворюють хімічну енергію пали­ва (вугілля, нафти, газу тощо) послідовно в теплову, механічну і електрич­ну енергію. За енергетичним устаткуванням ТЕС поділяють на паротурбінні, газотурбінні та дизельні електростанції.

Паротурбінні електростанції (ТПЕС) - основне енергетичне устат­кування: котлоагрегати чи парогенератори, парові турбіни, турбогенера­тори, а також пароперегрівачі, постачальні, конденсаторні та циркуляційні насоси, конденсатори, повітропідігрівачі, генератори, електричне розпод­ільне обладнання. Паротурбінні електростанції поділяють на конденсаційні електростанції (КЕС) та теплоелектроцентралі (ТЕЦ).

Теплоелектроцентралі (ТЕЦ) відпускають споживачам електроенер­гію та теплову енергію з парою або гарячою водою. На відміну від КЕС, на ТЕЦ перегріта пара не повністю використовується у турбінах, а частково відбирається для потреб теплофікації. Комбіноване використання тепла знач­но підвищує економічність теплових електростанцій та суттєво знижує вартість 1 кВт*тод виробленої ними електроенергії.

Конденсаційні електростанції (КЕС) розрізняють за типом енергії, що відпускається (енергетичним призначенням). На КЕС тепло, яке отримали при спалюванні палива, передається у парогенератори водяної пари, котра потрапляє у конденсаційну турбіну. Внутрішня енергія пари перетворюєть­ся в турбіні у механічну енергію, а потім електричним генератором в елект­ричний струм. Відпрацьована пара відводиться у конденсатор, звідки кон­денсат пари перекачується насосами знов у парогенератор.

Газотурбінні електростанції (ГТЕС) використовуються як резервні джерела енергії (25-110 МВт) для покривання навантаження в години "пік" або у разі виникнення в енергосистемах аварійних ситуацій. Також застосо­вують комбінування парогазового обладнання (ПГО), в якому продукти спа­лювання та нагріте повітря потрапляють у газову турбіну, а тепло відпра­цьованих газів використовується для підігріву води або виробництва пари для парової турбіни низького тиску. ККД ГТЕС звичайно становить 26-28%, потужність - до декількох сотень МВт.

Дизельна електростанція (ДЕС) - енергетична установка, устатко­вана одним або декількома електричними генераторами з приводом від ди­зелів. Великі ДЕС мають потужність до 5000 кВт і більше.

На стаціонарних дизельних електростанціях встановлюють 4-тактні дизель-агрегати потужністю від 110 до 750 кВт. Стаціонарні дизельні елект­ростанції та енергопотяги устатковуються декількома дизель-агрегатами та мають потужність до 10 МВт. Пересувні дизельні електростанції мають потужність від 0,2 до 5000 кВт, а потужністю 25-150 кВт розташовуються звичайно в кузові автомобіля або на окремих шасі, або на залізничній плат­формі та вагоні. Дизельні електростанції використовують у сільському гос­подарстві, в лісовій промисловості, у пошукових партіях тощо як основне, резервне або аварійне джерело електропостачання силових та освітлюваль­них мереж. На транспорті дизельні електростанції застосовуються як ос­новне енергетичне обладнання (дизель-електровози, дизель-електроходи).

Теплові електростанції є основою електроенергетики. Паливо, що використовується на ТЕС - вугілля, природний газ, мазут, сланці, дрова. Підвищення одиничної потужності ТЕС обумовлює ріст абсолютної витрати палива окремими електростан­ціями [1].

Принцип роботи ТЕС. Технологічна схема ТЕС відображає склад та взає­мозв'язок її технологічних систем, загальну послідовність протіка­ючих в них процесів. До складу ТЕС входять: паливне господар­ство та система підготовки палива до спалювання; котельне облад­нання - сукупність котла та допоміжного обладнання; установки в од о підготовки та конденсатоочистки; система технічного водопо­стачання; система золошлаковидалення; електротехнічне господар­ство; система управління енергообладнанням.

Паливне господарство містить приймально-розвантажувальні прилади; транспортні механізми; паливні склади твердого та рідкого палива; прилади для попередньої підготовки палива (дробильні для вугілля). У склад мазутного господарства входять також насоси для перекачування мазуту та підігрівачі.

Підготовка твердого палива до спалення складається з розме­лу та сушіння його у пилоприготувальній установці, а підготовка мазуту полягає в його підігріві, очистці від механічних домішок, іноді в обробці спеціальними присадками. Підготовка газового палива зводиться в основному до регулювання тиску газу перед надход­женням його до парогенератора.

Необхідне для горіння палива повітря подається до котла дут­тьовими вентиляторами. Продукти спалювання палива - димові гази - відсмоктуються димососами та відводяться через димові тру­би в атмосферу. Сукупність каналів (повітроводів і газоходів) та різних елементів обладнання, по яких проходять повітря та димові гази, утворюють газоповітряний тракт теплової електростанції. Димососи, які входять до його складу, димова труба та дуттьові вентилятори складають тягодуттьову установку.

В зоні горіння палива негорючі (мінеральні) домішки, які вхо­дять до його складу, зазнають фізико-хімічних перетворень та ви­даляються з котла частково у вигляді шлаку, а значна їх частина відноситься димовими газами у вигляді дрібних частинок золи. Для захисту атмосферного повітря від викидів золи перед димососами (для запобігання їх золового зносу) встановлюють золоуловлювачі. Шлак та уловлена зола видаляються звичайно гідравлічним спосо­бом за межі території електростанції на золовідвали. При спалюванні мазуту та газу золоуловлювачі не встановлюються.

При спалюванні палива хімічно зв'язана енергія перетворюєть­ся в теплову, утворені продукти спалювання, котрі у поверхнях на­гріву котла віддають теплоту воді та парі, яка з неї утворюється. Сукупність обладнання, окремих його елементів, трубопроводів, по яких рухається вода та пара, утворює водопаровий тракт станції.

У котлі вода нагрівається до температури насичення, випаро­вується, а утворена з киплячої (котлової) води насичена пара пере­грівається, і з котла перегріта пара (t~540°С) направляється по тру­бопроводах у турбіну, де її теплова енергія перетворюється в механ­ічну (тиск 3,5-6,5 кПа), що передається валу турбіни. Відпрацьова­на в турбіні пара потрапляє до конденсатора, віддає теплоту охо­лоджувальній воді і конденсується.

На сучасних теплових електростанціях з агрегатами одинич­ної потужності 200 МВт та вище застосовують проміжний перегрів пари. В цьому випадку турбіна має дві частини: ступінь високого та ступінь низького тиску. Відпрацювавши у ступені високого тис­ку турбіни, пара направляється в проміжний перегрівник, де до ньо­го додатково підводиться теплота. Далі пара знов повертається у турбіну, у частину низького тиску, а з неї потрапляє до конденса­тора. Проміжний підігрів пари підвищує ККД турбінної установки та підвищує надійність її роботи. З конденсатора конденсат відка­чується конденсатним насосом та, пройшовши підігрівачі низького тиску (ПНТ), потрапляє у деаератор. Тут він нагрівається парою до температури насичення, при цьому з нього виділяються в атмос­феру кисень та вуглекислота для захисту обладнання від корозії. З деаератора деаерована вода, що називається живильною водою, живильним насосом прокачується через підігрівачі високого тиску (ПВТ) і подається до котла.

Конденсат у ПНТ та деаераторі, а також живильна вода у ПВТ підігріваються парою, що відбирається у турбіни. Такий спосіб підігріву означає повернення (регенерацію) теплоти у цикл і нази­вається регенеративним підігрівом. Завдяки йому зменшується над­ходження пари до конденсатора, а звідси і кількість теплоти, що пе­редається охолоджувальній воді, що приводить до підвищення ККД паротурбінної установки. Сукупність елементів, що забезпечують конденсатори охолоджувальною водою, називають системою тех­нічного водопостачання. До неї відносяться: джерело водопостачан­ня (річка, водосховище, баштовий охолоджувач - градирня), цир­куляційний насос, підвідні та відвідні водопроводи. У конденсаторі охолоджувальній воді передається близько 55% теплоти пари, що потрапляє і до турбіни; ця частина теплоти не використовується для виробництва електроенергії і марно втрачається. Ці втрати значно зменшуються, якщо відбирати з турбіни частково відпрацьовану пару в її теплоту та використовувати для технологічних потреб про­мислових підприємств або для підігріву води на опалення. Таким чином, станція стає теплоелектроцентраллю (ТЕЦ), що забезпечує комбіноване виробництво електричної та теплової енергії. На ТЕЦ встановлюються спеціальні турбіни з відбиранням пари - так звані теплофікаційні.

Конденсат пари, відданої тепловому споживачу, подається на ТЕЦ насосом зворотного конденсату.

На ТЕС існують внутрішні витрати конденсату та пари, обу­мовлені неповною герметичністю водопарового тракту, а також без­поворотної витрати пари конденсату на технічні потреби станції. Вони складають невелику частку загальної витрати пари на турб­іни (близько 1-1,5%).

На ТЕЦ можуть бути також зовнішні витрати пари та кон­денсату, зв'язані з відпуском теплоти промисловим споживачам. В середньому вони дорівнюють 35-50 %. Внутрішні і зовнішні витра­ти пари та конденсату відновлюються попередньо відпрацьованою водою водопідготувальної установки.

Таким чином, живильна вода котлів являє собою суміш турб­інного конденсату та додаткової води.

Електротехнічне господарство станції включає електричний ге­нератор, трансформатор зв'язку, головний розподільний пристрій, систему електропостачання власних механізмів електростанції че­рез трансформатор власних потреб.

Система управління енергообладнання на ТЕС виконує збір та обробку інформації про хід технологічного процесу і стан облад­нання, автоматичне та дистанційне управління механізмами і ре­гулювання основних процесів, автоматичний захист обладнання.

Термодинамічні основи роботи ТЕС: на паротурбінних елект­ростанціях ротори електричних генераторів приводяться до обертан­ня паровими турбінами, у. яких теплова енергія пари перетворюєть­ся в кінетичну, що передається роторові турбіни. Таким чином, во­дяна пара є робочим тілом паротурбінної електростанції. Пара не­обхідних параметрів утворюється у котлі за рахунок теплоти, що виділяється при спалюванні органічного палива.

Суттєвим є те, що теплові електростанції негативно вплива­ють на навколишнє середовище. ТЕС, що використовують тверде паливо, викидають у атмосферу частину золи, яка не уловлюється, та недогорілі частки палива, сірчистий та сірчаний ангідриди, окис азоту та окис вуглецю; при використанні органічного палива - при­родного газу - в атмосферу потрапляють токсичні окисли азоту та окис вуглецю, бензапірен [4; 2; 3].

Необхідні ресурси

Енергетичні ресурси - це будь-які джерела механічної, хімічної та фізичної енергії.

Вугілля

Основна частка електроенергії, що виробляється в Україні, на­лежить ТЕС (60% - 1994 р, 58,4% - 1995 р., 52% - 1997 р.). Але частка вугілля в структурі енергоресурсів, що використовуються для виробництва електроенергії та тепла, складає 32-34% (34% - 1995 р.). Виробництво електроенергії на ТЕС України, які використовують вугілля, - процес екологічно не чистий. Крім цього, для підтрим­ки стійкого горіння низькореакційного високозольного палива (типу антрацитів та пісного вугілля з зольністю 25-40% при проек­тних не більше 20%) доводиться додатково використовувати імпор­товані мазут та газ.

Вугілля буре - вища теплота згоряння вологої беззольної маси менше 24000 кДж/кг (5700 ккал): Б1 - волога 40%, Б2 - від 30% до 40%, БЗ - менше 30%. Буре вугілля поділяють на класи.

Кам'яне вугілля - теп­лота згоряння вологої без­зольної маси 24000 кДж/кг (5700 ккал/кг), вихід летких речовин більше 9%.

Антраци­тове (А) вугілля - теплота зго­ряння вологої беззольної маси 24000 кДж/кг, вихід летких речовин -9%.

Напівантрацитове (ПА) - пе­рехідні від кам'яних до антрацитових. Вихід летких речо­вин Увід 220 до 330 см³/г, антрацити - менше 220 см³/г.

За розміром шматків кам'яне, напівантрацитове та антрацитове ву­гілля класифікується так, як у табл. 2.1.9.

Деревина, дрова

Деревина, дрова - пиляні або звичайно розколоті дерева, при­значені для використання як палива. Деревина всіх порід дерев, що використовуються як паливо, має 50 % вуглецю. Тому теплота зго­ряння деревини різних порід в абсолютно сухому стані у розрахун­ку на 1 кг однакова: близько 18800 кДж (4500 ккал) з відхиленням не більш як 3-5%. Теплота згоряння деревини у розрахунку на 1 дм³ різна і складає в середньому, кДж (ккал): для дуба 12500 (3000), бе­рези 10900 (2600), чорної вільхи 8400 (2000), сосни 7500 (1800), яли­ни та осики 7100 (1700). За теплотою згоряння 100 кг сухої деревини відповідає 31 кг нафтових залишків, 43 кг кам'яного вугілля, 50 кг сухого та 120 кг напівсухого торфу. У паливному господарстві пи­тома вага деревини знижується незначно.

Природний газ

Як паливо застосовують природні горючі гази. До їх складу входить до 99% газоподібних вуглеводів (метан та його гомологи). Теплота згоряння 32,7 МДж/м³ (7800 ккал/м³). Також як паливо за­стосовують отримані штучно у вигляді основної (генераторний газ) або побічної (коксовий, доменний та інші гази) продукції. Коксо­вий газ - продукт, отриманий при коксуванні твердого палива, що утворюється при газифікації палив, гази нафтопереробки (теплота згоряння 52,3 МДж/м³ = 12500 ккал/м³), котрі отримуються при термічній та термокаталітичній переробці нафти та нафтопродуктів, а також доменний газ, що утворюється в процесі виплавки чавуну. Штучні гази містять ненасичені вуглеводні, окис вуглецю, а іноді значну кількість водню. У паливному балансі електростанцій пи­тома вага природного газу складає » 20%, ККД котельних устано­вок на електростанції при переводі з твердого на газове паливо підвищується на 1-4%, зменшується на 21-26% кількість персоналу.

Мазут

Отримується при переробці нафти, поділяється на марки:

флотський Ф5 та флотський Ф12; топковий зі знаком якості М40В та топковий М40; топковий зі знаком якості М100В та топковий М100;

мазут - паливо для мартенівських печей МП.

На електростанціях використовують мазут марки М100. От­риманий при переробці нафти мазут відноситься до категорії дефі­цитного палива, через це його заміняють на вугільне паливо, особ­ливо на ТЕС.

Мазут - залишок відгону з нафти, бензину, гасу та фракцій дизельного палива. Мазут використовується як рідке котельне па­ливо.

Властивості: щільність при 20°С 890-1000 кг/м³; теплота зго­ряння 38-42 МДж/кг (9100-10000 ккал/кг); в'язкість умовна 5-15° при 50°С: поверхневий натяг 0,03-0,04 Дж/м²); теплота випаровування 170-210 кДж/кг (40-50 ккал/кг); вміст сірки 0,8-3,5%, смол до 60%, золи 0,1-0,5%. Найменшу зольність повинен мати мазут, який ви­користовують як паливо для газових турбін (при цьому в золі по­винно бути не більше 0,001% ванадію та 0,0005% натрію, особливо небезпечних у корозійному відношенні елементів).

Сланці

Сланці - гірські породи. За ступенем регіонального метаморф­ізму серед сланців виділяють дві великі групи; слабко метаморфічні гірські породи - глинясті сланці та глибоко метаморфічні кристалічні сланці. Кристалічні сланці використовують як будівельний матері­ал та вогнетривку сировину, а глинясті, збагачені органічними ре­човинами, використовуються як горючі сланці. На сланцевому па­ливі працюють багато електростанцій. Сланці - дешева сировина для отримання різних хімічних продуктів. З сланців виробляється » 1 млрд. м³ газу на рік. Горючі сланці на 2/3 складаються з негорю­чих мінеральних речо­вин, котрі внаслідок спалювання у топках електростанцій набува­ють в'яжучих властиво­стей та є дешевою сиро­виною для виробництва будівельних матеріалів.

Вода

Споживачі техніч­ної води на ТЕС: кон­денсатори парових турбін, маслоохолоджувачі, газоохолоджувачі генераторів, системи охолодження підшипників коливних ме­ханізмів, системи гідрозолошлаковидалення, теплообмінники вен­тиляційних систем, басейнів витримки та перевантаження насосів, системи водопідготовки та спецводоочистки, підживлення теплової мережі, санітарно-побутові прилади та ін. (табл. 2.1.11).

Основним споживачем технічної води є конденсатори парових турбін; їх частка у витраті складає 92-94% на КЕС. Але витрати води залежать від по­чаткових та кінцевих параметрів пари та від системи технічного во­допостачання. За дея­кими оцінками, на пер­спективу можна прий­мати такі витрати води на охолодження кон­денсаторів на ТЕС - 120 кг/(кВт*год).

Характеристика впливу на довкілля

Взаємодія енергетичного підприємства з навколишнім середо­вищем відбувається на всіх стадіях добування та використання па­лива, перетворення та передачі енергії.

ТЕС активно споживають повітря. Продукти згоряння, які ут­ворюються, передають основну частину теплоти робочому тілу енер­гетичної установки, частина теплоти розсіюється в навколишнє середовище, а частина виноситься з продуктами згоряння крізь димо­ву трубу в атмосферу. Продукти згоряння, що викидаються в ат­мосферу, містять оксиди азоту NO_X, вуглецю СО_X, сірки SO_X, вугле­водні, пару води та інші речовини у твердому, рідкому та газопод­ібному стані (табл. 2.1.13).

Одним з факторів впливу вугільних ТЕС на навколишнє сере­довище є викиди систем складування палива, його транспортуван­ня, пилоприготування та можливе не тільки забруднення пилом, але і виділення продуктів окислення палива. По-різному (в залеж­ності від прийнятої системи золошлаковидалення) впливає на на­вколишнє середовище видалення шламу і золи.

Розповсюдження перелічених викидів в атмосфері залежить від рельєфу місцевості, швидкості вітру, перегріву їх по відношенню до температури навколишнього середовища, висоти хмарності, фазового стану та їх інтенсивності.

Основними факторами впливу ТЕС на літосферу є осадження на її поверхні твердих часток та рідких розчинів продуктів викидів в атмосферу, споживання ресурсів літосфери, в тому числі вирубу­вання лісів, добування палива, вилучення з сільськогосподарсько­го обороту орних земель та луків під будівництво ТЕС та золовідвалів. Наслідком цих перетворень є зміна ландшафту.

Характерні забруднення ТЕС: золові поля, теплові та хімічні забруднення водних басейнів, шумовий вплив на найбільші житлові райони (особливо у великих містах), електромаг­нітне випромінювання та ін.

Заходи боротьби зі шкідливим впливом на довкілля

Проблема запобігання забрудненню навколишнього середо­вища продуктами згоряння органічних палив ускладнюється про­цесом урбанізації, який сприяє економічному розвитку. Санітарне законодавство, яке обмежує викиди шкідливих домішок у навко­лишнє середовище при виробництві електроенергії, у різних краї­нах різне. У промислове розвинутих країнах встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК) речовин, які забруднюють повітря та водойми. Теплові викиди ТЕС менш помітні для навколишнього населення, ніж викиди забруднюючих речовин. При будівництві електростанцій тепловий скид існуючими нормативами не обмежу­ють, а лише вимагають, щоб підігрів води у водоймах не перевищу­вав її природної температури влітку на 3°С, а взимку на 5°С. Щодо температури та кількості газових викидів в атмосферу ніяких обме­жень не існує. Таким чином, задача запобігання шкідливому теп­ловому забрудненню водного басейну для ТЕС - це скорочення теп­лових скидів, які безперервно збільшуються, шляхом підвищення економічності електростанцій та раціональна організація розсіюван­ня тепла у просторі з переводом його частини у прихований стан випаровуванням нагрітої води. Такий захід аналогічний запобі­ганню утворення в атмосфері недопустимих концентрацій забруд­нюючих речовин викидом газів крізь високі труби і перемішування їх з повітрям, перед тим як вони досягнуть земної поверхні.

На ефекті самоочищення атмосферного середовища грунту­ються такі заходи, як розсіювання шкідливих домішок, які містяться у викидах ТЕС, в атмосферному повітрі за допомогою високих труб, а також розбавлення деяких відпрацьованих вод перед їх скидом у природні водойми. В міру збільшення абсолютних кількостей заб­руднюючих речовин, які викидаються у навколишнє середовище, можливості самоочищення, а звідси і заходів розсіювання поступо­во вичерпуються.

Одним з найбільш перспективних та радикальних напрямків у запобіганні викидам забруднюючих речовин в атмосферу та при­родні водойми є зміна технології виробництва електроенергії, котра дозволила б значно скоротити шкідливі викиди.

Проблема запобігання забрудненню водних басейнів може бути вирішена більш просто та досконало, ніж захисту атмосферного повітря, оскільки основними відходами енергетичного вироб­ництва є газоподібні продукти, котрі викидаються в атмосферу. На шляху регенерації відпрацьованих вод електростанцій немає прин­ципових перешкод, та здійснення замкнених технологічних схем водовикористання неможливе.

Особливо поставлено питання про запобігання забрудненню земельних угідь золовідвалами. Для зменшення забруднення місце­вості ТЕС твердими відходами необхідно вживати заходів щодо по­ставки на електростанції палив з меншим вмістом породи, а також збільшувати масштаби використання у народному господарстві золи та шлаку. Актуальними є проблеми створення нефільтрованих золовідвалів, а також біологічні та агротехнічні питання, по­в'язані з рекультивацією відпрацьованих золовідвалів.

5. Скорочення шкідливих викидів в атмосферу

Очищення димових газів від золи в електрофільтрах. Електро­фільтри на електростанціях застосовуються для досягнення найбільш глибокого очищення димових газів в основному на великих енер­гоблоках потужністю 300 МВт та більше. Мокрі золоуловлювачі з трубами Вентурі, які працюють при маленьких питомих витратах води та невеликих перепадах тиску, встановлюються за котлоагре­гатами середньої паропродуктивності, якщо цьому не перешкоджа­ють процеси утворення відкладень на поверхнях апаратів, обумов­лені особливим складом золи спалюваного палива. Батарейні цик­лони, як правило, встановлюються за котлоагрегатами малої па­ропродуктивності, що спалюють переважно малозольні сорти твер­дого палива. У деяких випадках, наприклад, при високій зольності палива або необхідності забезпечити високу надійність золоулов­лювання, установки складаються з двох або більше послідовно роз­ташованих апаратів. При цьому як останній по ходу газів ступінь звичайно використовують електрофільтр.

Електрофільтри є універсальними уловлювачами. Ступінь очи­щення - до 95%. Принцип роботи: сучасні установки для електрич­ного очищення димових газів від золи складаються з загального кор­пусу, в якому знаходяться осаджувальні системи, з коронуючих елек­тродів, механізмів їх струшування, приладів для забезпечення рівно­мірного розподілу швидкостей рухів газів по перерізу активної зони, електрофільтра, агрегатів живлення випрямленим струмом високої напруги, автоматичних приладів для підтримки оптимальної за умо­вами очищення газів напруги на коронуючих електродах та при­ладів для видалення уловленої золи. У корпусі електрофільтра, чер­гуючись між собою, на суворо визначеній відстані один від одного розташовані коронуючі та осаджувальні електроди. Перші з них підвішені на ізоляторах, і підведено до них струм високої напруги від'ємного знаку від агрегатів живлення, а другі - заземлені. У про­міжках між коронуючими та осаджувальними електродами при по­дачі високої напруги створюється нерівномірне електричне поле, яке має найвищу напругу на ділянках найбільшої кривизни у поверхні коронуючих електродів. Поблизу цих поверхонь при достатньо ви­сокій напрузі відбувається місцевий пробій газів і виникає коронний розряд, який є джерелом інтенсивної емісії електронів. Електрони та газові іони, які утворилися внаслідок руху електронів, при своєму переміщенні в електричному полі до заземленого осаджувального елек­трода сорбуються частинками золи та сповіщають останнім від'ємний заряд. Заряджені частинки золи під дією електричного поля рухаються впоперек газового потоку та осаджуються на заземлених електро­дах, віддаючи їм свої заряди. Осіла зола періодично витрушується з електродів та потрапляє до бункера, а з нього - в систему пневмо- або гідрозоловидалення. Недоліки цього способу - споживання ве­ликої кількості електроенергії [20].

Очищення газів у мокрих золоуловлювачах. У мокрих золоулов­лювачах уловлювання часток золи на плівці води, яка стікає по його стінках, здійснюється за рахунок відцентрової сили, яка діє на частки. Ефективність апарата не перевищує 90%. Принцип роботи мокрого золоуловлювача з коагулятором Вентурі: у конфузор коа­гулятора через форсунки зрошувача подається вода, котра додат­ково диспергується швидкісним газовим потоком на дрібні крап­линки. Летка зола при проходженні з димовими газами крізь коа­гулятор Вентурі частково осаджується на цих краплях та на його зрошуваних стінках. Далі краплинки та неуловлювані частки золи потрапляють у корпус апарата - відцентровий скрубер, де димові гази звільняються від крапель та додатково очищуються від золи, після чого димососом викидаються в атмосферу. Гідрозолова пуль­па скидається через гідрозатвор до каналу гідрозоловидалення.

Перспективи застосування систем мокрого золоуловлювання на ТЕС пов'язані також з можливим використанням аналогічних апаратів для уловлювання таких шкідливих компонентів продуктів згоряння, як окисли сірки, сполуки фтору та ін.

Очищення димових газів у батарейних циклонах. Батарейні цик­лони відносяться до сухих механічних золоуловлюючих апаратів, очищення газів у яких досягається внаслідок дії на тверді частки сил інерції, що виникають при обертанні газового потоку в цик­лонних елементах. Ступінь очищення газів у циклонах залежить від абсолютних розмірів цих апаратів. Однак в останніх апаратах ступінь очищення не перевищує 75%. Принцип роботи: батарейні циклони встановлюють перед димососами, коли окрім скорочення твердих шкідливих викидів забезпечується захист димососів від аб­разивного впливу леткої золи, або перед електрофільтрами, якщо потрібно підвищити ефективність та надійність очищення газів. З котлоагрегата димові гази потрапляють по газоходах до камери

неочищеного газу і розподіляються по вхідних патрубках циклон­них елементів. Вхідні патрубки виконані таким чином, що гази, проходячи крізь них, направляються у циліндричну частину еле­ментів тангенціальне, набуваючи обертального руху. Під впливом відцентрової сили частки золи виділяються з газового потоку, на­ближаючись до стінок циліндричної або конічної частини елементів та разом з невеликою кількістю газів потрапляють у золовий бун­кер. Основний потік очищених газів, різко повертаючи в кожному елементі, входить у випускну трубу елемента і, продовжуючи в ній обертальний рух, потрапляє до камери очищеного газу, а з неї – по газоходу до димососа.

Використання золи. Використання золи визначається її скла­дом та властивостями. Золи, які містять значну кількість окису каль­цію, практично без додаткової переробки можуть бути використанні для луження кислих грунтів та в якості добрива, бо містять сполуки калію та мікроелементи. Окрім сільського господарства, сланцева зола знаходить застосування у промисловості будівельних матері­алів (керамзит, панелі, дрібні блоки, теплоізоляційні плити, фунда­ментні блоки та ін.). Також зола використовується при виробництві залізобетонних конструкцій тощо.

Зниження викидів в атмосферу двоокису сірки. Є багато способів очищення від окисів сірки - сухий вапняковий спосіб очищення (до­дання до твердого палива, яке спалюється, перед його роздроблен­ням вапняку або доломіту; у топці вапняк дисоціюється на вуглекис­лоту та окис кальцію, а останній, рухаючись разом з продуктами згоряння по газоходах котлоагрегата, взаємодіє з сірчистим та сірча­ним ангідридами, утворюючи сульфат кальцію, який разом з золою та непрореагованим окисом кальцію уловлюється в звичайних золо­уловлювачах, наприклад, електрофільтрах; ступінь очищення - 30% при меншому надлишку окису кальцію); застосування мокрих спо­собів очищення димових газів від окислів сірки (ступінь очищення -97,0%); очистка димових газів від двоокису сірки вапняком (спосіб грунтується на нейтралізації сірчаної кислоти, яку отримують внас­лідок розчинення двоокису сірки, що міститься у димових газах, де­шевими лужними агрегатами - гідратом окислу або карбонатом каль­цію); магнезитовий спосіб очищення димових газів від двоокису сірки (грунтується на нейтралізації двоокису сірки суспензією окису маг­нію в скрубері; ступінь очищення від SO₂, - 90-92%); аміачно-цикліч­ний спосіб очищення димових газів (основою є зворотня реакція, яка протікає між розчиненим сульфітом та бісульфітом амонію та двооки­су сірки, що поглинається з газів); спосіб очищення димових газів від двоокису сірки сульфіт-бісульфітним розчином солей натрію (анало­гічний аміачно-циклічному, тільки замість солей амонію в процесі беруть участь сірчанокислі солі натрію).

Зниження викидів окисів азоту. При спалюванні енергетичних палив на ТЕС застосовують рециркуляцію газів, двоступінчате спа­лювання, зменшення надлишку повітря, розосередження зони горі­ння в об'ємі топки та підвищення швидкості охолодження факела, зниження підігріву повітря, зменшення навантаження котлоагре­гатів, вприскування води або пари та ін. Втілення перелічених спо­собів значною мірою залежить від конструктивного оформлення ко­тельних агрегатів та виду палива.

Ядерна енергетика грунтується на перетворенні внутрішньоя­дерної енергії в інші види: теплову, механічну та електричну, а потім використанні її для промислових та побутових потреб. На атомних електростанціях (АЕС) ядерна енергія перетворюється в електрич­ну: АЕС використовує теплоту, котра утворюється в ядерних реак­торах внаслідок ланцюгової реакції поділу ядер деяких важких еле­ментів, і потім перетворює її в електричну енергію.

Атомна енергетика - це не тільки атомні електростанції, а й комплекс підприємств, які потрібні для забезпечення їх паливом. Це рудники, де добувають уранову руду, заводи по її переробці і вид­іленню окислу урану, підприємства, на яких відокремлюють ізото­пи урану і створюють тепловиділяючі елементи. Після того, як ці елементи з ураном використають на атомній електростанції, їх транс­портують на завод, де з цього використаного палива відокремлю­ють осколки поділу і неспалене паливо. Цей цикл закінчується захороненням або утилізацією решток поділу та інших радіоактив­них елементів.

В природі існує тільки один елемент, який сам ділиться, - це уран. Уранова руда складається з трьох ізотопів: урану-234, ура-ну-235 та урану-238; і тільки уран-235 підходить як паливо для ядер­них електростанцій. До складу руди входить не більше 0,7% урану -235. Кількість ізотопу збільшується в процесі збагачення приблиз­но до 90% урану-235 [1].

Вплив на довкілля гідроелектростанцій

Гідроенергетичні ресурси - запаси енергії річкових потоків і во­дойм, які лежать вище рівня моря. Загалом гідроенергетичні ресурси становлять близько 60% всієї енергії поверхневого стоку. Належать до відновлюваних природних ресурсів. Розрізняють такі гідроенер­гетичні ресурси (ГР): потенціальні, технічно можливі для викорис­тання на даному рівні розвитку науки і техніки, а також економіч­но доцільні для використання.