Дәріс 3. Атмосфераға қатты қалдықтарды шығару
Бұл тақырыпты зерттеуді күлді анықтаудан бастау керек. Бұдан кейін ЖЭС жұмысы барысында қатты заттар қалдықтарының жіктелуі қарастырылады. Күлдің химиялық құрамына, оның физикалық-химиялық сипаттамасы мен қасиеттеріне назар аудару керек.
Күл жинағыштың жұмысқа тигізетін әсеріне баса назар бөлу.
Қазанның түтінді газдарындағы қатты қалдықтарды есептеу
әдісін меңгеру қажет. Тақырыпты оқу нәтижесінде суденттер күлді, оның қасиетін анықтау, күл қасиеттерінің күлжинағыштардың түрлі типтерінің жұмысына әсерін, қатты отын және мазут күлінің құрамын, атмосфераға қатты бөлшектер қалдықтарының шығарылымын төмендету әдісінбілуі керек. Қатты зат жылдық, секундтық, қалдықтарын анықтау, ЖЭС қатты қалдықтарының жіктелімін тани білуі керек.
Атмосфера ауасының шекарасы болмайтындықтан бүкіл жер шары халықтары мен онда тіршілік ететін жануарлар, құстар және тірі организмдер мен өсімдіктер дүниесі үшін ортақ байлық болғындықтан, оны ластамау, сапасын тіршілікке зиян келтірмейтін биосфераның құрамдас бөлігі болып табылады.
Адам іс-әрекетінің нәтижесінде ондағы түрлі газдар және басқа қалдықтар бөлніп шығарлуда. Ол ластағыш заттар атмосфера ауасының газалық сапасын төмендетуде. Атмосфера адам үшін атқаратын қызметі орасан зор, Атмосфера бүкіл әлемді таза ауа мен қамтамасыз ете отырып, тіршілікке қажетті газдармен, басқа химиялық элементтермен (О2, N2, СО2 және т.б.) байытады. Жер планетасын күн мен ғарыштан келетін түрлі зиянды сәулелерден, метеориттерден қорғайды, климатты, ауа райын, зат алмасу, энергия алмасу және т.б. іс-әрекеттерді, жалпы жер шарындағы тұрақтұлықты жоғары дәрежеде үйлестіріп отырады. Адам кез келген қызметі жердің жалпы ресурсына әсер етеді.Бұл қызметтердің нәтижесінде жер ресурстары аяқталуы керек сияқты.Бірақ, жердің үнемі күн сәулесінен жаңа энергия алынатынын естен шығармау керек.
Таза ауа компоненттерімен атмосфераның негізгі ластағыштарын салыстыру үшін төмендегі кестелерге көіңл аударайық.
Таза ауа компоненттері Энергияны үнемдеу зерттеулеріне жататындар:
- өндіріс күштерін дамыту және тарату схемаларының жоспарлары, халықшаруашылық саласын дамыту жоспарлары, энергия үнемдеудің аудандық схемамасы, энергия үнемдеуге байланысты техникалық документтер;
- техникалық-экономикалық дәлелдемелер, жаңа құрылыстар және негізгі объектілер мен жылына 500 тонна және одан көп отын-энергетикалық ресуртарды тұтынатын өндіріс орындарын үлкейту (қайта құру, техникалық қайта жабдықтау, модернизация) проектілері.
Энергияны үнемдеу зерттеулері Қазақстан Республикасы Үкіметінің рұқсатымен жүзеге асады.
Заңның келесі тарауларында экономикалық механизмдер қарастырылады және энергия үнемдеуді реттеу жағдайлары анықталған. Жаңартылатын энергетикалық ресурстарды қолдану сұрақтары және де энергия үнемдеу саласындағы ғылыми зерттеулермен, ақпараттармен қамтамасыз ету жағдайлары және энергия үнемдеу саласындағы халықаралық қатынастар туралы айтылған.
Энергияны үнемдеуге байланысты нормативті құқықты база әрдайым кеңейіп, жүзеге асып отырмақ.
Дәріс 6. Жылуэнергетикада қолданылатын су қоймаларын қорғау
Бұл тақырып табиғи су қоймалардың қазіргі жағдайын және
Энегия үнемдеудің дұрыс және нормативті базалары энергия пайдаланылатын қондырғыларды және жалпы кәсіпорындарды әр түрлі тексерулер жүргізуді қарастырады.
Энергетика және индустрия министрлігімен бекітілген, энергетикалық қондырғыларды пайдаланудағы қауіпсіздікті қамтамасыз ету мақсатында мекеменің энергетикалық тексерудің 6 түрі қарастырылады:
· жұмыс істер алдындағы және пайдалануға беру алдындағы;
· бірлікті;
· периодтық;
· кезектен тыс;
· локальды;
· ПОП экспресс – зертеулер.
Осы ережелерге сәйкес отынды және энергия пайдаланушы құрал -жабдықтарды іске қосар алдында және пайдалануға берер алдында, Қазақстанның аймақтық органдары мемлекеттік стандартқа және энерготиімділік көрсеткіштері бойынша СНПИ талаптарына және монтаждау талаптарына сәйкес келетіндігін тексері үшін құрал – жабдықты алдын – ала тексереді.
Энергоресурстарды пайдаланудың тиімділігін бағалауға мүмкіндік беретін энергетикалық тексерулерге бірнеше тексерулер жатады.
Осымен, біріншілікті тексеру кезінде ЖЭР пайдаланудың тиімділігінің бағалауы жүргізіледі (жабдық жұмысының тиімділігі тексеріледі, ЖЭР пайдаланылу жағдайының есебі, оны пайдалану бойынша есеп беру, отын және энергиямен қамтуға кеткен шығынды есептеу).
Периодтық тексеру барысында бұрынғы берілген ұсыныстардың орындалуы тексеріледі, ЖЭР - ң тұтыну динамикасы бағаланады және олардың тауарды өндірудегі меншікті шығындары бағаланады (энергосыйымдылық, өндірісітің жалпы материалдық шығындарындағы ЖЭР - ң құны).
Кезектен тыс тексеру Қазақстанның энергобақылауының аймақтық органынының бастауымен жүргізіледі, егер оларда ЖЭР-ды пайдалану тиімділігінің күрт төмендеуі жөнінже жаңаша белгілері пайда болса, энергоаудиторлардың жүргізген тексеріс нәтижесінде күдік тудырса, сонымен қатар отты – энергетикалық ресурсты тұтынумен байланысты тұтынушының ЖЭР-ң мемлекеттік билік органдарына жеңілдік алуға барған жағдайда.
Локальды және экспресс тексерулері көлемі мен мерзіміне байланысты шектеулі сипатқа ие. Сонымен қоса ЖЭР-ң бір түрінің тұтынуы бойынша (электр мен жылу энергиялары; қатты, сұйық және газ тәріздес отын; екінші энергоресурстардың және агрегаттардың белгілі бір тобы бойынша жеке агрегат), немесе жекелей тиімділік көрсеткіші бойынша тиімділігінің бағалануы жүргізіледі.
Біріншілікті, периодты, кезектен тыс локальды және экспресс тексерістерін Қазақстанның энергобақылау мен энергоаудиторлары жүзеге асыруға құқылы.
Шет елдерде энергетикалық тесерістердің методологиясы 6 этаптан тұрады:
· энергоресурстардың интегралды тұтынуы мен олардың қаржылай шығындарымен алдын-ала танысу;
· түрлі энергетикалық баланстарды құру (жалпы мекеме, жекелей цехтар, технологиялармен, энергоресурстармен және т.б.);
· энергосыйымды тұтынушыларды детальды тексеру және энергоүнемдеудің негізгі бағыттарының негізделуі;
· энегоүнемдеуші үлгілерді жасау;
· энергоүнемдеуші жобалар мекмелері үшін тиімді зерттеу;
· жүргізілген энергоаудит бойынша есеп жасау.
Энергетикалық тексерулердің жүргізу тәжірибесі, олардың міндеттері: өнеркәсіптегі энергия тұтынудың нақты жағдайын бағалау, отын – энергетикалық ресурстардың шығын мағынасын анықтау; өндірістік процестерде және қондырғыларда энерготұтынудың рационалдық өлшемдерін анықтау, отын және энергия үнемдеуін бағалау мен айқындау; отын энергетикалық ресурстарын шығындарын төмендетуге бағытталған жоба – жоспарларын жасау, осы жағдайлар энергетикалық тексерулерді 3 түрге бөліп көрсетеді:
· алдын – ала энергоаудит;
· бірінші деңгейдегі энергоаудит;
энерготехнологиялық жүйелерді тереңдете тексеру және өндірістік жалпылай тексеру. Жылу электрлік станциялар республиканың қазіргі заманғы негізгі энергетика саласы болып табылады. ЖЭС-тің негізгі кемшілігі отынды жағудан алынатын жылудың тек 30 - 40%, яғни ПӘК-нің төмен, болуы.
Q – отынды жаққаннан алынатын жылу; Q – жылудың элетрэнергиясына айналуы; жылу шығыны: қазандық агрегатындағы – Q; турбоагрегаттағы – Q; конденсатордағы – Q.
Сурет-1. Конденсациялық элкетр станциядағы жылулық балансы
Q – отынды жаққаннан алынатын жылу; Q –элетрэнергиясына айналатын жылу; Q – жылуфикация; жылу шығыны: қазандық агрегатындағы – Q; турбоагрегаттағы – Q; конденсатордағы – Q.
Сурет-2. ЖЭО-ның жылулық балансы
Көрсетілген баланстан көретініміз, қазіргі заманғы жылу мен электр энергиясын бір қондарғыдаөндіру КЭА- те электрэнергиясын және қазандықтарда жылуды жеке өндірудегі жанатын отынды 25% -ға үнемдеуге көмектеседі.
Қазіргі уақытта әлемде қуаты 6,6-дан 972 МВт-қа дейін болатын БТҚ-ның 150 үлгісі қарастырылуда.
1 – компенсатор; 2 – жану камерасы; 3 – газ турбинасы; 4 – генератор; 5 – жылудың қазандық утилизаторы.
Сурет-3. Газотурбиналық қондырғының жоғары температуралы циклы.
1 – қазандық; 2 – бутурбинасы; 3 – генератор.
Сурет-4. Бутурбиналық қондырғының жоғары температуралы циклы.
Кесте-9. Қарапайым ауа салқындатқыш роторы және БТҚ-ы бар ГТҚ-ның үнемділігі.
| Газдардың бастапқы температурасы,°С | ||||
| Сығылу дәрежесі, МПа | 20/25 | |||
| ГТҚ-ның ПӘК-і, % | 38,5/40 | |||
| БТҚ-ның ПӘК-і, % | 58/60 |
Ескірген құрылғыны монтаждайтын ұяшыққа жаңа қазандық орнату кезіндегі ЖЭО-ты қайта потенциалдау және техникалық қайта құру жағдаына сәйкес сапасы нашар көмірге арналған қатты отынды жағудың төмендегідей әдісі ұсынылады (11 – сурет).
1 – газ турбинасы; 2 – генратор; 3 – қазандық – утилизатор; 4 – бутурбинасы; 5 – генератор.
Сурет-5. Құрама цикл кезінде энергияның сатылы қолданысы
Көмір өнеркәсібінің негігі шығындары жер қыртсынан көмірдің жеткіліксіз мөлшерде алынуына, оның тасу кезінде болуына байланысты 2000 жылы «Испан – Кармет» шахтасындағы көмірдіөндіріп алу процесі кезінде 355 млн.м³ метан бөлінген, оның 41 млн.м³ мөлшері дегазацияланып, ал қалғаны атмосфераға шығарылған. Сондай-ақ 41 млн.м³ метаннан тек 12,5 млн.м³ мөлшері ғана утилизацияланған.
Энергияны үнемдеу үшін мыналар қажет:
– –пленкалы жабын;
– –брекитирлау технологиясы;
– –метан – ауа қоспасын утилизациялауға арналған қондырғы;
– –құрамында көмірі бар қалпақты түріндегі көмірді алуға арналған байытылған қондырғы;
– –жер тасты газофикациялау орнында көмірді газофикациялау өнімін алу;
– –ЖЭО-да су-көмірлі суспензияны қолдану (оны құбырөткізгіш арқылы жіберу темір жолымен тасымалдау шығынын 3-4 есеге және электрэнергияны өндіру бағасын 30-40%-ға төмендетеді).
– –жер қыртысының төзімділігін 30-40%ға төмендететін беттік-белсенді затпен өңдеу көмір алудағы шығынды төмендетуді қамтамасыз етеді.
Көмідің шығатын орны – кешенді бағалы ресурстар мыналар: метан, көмір құрамындағы металл, шахталық сулар, жер асты кеңістгі, толықтай қолдануға қажетті жер қойнауындағы жылу.
Мұнай өндіретін және мұнай өңдейтін салалардағы энергоресурстардың шығындалуы мыналарға байланысты:
– –жер қыртысынан мұнайды алудағы жоғары коэффициенттің болмауы;
– –жұмыс жасап тұрған ұңғыманы төмен дәрежеде қолдану;:
– –мұнай өңдеудің технологиялық процесіндегі тиімділігінің аздығы және ЕЭР-дің жеткіліксіз қолданысы.
Энергетикалық тиімділікті арттыру үшін мыналар қажет:
– –мұнай қыртысына әр түрлі химиялық реагенттердің жоғары қысымдағы булардың, ыстық судың, сығылған газдың әсерін жетілдіру әдісі;
– –диафрагмалы энергосорапты жәнеұзын жолы терең сорапты қондырғылары жүктелінген мұнай алушы құрылғыны меңгеру;
– –газлифтты ұңғыманы автоматтандыру.
Энергия үнемдеу бағыттарының бірі мұнайды және жоғары күкіртті мазутты өңдеу.
Қазақстанда төмендегі себептерге байланысты газдың алғашқы энергетикалық потенциалы төмен деңгейде қолданылады:
– –шығарылатын орынның құрылмы (көбі ұсақ категорияға жатады);
– –газ өңдейтін зауыттардың қуатының жеткіліксіздігі;
– –жолай газды өңдеудегі сала аралық стратегияның болмауы;
– –экологиялық және ресурсты сақтау талаптарының әлсіздігі.
