Использования тепловой энергии.

 

Выбросы из энергетических установок и, прежде всего, продукты сгорания топлива влияют на экологические показатели окружающей среды. К экологическим вредным веществам относятся так называемые токсичные газы, которые негативно влияют на организм человека, животных, растительность, а также на здания, машины и другие материальные ценности. К этим веществам относятся: оксиды азота (NO₂), оксид углерода (СО), углеводородные соединения (СН), сажа и химические соединения, которые содержат свинец и серу. Вредное воздействие на экологическую обстановку в течение последнего времени оказывает процесс потепления климата, который вызывает парниковый эффект.

Оксиды азота (NO и NO₂) образуются при высоких температурах, которые превышают 1500 ⁰С и при сгорании топлива, когда азот и кислород воздуха вступают в химическое взаимодействие. NO является неустойчивым компонентом, который со временем окисляется в NO₂. Токсичность NO₂ в 7 раз выше, чем NO.

Оксид углерода (СО) образуется при неполном сгорании углерода в случае недостатка кислорода или при диссоциации СО₂. При вдыхании СО вместе с воздухом, он интенсивно соединяется с гемоглобином крови, что снижает его способность к снабжению организма кислородом. Оксид углерода влияет на нервную систему и на общее состояние организма. Максимальная разовая гранично допустимая концентрация этого вещества в населенных пунктах составляет 3 мг/м ³ (ГДК).

Углеводороды (СН) образуются из молекул топлива или тех, которые распались и не брали участия в горении. Газоподобные углеводороды оказывают наркотическое действие на организм человека, что значительно повышает возможность аварийных ситуаций. Под воздействием солнечных лучей СН могут взаимодействовать с NO вследствие чего образуются биологически активные вещества, которые влияют на органы дыхания.

Сажа имеет размер 0,19 … 0,54 мкм в диаметре и большую токсичность, чем обычная пыль. Сажа загрязняет носоглотку и легкие.

Сера. После сгорания топлива выбрасывается в атмосферу в форме диоксида SO₂ и влияет на окружающую среду. Оксиды серы способствуют возникновению кислотных дождей.

Соединения свинца поступают в атмосферу в форме свинцовых солей, которые чрезвычайно токсичны и не выводятся из организма, вследствие чего могут возникать серьезные нарушения нервной и кровеносной систем.

Основными источниками выбросов токсичных продуктов сгорания являются автомобили, промышленность, тепловые электростанции, химическая промышленность.

Нормы допустимого максимального выброса определяет законодательство, в соответствии с которым устанавливается необходимый компромисс между энергетическими, экономическими и экологическими показателями. Большое значение имеет использование очищения выбросов перед их выходом в атмосферу.

Состав выбросов зависит от вида топлива (жидкое, твердое, газообразное). Наибольшее количество вредных выбросов дает твердое топливо в виде несгоревших частиц (сажа, зола, пыль) та вредных газов (углекислый газ, оксид углерода, оксиды азота, сочетания серы). Мировая промышленность за последние годы выбрасывает в атмосферу более 6 млрд. т/год углекислого газа, и 10⁹ т. других вредных веществ. Подсчитано, что с момента. Когда человек овладел огнем, и до наших дней на сжигание было использовано около 270 млрд. т. кислорода, и около 90% этого количества было потрачено в 20 в. При ежегодном сжигании 10 млрд. условного топлива выделяется 10¹⁶ кДж теплоты, что в сочетании с парниковым эффектом, обусловленным образование СО₂, вызывает потепление климата.

Атомные электростанции (при условии безаварийной работы) оказывают меньший вред на окружающую среду, чем тепловые. Подсчитано, что если все ныне действующие тепловые электростанции заменить на атомные, то загрязненность окружающей среды уменьшилась бы в 10 раз. Но необходимо помнить, что АЭС увеличивают загрязненность окружающей среды радионуклидами и таят в себе угрозу аварий катастрофического масштаба.

Окружающая среда загрязняется не только парами сгорания топлива, а и испарениями с баков, емкостей, а также вследствие его вытекания в грунт при небрежном хранении и транспортировке.

 

Охрана окружающей природной среды

 

 

Состояние атмосферы можно улучшить несколькими способами. Прежде всего, необходимо давать преимущества тем технологическим процессам, которые уменьшают выброс в атмосферу вредных вещества. В этом отношении энергетические технологии на базе солнечной энергии имеют преимущества в сравнении с традиционными, которые используют органическое топливо.

Использование солнечной энергии не нарушает природного энергетического баланса Земли, т.к. при этом не образуются вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу.

Экологически «чистыми» следует считать и такие возобновляемые источники энергии, как ветер и геотермальная энергия.

Уменьшению загрязнения атмосферы способствует использование вторичных энергоресурсов (ВЭР) промышленных предприятий, компрессорных станций, магистральных газопроводов, тепловых и атомных электростанций.

Вторичные энергоресурсы могут иметь высокую или низкую температуру. Для эффективного использования низкотемпературных (их еще называют низкопотенциальными) ВЭР рационально использовать тепловые насосы. ВЭР используют, в основном для теплоснабжения жилья, ферм, теплиц.

Существенно уменьшает загрязнение атмосферы использование безотходных технологий, что в конечном итоге уменьшает использование шахт. Большое значение имеет фильтрация отработанных и загрязненных газов на выходе из технологических аппаратов. Принцип роботы наиболее простого сухого воздушного фильтра базируется на принудительном пропускании запыленного воздуха через слой материала, поры которого меньше чем размер частиц пыли.

Более высокая степень очистки достигается смачиванием фильтрующего материала. Смоченные пористые фильтры бывают нескольких типов: самоочищающимися, волокнистыми рулонными, с винипластовыми сетками и другие.

В последнее время стали распространены электрические воздушные фильтры, которые используют эффект люстры Чижевского. В этих фильтрах запыленный воздух сначала проходит через зону ионизации, где частицы пыли вследствие действия разряда электризуются. Потом воздух, насыщенный электрическими пылевыми частицами, поступает в осадочную камеру, где пыль осаждается на заземленных решетках или пластинах.

Для улавливания больших частиц пыли используют циклонные улавливатели. В циклоне отделения пыли осуществляется благодаря действию центробежной силы.

Растительность играет огромную роль в очищении воздуха от вредных газов в очищении воздуха от вредных газов и пыли, т.к. процесс фотосинтеза связан с поглощением из атмосферы углекислого газа. Вследствие фотосинтеза растения, которые растут на суше в морях и океанах, образуют около 100 млрд. т. органических веществ, поглощая при этом 200 млрд. т. СО₂ и выделяя 145 млрд. т. кислорода. В среднем 1 га зеленых насаждений за 1 год поглощает из атмосферы до 8 кг углекислого газа.

 

 

Вопросы для самоконтроля:

 

1. Назовите основные источники загрязнения окружающей среды.

2. Охарактеризуйте основные пути уменьшения загрязнения окружающей среды.

3. Какие виды возобновляемых и вторичных источников энергии вы знаете? Какова их роль в охране окружающей среды?

4. Назовите пути и технические средства уменьшения загрязнения атмосферы.

 

Список литературы:

 

1. Б.Х. Драганов, А.А. Долинский «Теплотехника», стр. 490-496.

2. П.С. Колобков «Использование тепловых вторичных энергоресурсов».

3. Л 2, стр. 130.

 

 

Отопительные приборы

По высоте отопительные приборы делят на высокие (h > 650 мм), средние (h > 400 мм, до 650 мм), низкие (200 – 400 мм), плинтусные (h < 200 мм); по глубине установки (с учетом расстояния от прибора до стены) – на приборы малой глубины (до 120 мм), средней глубины (120 – 200 мм) и большой глубины (более 200 мм).

По тепловой энергии приборы подразделяются на малоинерционные, имеющие небольшую массу и вмещающие малое количество воды (конвекторы) и инерционные массивные, вмещающие значительное количество воды (чугунные радиаторы).

Наиболее распространены радиаторы МС-140, М-140 АО, М-140 А.

МС-140 рассчитан на давление до 0,8 МПа, что расширяет возможности его применения. Все остальные радиаторы рассчитаны на давление до 0,6 МПа.

У радиатора МС-140 расстояние между колонками соседних секций увеличено, кроме того, отсутствует оребрение, что определяет его улучшение гигиенические и эстетические качества.

Конвектор – конвективный прибор, главной частью которого является трубчато-ребристый нагревательный элемент. Все конвекторы рассчитаны на работу в системах водяного отопления с теплоносителем t до 150 ⁰С и рабочим избыточным давлением до 1 МПа (пробное давление 1,5 МПа). Конвекторы с кожухом («Комфорт»-20 и «Ритм»). Кожух образуется боковыми стенками, фронтальной панелью и стеной, на которой прибор крепится.