Методическое пособие 802
.pdf10.Иванова, В.С. Физическое моделирование аппарата пылеочистки скруббер Вентури для улучшения условий труда на производствах / В.С. Иванова, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 48 -55.
11.Звягинцева, А.В. Мониторинг стихийных бедствий конвективного происхождения по данным дистанционного зондирования с метеорологических космических аппаратов: монография / А.В. Звягинцева, А.Н. Неижмак, И.П. Расторгуев. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2013. - 162 с.
12.Звягинцева, А.В. Прогнозирование опасных метеорологических явлений в определении характера и масштабов стихийных бедствий»: монография под общ. ред. И.П. Расторгуева / А.В. Звягинцева, И.П. Расторгуев, Ю.П. Соколова. Воронеж: ГОУВПО «ВГТУ»,
2009. - 247 с.
13.Сазонова, С.А. Решение задач обнаружения утечек систем газоснабжения и обеспечение их безопасности на основе методов математической статистики / С.А. Сазонова // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2015. - №14. – С. 51-55.
14.Квасов, И.С. Энергетическое эквивалентирование больших гидравлических систем жизнеобеспечения городов / И.С. Квасов, М.Я. Панов, В.И. Щербаков, С.А. Сазонова // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2001.- № 4. - С. 85-90.
15.Власов, Н.М. Математическое моделирование водородной проницаемости металлов: монография / Н.М. Власов, А.В. Звягинцева. - Воронеж: ВГТУ, 2012. - 247 с.
16.Звягинцева, А.В. Структурные и примесные ловушки для точечных дефектов: монография / А.В. Звягинцева. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017. 180 с.
17.Звягинцева, А.В. Моделирование воздействия ртутьсодержащих отходов объектов техносферы на окружающую среду и разработка мероприятий по охране атмосферного воздуха / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов.
-2019. - Т. 12. - № 3. - С. 17-26.
18.Звягинцева, А.В. Моделирование техногенного воздействия ТЭЦ на окружающую среду и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3.
-С. 27-34.
19.Звягинцева, А.В. Оценка процесса техногенного загрязнения атмосферы объектами теплоэнергетики и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, Н.В. Мозговой // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т.
12. - № 3. - С. 34-41.
20.Сазонова, С.А. Математическое моделирование параметрического резерва систем теплоснабжения с целью обеспечения безопасности при эксплуатации / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, А.В. Звягинцева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. -
С. 71-77.
ФГБОУ ВО «Ворﮦонﮦежский государﮦственﮦнﮦый технﮦический унﮦиверﮦситет»
D.V. Mironov
ECOLOGICAL EVALUATION OF THE STATE
OF THE TOP-VAYSK RESERVOIR IN 2011 - 2012
Considered the issue of changing the chemical composition of the water in the upper Vyyskogo pond, which identified leading pollutants and the assessment of water quality using integral index.
Key words: drinking water supply, the Mining district, the water quality, the health of the population.
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education
«Voronezh State Technical University»
280
УДК 628.3
Ю.Н. Шалимов, Е.П. Евсеев, А.В. Звягинцева, А.В. Руссу
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
В работе дан сравнительный анализ производства тепловой и электрической энергии предприятий энергетического профиля, работающих по схеме традиционного преобразования энергии, а также рассмотрены возможности использования систем переработки отходов, представляющих собой биомассу методом газификации твердого топлива. Такие системы характеризуются меньшей затратностью капитальных вложений при их реализации, позволяют значительно сократить отходы производства путем их переработки в топливо и создать системы бесперебойного электроснабжения крупных городов и райцентров при возникновении техногенной ситуации в любом из указанных видов населенных пунктов. В работе показаны преимущества в экономичности, надежности и экологичности предлагаемых систем в сравнении с традиционными.
Ключевые слова: традиционная энергетика, природные ресурсы планеты, водопотребление, запасы углеводородов, очистные сооружения, водоподготовка, природные ресурсы топлива.
Современные энергетические комплексы, осуществляющие одновременное производство тепловой и электрической энергии, в качестве исходных компонентов потребляют главный природный ресурс планеты – органическое топливо (уголь, нефть, газ), атмосферный воздух и воду. В каком виде и количестве возвращается этот использованный ресурс на Землю – проблема, от решения которой зависит возможность и перспектива существования человека на планете. Вопрос ресурса топлива не представляется в настоящее время главным в силу нескольких причин. Во-первых, разведанных запасов ископаемого топлива в настоящее время, по прогнозам энергетиков, вполне достаточно на ближайшие 70-80 лет. Во-вторых, страны-потребители энергоресурсов ежегодно сокращают экспорт всех видов топлива. В- третьих, в большинстве стран импортеров энергоресурсов ведутся интенсивные поисковые работы в направлении разработок новых технологий переработки отходов производств с целью получения тепловой и электрической энергии.
Отдельно стоит остановиться на проблемах атомной энергетики. Тенденция развития атомной энергетики в мире такова, что передовые высокотехнологические государства сокращают ее удельный вес, а остальные – увеличивают. И если производство энергии на атомных электростанциях – технологии совершенная и практически безопасная, то утилизация отходов в особенности жидких, представляет достаточно сложной проблемой.
Анализируя запасы углеводородов на душу населения в странах мира (рис. 1), можно сделать заключение о том, что Россия обладает весьма умеренными позициями в сравнении с многими другими странами (17 место в мире, четверка лидеров: Катар, Кувейт, ОАЭ, Туркменистан).
Поэтому развитие альтернативной энергетики в России должно иметь приоритетное направление, о чем заявляют и многие известные политики и экономисты. Особо следует подчеркнуть развитие таких направлений, как утилизация и переработка отходов предприятий сельхозпрофиля, пищевой промышленности, деревообрабатывающей и особенно продукции лесопереработки. Главную роль в этом направлении должны играть технологии переработки с замкнутым циклом утилизации отходов производства.
Возвращаясь к традиционным энергосистемам особо следует остановиться на вопросах выброса в атмосферу систем переработки твердого топлива. Например, электростанции, работающие на газе, имеют относительно чистые выбросы в атмосферу, содержащие минимум оксидов серы и окислов углерода. А тепловые станции на твердом топливе как раз являются основными источниками загрязнения атмосферы воздуха.
_________________________________
© Шалимов Ю.Н., Евсеев Е.П., Звягинцева, А.В., Руссу А.В., 2019
281
Регионы, в центре которых находятся такие мощные тепловые станции, имеют повышенное содержание углекислоты в воздухе в 4-5 раз в сравнении с теми регионами, где работают электростанции на газе.
Рис. 1. Рейтинг стран по запасам нефти и газа на душу населения [1].
Перспективным в этом направлении является разработка систем газогенерации, обеспечивающие минимальные выбросы в атмосферу продуктов ее загрязняющих. В частности в газогенераторах обращенного типа за счет системы обращения углекислого газа в фурменном поясе [2] по схеме . За счет этого процесса возможно повышение КПД такой тепловой машины до 40-42%. В свою очередь эта система также может быть усовершенствована за счет использования новых конструкционных материалов для формирования фурменного пояса. В частности если в качестве материала использовать металлокерамические компоненты на основе алюмосоединений, то можно увеличить соотношение в генераторном газе водорода и метана, тем самым повысив не только теплотворную способность образующего газа, но и значительно снизив выбросы в атмосферу вредных компонентов [3]. Кроме того, используя этот материал можно повысить температуру газообразования до 12001300С, что позволит исключить условия для образования диоксинов в отходящих газах. Наконец не последнюю роль данный материал сыграет для увеличения сроков службы самого напряженного по температуре изделия - фурменного пояса.
Наконец последний компонент природного ресурса – вода, который используется в качестве элемента преобразования энергии тепловой в механическую. Количество воды, потребляемой электростанцией средней мощности примерно 40-60МВт, составляет в сутки ~1000 м3. В основном это вода для питания котельных установок и для охлаждения турбин. Это требует применения таких систем как градирни, смыв шлаков в котельных. В составе ТЭЦ выделяются целые цеха ХВО. Кроме того, вода специального состава закачивается в системы теплоснабжения, где контролируется ее рН, жесткость, наличие кислорода. Эта вода не может быть использована для бытовых нужд. Большинство станций имеют отдельные системы хранения сбросных вод. Таким образом, современная система очень затратная с точки зрения потребления водных ресурсов.
Предлагаемая нами система утилизации биомассы, в состав которой входит отходы жизнедеятельности животных, отходы сельхозпроизводства, лесопереработки, очистных сооружений мясокомбинатов [4], позволяет сформировать специальное топливо для питания установок газификации, энергетический газ которого непосредственно без водного преобразования приводит в движение газодизельные установки, приводящие во вращение электроге-
282
Рис. 3. Динамика индекса загрязнения воды. Точка 3
В2015 году в апреле вода относилась к 3 классу (умеренно загрязнённая); в мае ИЗВ снизился до 1,44, и вода стала относиться к 3 классу (умеренно загрязнённая); в июне ИЗВ поднялся, вода стала относиться к 4 классу (загрязнённая); в июле ИЗВ снизился, классификация воды не поменялась; в августе наблюдается спад ИЗВ до 1,22, вода относилась к 3 классу (умеренно загрязнённая); в сентябре ИЗВ возрастает до 2,54, вода относится к 4 классу (загрязнённая).
Вцелях комплексной оценки состояния водной экосистемы водоема необходимо применять и гидробиологические методы, как показано в работах [2 - 4].
Важной экологической задачей является проведение мониторинговых работ, позволяющих на основе отбора проб и исследования их химического состава дать оценку фактического экологического состояния исследуемого водного объекта и дать прогноз развития ситуации.
Литература
1.Кульнев В.В., Базарский О.В. Об определении влияния биологической реабилитации Матырского водохранилища методом коррекции альгоценоза на изменение железа, меди и марганца в воде приплотинной части данного водного объекта/ В.В. Кульнев, О.В. Базарский// В сборнике: Материалы второго молодежного инновационного проекта "Школа экологических перспектив" Посвящается 95-летию Воронежского государственного университета. Воронежский государственный университет; Геологический факультет, Кафедра экологической геологии, Ассоциация Инженерные изыскания в строительстве; под ред. И.И. Косиновой. Воронеж, 2013. С. 28-31.
2.Кульнев В.В., Почечун В.А. Применение альголизации питьевых водоемов Нижнетагильского промышленного узла/В.В. Кульнев, В.А. Почечун // Медицина труда и
289