Энерго-технологические комплексы – реальный путь к энергосбережению и импортозамещению
Разработка моделей энерготехнических комплексов, которые целесообразно реализовать на базе теплоэлектростанций, использующих зернистые угли, природный газ и ядерное топливо. Технология обогащения углей с последующей утилизацией образующегося отхода.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 06.05.2018 |
Размер файла | 17,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
Энерго-технологические комплексы - реальный путь к энергосбережению и импортозамещению
к.т.н., профессор Васильев А.М.
д.т.н., профессор Денисова И.А.
аспирант Денисова А.В.
эксперт по объектам нефтехимии Ершова Л.В.
эксперт по объектам нефтехимии Волков В.Н.
эксперт по объектам нефтехимии Тимофеенко О.П.
Аннотация
Применительно к особенностям ряда ведущих отраслей экономики Ростовской области и с учетом потребностей и уровня ее современного обеспечения социально-значимыми продуктами и товарами разработаны модели энерготехнических комплексов (ЭТК), которые целесообразно реализовать на базе теплоэлектростанций, использующих зернистые угли, природный газ и ядерное топливо. В рамках ЭТК, используя вторичные материальные энергетические ресурсы (отходы) на базе отечественных технологий могут производиться: водород, кислород, азот, аммиак и удобрения азотного ряда, серная и азотная кислоты, гипохлорит натрия, строительная смесь из золошлаков.
Ключевые слова: тепловая электростанция, атомная электростанция, энерготехнический комплекс, энергосбережение, энергетическая эффективность, импортозамещение, техногенное сырье.
Abstract
With regard to the features of number of leading industries of the Rostov region and the needs and the level of its modern providing of socio-relevant products and commodities models technical energy complexes (TEC) are developed that it is expedient to implement on the basis of thermal power plants using granular coal, natural gas and nuclear fuel. As part of the TEC using secondary material and energy resources (wastes) on the basis of domestic technologies can be produced: hydrogen, oxygen, nitrogen, ammonia and nitrogen fertilizer series, sulfuric and nitric acid, sodium hypochlorite, building mixture of ash and slag.
Keywords: thermal power plant, nuclear power plant, technical energy complex, energy saving, energy efficiency, import substitution, technogenic raw materials.
Исчерпание запасов традиционных энергоносителей, снижение доступности и ухудшение структуры последних, нарастание экологических, технологических и финансовых ограничений, в совокупности сдерживающих процесс устойчивого воспроизводства энергетического потенциала, вызывают установление более адекватного новым реалиям баланса между экономическими интересами и ужесточающимися экологическими нормативами, актуализируют поиск нетрадиционных, отвечающих требованиям рынка, путей повышения эффективности топливно-энергетического комплексам (ТЭК) целом.
Результаты выполненного комплексного исследования применительно к Ростовской области позволяют сделать следующие выводы.
1.Важным и назревшим направлением повышения эффективности и надёжности крупных тепловых и атомных электростанций в сочетании с ростом их социально-экономической значимости становится комплексное и рациональное использование их внутренних ресурсов (материальных и энергетических) в интересах как собственного инновационного развития, так и повышения качества жизни населения. Реализацией такого подхода может стать конверсия ТЭС и АЭС в региональный энерго-технологический комплекс (ЭТК), производящий, помимо основной (тепловой и электрической энергии), дополнительные виды высоколиквидной продукции и использующий в этих целях вторичные материальные и энергетические ресурсы, различные отходы [1].
2.Изучение с эколого-экономических позиций характеристик газообразных, жидких и твёрдых отходов крупных ТЭС Ростовской области, использующих углеродсодержащее и ядерное виды топлива, выявило возможность их эффективного использования в качестве техногенного сырья (энергии) для производства широкого ассортимента продукции с высокой добавленной стоимостью и перманентной востребованностью экономикой области. С другой стороны, утилизация только 10% энергии, заключённой в сбросных водах и дымовых газах, эквивалентна увеличению на 15% эффективности сжигаемого угля, существенно повышая тем самым энергетическую эффективность электростанции в целом и ее экологическую безопасность [2].
3.Применительно к особенностям отраслей экономики Ростовской области и с учётом потребностей и уровня её обеспечения социально-значимыми продуктами и товарами, которые целесообразно реализовать на базе теплоэлектростанций, использующих сернистые угли, природный газ и ядерное топливо. обогащение зернистый уголь теплоэлектростанция
В рамках ЭТК с использованием вторичных материальных, энергетических ресурсов на базе отечественных технологий могут производиться: водород, кислород, азот, аммиак и удобрения азотного ряда, серная и азотная кислоты, гипохлорит натрия, строительная смесь из золошлаков, твёрдая углекислота («сухой» лед). Это не только существенно снижает себестоимость вышеуказанной продукции, но и способствует повышению устойчивости работы электростанций, выравнивания суточный график выработки энергии. Расчетное снижение стоимости производимых в рамках ЭТК дополнительных продуктов и энергии составило (по сравнению с рыночными аналогами): строительные материалы (крупный и мелкий заполнители в строительные смеси) - на 13,75% (экономия природных сырьевых ресурсов при ориентировочной мощности производства только для нужд г.Новочеркасска 10 тыс.м3 бетона в год; песка - 1,25 млн.руб./год; щебня - 5,80 млн.руб./год; фильтрующий сорбент - на 36,92%); сульфат аммония - на 5,46%; карбамид - на 53,63%; нитрат аммония - на 39,34%; карбонат аммония - на 43,61%; серная кислота - на 6,56%; гипохлорит натрия - на 20%; электрическая энергия - на 48,05%; тепловая энергия - на 11,0% [3].
4.Реализация в крупных масштабах технологии глубокого обогащения сернистых углей с последующей утилизацией образующегося отхода - углистого колчедана дает следующие позитивы экономического и экологического характера:
· снижает почти на порядок загрязнение атмосферного воздуха городов и сельских поселений оксидами серы и соответственно размеры экологических штрафов, накладываемых на ТЭС;
· обеспечивает доступным техногенным сырьём химическую промышленность (производство серной кислоты, мелиоранта и удобрений азотного ряда);
· приближает глубокообогащённый уголь по экологическим характеристикам к природному газу, что благоприятствует использованию в экологически неблагополучных регионах страны и повышает его экспортный потенциал;
· перевод отходов углеобогащения в разряд техногенного сырья, имеющего стабильный сбыт, являясь, по сути, частичной диверсификацией углеобогатительной фабрики, повышает не только её экономические показатели, но и уровень экологической безопасности (снижение территории, занятой отходами вредного выделения; размеров экологических платежей и др.).
5.Анализ агрохимического состояния земель Ростовской области указывает на прогрессирующую деградацию почвенного плодородия. Это в значительной степени определяется острым дефицитом удобрений, особенно азотных, усугубляемым отсутствием производства местных агрохимикатов и преимущественной ориентацией российской индустрии на экспорт производимых удобрений.
Согласно результатам маркетинговых исследований, сельское хозяйство области является потенциально ёмким рынком сбыта местных удобрений и мелиорантов, которые можно стабильно вырабатывать на базе региональных ТЭС в рамках их конверсии. Определён перечень наиболее значимых для АПК области удобрений и мелиорантов, производство которых (с использованием вторичных материальных ресурсов ТЭС) устранит зависимость от внешних поставок и будет способствовать его устойчивому развитию [4].
6.Применительно к Новочеркасской ГРЭС (НчГРЭС) разработана технология комплексного использования тепловой и гидродинамической энергии сбросных вод прямоточных и оборотных систем охлаждения тепловых электростанций путём установки каскада малых ГЭС и тепловых насосов. Обоснована с технико-экономических позиций целесообразность использования вырабатываемой при этом энергии для обеспечения пригородных хозяйству, в частности, тепличных, и сельских поселений. Суммарная годовая мощность разработанного проекта каскада МГЭС достигает 56,5 млн.кВт•ч при проектной себестоимости производства 1 кВт•ч, равной 0,64 руб.
Экологическим позитивом от реализации данного проекта являются снижение уровня теплового загрязнения прилегающих территорий и улучшение условий для самоочищения водных масс, подвергшихся техногенному воздействию.
7.Разработан и апробирован рецептурный состав строительной смеси с использованием в качестве заполнителей золошлаковых отходов тепловой электростанции (НчГРЭС) и минеральной расширяющей добавки, позволяющей производить бетон для крупномасштабного гидромелиоративного и водохозяйственного строительства. Согласно результатам производственных испытаний, бетон разработанного состава ниже по стоимости, чем бетон марки В15. Расход добавки составил 20% от массы цемента, а её среднерыночная стоимость - 17,0 руб./кг. Образцы бетона с 20%-ной добавкой «ИР-1» выдержали сравнительные испытания на прочность, водонепроницаемость и морозостойкость с известными марками В15, W8, F150 и Кмрз = 0,97. Также отмечено «самозалечивание» сквозных трещин в бетоне шириной раскрытия до 0,5 мм в течение 4-5 суток с момента их образования.
Создание и последующее функционирование регионального ЭТК, основанного на максимально возможном использовании вторичных материальных и энергетических ресурсов, а также отходов ТЭС, позволяет последней повысить ее энергетическую эффективность, экологическую и технологическую безопасность, получать прибыль от реализации непрофильной, но востребованной продукции, которая применительно к Ростовской области оценивается в сумму порядка 10 млрд.руб.
Социальная значимость подобных комплексов состоит в формировании рынка экологических товаров и услуг, более активном участии теплоэлектростанции в экономическом развитии региона, особенно его депрессивных районов, создании новых рабочих мест, улучшении качества среды обитания в местах угледобычи и в прилегающих к ТЭС и АЭС поселениях. Кроме того, реализация разработанных рекомендаций и технических решений, способствуя улучшению финансово-экономических и инвестиционных показателей самих ТЭС/АЭС и региональной экономики, способна сыграть позитивную роль в политике импортозамещения ряда товаров промышленного и продовольственного назначения (в частности, удобрений, продукции тепличного хозяйства и др.).
Литература
1. Экономика природопользования и ресурсосбережения / под ред. А.П. Москаленко [и др.] - Ростов н/Д: Феникс, 2014. - 478 с.
2. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии / под ред. В.В. Денисова. - Ростов н/Д: Феникс, 2015. - 382 с.
3. Васильев, А.М. Использование золошлаковых отходов в мелиоративном и водохозяйственном строительстве / Мелиорация и водное хозяйство. - Москва, 2013. - №3. - С. 115-141.
4. Васильев, А.М. Развитие региональной индустрии удобрений: энрего-агропромышленный кластер / А.М. Васильев, В.В. Гутенев, В.В. Денисов [и др.] // Проблемы региональной экологии. - Москва, 2013. - №2. - С. 144-149.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Способ изготовления таблеток ядерного топлива с выгорающим поглотителем. Ядерное уран-гадолиниевое топливо высокого выгорания на основе диоксида урана и способ его получения. Способ нанесения покрытия из выгорающего поглотителя нейтронов на основу.
курсовая работа [26,6 K], добавлен 28.11.2013Состав, классификация углей. Золошлаковые продукты и их состав. Содержание элементов в ЗШМ кузнецких энергетических углей. Структура и строение углей. Структурная единица макромолекулы. Необходимость, методы глубокой деминерализации энергетических углей.
реферат [3,9 M], добавлен 05.02.2011Классификация и виды топлив. Происхождение, способы добычи и применение различных видов топлив. Основные современные виды и характеристика топлив. Ядерное и ракетное топливо. Твердое и жидкое топливо. Уровень мирового потребления различных видов топлива.
курсовая работа [66,1 K], добавлен 16.05.2011Эволюция развития представлений о роли и месте оперативных комплексов. Средства диспетчерского и технологического управления. Реализация CIM-моделей в задачах автоматизации энергетических объектов. Концептуальная модель системы с шиной интеграции.
реферат [130,4 K], добавлен 27.10.2011Органическое и ядерное топливо, виды, классификация по агрегатному состоянию. Состав газообразного топлива. Добыча органического топлива, проблемы правового и экологического характера. Современная ситуация на мировом газовом рынке, роль сланцевого газа.
реферат [20,3 K], добавлен 27.01.2012Методика и основные этапы расчета теплопотребления зданий (на отопление и горячее водоснабжение), определение нормативного потребления горячей и холодной воды. Разработка и оценка эффективности мероприятий по энергосбережению в системе отопления.
задача [354,2 K], добавлен 25.02.2014Общие понятия о себестоимости электроэнергии линии. Классификация затрат и состав калькуляционных статей: основные и вспомогательные материалы, топливо и энергия на технологические цели, заработная плата, производственные и административные расходы.
контрольная работа [43,7 K], добавлен 06.08.2011Анализ потребления различных ресурсов в квартире. Изучение данных по оплате за энергопотребление с 2008 года по настоящее время. Исследование особенностей использования электроэнергии, воды и газа. Тепловой баланс и рекомендации по энергосбережению.
курсовая работа [417,8 K], добавлен 17.12.2014Электроэнергетика - основа функционирования экономики и жизнеобеспечения. Динамика производства и потребления электроэнергии в Российской Федерации. Основные топливно-энергетические ресурсы: нефть, газ, уголь, сланцы, ядерное топливо. Типы электростанций.
реферат [29,6 K], добавлен 16.12.2010История развития процессов получения и использования энергии. Существующие виды топлива. Технологические свойства жидкого топлива. Применение газообразного топлива в различных отраслях народного хозяйства. Тепловое действие электрического тока.
реферат [27,1 K], добавлен 02.08.2012Ядерное топливо с нанометрическими добавками. Ферритно-мартенситные стали, дисперсно упрочненные оксидами. Нанокаркасы и пористая нанокерамика, их свойства. Сверхпрочные и высоко-электропроводные материалы. Наноматериалы в системах безопасности.
отчет по практике [8,3 M], добавлен 05.11.2013История создания, цели и задачи предприятия ОАО "Энерго-Газ-Ноябрьск". Значение энергослужбы, цели и задачи энергетика. Структура управления предприятием, цехом. Описание технологического процесса и содержание операций на участке, перечень оборудования.
отчет по практике [693,7 K], добавлен 28.04.2015Устройство и конструктивные особенности топки с шурующей планкой, предназначенной для сжигания многозольных бурых и неспекающихся каменных углей. Широкое применение данного вида топочного оборудования, начиная от утилизации мусора до теплоснабжения.
реферат [3,6 M], добавлен 02.08.2012Паровые котлы типа ДКВР, их типоразмеры, конструкция. Устройство чугунных экономайзеров. Характеристики каменных и бурых углей. Расчет объемов продуктов сгорания, КПД и расхода топлива, топочной камеры, конвективных пучков, водяных экономайзеров.
курсовая работа [337,9 K], добавлен 07.02.2011Расчет потребности предприятия в электроэнергии и топливе. Потребности завода в тепле на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды. Топливно-энергетический баланс предприятия. Определение срока окупаемости капитальных вложений.
курсовая работа [414,0 K], добавлен 23.03.2013Исследование схемы электрической сети подстанции "ГПП 35/6 кВ". Расчет параметров комплексов релейной защиты трансформаторов и отходящих линий электропередачи на полупроводниковой и микропроцессорной элементной базе. Расчет стоимости выбранной аппаратуры.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 10.01.2016Сущность цепной ядерной реакции. Распределение энергии деления ядра урана между различными продуктами деления. Виды и химический состав ядерного топлива. Массовые числа протона и нейтрона. Механизм цепной реакции деления ядер под действием нейтронов.
реферат [34,4 K], добавлен 30.01.2012Принцип работы и возможности современных термогенераторов. Физические процессы, которые можно использовать для создания эффективного автомобильного термоэлектрического генератора, упрощающего обслуживание автомобиля и уменьшающего расход топлива.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 08.09.2012Стадии производства энергии. Виды газообразного топлива. Нефть как природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. Ископаемое, растительное и искусственное твердое топливо.
курсовая работа [26,6 K], добавлен 24.09.2012Рассмотрение горючего сланца как топливно-энергетического и химического сырья, являющегося нетрадиционным источником топлива, его состав, типы. Разработка месторождений в Беларуси. Технология получения сланцевой нефти методом термохимической переработки.
доклад [11,1 K], добавлен 08.02.2011