Лабораторная работа № 1 Определение первичного топлива потребляемого на тэц и влияния его использования на окружающую среду

Цель работы: углубление знаний по темам «Первичные энергетические ресурсы», Влияние энергосбережения на экологическую безопасность».

Задачи проведения работы:

1. научиться определять условное топливо, первичное условное топливо и нефтяной эквивалент;

2. давать сравнительную оценку эффективности применения различных видов топлива;

3. оценивать воздействие сжигания первичных энергоресурсов на окружающую среду.

Программа работы

1. Изучить теоретическую часть.

2. Рассмотреть затраты ТЭЦ первичного топлива.

3. Выразить затраты топлива через нефтяной эквивалент.

4. Выразить затраты на первичное топливо в денежном эквиваленте.

5. Сравнить варианты работы ТЭЦ на различных видах топлива.

6. Оценить экологическое воздействие на окружающую среду при сжигании различных источников топлива.

7. Построить гистограммы затрат ТЭЦ различных видов топлива, выраженных в условном топливе и в денежном эквиваленте и количества загрязнителей, выбрасываемых в результате сжигания различных видов топлива.

Теоретическая часть

Для получения тепловой энергии, и ее возможного дальнейшего превращения в электрическую энергию, необходимо в энергетических котлах сжигать органическое топливо или, как его принято называть, энергетическое топливо.

При сжигании 1 кг или 1 м³ энергетического топлива выделяется теплота, которую называют теплотворной способностью топлива.

Для сопоставления энергетической ценности различных видов топлива и его суммарного учета введено понятие условного топлива. В качестве единицы условного топлива принимается топливо с теплотворной способностью 7000 ккал/кг (29,4 МДж/кг).

Для всех органических видов котельно-печного топлива пересчет в условное топливо ведется по формуле

, (1.1)

где В_у – расход условного топлива, т.у.т.; В_н – расход натурального топлива, т (м³); – теплотворная способность натурального топлива, МДж/кг; 29,4 – теплотворная способность условного топлива, МДж/кг; Э_т – топливный эквивалент.

Понятие условного топлива можно применить и к тепловой и электрической энергии.

Для перевода используют следующие единицы:

1 ГДж тепловой энергии = 0,034 т.у.т.

1 МВт электрической энергии = 0,123 т.у.т.

Другой универсальной мерой потребления топлива и энергии, является нефтяной эквивалент.

Различные марки нефти имеют различный химический состав, а следовательно, и различную теплотворную способность, что во многом определяет их цену на рынке.

Средний нефтяной эквивалент равен Э_н = 1,57, т.е. пересчет нефти в условное топливо можно вести по формуле:

. (1.2)

Пересчет других видов котельно-печного топлива в нефтяном эквиваленте осуществляют по формуле:

, (1.3)

где – расход топлива в нефтяном эквиваленте, т.у.нефти.

При использовании понятия условного топлива для оценки полученной тепловой и энергетической энергии обычно, то обстоятельство, что коэффициент полезного действия энергетической установки всегда меньше 100%, не учитывают. То есть при преобразовании топлива в тепловую и электрическую энергию теряется часть теплоты, получаемой в результате сжигания топлива. Кроме того, при добыче топлива, его транспортировке, подготовке и переработке также используется тепловая и электрическая энергия.

Учесть эти обстоятельства при анализе энергопотребления позволяет введение единицы – 1 т.у.п.т (одна тонна условного первичного топлива).

При переводе всех составляющих энергопотребления предприятия в первичное условное топливо появляется возможность определить фактические затраты предприятия. То есть можно сопоставлять фактические энергетические затраты предприятий имеющих различные источники энергоснабжения и различную структуру потребления энергии.

Сжигание топлива в энергетических котлах сопровождается большим количеством выбросов вредных веществ в окружающую среду. Для упрощенной оценки наносимого ущерба рассчитывают общее количество загрязнителей, получаемых за счет сгорания топлива и потенциально способных воздействовать на окружающую среду (классы опасности 2, 3, 4)

, (1.4)

где У_в – удельный показатель выбросов, сбросов, загрязняющих веществ в атмосферу (водные объекты), кг(м³)/т.у.т., можно принять по табл. 1.1;

Таблица 1.1 – Удельные выбросы загрязняющих веществ

Топливо	Выбросы кг/т.у.т. [кг/Гкал]/[кг/МВт]
	SO2	NOx	Пыль
Твердое (уголь)	30 [5,4]/[10,5]	4,75 [0,82]/[1,6]	10 [1,8]/[3,5]
Мазут	20 [3,6]/[7,0]	6 [1,1]/[2,1]	–
Природный газ	–	2,3 [0,4]/[0,8]	–
Коксовый газ	5,7 [1,03]/[2,0]	2,8 [0,51]/[1,0]	–
Доменный газ	–	1,43 [0,26]/[ 0,5]	–