Защита окружающей природной среды (ОПС) от теплового загрязнения

 

Тепловое загрязнение окружающей среды связано в основном с работой теплоэнергетических агрегатов и теплообменных технологических установок. К первым из них относятся оборудование тепловых электрических станций, различные тепловые двигатели, включая двигатели транспортных средств. В этих агрегатах происходит преобразование тепла в механическую или электрическую энергию. Ко вторым относятся разнообразные установки для нагрева, сушки, плавления, выпарки, спекания различных материалов в процессе их технологической переработки. Сюда же можно отнести и устройства для отопления жилых и других объектов. В этих установках тепло затрачивается на изменение физико-химических свойств веществ и материалов или их агрегатного состояния.

Рис. Термокарта Земли

 

Различают три масштабных уровня воздействий тепловых загрязнителей на ОПС:

* низший –

локальные воздействия отдельных энергетических объектов;

* средний –

региональные (зональные) воздействия совокупности (группы) энергетических объектов, взаимодействующих между собой;

* высший –

глобальные воздействия.

К низшему уровню относят выбросы тепла в атмосферу, которые достаточно быстро рассеиваются на большие пространства и не могут оказать существенного влияния на экологическую обстановку прилегающих к источнику территорий.

В настоящее время выбросы тепла в атмосферу не регламентируются нормативными документами. Также отсутствуют нормы для морей, океанов и литосферы.

Можно лишь отметить, что разнообразные изменения ландшафта (сооружения, вырубка лесов, асфальтирование дорог и другие изменения поверхности) оказывают влияние на тепловой режим литосферы.

Локальные вредные воздействия теплового загрязнения на водные экосистемы таковы:

1)      повышение температуры воды часто усиливает восприимчивость организмов к токсическим веществам, которые присутствуют в загрязненной воде;

2)      температура может превысить критические значения для жизненно важных стадий и циклов водных организмов;

3)      высокая температура способствует видоизменению обычной флоры водорослей на менее желательную – сине-зеленные водоросли;

4)      при повышении температуры воды животным нужно больше кислорода, так как в теплой воде его содержание понижается в связи с меньшей растворимостью.

Установлены нормы только для рек и водоемов. В "Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" установлено, что летняя температура воды в водоеме (водостоке) в результате спуска в него сточных вод не должна повышаться более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца за последние 10 лет.

Среди всех форм воздействия человека на климат особое место занимает урбанизация и сопутствующие ей тепловые загрязнения. Строительство городов с использованием железобетонных конструкций способствует концентрации источников тепловых выбросов, а также образованию микроклимата, существенно влияющего на ОПС.

Город, возведенный в сельской местности, полностью меняет состояние земной поверхности – влажный растительный ковер, отличающийся слабой теплопроводностью, сменяется непроницаемым слоем дорожных покрытий с большой поглощающей способностью и теплопроводностью. Тепловые выбросы, поглощаемые днем стенами и асфальтом, возвращаются в атмосферу ночью.

Перегрев атмосферы увеличивает местную конвекцию и облачность. Грозы и ливни обрушиваются на города чаще, чем на сельские местности (в среднем на 10 %). Восходящие потоки теплого воздуха вызывают движение воздушных масс от периферии к центру. Городские сооружения снижают скорость ветра, ухудшая циркуляцию воздуха и удаление избыточного тепла, особенно в летнее время.

Неблагоприятные климатические условия, обусловленные тепловыми и другими энергетическими загрязнителями, оказывают негативное влияние на здоровье людей. К заболеваниям, связанным с климатическими условиями, относят заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной и центральной нервной систем.

К глобальному воздействию теплового загрязнения атмосферы относят постоянное возрастание объёмов сжигаемого органического топлива, которое вызывает возрастание концентрации СО2 в атмосферном воздухе. В 1860 г. его содержание составляло 0,027 %; в начале XX века – 0,029 %, на сегодняшний день – 0,034 %. Прогнозы показывают, что к середине XXI века его содержание увеличится вдвое. Это приведет к резкому усилению парникового (оранжерейного, тепличного) эффекта. По прогнозам специалистов к этому времени средняя температура на планете повысится на 2…4 °С. В средних широтах это увеличение может достичь D@ 10…15 °С, а в Арктике D@ 15…20 °С.

В Харькове средняя температура января, составляющая –10 °С будет достигать ±0…+5 °С, а июля при + 23 °С сейчас – повысится до +33…+38 °С. При этом осадков будет выпадать только 100…200 мл в год, к тому же дожди будут преимущественно кислотными.

Существует еще две весьма опасные для человечества проблемы: потепления в Арктике и Антарктике, что приведет к быстрому таянию ледников. Если их объём уменьшится на 50 %, то уровень мирового океана поднимется на 25…35 м. Много прибрежных городов и поселков будут затоплены водой.

Перестройка климата будет сопровождаться изменением погодных условий, которые невозможно даже представить. Начиная с конца 60-х годов регистрируются все новые и новые климатические рекорды.

Изменяются сроки и характеры развития центров циклонов и антициклонов.

Настоящей экологической катастрофой стала засуха в Африке: пустыня наступает на саванну со скоростью 50 км в год, вместо 1 км в прошлом.

 

Мероприятия по снижению теплового загрязнения окружающей природной среды

 

Проблема снижения интенсивности теплового загрязнения окружающей среды тесно связана с проблемой повышения эффективности и экономичности теплообменного и теплоэнергетического оборудования. По существу это одна проблема, решение которой имеет своей целью снижение расхода топлива и более полное использование теплоты его сжигания. Потери тепла в ОПС тем меньше, чем выше доля полезно используемого тепла.

Основными мероприятиями по снижению теплового загрязнения на ОПС являются:

1)      глубокое охлаждение продуктов сгорания (уходящих газов) за счёт конструктивных и технологических мер в теплоэнергетических установках – уменьшение термического сопротивления стенок труб теплообменников, теплоносителей и др.;

2)      снижение температур охлаждающих поверхностей за счёт применения материалов с высокими теплоизолирующими свойствами (парогенераторы, паропроводы, турбины, конденсаторы и др.);

3)      повышение КПД теплоэнергетических установок благодаря повышению параметров пара, подаваемого в турбину, и снижения параметров отработанного пара;

4)      утилизация тепла за счёт применения теплофикации, т.е. комбинированной выработки на ТЭЦ электроэнергии и низкотемпературного тепла, используемого для бытовых и технологических нужд.

 


Бездепозитный бонус. Промокод,купон 10$ для Instaforex
Бездепозитный бонус. Промокод,купон 10$ для Instaforex


iTunes Gift Card (РОССИЯ) - 300 руб.
iTunes Gift Card (РОССИЯ) - 300 руб.


Промокод/Купон Яндекс Директ 3000/6000 руб. Гарантии
Промокод/Купон Яндекс Директ 3000/6000 руб. Гарантии