авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Геоэкологическая оценка комплексного воздействия мобильных пиковых газотурбинных электростанций на состояние окружающей среды

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Черемикина Елена Аркадьевна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МОБИЛЬНЫХ ПИКОВЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

25.00.36 – Геоэкология (в строительстве и ЖКХ)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

МОСКВА – 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»)

Научный руководитель: Доктор физико-математических наук Брюхань Федор Федорович
Официальные оппоненты: Лукьянова Татьяна Семеновна, доктор географических наук, профессор, ГОУ ВПО «Московский государственный областной университет» кафедра геологии и геоэкологии, профессор
Круподеров Владимир Степанович, доктор геолого-минералогических наук, профессор, ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии», директор
Ведущая организация: ФБУ «Научно-технический центр «Энергобезопасность»

Защита состоится 31 мая 2012 г. в 1400 часов на заседании диссерта­ци­он­ного совета Д 212.138.07 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный уни­верситет» по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ауд. № 9 «Открытая сеть».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГСУ».

Автореферат разослан __ апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Потапов Александр Дмитриевич

Актуальность темы исследования. Электроэнергетика – одна из ключе­вых отраслей страны, которой принадлежит определяющая роль в энер­госнаб­жении всего народного хозяйства и населения. Наряду с решающей ролью электро­энергетики в экономическом и социальном развитии общества, отрасль обусловли­вает серьезные экологические проблемы в результате серьезного влияния электроэнергетического произ­водства на окружающую среду посред­ством выбро­сов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу, сбросов ЗВ в водные бас­сей­ны и почву, загрязнения и нарушения геологической среды, негативного воздействия на флору и фауну и других факторов.

Потребление электроэнергии в России после спада ее производства в 90-е годы в последнее десятилетие растет. При этом, пиковая нагрузка в единой энергетической системе России уже зимой 2006 г. превысила показа­тели 1993 г. и составила 153.1 ГВт. При недостаточно интенсивном строительстве новых электростанций и высоком уровне износа энергетического оборудова­ния и ис­черпания его ресурса имеющиеся генерирующие мощности не могут в полной мере обеспечить потребности экономики во время пиков энергопотреб­ления. Так, в 2005 г. выработало свой парковый ресурс оборудование мощностью 74 млн кВт, а в 2010 г. – 104 млн кВт.

С целью обеспечения в энергосистеме оперативного резерва электриче­ской мощности и покрытия пиковых нагрузок в 2006-2007 гг. в России было начато строительство мобильных пиковых газотурбинных электростанций (МПГТЭС), показавших свою эффективность более чем в 40 странах, и в пер­вую очередь, в промышленно развитых.

МПГТЭС не являются альтернативой выработки электроэнергии на традиционных тепловых электростанциях (ТЭС). Их основное назначение заключается в резервном обеспечении потребите­лей электроэнергией в экстре­мальных ситуациях. Поэтому иде­альный режим эксплуатации МПГТЭС – ее нахождение в состоянии ожидания при полной готовности подключения к энергосистеме.

Подключение МПГТЭС к электросетям осуществляется в пиковые часы энергопотребления и лишь в аварийных ситуациях или при угрозе их возникно­вения. При этом суммарная продолжительность работы станции ограничива­ется 8 часами в сутки и 150 часами в год. Сеть МПГТЭС России (на начало 2011 г.), принадлежащих и эксплуатируемых ОАО «Мобильные ГТЭС», пред­ставлена на рис. 1, 2.

 Сеть МПГТЭС на территории России Сеть МПГТЭС в Московском регионе За-2

Рис. 1. Сеть МПГТЭС на территории России

Рис. 2. Сеть МПГТЭС в Московском регионе

За несколько лет эксплуатации МПГТЭС в России их ввод в действие, особенно в «критических» узлах региональных энергосистем, показал свою целесообразность.

Несмотря на свою сравнительно небольшую мощность (несколько десят­ков МВт), а также незначительную нормативную продолжительность работы, МПГТЭС, также как и традици­онные ТЭС, вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды. Это обстоятельство вынуждает проводить де­таль­ную оценку негативного многофакторного воздействия МПГТЭС на природную среду в процессе их строи­тельства и эксплуатации с учетом соответствую­щих природных и техногенных условий терри­торий размещения МПГТЭС:

  • при обосновании предпроектной докумен­тации и подготовке материа­лов по оценке воздействия объекта на окружающую среду (ОВОС);
  • при получении исходных данных для выполнения проектных работ, и в частности, разработки перечня мероприятий по охране окружающей среды (ПМООС);
  • при разработке предложений по организации соответствующих природо­охранных мероприятий.

Таким образом, всестороннее исследование геоэкологических аспектов строительства МПГТЭС непосредственно касается строительной отрасли, а их эксплуатация – жилищно-коммунального хозяйства.

В связи с тем обстоятельством, что МПГТЭС начали внедряться в России всего лишь несколько лет назад, экологические аспекты их строительства и эксплуатации практически не исследовались. Можно лишь отметить наличие соответствующих предпроектных и проектных материалов по 10 объектам (на начало 2012 г.) и приблизительно 15 научных публикаций, большей частью подготовленных автором. Вопросы экологичности МПГТЭС мало исследованы и в зарубежной литературе. Кроме того, результаты зарубежных исследований ограниченно применимы в нашей стране из-за несоответствия экологиче­ских стандартов и их увязки с нормами проектирования.

Объект исследования – геоэкологическое состояние площадок размеще­ния МПГТЭС и прилегающих к ним территорий.

Предмет исследования – комплексная геоэкологическая характери­стика ком­понентов природной среды территорий размещения МПГТЭС в различных регионах России.

Цель работы состоит в комплексном исследовании воздействий МПГТЭС на компоненты природной среды на основных этапах их жизненного цикла (строительства, эксплуатации, вывода из эксплуатации) и разработке пред­ложений по организации природоохранных мероприятий и средств инженерной защиты окружающей среды от негативного воздействия МПГТЭС.

Методика исследования построена на анализе фондовых и литератур­ных дан­ных, материалов инженерных изысканий с учетом технологических характеристик МПГТЭС.

Основные положения, выносимые на защиту:

  • комплексная геоэкологическая характеристика территорий размещения МПГТЭС (г. Пушкино, Московская обл.; пос. Рублево, г. Москва; г. Кызыл, Республика Тыва; г. Саяногорск, Республика Хакасия; г. Кодинск, Краснояр­ский край);
  • интерпретация среднегодовых концентраций выбросов ЗВ в атмосферу от нестационарного источника как критериев его воздей­ствия на человека и окружающую природную среду;
  • типовая структура предпроектных и проектных материалов ОВОС и ПМООС, учитывающая технологические особенности работы МПГТЭС;
  • обоснование экологичности проектов строительства МПГТЭС в различ­ных районах России.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются использованием современных теоретических и прикладных разрабо­ток в области строительной геоэкологии, проведением масштабных расчетов, основанных на нормативных методиках, сопоставлением результатов с данными по объектам-аналогам.

Научная новизна. Работа содержит ряд новых научных результатов. Наиболее значительные из них заключаются в том, что:

  • получены результаты по оценке геоэкологического состояния террито­рий размеще­ния МПГТЭС в различных регионах России;
  • обоснована экологическая допустимость размещения и эксплуатации МПГТЭС с учетом действующего Российского экологического законодатель­ства и требований нормативно-технических документов;
  • дана интерпретация среднегодовых концентраций выбросов ЗВ в атмо­сферу от нестационарного источника как критериев его воздействия на чело­века и окружающую природную среду;
  • установлена система приоритетов по учету факторов воздействий МПГЭС на чело­века и окружаю­щую природную среду;
  • предложена типовая структура предпроектных и проектных материа­лов ОВОС и ПМООС, относящихся к МПГТЭС;
  • показана перспективность использования SWOT-анализа для обоснова­ния намечаемого строительства МПГТЭС и достижения экологической и энер­гетической безопасности территорий с учетом природно-социо-культурных условий территорий размещения МПГТЭС и технологических характеристик МПГТЭС;
  • разработан комплекс рекомендаций и предложений по инженерной защите окружающей среды и организации природоохранных мероприятий.

Практическое значение и внедрение результатов исследования. Ре­зультаты работы использованы в разработке проектов строительства 5 МПГТЭС.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международной конференции «Проблемы экологии в срвременном мире в свете учения В.И. Вернадского» (г. Тамбов, 2010 г.), IV Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг природных экосистем» (г. Пенза, 2010 г.), Международной научно-технической конференции «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ» (г. Москва, 2010 г.), V Денисовских чтениях (г. Москва, 2010 г.), Всероссийской научно-технической интернет-конференция «Экология и безопасность в техносфере» (г. Орел, 2010 г.), VII Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы экологии» (г. Тула, 2010 г.).

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе, монография [9], 5 статей – в рекомендованных ВАК научных журналах [2, 5, 6, 10, 11] и 4 статьи – в материалах конференций [3, 4, 7, 8], 1 – в других изданиях [1]. Общий объем опубли­кован­ных работ состав­ляет 5.5 печатных листа.

Личный вклад автора в опуб­ликованных в соавторстве рабо­тах [1, 2, 9-11] заклю­чался:

  • в участии в анализе фондовых данных и мате­риалов инженерных изыска­ний, обоб­щении резуль­татов исследований геоэкологического состояния площадок размещения МПГТЭС;
  • в интерпретации среднегодовых концентраций загрязняющих агентов в атмосфере как критериев нагрузки на атмосферу, создаваемой МПГТЭС;
  • в разра­ботке основы структуры материалов ОВОС и ПМООС, относя­щихся к МПГТЭС;
  • в разработке комплекса предложений по организации природоохран­ных мероприятий и средств инженерной защиты окружающей среды.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заклю­чения и списка литературы, включающего 108 наименования. Дис­серта­ция изложена на 138 страницах и содержит 4 рисунка, 34 таблицы.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю Ф.Ф. Брюханю – профессору кафедры пожарной безопас­ности МГСУ, доктору физико-математических наук за проявленное внимание и все­стороннюю помощь при выпол­нении диссерта­ционной работы; М.В. Граф­ки­ной, заведующей кафедрой экологии и безопасности жизнедеятельности МГТУ «МАМИ», доктору технических наук, профессору за полезные замеча­ния и предложения; В.П. Некрасову, главному специалисту Института «Тепло­электропроект» за консультации и плодотворное сотрудничество.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулиро­ваны цель, основные положения, выносимые на защиту, указана научная новизна работы.

Первая глава «Состояние изученности вопроса и задачи иссле­дования» посвящена анализу состояния энергетической отрасли России, основным при­оритетом которой является обеспечение энерге­тической безопасности регионов и страны в целом. Отмечено, что энергопо­требление за последние годы сущест­венно выросло при значительной выра­ботке паркового ресурса энергетического оборудования, и в настоящее время генерирующие мощности России не могут в полной мере обеспечить потребно­сти экономики во время пиков энергопотреб­ления. Показано, что эффективным средством временного решения проблемы энергодефицита является внедрение МПГТЭС.

МПГТЭС представляет собой передвижной аналог стационарной элек­тростанции, который можно перемещать с одной специально подготовленной площадки на другую. МПГТЭС используются в качестве временного источника дополнительной мощности до окончания строительства новых генерирующих мощностей и реконструкции существующих. Режим экс­плуатации МПГТЭС предусматривает их работу в пиковые часы энергопотреб­ления. При этом они используются только в аварийной ситуа­ции или при угрозе ее возникновения.

Несмотря на свою относительно небольшую мощность и незначительную нормативную продолжительность работы, МПГТЭС вносят существенный вклад в загрязнение окружающей среды при выработке единицы (1 кВтч) элек­троэнергии (см. табл. 1). Это обстоятельство вынуждает проводить де­таль­ную оценку нагрузок на окружающую среду, создаваемых МПГТЭС на различных стадиях их жизненного цикла, с учетом соответствующих природных и техногенных условий территорий размещения МПГТЭС.

В главе проанализированы основные особенности и технологические характеристики мобильных газотурбинных установок (ГТУ), работающих по открытому циклу. При стандартных условиях (погодных и задаваемых техноло­гических) основные гарантированные технологические характеристики ГТУ при базовой нагрузке составляют:

  • выходная электрическая мощность «нетто» 22.49 МВт;
  • электрический КПД «нетто» 36 %;
  • удельный расход тепла «нетто» 2362 ккал/кВтч.

Таблица 1

Количественные характеристики основных видов загрязнений при выработке 1 кВтч электроэнергии на МПГТЭС (на одну ГТУ) и на традиционных ТЭС

Загрязнения МПГТЭС Традиционные ТЭС
угольные мазутные газовые
Выбросы ЗВ в атмосферу, г 1.3-6.5 2.5-3.5 1.5-1.6 1.2-1.4
Сбросы загрязненных сточных вод, л 0.3 8-10 4-6 2-3
Отходы, г 0.2 15-25 7-9 2-5


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.