Конспект на урока Топлинни двигатели и опазване на околната среда

Принципът на работа на топлоелектрическите централи (ТЕЦ) е да изгарят гориво в пещите на парни котли, където се генерира топлинната енергия на парата. Чрез парна турбина енергията на парата се превръща в механична енергия, която се превръща в електричество в турбинен генератор. Около 90% от цялата електроенергия се генерира от ТЕЦ. Но по отношение на степента на въздействие върху околната среда, топлоенергетиката също е на първо място. Във връзка с това спешността на намаляването на отрицателното въздействие на ТЕЦ върху околната среда не подлежи на съмнение.

  • Основните екологични проблеми на ТЕЦ Вредни емисии в атмосферата
  • Озоновото изчерпване
  • Киселинен дъжд
  • Отпадъчни води
  • Термично замърсяване
  • Проблеми, свързани с отпадъците
  • Други замърсявания
  • Последствия за околната среда от Работа на ТЕЦ <

    Последици от живота в близост до ТЕЦ

    В съвременното общество има остър недостиг на електрическа енергия, за производството на която са предназначени ТЕЦ. Но трябва да се има предвид, че такива структури не са най-добрият квартал за хората по отношение на здравето.

    Съгласно действащите държавни санитарни норми и правила тези обекти се класират като втори клас на опасност (висока степен). Много хора погрешно вярват, че ТЕЦ отделят само пара, така че животът в близост до такива комплекси е абсолютно безвреден. Това мнение е погрешно.

    Процесът на производство на енергия е придружен от отделянето на следните газове и вещества в околната среда, които са опасни за човешкото здраве:

    • въглероден диоксид - създава парников ефект и намалява съдържанието на кислород във въздуха;
    • въглероден окис - често срещана причина за смърт при пожари;
    • серен оксид - дразни лигавицата на дихателните пътища и причинява опасност от респираторни заболявания;
    • бензопирен - силен канцероген, който причинява развитието на онкологични заболявания;
    • азотен оксид - токсин, който инхибира дишането.

    В допълнение към газообразните емисии, вредните вещества се изхвърлят във водни тела в течна форма, по време на които не винаги се вземат достатъчни мерки за почистване на заустванията.

    Твърдите частици от следните компоненти също попадат във въздуха:

    • въглищен прах,
    • сажди,
    • пепелни съединения.

    Каква е ползата от топлинна машина

    Влияние на топлинните двигатели Отрицателното въздействие на топлинните машини върху околната среда е свързано с действието на различни фактори.

    Първо, когато горивото се изгаря, се използва кислород от атмосферата, в резултат на което съдържанието на кислород във въздуха постепенно намалява.

    На второ място, изгарянето на гориво се придружава от отделянето на въглероден диоксид в атмосферата.

    Трето, когато изгарят въглища и нефт, атмосферата е замърсена с азотни и сярни съединения, вредни за човешкото здраве. А автомобилните двигатели изхвърлят в атмосферата два до три тона олово всяка година.

    Емисиите на вредни вещества в атмосферата не са единствената страна на въздействието на енергията върху природата. Съгласно законите на термодинамиката, производството на електрическа и механична енергия по принцип не може да се извършва без отстраняване на значителни количества топлина в околната среда. Това не може да не доведе до постепенно повишаване на средната температура на земята, наречено "термично замърсяване". Този ефект се усилва от факта, че когато се изгаря огромно количество гориво, концентрацията на въглероден диоксид в земната атмосфера се увеличава. И с висока концентрация на въглероден диоксид, атмосферата слабо пропуска топлинно излъчване от земната повърхност, загрята от Слънцето, което води до „парников ефект“. В резултат на описаните процеси средната температура на Земята непрекъснато се увеличава през последните десетилетия. Това заплашва глобалното затопляне с нежелани последици, които включват топене на ледници и повишаване на морското равнище.

    Сериозен проблем, пред който е изправено човечеството, е „екологичната криза“. Огромният мащаб на преобразуването на енергия вече започна да има „планетарен“ ефект върху климата и атмосферния състав на Земята.

    Освен това, когато горивото се изгаря в топлинни машини, се консумира атмосферен кислород (в най-развитите страни топлинните машини вече консумират повече кислород, отколкото се произвежда от всички растения, растящи в тези страни) и много вредни вещества които замърсяват атмосферата се образуват ...

    Топлинните двигатели не само изгарят кислород, но също така отделят еквивалентни количества въглероден окис (въглероден диоксид) в атмосферата. Изгарянето на гориво в пещите на промишлени предприятия и ТЕЦ почти никога не е завършено, поради което се получава замърсяване на въздуха с пепел и сажди. По целия свят конвенционалните електроцентрали ежегодно изхвърлят в атмосферата над 200 милиона тона пепел и над 60 милиона тона серен оксид.

    Токсичните емисии от двигателите с вътрешно горене (ICE) са отработени газове и изгорели газове, пари от гориво от карбуратора и резервоара за гориво. Основният дял на токсични примеси постъпва в атмосферата с отработените газове на двигателя с вътрешно горене. С картерните газове и изпаренията на гориво в атмосферата се отделят приблизително 45% от въглеводородите от общите им емисии.

    Освен от промишлеността, въздухът е замърсен и от различни видове транспорт, предимно от автомобили. Жителите на големите градове се задушават от отработените газове на автомобилните двигатели.

    Топлинните двигатели се използват широко в производството и в ежедневието. Мощни дизелови локомотиви карат влакове по железопътни линии, моторни кораби - по водни пътища. Милиони превозни средства с двигатели с вътрешно горене превозват товари и пътници. Самолетите и вертолетите са оборудвани с бутални, турбовитлови и турбореактивни двигатели. С помощта на ракетни двигатели се изстрелват изкуствени спътници, космически кораби и станции. Двигателите с вътрешно горене са основата за механизация на производствените процеси в селското стопанство. Те са инсталирани на трактори, комбайни, самоходни шасита, помпени станции.

    Причини за замърсяване на въздуха от отработени газове от превозни средства

    Много технологии, които са в основата на алтернативната енергия, са известни от повече от едно десетилетие. Например, торфени централи и мини-водноелектрически централи са били използвани преди 100 години. Първата вятърна турбина в света за производство на електричество е построена през 1887 г. във Великобритания. Но, започвайки от 50-те години на XX век, отделни електроцентрали по света започват да се обединяват в мощни енергийни системи с единични контролни центрове, обхващащи няколко региона или цяла държава наведнъж. Нивото на технологично развитие през тези години не позволява управлението на голям брой малки електроцентрали, така че дълги години гигантска мания преобладаваше в енергийния сектор.

    Но в средата на 2000-те ситуацията внезапно се промени и политиците от първи ранг бяха включени в популяризирането на алтернативната енергия. През 2006 г. излезе документален филм „Неудобна истина“, създаден с прякото участие на бившия вицепрезидент на САЩ Ал Гор. Този филм говори за проблема с глобалното затопляне и необходимостта от ограничаване на емисиите на въглероден диоксид в атмосферата. През 2007 г. филмът печели два Оскара. През 2007 г. Ал Гор получи Нобелова награда за мир като част от група активисти, борещи се срещу глобалното затопляне.

    Алтернативната енергия е набор от методи за получаване, прехвърляне и използване на енергия, базирани на съвременни технологии и различни от най-широко използваните в даден момент. Като правило алтернативната енергия се основава на възобновяеми енергийни източници (ВЕИ), например: вятър, слънце, движещ се воден поток. Също така е обичайно да се говори за възобновяеми енергийни източници, свързани с изхвърлянето на отпадъци (биогаз, дървесни стърготини, люспи от зърнени култури). Производството на електроенергия от преработката на отпадъци неизбежно води до изпускане на въглероден диоксид в атмосферата, но това е по-малко зло в сравнение с изхвърлянето на същите отпадъци в сметището. Пример за невъзобновяема алтернативна енергия са електроцентралите, работещи с торф. Между другото, дори преди 100 години торфът е бил основата на енергията, сега те се връщат към него на нова технологична основа.

    Естествено, такива неща не се правят просто така. Светът беше на прага на глобална икономическа криза, а алтернативната енергия допринася за създаването на нови работни места в страните от „златния милиард“. В резултат на това правителствата по целия свят, включително в Русия, започнаха активно да подкрепят алтернативната енергия.

    Повече от 50% от консумираната в Дания електроенергия се генерира от вятърни турбини

    Дания е страната на спечелилата вятърна енергия

    Към 2021 г. Дания покрива приблизително 50% от нуждите си от електроенергия от вятърни паркове. Първата индустриална вятърна турбина е инсталирана там през 1976 г. Важно е оборудването за производство на вятър да бъде разработено и произведено в Дания. Износът на такова оборудване е важен източник на приходи.

    Има поне две често срещани заблуди относно това как Дания е постигнала такива резултати в сектора на вятърната енергия.

    Първият мит е, че Дания няма свои петрол и газ, затова решихме да се отдалечим от енергийната зависимост. Всъщност Дания разполага с големи офшорни нефтени и газови находища, които се използват активно (добивът на петрол през 2021 г. възлиза на 140 хиляди барела на ден, което е почти 2 пъти повече в сравнение с Румъния, която традиционно се счита за страна производител на петрол), докато Дания дори изнася въглеводороди.

    Вторият мит е, че развитието на производството на вятърна енергия се дължи на най-високите тарифи за електроенергия в Европа (а според някои източници дори в света). Всъщност потребителите на дребно в Дания плащат средно по нашите пари (в размер на 2021 г.) средно 23 рубли. за 1 kWh електроенергия. Но това само по себе си не прави вятърната енергия супер печеливша. Дания е страната с най-ниска социална стратификация в света. Това се постига за сметка на високите данъци, в резултат на което страната има високи цени за всичко, включително електричеството. По-голямата част от тарифната структура е заета от данъци и рентабилността на производството не е по-висока от тази в други европейски страни.

    Следователно, дори и с най-високата тарифа в Европа, вятърната енергия в Дания е била субсидирана от държавата до 2021 г. Размерът на субсидиите е бил 3 евроцента за 1 kWh. Те са платени за първите 22 хиляди часа работа на вятърна турбина, инсталирана на сушата, или първите 50 хиляди часа работа на вятърна турбина, инсталирана в морето. Ограничението във времето на субсидиите стимулира инвестициите в изграждането на нови вятърни турбини.

    В резултат на това многокомпонентни примеси, състоящи се от десетки хиляди вещества, се хвърлят във въздуха. Някои дори не се поддават на идентификация.

    Трудно ли ви е да дишате в града?

    Състав на антропогенното замърсяване

    Природната среда е силно замърсена на фона на развитието на химическата индустрия. Химични елементи, които преди това не са съществували в природата, навлизат в атмосферата.

    От всички човешки замърсители въглеродният окис е най-големият. Те се излъчват в резултат на дейността на ТЕЦ, трафика. Други елементи, постъпващи в атмосферата - азот, сяра, хлор:

    • Въглерод. Ако сравним с природните източници, тогава делът на антропогенните източници е не повече от 2%. Но тези допълнителни концентрации на въглерод се оказват прекомерни и растенията на планетата не са в състояние да ги свържат.
    • Азот. Образува се след изгаряне на гориво. По време на горенето се отделя азот, концентрацията му е право пропорционална на температурата на пламъка. След това се свързва с кислород и пада като киселинен дъжд, засягайки баланса в екосистемата.
    • Сяра. Някои горива съдържат сяра. При изгаряне отделената сяра се комбинира с валежите. Комбинацията от азотна и сярна киселини води до утаяване на агресивни "киселинни дъждове" с рН 2..
    • Хлор. При естествени условия се среща като примес във вулканични газове. Чистият хлор се използва в химическата промишленост. Отнася се за особено отровни съединения. Има по-висока плътност от въздуха, при аварии се „разпространява“ в низините на релефа.

    Опасността от антропогенна инфекция е възможността компонентите взаимно да подсилят негативните ефекти. Поради това жителите на големите градове рискуват да вдишат „коктейл“ с неизвестен състав на вредни вещества, което ще провокира сериозни соматични заболявания.

    Ситуация в регионите

    Министерството на природните ресурси на Руската федерация е проучило последиците от замърсяването на въздуха в регионите. Най-неблагоприятната ситуация се разви в Красноярск, Норилск и Благовещенск. Най-високите показатели за индустриално замърсяване на въздуха са демонстрирани от:

    • Красноярска територия.
    • Ханти-Мансийски автономен окръг.
    • Кемеровска област.
    • Свердловска област.

    Тук около 75% от населението живее в условия на техногенно замърсяване на въздуха. Ситуацията не е много по-добра в Хабаровския край, Бурятия и Таймирския автономен окръг. Статистика за замърсяването на въздуха по окръг:

    В Красноярск, Братск, Новокузнецк, Магнитогорск, Нижни Тагил, Челябинск и Липецк замърсяването на въздуха с амоняк достига 15 mg / m3. Показателят води до увеличаване на броя на пациентите с рак на белия дроб.

    Какво представляват топлинните машини за нас

    Всеки ден се занимаваме с двигатели, които задвижват автомобили, кораби, промишлено оборудване, железопътни локомотиви и самолети. Появата и широкото използване на топлинни двигатели бързо задвижи индустрията напред.

    Екологичният проблем при използването на топлинни машини е, че емисиите на топлинна енергия неизбежно водят до отопление на околните обекти, включително атмосферата. Учените отдавна се борят с проблема с топенето на ледниците и повишаването на нивото на Световния океан, считайки човешките дейности за основен фактор за влияние. Промените в природата ще доведат до промяна в условията на нашия живот, но въпреки това потреблението на енергия се увеличава всяка година.

    Къде се използват топлинните машини

    Милиони превозни средства, задвижвани от двигатели с вътрешно горене, превозват пътници и товари. Мощните дизелови локомотиви минават по железопътни линии, моторните кораби вървят по водни пътища. Самолетите и вертолетите са оборудвани с бутални, турбореактивни и турбовитлови двигатели. Ракетните двигатели „изтласкват“ станции, кораби и земни спътници в космоса. Двигателите с вътрешно горене в селското стопанство са инсталирани на комбайни, помпени станции, трактори и други обекти.

    Какво е топлинна машина

    Говорим за двигатели и опростени механизми, които използват топлинна енергия за шофиране на автомобили, влакове, кораби, самолети и производствено оборудване. Някога откриването на такъв механизъм даде мощен тласък за развитието на индустрията.

    Човек се сблъсква с топлинни двигатели всеки ден. Всъщност дори хладилникът е отоплителна единица. Но за разлика от по-мощните механизми, които използват топлина, хладилникът не излъчва опасни вещества в атмосферата.

    Голям брой превозни средства, задвижвани от двигатели с вътрешно горене, принадлежат към категорията на топлинните двигатели. Турбореактивните двигатели задвижват самолети и хеликоптери. Космическите кораби и спътници на планетата се задвижват от ракетни двигатели. Селскостопанската техника също е оборудвана с топлинни двигатели.

    Екологичен проблем при използването на топлинни машини

    Използвани от човека машини, топлинни двигатели, автомобилно производство, използване на газотурбинни двигателни системи, авиация и ракети-носители, замърсяване на водата от кораби - всичко това има катастрофален ефект върху околната среда.

    Първо, при изгаряне на въглища и нефт в атмосферата се отделят азотни и сярни съединения, които са разрушителни за хората. На второ място, в процесите се използва атмосферен кислород, чието съдържание във въздуха намалява поради това.

  • Използваме бисквитки
    Използваме бисквитки, за да гарантираме, че ви даваме най-доброто преживяване на нашия уебсайт. Чрез използването на уебсайта се съгласявате с използването на "бисквитки".
    Позволяват "бисквитките".