Виды топлива, получаемые в результате переработки биомассы

Источник биомассы	Топливо	Технология переработки	КПД пере­работки, %
Лесоразработки	Теплота	Сжигание	70
Отходы переработки  древесины	Теплота, газ	Сжигание, пиролиз, уголь	70-85
Зерновые	Солома	Сжигание	70
Сахарный тростник, сок	Этанол	Сбраживание	80
Навоз	Метан	Анаэробное разложение (без доступа воздуха)	50
Городские стоки	Метан	Анаэробное разложение	50
Мусор	Теплота	Сжигание	50

Коммунальные от­ходы (КО), содержащие значительные количества горю­чих веществ, накопленные объемы шламов городских очистных сооружений, животноводческих комплексов, других органических отходов также могут быть пере­работаны путем их анаэробного разложения в биогаз, с последующим получением тепловой и электрической энергии.

В современных условиях постоянного повышения цен на энергоносители замена части видов технологического топлива, таких как природный газ и мазут, углеводородсодержащими отходами, в том числе использованными авто­мобильными шинами, является чрезвычайно актуальной. На ОАО «Красносельскстройматериалы» внедрен процесс сжигания изношенных автопокрышек на одной из цементных печей и разрабатывается техничес­кая документация по частичной замене природного газа на эти отходы на других цементных заводах республики.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) республики включает добычу торфа и производство торфобрикетов; добычу нефти и нефтепереработку; разветвленную сеть газо-, нефте- и продуктопроводов; производство, передачу и распределение электрической и тепловой энергии.

В республике эксплуатируется 1377 торфяных месторождений. В насто­ящее время на территории Беларуси добывается около 1, 8 млн т нефти в год.

Территория Беларуси перспективна также на твердые горючие ископаемые: го­рючие сланцы.

 На территории Белорусского Полесья известны весь­ма перспективные месторождения угля.

 

Тема_12_ Энергия и е виды. Способы производства и транспортировки.

Энергия (от греч. energeia - действие, деятельность) представляет собой общую количественную меру движе­ния и взаимодействия различных форм материи.

Различают следующие виды энергии:

механическую, тепловую, электрическую, химическую, магнитную, элек­тромагнитную, ядерную (атомную) и гравитационную.

Немногим более половины всей потребляемой энер­гии используется в виде теплоты для технических нужд, отопления, приготовления пищи, оставшаяся часть в виде механической, прежде всего в транспортных уста­новках, и электрической энергии. Причем доля использо­вания последней с каждым годом все более возрастает.

Механическая энергия проявляется при взаимодей­ствии, движении отдельных тел или частиц. К ней отно­сят энергию движения или вращения тел, энергию дефор­мации при сгибании, растяжении, закручивании, сжа­тии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах и механизмах.

Тепловая энергия представляет собой энергию неупо­рядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ. Она широко используется в виде энер­гии пара, горячей воды, продуктов сжигания топлива.

Химическая энергия - это энергия атомов веществ, которая высвобождается или поглощается при химиче­ских реакциях между ними. Химическая энергия может выделяться в виде теплоты при проведении экзотермиче­ских реакций (горение топлива) либо преобразовываться в электрическую в гальванических элементах и аккуму­ляторах.

Магнитная энергия - это энергия постоянных маг­нитов, обладающих большим потенциалом, но отдаю­щим ее очень сложно.

Электромагнитная энергия - это энергия электро­магнитных волн, т. е. движущихся электрического и маг­нитных полей.

Ядерная энергия представляет собой энергию, сконцен­трированную в ядрах атомов

Гравитационная энергия - это энергия, обусловлен­ная взаимодействием (тяготением) массивных тел.

Электрическая энергия - энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока).

Она является одним из наиболее совершенных видов бла­годаря следующим факторам:

• возможности получения ее в больших количествах вблизи месторождений горючих ископаемых или водных источников;

• удобству транспортировки ее на дальние расстоя­ния с относительно небольшими потерями;

• способности трансформации в другие виды энер­гии - механическую, тепловую, химическую, световую и др.;

• отсутствию химического загрязнения окружающей среды;

• возможности создания принципиально новых тех­нологических процессов с высокой степенью автоматиза­ции и роботизации производства.

радиоактивных веществ.

Получение, преобразование и транспортировка энергии

Получение и превращение энергии производится на специальных станциях. Назва­ние станции, как правило, соответствует видам первич­ной энергии, превращающейся в другие вторичные виды энергии, чаще всего в электрическую. Например, тепло­вая электрическая станция (ТЭС) преобразует тепловую энергию в электрическую. В этот же вид энергии на гид­роэлектростанции (ГЭС) или гидроаккумулирующей элек­тростанции (ГАЭС) превращается механическая энергия (кинетическая энергия движения воды); на атомной элект­ростанции (АЭС) - атомная (энергия ядерного топлива); на приливной электростанции (ПЭС) - энергия приливов.

В нашей республике более 95 % энергии вырабаты­вается на ТЭС, которые по назначению делятся на два типа:

• конденсационные тепловые электростанции (КЭС), предназначенные только для выработки электроэнергии;

• теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых осущест­вляется комбинированное производство электрической и тепловой энергии.

Принципиальная схема тепловой электростанции со­стоит: из котла-парогенератора (ПГ), турбины (Т), генера­тора электрического тока (Г), конденсатора (К) и насоса (Н).

Образующаяся при сжигании топлива тепловая энер­гия используется для подогрева воды и превращается в энергию водяного пара, которая в турбине переходит в ме­ханическую энергию вращения, а генератор превращает ее в электрическую. Непосредственно тепловая энергия для нужд потребления может быть отобрана в виде пара из турбины либо котла-парогенератора. Конденсатор пара служит для утилизации теплоты парообразования охлаж­дающей водой.

Технологическая схема ТЭЦ отличается тем, что взамен конденсатора устанавливается теплообменник, где пар под давлением нагревает воду, подаваемую в тепловую сеть.

Таким образом, технология преобразования энергии на ТЭС может быть представлена схемой:

Для производства водяного пара или горячей воды используют котельные установки. В зависимости от про­изводительности они могут быть районными производ­ственными котельными, служащими для централизо­ванного теплоснабжения жилищно-коммунального хозяй­ства, или локальными, которые обеспечивают тепловой энергией одно или несколько зданий.

Для повышения КПД теплоэнергетических станций в настоящее время широко применяют газотурбинные и парогазовые установки, в которых в качестве рабочих тел используются водяной пар, воздух или дымовые газы.

Производство электрической энергии на гидроэлект­рической станции состоит из следующих этапов:

• создание разных уровней воды в верхнем и нижнем бьефах;

• превращение энергии потока воды в энергию вра­щения вала гидравлической турбины;

• превращение энергии вращения вала в электриче­скую энергию с помощью гидрогенератора.

На гидроаккумулирующих электростанциях подача воды в водоем верхнего бьефа обеспечивается специаль­ными насосами или обратными турбинами, которые мо­гут работать в режиме насосов и тем самым поддержи­вать необходимый уровень воды в водоеме.

Получение теплоты и электрической энергии на АЭС отличается от аналогичных процессов на ТЭС. Источни­ками энергии на АЭС является ядерное топливо, которое в специальных ядер­ных реакторах расщепляется с выделением огромного количества теплоты.

Наиболее широкое распространение получили двух- и трехконтурные АЭС. В двухконтурных схемах производс­тва электроэнергии предусмотрены два самостоятельных контура - теплоносителя и рабочего тела. Общим элемен­том у них является теплообменник-парогенератор, в ко­тором нагретый в реакторе теплоноситель отдает свою теплоту рабочему телу и при помощи циркуляционного насоса возвращается в реактор. Полученный в парогене­раторе пар подается в турбину, где совершает работу, кон­денсируется и возвращается в парогенератор.

Трехконтурная схема более до­рогостоящая, но она обеспечивает более надежную защи­ту окружающей среды от радиоактивного загрязнения.

Транспортировка энергии включает в себя перевозку (перекачку) первичных энергоресурсов, передачу теплоты и электроэнергии. Примерно 30-40 % от массы добытых первичных энергоресурсов теряется при добыче, транс­портировке и хранении.

Целесообразность передачи на расстояние тех или иных носителей энергии в основном определяется их энергоемкостью - чем выше значение теплоты сгорания топлива, тем выгоднее его перевозить на большие рас­стояния.

Транспортировка первичных энергоресурсов произ­водится всеми видами транспорта:

с помощью водного, железнодорожного или автомобильного транспорта, трубопровод­ный транспорт.

Транспортировка тепловой энергии от источника до потребителей осуществляется тепловыми сетями.

Основным элементом современных тепловых сетей являются предварительно изолированные теплопроводы, включающие стальную трубу, тепловую изоляцию из пенополиуретана и защитный кожух из пластмассы. Теплопроводы оснащены определителем течи, что позволя­ет достаточно точно устанавливать место повреждения и быстро устранять неисправности. Эти теплопроводы выдер­живают высокие механические нагрузки и прокладывают­ся непосредственно в грунте (бесканальная прокладка), что сокращает затраты на их монтаж и эксплуатацию.

Кроме того, теплопроводы могут прокладываться в проходных, полупроходных или непроходных каналах в грунте или над землей. При этом трубы оснащаются тепловой изоляцией в основном из минеральной ваты. Из теплопроводов формируется тепловая сеть, связывающая источники энергии с потребителями.

При транспортировке теряется значительное количе­ство теплоты. В некоторых случаях потери доходят до 50 %. Это связано с неудовлетворительной тепловой изо­ляцией и утечкой теплоносителя. Кроме того, при обра­зовании конденсата за счет фазового перехода выделяет­ся значительное количество теплоты, и увеличиваются потери давления на прокачку теплоносителя.

Для снижения теплопотерь рекомендуются следующие мероприятия:

• использовать теплопроводы с высокими теплоизо­ляционными свойствами;

• снижать уровень температур теплоносителя без ущер­ба для потребителя;

• по возможности заменять технологический пар го­рячей водой;

• своевременно с помощью конденсатоотводчиков уда­лять пар из паропроводов;

• ликвидировать утечки теплоносителя;

• использовать гибкие системы регулирования отпу­ска и распределения теплоты.

Транспортировка электрической энергии от электро­станций потребителям осуществляется с помощью элек­трических сетей, представляющих собой совокупность трансформаторных и преобразовательных подстанций, распределительных устройств и соединяющих их элек­трических линий (воздушных и кабельных), размещен­ных на территории потребителя. Линии электропередачи (ЛЭП) осуществляют связи между электростанциями и энергетическими системами для их параллельной рабо­ты. Такие межсистемные связи позволяют повысить на­дежность режимов работы энергосистем, сократить необ­ходимый резерв мощности, облегчить функционирование энергосистемы в периоды максимальной и минимальной нагрузок.

В нашей стране применяются стандартные номиналь­ные (междуфазные) напряжения трехфазного тока часто­той 50 Гц в диапазоне 6-750 кВ, а также напряжения 0,66; 0,38 кВ. По величине напряжения электрические сети делятся на сети сверхвысокого (> 330 кВ), высокого (3-220 кВ) и низкого (< 1 кВ) напряжения.

---

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 54; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!