Вторичные энергетические ресурсы
> Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) разделяют на три большие группы:
горючие (топливные);
тепловые;
избыточного давления.
Горючие ВЭР — побочные горючие газы металлургических производств, горючие газы и отходы процессов переработки углеродистого и углеводородного сырья; твердые и жидкие топливные отходы, непригодные для дальнейшей технической переработки (щепа, обрезки, стружка, опилки) и др.
К горючим ВЭР относятся доменный, конвертерный, коксовый и генераторный газы, являющиеся низкокалорийными видами топлива.
Доменный газ (его также называют колошниковым) — это отходящий газ доменных печей, который содержит 20—30 % оксида углерода и 1— 8 % водорода. Основную часть его составляют азот и диоксид углерода.
Низшая теплота сгорания доменного газа составляет 3,6 — 4,6 МДж/м .
Конвертерный газ образуется при конвертерной выплавке стали. Его состав следующий: 67—79 % оксида углерода; 13—16% диоксида углерода; 5 —14%) азота; 0 — 3 % водорода и воды. Низшая теплота сгорания
равна 8,4 — 9,2 МДж/м3.
Коксовъф газ получается при коксовании каменного угля. Он содержит 55— 60 % водорода, 20—30% метана, 5 — 7% оксида углерода. Его низ-
шая теплота сгорания составляет 17,2 —18,8 МДж/м .
Генераторный газ образуется при газификации угля в газогенераторах. Он содержит большое количество углекислоты. Теплота сгорания генераторного газа в зависимости от способа газификации составляет от 4 до 10 —
|
|
|
13,5 МДж/м3.
К горючим ВЭР можно отнести также отходы деревообрабатывающей промышленности и бытовой мусор, сжигаемый или газифицируемый на мусороперерабатывающих заводах.
Тепловые ВЭР представляют собой физическую теплоту отходящих газов технологических агрегатов, основной и побочной продукции, жидкостей и газов, используемых для принудительного охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоту шлаков, золы, горячей воды и пара, отработавших в технологических и силовых установках, а также теплоту, уходящую с поверхности ограждений промышленных печей и др.
Примерами тепловых ВЭР могут служить дымовые газы (газообразные продукты сгорания), уходящие из промышленных печей, горячий сушильный агент на выходе из конвективных сушильных установок, пары дистиллята и горячий кубовый остаток ректификационных установок, вентиляционный воздух, удаляемый из помещений.
Вторичные энергоресурсы избыточного давления — потенциальная энергия газов и жидкостей, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением, которое необходимо снижать перед последующей ступенью их использования или при их выбросе в атмосферу, водоемы, емкости или другие приемники.
|
|
|
К таким ВЭР относится, например, сжатый природный газ, поступающий в котельные установки, энергию давления которого можно использовать в турбодетандерных агрегатах, и водяной пар, давление которого перед применением снижается в редукционно-охладительных установках.
Некоторые виды ВЭР могут одновременно использоваться и как горючие, и как тепловые, а иногда и как ВЭР избыточного давления. Таким ВЭР является доменный газ.
Произведенные энергетические ресурсы
Электроэнергия. Электрическая энергия вырабатывается на тепловых, гидроэнергетических и атомных электростанциях. Основными производителями электрической энергии являются тепловые электростанции (рис. 1.3). Тепловые электростанции (ТЭС) делятся на паротурбинные, газотурбинные и электростанции парогазового цикла (комбинированные). В России большая часть электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС (примерно 90%), производится на паротурбинных электростанциях.» Коэффициент полезного действия паротурбинных электростанций обычно составляет 35—43 %. Для газотурбинных установок он лежит в пределах 30— 35 %. КПД парогазовых установок, широко используемых в Западной Европе, достигает 50—55 %.
|
|
|
Часть тепловых электростанций кроме электроэнергии вырабатывает также и тепловую энергию. Такие электростанции называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).
Выработка электроэнергии на электростанциях производится генераторами трехфазного переменного тока, приводимыми в действие паровыми, газовыми или гидравлическими турбинами. Мощность электрогенераторов на электростанциях достигает 1200 МВт.
Передача электрической энергии на большие расстояния осуществляется по линиям электропередачи высокого напряжения. Потери электрической энергии при ее передаче существенно меньше, чем при передаче тепловой энергии, и зависят от напряжения в сети.
Электроэнергия широко используется в промышленности, быту, на транспорте. У потребителей она преобразуется до требуемого напряжения, при необходимости переменное напряжение преобразуется в постоянное, и затем электроэнергия используется в основном в виде механической (Электродвигатели), тепловой (электронагреватели), лучистой (осветительные приборы) и химической (электролизеры) энергии, а также энергии постоянного электрического тока.
Рис. 1.3. Выработка электрической энергии различными типами электростанций в России в 2005 г. [3]:
|
|
|
1 — атомные электростанции;
2 — гидроэлектростанции; 3 — тепловые электростанции и пр.
Рис. 1.4. Выработка тепловой энергии в России различными источниками [4]:
I — ТЭЦ; 2 — крупные котельные [тепловая мощность более 117 МВт (100 Гкал/ч)]; 3 — малые котельные [тепловая мощность менее 117 МВт (100 Гкал/ч)]; 4 — автономные источники теплоты; 5 — источники теплоты, использующие ядерную, солнечную и геотермальную энергию
Тепловая энергия. Тепловая энергия производится при сжигании топлива. Она используется для теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий, т.е. на нужды отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. В промышленности тепловая энергия применяется для осуществления таких технологических процессов, как сушка, выпаривание, перегонка и ректификация, подогрев, промывка, варка, пропаривание и др.
В относительно небольших количествах тепловая энергия получается при использовании солнечной энергии и теплоты геотермальных источников.
Одновременное производство тепловой и электрической энергии осуществляется в турбинах на тепловых электроцентралях (рис. 1.4). Тепловая энергия производится также в отопительных котельных и котельных промышленных предприятий.
Тепловая энергия в большей части передается с водяным паром, горячей водой, в меньшей — с другими теплоносителями. Передача тепловой энергии осуществляется по тепловым сетям. Температура горячей воды в тепловых сетях составляет 70—150 °С, температура пара равна 150—250 °С. Избыточное давление пара и воды в трубопроводах обычно не превышает 1,6 МПа.
Не следует считать, что носителями тепловой энергии являются только среды с высокой температурой. Холод, переносимый средами с температурой ниже температуры окружающей среды, — тоже тепловая энергия. На его выработку для нужд холодоснабжения и кондиционирования воздуха тратятся значительные энергетические ресурсы.
Расстояния, на которые передается тепловая энергия, обычно составляют: для горячей воды — от нескольких километров до десятков километров, для пара — от несколько сотен метров до нескольких километров.
На практике приходится встречаться и с другими видами топливно-энергетических ресурсов. Существуют широкие планы использования в качестве энергоносителя водорода, который можно получать электролизом и при термохимической обработке органического топлива. Водород — наиболее экологически чистый вид топлива. Однако существует ряд серьезных проблем, связанных с его получением, транспортировкой и использованием при соблюдении всех требований безопасности. Наиболее важной из них является проблема получения дешевого водорода.
Ведутся совместные работы специалистов разных стран по решению проблемы управляемого термоядерного синтеза.
Человечество находится в состоянии постоянного поиска новых видов энергетических ресурсов, путей снижения стоимости их добычи, переработки, транспортировки, а также эффективного использования.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 2309; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!