Презентация Энергоресурсы и их использование

Презентация Энергоресурсы и их использование


Предлагаем ознакомиться с содержанием и скачать для редактирования или печати презентацию «Энергоресурсы и их использование», содержащую 35 слайдов и доступную в формате ppt. Размер файла доклада составляет 293.54 KB

Просмотреть и скачать

Слайды и текст этого доклада

Энергоресурсы и их использование
Рис.1 Энергоресурсы и их использование
Энергоресурсы – материальные объекты, в которых сосредоточена возможная для использования энергия. Э
Рис.2 Энергоресурсы – материальные объекты, в которых сосредоточена возможная для использования энергия. Энергоресурсы – материальные объекты, в которых сосредоточена возможная для использования энергия. Энергия – количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться друг в друга, условно подразделяется по видам: химическая, механическая, электрическая, ядерная и т. д.
Энергоресурсы Возобновляемые: те, которые природа непрерывно восстанавливает Невозобновляемые: те, к
Рис.3 Энергоресурсы Возобновляемые: те, которые природа непрерывно восстанавливает Невозобновляемые: те, которые были ранее накоплены в природе
Энергоресурсы и их использование, рис. 4
Рис.4
Топливо – любое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты
Рис.5 Топливо – любое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты. Топливо – любое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты. Практическая целесообразность толива определяется его запасами; удобством добычи; скоростью горения; теплотворной способностью; возможностью длительного хранения; безвредностью продуктов сгорания для людей, а также оборудования.
Горение – процесс окисления горючего с выделением химической энергии (теплоты сгорания). Горение – п
Рис.6 Горение – процесс окисления горючего с выделением химической энергии (теплоты сгорания). Горение – процесс окисления горючего с выделением химической энергии (теплоты сгорания). СН4+2О2=СО2+2Н2О (+Q)
В Энергетике для получения электрической энергии на тепловых станциях (ТЭС) используют топлива орган
Рис.7 В Энергетике для получения электрической энергии на тепловых станциях (ТЭС) используют топлива органического происхождения. В Энергетике для получения электрической энергии на тепловых станциях (ТЭС) используют топлива органического происхождения. Все виды органических топлив представляют собой углеводородные соединения, в которые входят небольшие количества других веществ.
Твердое топливо Антрацит Каменный уголь Бурый уголь Торф Дрова Сланцы Отходы сельскохозяйсвенных и л
Рис.8 Твердое топливо Антрацит Каменный уголь Бурый уголь Торф Дрова Сланцы Отходы сельскохозяйсвенных и лесопильных заводов
Жидкое топливо Нефть и продукты ее переработки: Бензин Керосин Лигроин Мазут
Рис.9 Жидкое топливо Нефть и продукты ее переработки: Бензин Керосин Лигроин Мазут
Газообразное топливо Природный газ Попутный нефтяной газ Коксовый и доменный газ Генераторный газ
Рис.10 Газообразное топливо Природный газ Попутный нефтяной газ Коксовый и доменный газ Генераторный газ
Элементарный состав твердого и жидкого топлив. Топливо в том виде, в каком оно поступает для сжигани
Рис.11 Элементарный состав твердого и жидкого топлив. Топливо в том виде, в каком оно поступает для сжигания в топки или в двигатели внутреннего сгорания и специальные аппараты, называется рабочим. В состав рабочего (твердого или жидкого) топлива входят углерод С, водород Н, кислород О, азот N, летучая сера S, негорючая минеральная примесь — зола А, а также влага W. Для рабочей массы топлива имеет место очевидное равенство Ср + Нр + Ор + Np + Sp + Ар + Wр= 100%, где Ср, Нр, Ор и т. д. — содержание каждого из элементов рабочего топлива, %, в обшей массе топлива.
Характеристика топлива по составу его рабочей массы является весьма неустойчивой, так как для одного
Рис.12 Характеристика топлива по составу его рабочей массы является весьма неустойчивой, так как для одного и того же сорта топлива в зависимости от способа добычи, транспортирования и хранения содержание в нем Sp , Ар , Wр может значительно колебаться. Характеристика топлива по составу его рабочей массы является весьма неустойчивой, так как для одного и того же сорта топлива в зависимости от способа добычи, транспортирования и хранения содержание в нем Sp , Ар , Wр может значительно колебаться.
Влага и зола называются балластом топлива. Влага и зола называются балластом топлива. Чем балласта м
Рис.13 Влага и зола называются балластом топлива. Влага и зола называются балластом топлива. Чем балласта меньше, тем ценнее топливо.
Горючую массу можно охарактеризовать как топливо, не содержащее золы и в абсолютно сухом состоянии.
Рис.14 Горючую массу можно охарактеризовать как топливо, не содержащее золы и в абсолютно сухом состоянии.
Зольность топлива Золой называют твердый негорючий остаток, который образуется после сжигания топлив
Рис.15 Зольность топлива Золой называют твердый негорючий остаток, который образуется после сжигания топлива в атмосфере воздуха. Зола может быть в виде сыпучей массы с плотностью в среднем 600 кг/м3 и в виде сплавленных пластин и кусков, называемых шлаками, с плотностью до 800 кг/м3. В состав золы большинства видов твердого топлива входят: глинозем А1203, кремниевая кислота Si02, негашеная известь СаО, магнезия MgO, едкий натр Na2OH, оксиды железа FeO и Fe203. Зола способствует разрушению обмуровки топочных устройств и поверхностей камер сгорания, оседает в газоходах теплообменных аппаратов и ускоряет износ поверхностей, обтекаемых забалластированным газовым потоком, а также засоряет окружающую местность.
Влажность топлива Определяется по ГОСТ 11014 —81 высушиванием навески при 105. . . 110 °С. Максималь
Рис.16 Влажность топлива Определяется по ГОСТ 11014 —81 высушиванием навески при 105. . . 110 °С. Максимальная влажность массы Wp составляет 50 % и более и определяет экономическую целесообразность использования данного горючего материала и возможность его сжигания. Влага снижает температуру в топке и увеличивает объем дымовых газов. Для превращения 1 кг воды комнатной температуры в пар нужно затратить 2,5 МДж теплоты. Увеличенный объем дымовых газов требует дополнительной энергии на их удаление. Очевидно, что влага является балластной примесью, так как уменьшает тепловую ценность исходного топлива. Кроме того, часть теплоты, выделяемой топливом при его сгорании, расходуется на испарение влаги.
Летучие вещества При нагревании твердого топлива без доступа воздуха его органическая масса разлагае
Рис.17 Летучие вещества При нагревании твердого топлива без доступа воздуха его органическая масса разлагается, в результате чего образуются газы, водяные и смоляные пары и углеродосодержащий остаток. Суммарное количество выделяющихся летучих веществ увеличивается с увеличением температуры и времени выдержки. Этот процесс в основном заканчивается при 700. . . 800 °С, поэтому по ГОСТ 6382—91 выход летучих веществ Vr, в процентах на горючую массу, определяется путем прокаливания 1 г топлива в закрытом тигле при температуре (850 ± 10) °С в течение 7 мин. Выход летучих веществ является важнейшей характеристикой горючей массы топлива и уменьшается по мере увеличения его возраста. Чем больше выход летучих веществ, т. е. чем больше топлива превращается при нагревании в горючий газ, тем проще зажечь это топливо и легче поддерживать устойчивое горение. Орга­ническая часть древесины и горючих сланцев при нагревании без доступа воздуха почти целиком переходит в летучие вещества V = 85. . . 90%, в то время как у антрацитов Vr = 3. . . 4%. Именно большой выход летучих веществ определяет хорошую горючесть древесины.
Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива
Рис.18 Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива
Жидкие топлива Практически все жидкие топлива пока получают путем переработки нефти (бензин, керосин
Рис.19 Жидкие топлива Практически все жидкие топлива пока получают путем переработки нефти (бензин, керосин, дизельное топливо и мазут). Мазут, как и моторные топлива, представляет собой сложную смесь жидких углеводородов, в состав которых входят в основном углерод (Ср = 84. . . 86 %) и водород (Нр = 10. . . 12 %); Ор + Np = 1. . . 2 %; содержание воды и зольность не превышают 0,2. . . 1,5%. Мазуты, полученные из нефти ряда месторождений, могут содержать большое количество серы (до 5 %), что резко усложняет защиту окружающей среды при их сжигании.
Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти
Рис.20 Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти
Газообразное топливо Газообразное топливо по сравнению с другими видами топлива имеет ряд существенн
Рис.21 Газообразное топливо Газообразное топливо по сравнению с другими видами топлива имеет ряд существенных преимуществ. Газообразное топливо сгорает при небольшом избытке воздуха, образуя продукты полного горения без дыма и копоти, не дает твердых остатков; оно удобно для транспортирования по газопроводам на большие расстояния и позволяет простейшими средствами осуществлять сжигание в установках самых различных конструкций и мощностей. Газообразное топливо подразделяется на естественное и искусственное. Естественное, в свою очередь, подразделяется на природное и нефтепромысловое.
Природный газ получают из чисто газовых месторождений, где он выбрасывается из недр земли под давлен
Рис.22 Природный газ получают из чисто газовых месторождений, где он выбрасывается из недр земли под давлением, доходящим иногда до 10 МПа и более. Основным его компонентом является метан СН4, кроме того, в газе разных месторождений содержится небольшое количество водорода Н2, азота N2, высших углеводородов CnHm, оксида СО и диоксида С02 углерода. В процессе до­бычи природного газа его обычно очищают от сернистых соеди­нений, но часть их (в основном сероводород) может оставаться. Кроме того, в бытовой газ для обнаружения утечек добавляют так называемые одоризаторы, придающие газу специфический запах; они тоже содержат соединения серы. Природный газ получают из чисто газовых месторождений, где он выбрасывается из недр земли под давлением, доходящим иногда до 10 МПа и более. Основным его компонентом является метан СН4, кроме того, в газе разных месторождений содержится небольшое количество водорода Н2, азота N2, высших углеводородов CnHm, оксида СО и диоксида С02 углерода. В процессе до­бычи природного газа его обычно очищают от сернистых соеди­нений, но часть их (в основном сероводород) может оставаться. Кроме того, в бытовой газ для обнаружения утечек добавляют так называемые одоризаторы, придающие газу специфический запах; они тоже содержат соединения серы.
Нефтепромысловые газы выделяются в большом количестве в районах месторождений нефти и, особенно, в р
Рис.23 Нефтепромысловые газы выделяются в большом количестве в районах месторождений нефти и, особенно, в районах эксплуатации нефтяных скважин. При добыче нефти выделяется так называемый попутный газ, содержащий меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов и поэтому выделяющий при сгорании больше теплоты. Проблема полного его использования сейчас весьма актуальна.
Cжиженный газ В промышленности и особенно в быту находит широкое распространение сжиженный газ, полу
Рис.24 Cжиженный газ В промышленности и особенно в быту находит широкое распространение сжиженный газ, получаемый при первичной переработке нефти и попутных нефтяных газов. По ГОСТ 20448—90 выпускают технический пропан (не менее 93 % С3Н8 + С3Н6), технический бутан (не менее 93 % С4Н10 + С4Н8) и их смеси. Темпе­ратура конденсации пропана при атмосферном давлении состав­ляет минус 44,5 °С, а бутана — 5 ° С; соответственно при 20 ° С давление паров пропана составляет около 0,8 МПа, а бутана — около 0,2 МПа. Поэтому эти газы транспортируют в жидком виде в баллонах под небольшим давлением (менее 2 МПа). В зависимости от назначения и условий использования смеси содержание в ней пропановой и бутановой фракций должно быть разным. Например, зимой цистерны без подогрева, размещаемые на улице, должны заполняться пропаном, ибо бутан при отрицательных темпе­ратурах испаряться не будет. Небольшие баллоны, устанавливаемые в помещении, заполняют смесью, состоящей примерно поровну из пропана и бутана, в результате чего давление в баллоне обычно не превышает 0,6 МПа.
Свойства газообразного топлива плотность, - токсичность, - взрываемость, - влажность, - запыленность
Рис.25 Свойства газообразного топлива плотность, - токсичность, - взрываемость, - влажность, - запыленность.
Плотность газообразных горючих составляет 0,7. . . 0,8 кг/м3, сжиженных газов — до 2,3 кг/м3 и произ
Рис.26 Плотность газообразных горючих составляет 0,7. . . 0,8 кг/м3, сжиженных газов — до 2,3 кг/м3 и производных — от 0,7 до 1,4 кг/м3. Опасность отравления газами (токсичность) зависит от содержания в горючем газе окиси углерода СО, сероводорода H2S и др. Пребывание в атмосфере, содержащей 1 % этих газов, в течение 1. . . 3 мин может привести к смерти. Взрывоопасность определяется содержанием Н2 и СО, которые образуют взрывчатые смеси с воздухом. Эти смеси взрывоопасны при содержании Н2 от 4 до 74% и СО от 12,5 до 74%. Плотность газообразных горючих составляет 0,7. . . 0,8 кг/м3, сжиженных газов — до 2,3 кг/м3 и производных — от 0,7 до 1,4 кг/м3. Опасность отравления газами (токсичность) зависит от содержания в горючем газе окиси углерода СО, сероводорода H2S и др. Пребывание в атмосфере, содержащей 1 % этих газов, в течение 1. . . 3 мин может привести к смерти. Взрывоопасность определяется содержанием Н2 и СО, которые образуют взрывчатые смеси с воздухом. Эти смеси взрывоопасны при содержании Н2 от 4 до 74% и СО от 12,5 до 74%.
Горючее для ДВС Газы как горючее для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) имеют следующие достоинст
Рис.27 Горючее для ДВС Газы как горючее для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) имеют следующие достоинства: обладают высокими антидетонационными свойствами, широкими пределами воспламенения (по избытку воздуха); обеспечивают хорошие условия смесеобразования; приводят к меньшему, чем в ДВС на жидком горючем, износу; менее требовательны к качеству смазочных материалов и т. п. Однако все горючие газы имеют высокую температуру самовоспламенения и поэтому нуждаются в постороннем источнике зажигания.
Состав и теплота сгорания горючих газов
Рис.28 Состав и теплота сгорания горючих газов
Теплота сгорания топлива Основной характеристикой топлива является теплота сгорания. Теплотой сгоран
Рис.29 Теплота сгорания топлива Основной характеристикой топлива является теплота сгорания. Теплотой сгорания твердого и жидкого топлива называется количество теплоты (Дж), выделяемое 1 кг топлива при его полном сгорании.
В продуктах сгорания топлива, содержащего водород и влагу, имеется водяной пар Н20, обладающий опред
Рис.30 В продуктах сгорания топлива, содержащего водород и влагу, имеется водяной пар Н20, обладающий определенной энтальпией, равной примерно 2510 кДж/кг. Наличие в продуктах сгорания топлива водяного пара заставляет ввести понятие высшей теплоты сгорания В продуктах сгорания топлива, содержащего водород и влагу, имеется водяной пар Н20, обладающий определенной энтальпией, равной примерно 2510 кДж/кг. Наличие в продуктах сгорания топлива водяного пара заставляет ввести понятие высшей теплоты сгорания
Энергоресурсы и их использование, рис. 31
Рис.31
Низшей теплотой сгорания рабочего топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топл
Рис.32 Низшей теплотой сгорания рабочего топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом теплоты, затраченной на испарение влаги как содержащейся в топливе, так и образующейся от сгорания водорода.
Высшая теплота сгорания (кДж/кг) Наиболее распространена формула Д. И. Менделеева, которая дает дост
Рис.33 Высшая теплота сгорания (кДж/кг) Наиболее распространена формула Д. И. Менделеева, которая дает достаточно точные результаты для самых разнообразных топлив. Эта формула для определения высшей теплоты сгорания (кДж/кг) твердых и жидких топлив имеет вид = 338СР + 1249НР - 108,5(Ор - Sр), а для низшей теплоты сгорания = 338СР + 1025НР -108,5(Ор - SJ) - 25WP, где коэффициенты выражают теплоту сгорания отдельных горючих элементов, деленную на 100.
Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива (кДж/м3) Низшую теплоту сгорания сухого газообр
Рис.34 Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива (кДж/м3) Низшую теплоту сгорания сухого газообразного топлива (кДж/м3) определяют как сумму произведений теплоты сгорания горючих газов на их объемное содержание в смеси: = 127С02 + 108Н2 + 358СН4 + 591С2Н6 + 911С3Н8 + 234H2S.
Условное топливо Большая разница значений теплоты сгорания у различных видов топлива затрудняет в не
Рис.35 Условное топливо Большая разница значений теплоты сгорания у различных видов топлива затрудняет в некоторых случаях проведение сравнительных расчетов, например, при выявлении запасов топлива, при оценке целесообразности применения разных сортов топлива и пр. Поэтому принято понятие условного топлива. Условным называется такое топливо, теплота сгорания 1 кг или 1 м3 которого равна 29330 кДж.


Скачать презентацию