Газообразное топливо

Газообразное топливо - смесь нескольких горючих газов. Горючие газы бывают природные и искусственные (синтетические). Природным горючие газы- газы, добытые из чисто газовых месторождений, попутный газ, добываемый одновременно с добычей нефти, газ, добываемый из конденсатных месторождений, а также газы получаемые и недр Земли одновременно с другими полезными ископаемыми. Природный газ не содержит водорода, окиси углерода и кислорода, содержание азо­та и двуокиси углерода в нем невелико. Искусственные (синтетические) газы- газы, по­лучаемые на заводах при переработке нефти, в процессе переработки угля; при газификации угля; в технологических процессах, связанных с переработкой твердого топлива, и сжиженные газы. Искусственные газы в кроме предельных углеводородов содержать водород, окись углерода, непредельные углеводороды. Газы, которые добываются из чисто газовых месторождений, состоят из метана 85-95 % и являются су­хими; низшая теплота сгорания этих газов в пересчете на сухое состояние 33 -40 МДж/м³; плотность газов составляет 0,73-0,9 кг/м³. Попутные нефтепромысловые газы кроме метана содержат значи­тельное количество более тяжелых углеводородов. Их низшая, теплота сгорания существенно выше, чем у газов добытых из чисто газовых месторождений, и составляет 33,5-58,6 МДж/м³. Газы, добываемые из конденсатных месторождений, состоят из смеси сухого газа и паров конденсата. Конденсат при переработке выводится из газа, и теплота сгорания очищенного газа в этом случае ма­ло отличается от теплоты сгорания газа чисто газовых месторождений. Шахтный метан - смесь метана с воздухом с концентрацией метана от 2,5 до 40 % и выше. Искусственные горючие газы получают в результате разнообразных технологических процессов переработки нефти и горючих ископаемых, и поэтому их состав мо­жет быть самым различным. Искусственные газы можно разделить на газы с высокой и низкой теплотой сгорания. Газы с высокой теплотой сгорания: нефтезаводские газы, газы полукоксования, коксо­вый газ, сланцевый газ, сжиженные газы; к газам с низкой теплотой сгораний относятся: генераторные газы, газы подземной газификации угля, доменный газ, газы сланцевых заводов.

11.Методы и способы производства тепловой энергии

Методы производства тепловой энергии; 1) метод сжигания органического топлива: экзотер­мические химические реакции, сопровождающиеся обра­зованием газообразных продуктов реакции с высокой температурой, теплота от которых передается другому теплоносителю (воде или водяному пару), более удобно­му для дальнейшего использования; 2) метод, основан­ный на самоуправляющейся цепной ядерной реакции де­ления тяжелых ядер трансурановых элементов под дей­ствием нейтронов с последующим преобразованием образующейся ядерной энергии в тепловую энергию тепло­носителя, вводимого в активную зону реактора; таким теплоносителем обычно является вода, или водяной пар; 3) метод преобра­зования электрической энергии в тепловую путем разо­грева нагревателя с высоким электросопротивлением с последующей передачей теплоты от этого нагревателя рабочему телу (газу или жидкости) путем теплопереноса; 4) метод преобразования солнечной энергии в тепло­вую в специальных устройствах, воспринимающих энер­гию Солнца, - гелиоприемниках с последующей переда­чей от них теплоты рабочему телу - воде или воздуху; 5) метод, основанный на передаче теплоты от геотермаль­ных вод, в теплообменнике к рабочему телу, нагревае­мому за счет тепловой энергии этих вод до заданных параметров и направляемому потребителю; 6) метод пре­образования тепловой энергии теплоносителя с низким энергетическим потенциалом в высокопотенциальную тепловую энергию другого теплоносителя с затратами некоторого количества других видов энергии, подводи­мых извне.

Схема производства только тепловой энергии с теплоносителем в виде водяного пара или горя­чей воды. Основа установки - паро­вой или водогрейный котел, в котором сжигается топли­во и от высокотемпературных продуктов сгорания теплота передается воде, циркулирующей по трубам теплообменной части котла. Основной задачей является превращение воды в водяной пар или подогрев воды до заданной температу­ры.

Схема комбинированного производства тепловой и электрической энергии применяется в мощных ТЭЦ, для обеспечения этими видами энергии крупных жилых и промышленных районов. Органическое топливо сжигается в топочной части парового котла, в результате чего образуется водяной пар, который перегревается в пароперегревателе и направляется в паровую тур­бину, в которой энергия пара сначала преобразуется в механическую энергию в электрическую энергию. Па­ровая турбина многоступенчатая. Часть водяного пара поступает в редукционно-охладительную ус­тановку, где понижаются его давление и температура до заданного уровня и далее пар направляется потреби­телю.

Введенный в паровую турбину пар частично отбира­ется из определенных ступеней турбины, а затем на­правляется потребителю и частично на регенератив­ный подогрев конденсата перед вводом его в котел. Отработанный водяной пар затем направляется в кон­денсатор и далее с помощью насоса поступает в регенеративный подогреватель конденсата, куда на­правляется также и конденсат отработанного пара от потребителя. На выработку электро­энергии направляется только 20 - 40 %, а основная его доля направляется в систему теп­лоснабжения.

Производство тепловой энергии из ядерного горючего возможно тремя способами: нере­гулируемым отбором пара от конденсационных паровых турбин атомных тепловых электростанций (АЭС); по­лучением тепловой энергии совместно с электрической энергией в комбинированных схемах на атомных тепло­централях (АТЭЦ), а также получением тепловой энер­гии на атомных станциях теплоснабжения (АСТ).

Использование нерегулируемых отборов пара от конденсационных паровых турбин позволяет повысить эффективность использова­ния ядерного горючего.

Более эффективно используется ядерное горючее в схеме комбинированного производства тепловой и элек­трической энергии. Схема имеет три контура: в первом контуре теплоно­ситель из атомного реактора направляется в парогене­ратор, где охлаждается и затем возвращается в реак­тор. Во втором контуре схемы рабочее тело - вода вво­дится в парогенератор, где испаряется, а затем в виде водяного пара направляется в турбогенератор для пре­образования его энергии в электрическую. Отработанный пар из турбогенератора направляется в конденсатор и далее вода насосом возвращается в парогенератор. Часть пара отбирается из турбины турбогенератора и направляется в сетевой теплообменник, откуда пос­ле охлаждения и конденсации насосом возвращается в парогенератор. В третьем контуре вода нагревается в сетевом теплообменнике и подается потребителю теп­лоты, от которого насосом возвращается в сетевой теплообменник.

Схема преобразования энергии расщепления ядерного горючего в тепловую энергию является двухконтурной: первый контур включает атом­ный реактор и сетевой теплообменник, а второй кон­тур - сетевой теплообменник и потребителя теплоты. Эта схема является технологически более простой и менее капиталоемкой.

Существуют два основных направления преобразования энергии излучения Солнца в тепловую энергию: с предварительной концентрацией солнечной энергии на поверхности гелиоприемника и без нее. Гелиоприемник или гелиотеплогенератор - устройство для преобразования энергии излучения Солнца в тепловую. В случае пред­варительного концентрирования энергии излучения и гелиоприемнике получают высокую температуру тепловоспринимающей поверхности (до 5000°С); если такой концентрации энергии не проводится, то температура ра­бочей поверхности гелиоприемника не превышает 200^СС.

Схема с концентраторами используется для систем производства электрической энергии и тепловой энергии высокого энергетического потенциала, а схемы без кон­центраторов - для выработки низкопотенциальной теп­ловой энергии. Рабочим телом в гелиоприемнике могут быть вода, воздух, органические низкокипящие жидкости. Важным условием применения рассматриваемых схем с гелиоприемниками является не­обходимость обеспечить бесперебойную работу системы независимо от временных и погодных условий. Эта неза­висимость обеспечивается введением в схему емкостей, аккумулирующих тепловую энергию нагретого теплоно­сителя воды или воздуха во время работы гелиоприем­ника и отдающих теплоту теплоносителю во время от­ключения гелиоприемника, в результате чего гасится влияние колебаний мощности светового потока, являю­щегося источником энергии, во времени.

Дата добавления: 2015-11-30