
- •Топливо и теория горения
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Раздел 1. Топливо: виды, состав, характеристики (25 часов)
- •Раздел 2. Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива
- •Раздел 3. Теоретические основы топочных процессов (25 часов)
- •Раздел 4. Сжигание топлива (16 часов)
- •Раздел 5. Горелочные устройства (14 часов)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационных технологий
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Перечень лабораторных работ
- •2.5.2. Перечень практических занятий
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций Введение в1. Состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса Российской Федерации
- •В 2. Топливо и энергетика
- •3.2.1. Топливо: виды, состав, характеристики
- •3.2.1.1. Виды и свойства органических топлив
- •Характеристика бурых углей
- •Элементный состав и характеристики древесного топлива
- •Характеристики мазута
- •3.2.1.2. Элементарный состав топлива
- •3.2.1.3. Характеристики органических топлив
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.2. Материальный и тепловой балансы процесса горения топлива
- •3.2.2.1. Материальный баланс процесса горения
- •3.2.2.1.1. Стехиометрические соотношения горения топлива
- •3.2.2.1.2. Количество воздуха, необходимое для сжигания топлива
- •С техиометрические соотношения горения компонентов топлива
- •3.2.2.1.3. Состав и объем продуктов сгорания
- •3.2.2.1.4. Коэффициент избытка воздуха
- •3.2.2.2. Тепловой баланс процесса горения
- •3.2.2.2.1. Анализ уравнения теплового баланса
- •3.2.2.2.2. Тепловые характеристики продуктов сгорания
- •3.2.2.2.3 Температурные характеристики продуктов сгорания
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.3. Теоретические основы топочных процессов
- •3.2.3.1. Основные понятия кинетики реакций горения
- •3.2.3.1.1. Параметры смесей и химические реакции
- •3.2.3.1.2. Химическое равновесие
- •3.2.3.1.3. Кинетический закон действующих масс
- •3.2.3.1.4. Закон Аррениуса
- •3.2.3.1.5. Влияние давления и состава смеси на скорость реакции
- •3.2.3.1.6. Изменение скорости реакции во времени
- •3.2.3.2. Воспламенение и горение частицы топлива
- •3.2.3.3. Смесеобразование и горение
- •3.2.3.3.1. Смессообразование
- •3.2.3.3.2. Горение твердого топлива
- •3.2.3.4. Образование оксдов азота при горении
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.4. Сжигание топлива
- •3.2.4.1. Подготовка топлива к сжиганию
- •3.2.4.2. Организация сжигания топлива
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.5. Горелочные устройства
- •3.2.5.1. Классификация и конструкции горелок
- •3.2.5.1.1. Горелки для пылевидного топлива
- •3.2.5.1.2. Форсунки для сжигания жидкого топлива
- •3.2.5.1.3. Горелки для сжигания газа
- •3.2.5.2. Размещение горелок и работа топочных устройств
- •1 − Тангенциальной; 2 − фронтовой; 3 − встречной
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Охрана труда и техника безопасности
- •Работа 1. Определение влажности топлива
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 1
- •V. Содержание отчета
- •Работа 2. Определение зольности топлива
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •Работа 3. Определение выхода летучих из топлива
- •I. Цель работы
- •П. Основные теоретические положения
- •Перерасчет кокса на горячую массу производят по формуле, %
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 3
- •V. Содержание отчета
- •Работа 4. Определение теплоты сгорания топлива
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 4
- •V. Содержание отчета
- •Работа 5. Определение содержания серы в топливе (метод «смыва бомбы»)
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •Форма 5
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •Приложения лр
- •3.5. Методические указания к выполнению практических занятий
- •Методические указания к выполнению контрольного задания
- •4.2. Текущий контроль Тестовые задания
- •4.3. Итоговый контроль
- •Содержание
3.2. Опорный конспект лекций Введение в1. Состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса Российской Федерации
Россия располагает значительными разрабатываемыми и разведанными запасами первичных энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом (ТЭК), который является основой стабильного состояния и дальнейшего развития народного хозяйства, а также одним из инструментов проведения внутренней и внешней политики.
В период 1990…2000 гг., несмотря на снижение добычи первичных энергетических ресурсов (угля, нефти, газа), российский ТЭК в основном обеспечивал потребности страны в топливе и энергии, сохранив тем самым энергетическую независимость России. В настоящее время преодолена тенденция спада и начался рост добычи газа, нефти и угля, производства электроэнергии, объема и глубины переработки нефти. В ближайшей перспективе ожидается увеличение внутреннего потребления и экспорта первичных топливно-энергетических ресурсов, а также увеличение их производства (рис. 2).
Динамика производства ТЭР обусловлена необходимыми объемами и стоимостью работ по приросту их разведанных запасов, ценой каждого вида топлива на внутреннем и внешнем рынках, а главное – зависимостью стоимости их производства от масштабов развития основных топливных баз.
Рис. 2. Производство и потребление топливно-энергетических ресурсов
Основой внутреннего спроса на топливно-энергетические ресурсы при всех вариантах останется природный газ. При этом его доля в расходной части баланса первичных энергоресурсов снизится с 50 % в настоящее время до 45 − 46 % в 2020 году.
На жидкое топливо (нефть и нефтепродукты) будет приходиться в течение рассматриваемой перспективы 20 – 22 %, а на твердое топливо - 19 – 20 %. Достаточно стабильным будет внутренний спрос и на нетопливные энергоресурсы (электроэнергию и теплоту гидро- и атомных электростанций и возобновляемых источников энергии).
В предстоящий период наиболее динамично будет расти потребление моторного топлива - на 15 - 26 % к 2010 году и на 33 - 55 % к 2020 году. При этом в качестве моторного топлива в предстоящий период будут также использоваться сжиженный и сжатый природный газ. Прогнозируется также, что в мобильной энергетике к 2020 году начнется распространение электрических и водородных двигателей, а также применение топливных элементов.
Оптимизация топливно-энергетического баланса страны определила следующие задачи в области энергообеспечения народного хозяйства России и развития отраслей ТЭК:
- увеличение производства первичных энергоресурсов с 1418 млн тут в 2000 году (1515 млн тут в 2002 году) до 1700 - 1820 млн тут в 2010 году и до 1810 - 2030 млн тут в 2020 году;
- рост выработки электроэнергии с 878 млрд кВт·ч в 2000 году (892 млрд кВт·ч в 2002 году) до 1015 - 1070 млрд кВт·ч в 2010 году и до 1215 - 1365 млрд кВт·ч в 2020 году;
- увеличение добычи нефти с 324 млн т в 2000 году (379 млн т в 2002 году) до 445 - 490 млн т в 2010 году и до 450 - 520 млн т в 2020 году;
- рост производства моторных топлив с 83 млн т в 2000 году (88 млн т в 2002 году) до 100 - 110 млн т в 2010 году и до 115 - 135 млн т в 2020 году;
- увеличение добычи газа с 584 млрд м3 в 2000 году (595 млрд м3 в 2002 году) до 635 - 665 млрд м3 в 2010 году и до 680 - 730 млрд м3 в 2020 году;
- рост добычи угля с 258 млн т в 2000 году (253 млн т в 2002 году) до 310 - 330 млн т в 2010 году и до 375 - 430 млн т в 2020 году;
- увеличение централизованного отпуска теплоты с 1452 млн Гкал в 2000 году (1437 млн Гкал в 2002 году) до 1570 - 1625 млн Гкал в 2010 году и до 1720 - 1820 млн Гкал в 2020 году.