Тгу (часть1)

Теплогенерирующей установкой называют совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии.

Все источники энергии условно делятся на первичные и вторичные.

Первичными источниками энергии называются вещества природного происхождения, независящего от деятельности человека ( ископаемые горючие и расщепляющиеся вещества, термальные воды, Солнце, ветер, реки, моря и т.д.)

Вторичными источниками энергии являются вещества- побочные продукты деятельности человека (отработавшие горючие органические вещества, городские отходы, отработанный теплоноситель промышленных производств, отходы сельского хозяйства и т.д.)

Первичные источники делятся на возобновляющиеся, не возобновляющиеся и неисчерпаемые.

К возобновляющимся источникам энергии относят всевозможные источники энергии, являющиеся продуктами непрерывной деятельности Солнца и природных процессов на поверхности Земли (реки, солнце, ветер и т. д.) Отличительной особенностью возобновляющихся источников является их ежегодная восстанавливаемость.

Не возобновляющиеся источники энергии - это ископаемые горючие и расщепляющиеся вещества (уголь, нефть, газ, уран, торий и т. д.)

К практически неисчерпаемым источникам относятся термальные воды Земли, вещества с помощью которых может - быть произведена управляемая термоядерная реакция.

Наибольшие энергетические ресурсы органического топлива сосредоточены в угле (примерно 90-95 %). Одними из наиболее традиционных возобновляющихся источников энергии являются гидроэнергия рек, а так же биотопливо, получаемое из биомассы растений и животных.

Самым крупным энергетическим ресурсом Земли является Солнечная энергия.

35% - энергии солнца отражается от поверхности Земли.

22% - энергии солнца расходуется на процессы испарения, конденсации, фотосинтез, перемещение воды и воздуха.

43% - энергии солнца преобразуется в тепловую энергию.

Косвенными видами Солнечной энергии являются энергия ветра, волн и тепловая энергия океана.

Топливо

Топливом называется вещество, которое при определенных условиях выделяет большое количество тепловой энергии.

Топливо делится на две основные группы: горючее и расщепляющееся.

Горючее – это топливо, которое выделяет определенное количество теплоты при взаимодействии с другим веществом – окислителем, при этом компоненты горючего переходят в его окислы.

Расщепляющееся – топливо, которое выделяет определенное количество теплоты при расщеплении его молекул, с одновременным образованием молекул других химических элементов. Чаще всего используют торий и уран.

Горючее топливо делится на органическое и неорганическое. Органическое топливо делится на природное ископаемое и искусственное.

Органическое топливо это углеводородные химические соединения природного и химического происхождения, а также углерод, водород и их соединения.

Природным ископаемым топливом называют вещества накопленные в недрах земли и являющиеся продуктами биохимических, и химических превращений органического вещества растений и микроорганизмов существовавших на Земле от 0,5 до 500 млн. лет назад.

Искусственное топливо – это топливо созданное человеком, с помощью соответствующей переработки, как правило, природных соединений, с целью получения топлив с новыми свойствами.

Искусственное топливо делится на: композиционное и синтетическое.

Композиционное топливо - механическая смесь горючих, а иногда горючих и негорючих веществ, (топливные эмульсии, суспензии).

Синтетическое топливо – это продукт термической обработки горючих веществ, обладающих новыми теплотехническими свойствами по сравнению с исходными веществами (все продукты переработки нефти).

Органическое топливо по составу делится на:

- твердое

- жидкое

-газообразное

Состав твердого (жидкого) топлива:

С^Р+ N^Р +H^Р +S^Р +O^Р +A^Р +W^Р=100%

A – зольность.

W – влажность.

Чем меньше А,W тем больше калорийность топлива.

Элементарный состав твердого и жидкого топлива дается в процентах к массе 1 кг топлива. При этом различают рабочую, сухую, горючую и органическую массы топлива.

С^Р+ N^Р +H^Р +S^Р +O^Р +A^Р +W^Р=100%

С^с + N^с +H^с +S^с +O^с +A^с =100%

С^г+ N^г +H^г +S^г +O^г =100%

С^о+ N^о +H^о +S^о +O^о =100%, органическая масса топлива в отличии от горючей массы содержит только органическую серу и не включает колчеданную: S - S = S

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов.

Состав газообразного топлива задается в объемных долях и в общем виде может быть записан следующим образом:

Одной из основных характеристик любого вида топлива является теплота сгорания, т.е. то количество теплоты, которое может быть получено при полном сгорании единицы массы или объема топлива. Теплота сгорания топлива это параметр, характеризующий его энергетическую ценность.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Отличаются они друг от друга агрегатным состоянием водяных паров в продуктах сгорания.

При известном элементарном составе твердого и жидкого топлив теплоту сгорания (кДж/кг) определяют по эмпирическим формулам, предложенным Д.И. Менделеевым.

Формулы Менделеева:

Твердое – жидкое топливо

кДж/кг

Газообразное топливо

кДж/м³

Теплота сгорания сухого газа (кДж/м³) определяется по объемному составу, %, и известной теплоте сгорания компонентов, если в состав газа входят неизвестные углеводородные компоненты( при условии, что содержание метана известно), то сумму углеводородов условно принимают как содержание этана С Н и теплоту сгорания рассчитывают по аналогичным формулам.

Для сравнения различных видов топлива по их тепловому эффекту вводят понятие условного топлива, теплота сгорания которого принята равной 29300 кДж/кг.

Отношение низшей теплоты сгорания данного топлива к теплоте сгорания условного топлива называется топливным эквивалентом.