- •Раздел I
- •Глава 1
- •1.1. Рост городов и развитие систем жизнеобеспечения
- •1.2. Характеристика систем жизнеобеспечения
- •1.3. Планировочная структура и функциональное зонирование городов
- •1.4.4. Основы архитектурно-строительного проектирования
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2
- •2.1. Классификация улиц и дорог
- •2.3. Конструкция улиц и дорог
- •2.5. Основы проектирования улиц и дорог
- •2.6. Инженерные сети на городских улицах
- •2.7. Освещение городских улиц
- •2.8. Озеленение улиц и дорог
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3 строительство и ремонт улиц и дорог
- •3.1. Основы технологии строительства городских дорог
- •3.2. Дорожностроительные машины и механизмы
- •3.3. Технология укладки асфальтобетонных покрытий
- •3.4. Эксплуатация улиц и дорог
- •Глава 4
- •4.1. Основные задачи санитарного благоустройства городов
- •4.2. Характеристика твердых бытовых отходов
- •4.2.1. Состав твердых бытовых отходов
- •4.4.2. Технические средства для сбора и удаления твердых бытовых отходов
- •4.5.5. Мусоросжигательные заводы
- •Глава 5 уборка городских улиц и площадей
- •5.1. Организация уборки улиц
- •5.2. Летняя уборка городских территорий
- •Характеристика полнвомоечных машин
- •5.3. Зимняя уборка городских территорий
- •Вопросы к главе 5
- •Библиографический список
- •Раздел II
- •Глава 1 системы и схемы водоснабжения
- •1.1. Классификация систем водоснабжения
- •1.2. Схемы и основные элементы систем водоснабжения
- •Вопросы к главе 1
- •Глава 2 расчетные расходы воды
- •2.1. Нормы недопотребления
- •2.2. Режимы водонотребления
- •Расчетные показатели душевых сеток
- •Глава 3
- •Вопросы к главе 2
- •3.1. Оценка источника водоснабжения
- •3.2. Водозаборные сооружения из поверхностных источников
- •Вопросы к главе 3
- •Глава 4 насосы II насосные станции
- •4.1. Свободные напоры
- •4.2. Классификация водоподъемных устройств. Устройство и принцип действия центробежных насосов
- •4.3. Основные характеристики насосов
- •4.4. Подбор и совместная работа насосов на сеть
- •4.5. Насосные станции
- •Глава 5 улучшение качества питьевой воды
- •5.1. Свойства и качество природных вод
- •5.2. Технологические схемы водоочистных станций
- •I подъема; 2 - смесители; 3 - реагентный цех; 4 - камера хлопьеобразования;
- •Технологические сооружения водоочистной станции
- •5.4. Смесители
- •5.5. Камеры хлопьеобразования
- •5.6. Отстойники
- •5.7. Фильтры
- •Загрузка скорых филы ров
- •5.8. Установки для обеззараживания волы
- •Глава 6 запасные и регулирующие емкости
- •6.1. Классификация и назначение
- •6.2. Водонапорные башни
- •Глава 7 водопроводы и водопроводные сети
- •7.2. Проектирование водопроводных линий
- •7.3. Трассировка водопроводных линий
- •7.4. Выбор схемы питания и подготовка водопроводной сети к расчету
- •7.6. Устройство сетей и сооружений на них
- •Глава 8
- •8.1. Общие понятия. Классификация сточных вод
- •8.2. Системы и схемы канализации
- •8.3. Нормы водоотведения
- •8.4. Основы гидравлического расчета канализационной сети
- •8.5. Канализационные насосные станции
- •Вопросы к главе 8
- •Раздел III городские системы энергообеспечения
- •Глава 1
- •1.2. Рост городов и развитие систем энергоснабжения
- •Глава 2 топливно-энергетические ресурсы
- •2.2. Техническая и энергетическая характеристика топлива
- •2.4. Состав и объем продуктов сгорания
- •2.5. Энтальпия воздуха и продуктов горения
- •2.6. Способы сжигания топлива
- •Глава 3
- •3.1. Потребление электроэнергии на нужды города
- •3.1.1. Характеристика городских потребителей электроэнергии
- •3.2.3. Годовые расходы теплоты
- •Глава 4
- •4.1. Назначение и классификация
- •4.2 Технологический комплекс котельной установки
- •4.3. Характеристика тепловых схем котельных установок
- •4.5. Тепловой баланс н энергетическая характеристика котлоагрегата
- •4.6. Выбор типа и мощности котлоагрегатов
- •4.7. Технико-экономическая оценка котельных установок
- •Вопросы к главе 4
- •Глава 5 электрические станции
- •5.1. Назначение и классификации
- •5.2. Характеристика рабочего процесса тэс
- •5.3. Устройство и принцип действия паровых турбин
- •5.5. Общая технологическая и тепловая схемы электростанции
- •5.6. Электрическая часть электростанций
- •Вопросы к главе 5
- •Глава 6 система теплоснабжения города
- •6.5. Гидравлический и тепловой расчет сети
- •6.6. Способы прикладки и строительные конструкции тепловых сетей
- •6.7. Технико-экономические показатели транспорта теплоты
- •Вопросы к главе 6
- •Глава 7 система электроснабжения городов
- •7.1. Основы построения систем электроснабжения
- •7.1.1. Общая характеристика систем электроснабжения
- •7.2. Схемы и устройства систем электроснабжения
- •7.2.1. Категория электроприемников по надежности электроснабжения
- •7.2.3. Линии электропередачи
- •7.3.3. Выбор сечения проводов и кабелей
- •7.4. Режимы работы электрических сетей
- •7.4.1. Качество электроэнергии
- •Раздел IV городская транспортная система
- •Глава 1 схемы и элементы транспортной сети
- •1.1. Транспортная классификация городов
- •1.2. Принципы формирования городской транспортной системы
- •1.3. Схемы транспортных сетей
- •Глава 2
- •2.2. Пропускная способность многополосной проезжей части
- •2.4. Пропускная способность регулируемых пересечений в одном уровне
- •Вопросы к главе 2
- •Глава 3 передвижения населения в городе
- •3.1. Цели передвижений населения в городе
- •3.2. Подвижность населения
- •3.3. Характер расселения жителей города
- •3.4. Затраты времени на передвижения
- •Максимальная дальность поездки
- •Глава 4 городской пассажирский транспорт
- •4.2. Требования, предъявляемые к городскому пассажирскому транспорту
- •4.4. Устройство подвижного состава городского транспорта
- •Глава 5
- •5.1. Состав и содержание проекта
- •5.4. Построение картограмм пассажиропотоков
- •5.5. Выбор вила транспорта и определение потребности в подвижном составе
- •5.6. Обследования пассажирских потоков
- •12 3 4 Баллы
- •Результаты обследования пассажиропотока на автобусном маршруте
- •Глава 6
- •6.1. Особенности маршрутного обслуживания населения
- •6.4. Принципы формирования рациональной маршрутной системы
- •6.6. Корректировка маршрутов
- •6.7. Обустройство маршрутов и парков
- •Глава 7
- •7.2. Разработка маршрутного расписания
- •7.5. Оценка качества обслуживания пассажиров
- •7.6. Технико-экономические показатели городского пассажирского транспорта
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Рост городов и развитие систем жизнеобеспечения 6
- •Глава 6. Система теплоснабжении города 330
- •Раздел IV Городская транспортная система
- •Глава 1. Схемы и элементы транспортной сети 380
- •Глава 7. Организация работы городского пассажирского транспорта 468
2.2. Техническая и энергетическая характеристика топлива
Топливом называют естественные и искусственные вещества, которые технически целесообразно и экономически выгодно сжигать для получения тепловой энергии. По происхождению различают природные и искусственные топлива, по агрегатному состоянию - твердые, жидкие и газообразные. К твердым топливам относят торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, дрова и сланцы. В качестве жидкого топлива используют бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, т. е. продукты переработки нефти. Природный газ может находиться в залежах трех типов: газовых, газонефтяных и газоконденсатных. К искусственным газам относят газы, которые образуются при переработке других видов топлива или при их сжигании, например, генераторный, коксовый, подземной газификации, доменный и др.
Органическая часть топлив состоит из большого количества сложных химических соединений, в состав которых входят: углерод (С), водород (Н), сера (S), кислород (О) и азот (N). Кроме того, топливо содержит минеральные примеси - золу (А) и влагу (W). Для характеристики топлива пользуются элементарным его составом, который отражает процентное содержание отдельных элементов в 1 кг твердого и жидкого топлива или в 1 м3 газообразного топлива.
Различают три основные так называемые массы топлива:
• рабочую, характеризующую состав топлива в том виде, в каком оно сжигается.
CP + HP + SP + OP + NP + AP + WP = 100%;
• сухую, освобожденную от влаги
CС + HС + SС + OС + NС + AС = 100%;
• горючую, освобожденную от золы и влаги,
CГ + HГ + SГ + OГ + NГ = 100%;
Горючая масса дает наиболее правильное суждение о топливе как о горючем. Однако все тепловые расчеты ведутся по рабочей
массе топлива. Поэтому для пересчета элементарного состава топлива служат соотношения:
• из горючей в рабочую массу
• из сухой в рабочую массу
Таким образом, влажность и зольность топлива являются балластом, снижающим его качество. Кислород, находящийся в топливе, вступает в соединение с горючими компонентами, окисляет их и снижает тепловую ценность топлива. Азот - элемент инертный, но при определенных условиях может образовывать окислы. Эта реакция протекает с поглощением теплоты, что снижает эффективность использования топлива. Кроме того, эти окислы оказывают вредное воздействие на окружающую среду и здоровье людей.
Основной характеристикой топлива, определяющей его энергетическую ценность, является теплота сгорания. Различают теплоту сгорания высшую и низшую, удельную и объемную. Высшей теплотой сгорания QРВ называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы топлива при условии охлаждения продуктов горения до температуры конденсации образовавшихся паров воды. Низшей теплотой сгорания QРН называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива, но без учета теплоты конденсации водяных паров.
где G - удельная масса воды в продуктах горения;
r - скрытая теплота парообразования, r = 600 ккал/кг влаги.
Тогда
Следовательно
Высшую теплоту сгорания определяют в результате лабораторных испытаний топлива. Низшую теплоту сгорания топлива можно определить расчетным путем по его элементарному составу. Для твердого и жидкого топлива используют формулу Д. И. Менделеева.
QРН = 81СР + 246НP + 26(SP – ОP) – 6W, ккал/кг топлива, QРН = 4,1868 QРН, кДж / кг топлива.
Теплота сгорания сухого газового топлива определяется следующим образом:
Q = 30,2CO + 25,7Н2 + 85,5СН4+141С2Н4 + 152 С2Н6 +
+ 56H2S + 218С3Н8 + 283С4Н10 , кДж/кг топлива,
Q = 4,1868Q , кДж/м3 сухого газа, :
где CP , HP , SP , OP , WP - составляющие рабочей массы твердого и жидкого топлива, %;
СО, Н2, СН4, С2Н4 и т. д. - составляющие сухого газообразного топлива, %.
Коэффициенты при этих составляющих представляют собой количество теплоты, выделяющееся при сжигании 1 кг углерода или других компонентов топлива.
Для учета расхода топлива разных марок или видов в Российской Федерации введено понятие условного топлива, теплота сгорания которого равна 29 330 кДж/кг у.т. или 7 000 ккал/кг у.т. При пересчете расхода натурального топлива ВН в условное ВУ пользу-ются калорийным эквивалентом КЭ = QРН / 7000 (29330), на который умножают расход натурального топлива, т. е.
ВУ = ВН ∙ КЭ
Если использовалось несколько видов топлива ВHi, с различной теплотой сгорания QРНii, тогда расход условного топлива составит, кг у. т.,
2.3. Характеристика процесса горения топлива
Горение есть процесс быстрого химического соединения горючих элементов топлива с окислителем, сопровождающийся интенсивным выделением теплоты. Процесс горения — это сочетание физических (перемешивание топлива с окислителем, подогрев, испарение) и химических процессов (окисление топлива). Для определения количества теплоты, которое выделяется в процессе горения топлива, нужно знать, какие химические реакции протекают при этом, а также количество теплоты, получаемое в каждой реакции. Такие расчеты выполняются на основе закона постоянства сумм теплоты, открытого в 1840 г. русским химиком Г. И. Гессом. Согласно этому закону для определения количества теплоты в результате сгорания топлива достаточно знать начальное состояние системы (состав топлива и окислителя) и ее конечное состояние (состав продуктов сгорания).
Рассмотрим расчетные реакции горения горючих элементов топлива для полного горения:
С + О2 = СО2 + 34МДж/кг.
12 + 32 = 44 [кг] или 1 + 2,67 = 3,67 [кг].
2Н2 + О 2 = 2Н2О + 143 МДж/кг.
4 + 32 = 36 [кг] или 1 + 8 = 9 [кг].
S + O2=SO2 + 9,15 МДж/кг.
32 + 32 = 64 [кг] или 1 + 1 = 2 [кг].
В соответствии с этими соотношениями можно определить массу кислорода LO2 кг, необходимую для полного сгорания топлива:
Сухой воздух состоит из азота и кислорода в следующих соотношениях: по массе О2 = 23,2%, N2 = 76,8%, по объему О2 = 21%, N2 = 79%. Тогда для горения I кг топлива необходима масса воздуха;
или
Зная плотность сухого воздуха при нормальных условиях (g=1,293 кг/м3), можно определить его объем, необходимый для сжигания:
• 1 м3 газообразного топлива
• 1 кг твердого или жидкого топлива
Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество влаги, которое необходимо учитывать при расчетах. Объем водяных паров в воздухе, теоретически необходимом для полного сгорания 1 кг (м3) топлива, составляет
где d - влагосодержание воздуха, кг/кг сухого воздуха.
С учетом этого теоретическое количество воздуха при нормальных условиях
Эксплуатационные условия при сжигании всех видов топлива не позволяют достичь однородной смеси топлива и воздуха, что приводит к химическому недожогу топлива и снижению эффективности работы тошшвоиспользующих установок. Поэтому в топку обычно подается воздуха больше, чем теоретически необходимо. Отношение действительно поступающего в топку количества воздуха (Vд) к теоретическому объему (V0) называют коэффициентом избытка воздуха. Он равен
Коэффициент избытка воздуха зависит от вида топлива, способа его сжигания, конструкции топочного устройства и является важной характеристикой работы топливоиспользующих установок. Так, при сжигании природного газа аг = 1,03... 1,05, мазута ам = 1,1... 1,2, угля ау = 1,2... 1,4.