Pretvorba električne energije ovdje. Gorivo. Glavne karakteristike: kalorijska vrijednost; standardno gorivo; specifična potrošnja standardnog goriva

Izvori goriva i energije. Uslovno gorivo

Uslovno gorivo

Različite vrste energetskih resursa imaju različite kvalitete, koje karakterizira energetski intenzitet goriva. Specifični energetski intenzitet je količina energije po jedinici mase fizičkog tijela nekog energetskog resursa.

Za poređenje razne vrste gorivo, ukupni obračun njegovih rezervi, procena efikasnosti, korišćenje energetskih resursa, poređenje indikatora uređaja koji koriste toplotu, jedinica mere je standardno gorivo. Konvencionalno gorivo je gorivo čije sagorevanje 1 kg oslobađa 29.309 kJ, odnosno 7.000 kcal energije. Za komparativna analiza Koristi se 1 tona standardnog goriva.

1 t. t. = 29309 kJ = 7000 kcal = 8120 kW*h.

Ova brojka odgovara dobrom uglju s malo pepela, koji se ponekad naziva i ekvivalent uglja.

U inostranstvu se za analizu koristi standardno gorivo sa kalorijskom vrednošću od 41.900 kJ/kg (10.000 kcal/kg). Ova cifra se zove ekvivalent nafte. U tabeli 9.4.1 prikazuje specifične vrijednosti energetskog intenziteta za određeni broj energetskih resursa u poređenju sa standardnim gorivom.

Tabela 9.4.1. Specifični energetski intenzitet energetskih resursa

Vidi se da gas, nafta i vodonik imaju visok energetski intenzitet.

Kompleks goriva i energije Republike Bjelorusije, perspektive njegovog razvoja

Osnovni cilj energetske politike Republike Bjelorusije za period do 2015. godine je utvrđivanje načina i stvaranje mehanizama za optimalan razvoj i funkcionisanje sektora gorivnog i energetskog kompleksa, pouzdano i efikasno snabdijevanje energijom svih sektora privrede. , stvaranje uslova za proizvodnju konkurentnih proizvoda, postizanje životnog standarda stanovništva sličnog visokorazvijenim evropskim državama.

Da bi se postigao ovaj cilj, Državni energetski program Republike Bjelorusije predviđa korištenje netradicionalnih i obnovljivih izvora energije u sve većem obimu. Uzimajući u obzir prirodne, geografske i meteorološke uslove republike, prednost se daje malim hidroelektranama, vetroelektranama, bioenergetskim postrojenjima, postrojenjima za sagorevanje biljnog otpada i kućnog otpada i solarnim bojlerima.

Potencijal goriva i energetskih resursa u Republici Bjelorusiji prikazan je u tabeli 9.5.1.

Tabela 9.5.1. Potencijal lokalnih izvora goriva i energije u Republici Bjelorusiji (milioni tona ekvivalenta goriva)

Pošto smo već ranije govorili o pitanju perspektiva upotrebe u republici lokalne vrste goriva, detaljnije ćemo se zadržati na karakteristikama perspektiva razvoja netradicionalnih i obnovljivih izvora energije.

Biološka energija. Pod uticajem sunčevog zračenja nastaju biljke organska materija, a hemijska energija se akumulira. Ovaj proces se naziva fotosinteza. Životinje postoje tako što direktno ili indirektno primaju energiju i materiju od biljaka! Ovaj proces odgovara trofičkom nivou fotosinteze. Kao rezultat fotosinteze dolazi do prirodne transformacije sunčeve energije. Supstance koje čine biljke i životinje nazivaju se biomasa. Preko hemijskog ili biohemijski procesi biomasa se može pretvoriti u određene vrste goriva: gas metan, tečni metanol, čvrsti ugljen. Proizvodi sagorevanja biogoriva se ponovo pretvaraju u biogoriva kroz prirodne ekološke ili poljoprivredne procese. Sistem ciklusa biomase prikazan je na Sl. 9.5.1.

Rice. 9.5.1. Planetarni sistem ciklusa biomase

Energija biomase može se koristiti u industriji i domaćinstvima. Tako se u zemljama dobavljačima šećera do 40% potreba za gorivom pokriva iz otpada od proizvodnje šećera. Biogorivo u obliku ogrevnog drva, stajnjaka i biljnog vrha koristi se u domaćinstvima oko 50% stanovništva planete za kuhanje i grijanje domova.

Postoje različite energetske metode za preradu biomase:

1. termohemijska (direktno sagorevanje, gasifikacija, piroliza);
2. biohemijska (alkoholna fermentacija, anaerobna ili aerobna obrada, biofotoliza);
3. agrohemija (vađenje goriva). Vrste biogoriva dobijenih kao rezultat prerade i njihova efikasnost prikazani su u tabeli 9.5.2.

Tabela 9.5.2. Vrste goriva dobivenih preradom biomase

IN U poslednje vreme pojavili su se projekti za stvaranje umjetnih energetskih plantaža za uzgoj biomase i naknadnu konverziju biološke energije. Za dobijanje toplotne snage od 100 MW biće potrebno oko 50 m2 energetske plantaže. Koncept energetskih farmi ima šire značenje koje podrazumijeva proizvodnju biogoriva kao glavnog ili nusproizvoda poljoprivredne proizvodnje, šumarstva, upravljanja rijekama i morem, industrijskih i domaćih ljudskih aktivnosti.

IN. klimatskim uslovima U Bjelorusiji se sa 1 hektara energetskih plantaža sakuplja masa biljaka u količinama do 10 tona suhe tvari, što je ekvivalentno približno 5 tona cu. t. Uz dodatnu poljoprivrednu praksu, produktivnost od 1 hektara može se povećati za 2-3 puta: Preporučljivo je koristiti iscrpljene naslage treseta, čija je površina u republici oko 180 hiljada hektara, za dobijanje sirovina . Ovo može postati stabilan, ekološki prihvatljiv i biosferski kompatibilan izvor energetskih sirovina.

Biomasa je najperspektivniji i najznačajniji obnovljivi izvor energije u republici, koji može da obezbedi do 15% njenih potreba za gorivom.

Upotreba otpada sa stočarskih farmi i kompleksa kao biomase je vrlo obećavajuća za Bjelorusiju. Proizvodnja biogasa iz njih može iznositi oko 890 miliona m3 godišnje, što je ekvivalentno 160 hiljada tona. t. Energetski sadržaj 1 m3 biogasa (60-75% metana, 30-40% ugljičnog dioksida, 1,5% sumporovodika) je 22,3 MJ, što je ekvivalentno 0,5 m3 prečišćenog prirodnog gasa, 0,5 kg dizel goriva, 0,76 kg standardnog goriva. Ograničavajući faktori za razvoj bioplinskih postrojenja u republici su duge zime, velika potrošnja metala postrojenja i nepotpuna dezinfekcija. organska đubriva. Važan uslov Ostvarivanje potencijala biomase je stvaranje odgovarajuće infrastrukture od nabavke, prikupljanja sirovina do isporuke finalnog proizvoda potrošaču. Bioenergetsko postrojenje se prije svega smatra postrojenjem za proizvodnju organskih gnojiva i, uzgred, za proizvodnju biogoriva, koje omogućava dobivanje toplinske i električne energije.

Energetski resursi se isporučuju elektranama u obliku goriva.

Gorivo– je bilo koja tvar koja se može osloboditi tijekom sagorijevanja (oksidacije) značajan iznos energije u obliku toplote. Mendeljejev D.I. Gorivo se odnosi na zapaljivu supstancu koja se „namjerno“ sagorijeva radi proizvodnje topline.

Postoje “radne mase”: C P + N P + O P + N P + S P + A P + W P = 100%, pri čemu su na lijevoj strani radni gorivi elementi kao postotak ukupne mase goriva.

Podvučeni elementi su balast. Vlaga sadržana u gorivu zajedno s pepelom naziva se balast za gorivo

Pravi se razlika između "zapaljive mase": C R + H R + O R +N R +S R = 100%, pri čemu gornji indeks označava da je procentualni sastav pojedinačnih elemenata pripisan zapaljivoj masi

Vlažnost To je također balastna nečistoća koja smanjuje toplinsku vrijednost originalnog goriva.

Zrak On je oksidant i stoga je neophodan za sagorevanje. Za potpuno sagorijevanje 1 kg goriva potrebno je otprilike 10-15 kg zraka.

Voda. Termoelektrane troše ogromne količine vode. Na primjer, jedan agregat kapaciteta 300 MW koristi oko 10 m 3 vode u 1 sekundi

Glavna karakteristika bilo koje vrste goriva je Ovo kaloričnu vrijednost Q. Sadržaj zapaljive mase u radnoj masi određuje toplotu sagorevanja. Kalorična vrijednost čvrstog i tekućeg goriva je količina topline (kJ) koja se oslobađa tokom njegovog potpunog sagorijevanja Q SG[kJ/kg] ili u MKGSS sistemu [kcal/kg]. Toplota sagorevanja gasovitog goriva odnosi se na 1 m3. .

Toplota sagorevanja radne mase goriva je od najvećeg praktičnog interesa. Budući da će proizvodi sagorijevanja goriva koje sadrži vodik i vlagu sadržavati vodenu paru H 2 O, uvodi se koncept veća kalorijska vrijednost.

Veća kalorijska vrijednost radno gorivo je toplota koja se oslobađa pri potpunom sagorevanju 1 kg goriva, pod pretpostavkom da se vodena para nastala tokom sagorevanja kondenzuje.

Niža kalorijska vrijednost radno gorivo je toplota koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja 1 kg goriva, umanjena za toplotu koja se troši na isparavanje i vlage sadržane u gorivu i vlage koja nastaje sagorevanjem vodonika.

Da bi se uporedio kvalitet rada različitih termoelektrana, uvodi se koncept „konvencionalnog goriva“ (ref) Q cT.

Uslovno Ova vrsta goriva se naziva, kalorijska vrijednost 1 kg ili 1 m 3 koja je jednaka 29330 kJ/kg ili 7000 kcal/kg.

Za pretvaranje stvarnog goriva u konvencionalno, koristite relaciju

E k = (u MKGSS sistemu E k = ),

Gdje E k – kalorijski ekvivalent koji pokazuje koji dio kalorijske vrijednosti referentnog goriva odgovara nižoj kalorijskoj vrijednosti dotičnog goriva.

Ekvivalentna potrošnja goriva

IN US = ,

Gdje IN - potrošnja predmetnog prirodnog goriva; - toplotu sagorevanja.

Na primjer, termoelektrana je sagorjela 1000 tona mrkog uglja = 3500 kcal/kg, što znači da je stanica potrošila 500 tona ekvivalentnog goriva.

500 tce

Dakle, "standardno gorivo" je jedinica obračuna organskog goriva koja se koristi za poređenje efikasnosti različitih vrsta goriva i njihovog ukupnog obračuna.

Osim toga, za procjenu efikasnosti elektrana koristi se još jedan parametar - specifična potrošnja standardno gorivo

Na primjer, u elektrani su spalili 100 tona goriva sa kalorijskom vrijednošću

Q = 3500 kcal/kg, tj. koristi se u U.T. = 50 t i istovremeno pušten u mrežu

E = 160.000 kWh električne energije. Shodno tome, specifična potrošnja ekvivalentnog goriva bila je b U = = 312 g/kWh

Postoji veza između efikasnosti stanice i specifične potrošnje b U =, dakle u našem slučaju η TPP = = = 0,395.

Test pitanja za prvo predavanje 2013. (BAE-12)

1. Šta je energija i snaga? U kojim jedinicama se mjere energija i snaga?

2. Navedite glavne obnovljive i neobnovljive izvore energije.

3. Šta je kompleks goriva i energije?

4. Navedite komponente gorivno-energetskog kompleksa i dajte im objašnjenje.

5. Elektroenergetski sistem i njegove karakteristike?

6. Šta je gorivo i njegove glavne karakteristike?

7. Šta je konvencionalno gorivo i zašto je uveden ovaj koncept?

8. Kako se utvrđuje specifična potrošnja ekvivalentnog goriva7

9. Navedite tipove elektrana u tradicionalnoj elektroprivredi.

10. Proširiti pojam električne energije?

11. Koji resursi se koriste za proizvodnju električne i toplotne energije u termoelektranama?

12. Koje vrste energenata se koriste u netradicionalnim elektranama?

13. Šta je električna mreža?

14. Navedite vrste mase goriva.

15. Uticaj termoelektrana na životnu sredinu.

Tona ekvivalenta goriva (t.e.f.) je jedinica mjerenja energije jednaka 29,3 MJ/kg; se definiše kao količina energije koja se oslobađa pri sagorevanju 1 tone goriva sa kaloričnu vrijednost 7000 kcal/kg (odgovara tipičnoj kalorijskoj vrijednosti ugalj).

Uštede goriva korištenjem zapaljivih OIE određuju se formulom:

Kg.f., (3.3.3)

gdje je toplina gorivih obnovljivih izvora energije utrošena tokom obračunskog perioda (dekada, mjesec, kvartal, godina);

– toplota sagorevanja ekvivalentnog goriva, =29,3 MJ/kg;

ή 1 – faktor iskorištenja goriva (FUF) u peći pri radu na gorivu SER;

ή 2 – KIT u peći kada radi na zamijenjeno gorivo.

Iznos uštede goriva pri korištenju kotlova na otpadnu toplinu može se odrediti formulom:

Kg.t. , (3.3.4)

gde je toplota izduvnih gasova koja prolazi kroz kotao za otpadnu toplotu tokom perioda izračunavanja uštede goriva;

– termička efikasnost kotao na otpadnu toplinu, p.u.;

– termička efikasnost kotao na gorivo zamijenjen kotlom na otpadnu toplinu, p.u.

U crnoj metalurgiji se korišćenjem toplotnih obnovljivih izvora energije godišnje uštedi do 10% uvezenog goriva (prirodni gas, mazut, ugalj). Količina toplotne energije proizvedene korištenjem obnovljivih izvora energije u ukupnom bilansu potrošnje metalurških postrojenja iznosi 30%, a kod pojedinih postrojenja i do 70%.

Korištenje toplote toplog koksa. Toplina vrućeg koksa se koristi u jedinicama za suvo gašenje koksa (DCT), vidi sl. 3.3.9.

Rice. 3.3.9. Šematski dijagram instalacije za suho gašenje koksa.

Legenda za sliku 3.3.8:

1 – jedinica za dovod toplog koksa; 2 – izlaz ohlađenog koksa; 3 – komora za suvo gašenje, koja obuhvata (položaji 4-7: 4 – predkomora za prijem vrućeg koksa; 5 – kosi gasni kanali za odvod gasa; 6 – zona suvog gašenja; 7 – uređaj za dovod i distribuciju gasa; 8 – taloženje prašine komora; 9 – kotao otpadne toplote (pozicije 10-16): 10 – pumpa za napajanje; 11 – ekonomajzer; 12 – bubanj-separator; 13 – cirkulaciona pumpa; 14 – evaporativne grejne površine; 15 – pregrejač; 16 – izlaz pregrejane pare; 17 – sedimentacioni ciklon 18 – ispuh koji obezbeđuje cirkulaciju rashladnog gasa 19 – uklanjanje koksnog povetarca i prašine.

Upotrebanekompresorske turbine za rekuperaciju gasa.

Nekompresorske turbine za rekuperaciju gasa (GUBT) su turboekspanderi koji rade na viškom pritiska gasa koji nastaje tokom topljenja livenog gvožđa u visokim pećima i tokom redukcije gasa na magistralnim gasovodima. Prvo metalurško postrojenje u svjetskoj praksi koje je realizovalo projekat sa GUBT-om sa radijalnom turbinom od 6 MW bila je Željezara Magnitogorsk. 2002. godine u OJSC Severstal, u visokoj peći od 5500 m 3, pušten je u rad GUBT-25, koji su zajednički razvili i proizveli Nevsky Plant CJSC i njemačka kompanija Zimmerman and Janzen.

Sa stanovišta uštede energije u sistemu za transport gasa, danas je veoma obećavajuće korišćenje energije iz viška pritiska prirodnog gasa u turboekspanderu. U gasnoj industriji turboekspanderi se koriste za:

1) pokretanje gasnoturbinske instalacije gasne pumpne jedinice, kao i okretanje njenog rotora kada je zaustavljen (radi njegovog hlađenja); u ovom slučaju turboekspander radi na transportirani plin i ispušta ga nakon turbine u atmosferu;

2) hlađenje prirodnog gasa (kada se ekspandira u turbini) u postrojenjima za ukapljivanje;

3) hlađenje prirodnog gasa u instalacijama za njegovu „terensku” pripremu za transport kroz cevovodni sistem (uklanjanje vlage smrzavanjem i sl.).

4) pogon kompresora visokog pritiska za snabdevanje gasom vršnih skladišta;

5) proizvodnju električne energije na gasnim distributivnim stanicama (GDS) transportnog sistema prirodnog gasa svojim potrošačima korišćenjem razlike pritiska gasa između cevovoda visokog i niskog pritiska u turbini.

Prema procenama stručnjaka, na teritoriji Ruske Federacije postoji oko 600 objekata – gasnih distributivnih stanica i jedinica za hidrauličko frakturisanje – koji imaju uslove za izgradnju i rad turboekspandera snage 1-3 MW, koji mogu da proizvedu do 15 milijardi kWh električne energije godišnje.

Instrukcije

Postoje posebne tablice za pretvaranje goriva u konvencionalne tone.

Da biste datu masu goriva pretvorili u konvencionalne tone, jednostavno pomnožite broj tona odgovarajućim koeficijentom. Na primjer, jedan altajski ugalj odgovara 0,782 konvencionalne tone goriva.
Da biste pretvorili jednu tonu uglja u standardne tone, koristite tabelu ispod.
UGLJEN:
Altai, 0.782

Baškir, 0,565

Vorkutinsky, 0.822

Gruzijski, 0,589

Donjeck, 0.876

Intinski, 0,649

kazahstanski, 0,674

Kamčatski, 0,323

Kansko-Ačinski, 0,516

Karaganda, 0,726

Kizelovski, 0.684

Kirgizi, 0,570

Kuznjecki, 0.867

Lviv-Volynsky, 0.764

Magadan, 0.701

Podmoskovny, 0.335

Primorski, 0,506

Sahalinski, 0.729

Sverdlovsky, 0,585

Šleski, 0.800

Stavropoljski, 0.669

Tadžikistan, 0.553

Tuvinsky, 0,906

Tunguska, 0.754

Uzbekistan, 0.530

Ukrajinska smeđa, 0,398

Khakasian, 0,727

Čeljabinsk, 0.552

Chitinsky, 0,483

Ekibastuz, 0.628

Jakut, 0.751

Da biste pretvorili druge vrste goriva u konvencionalne tone, koristite sljedeću tabelu (jednostavno pomnožite broj tona goriva sa koeficijentom):
Mljeveni treset, 0,34

Grudasti treset, 0,41

Tresetna mrvica, 0,37

Metalurški koks, 0,99

Koks 10-25 mm, 0,93

Briketi za gorivo 0,60

Gas za preradu nafte suhi, 1,50

Lenjingradske ploče, 0,300

Estonski škriljevci, 0,324

Tečni plin, 1,57

Lož ulje, 1,37

Pomorsko mazut, 1.43

Ulje, uklj. gasni kondenzat, 1,43

Korištena ulja, 1.30

Dizel gorivo, 1,45

Gorivo za grijanje domaćinstva, 1.45

Avio-benzin, 1.49

Istovarite tonu ograde u mali prostor gdje nikoga neće biti (na primjer, na vašoj dači). Naoružani mjernom trakom ili mjernom trakom, izmjerite svaku ploču, zabilježite sve na komad papira. Proces je radno intenzivan, budite strpljivi. Preporučljivo je staviti sve izmjerene daske na zasebnu hrpu kako ih ne biste zamijenili sa daskama koje još nisu izmjerene.

Nakon što su sve ploče izmjerene i svi podaci snimljeni, izvršite neke jednostavne matematičke proračune. Dodajte dužine svih dasaka jedna drugoj. Možete koristiti kalkulator, vršiti proračune u svojoj glavi ili vršiti proračune u svojoj glavi. Rezultat će biti vrijednost koja vam je potrebna. Pretvorili ste masu ograde () u njenu dužinu ().

Koristan savjet

Moguće je da će sve daske od tone ograde biti iste dužine. U ovom slučaju, zadatak je pojednostavljen - morat ćete izmjeriti dužinu jedne daske, izbrojati broj dasaka i pomnožiti jednu vrijednost s drugom.

Konvencionalno gorivo je obračunska jedinica organskog goriva usvojena u proračunima, odnosno nafta i njeni derivati, prirodni gas i gas posebno dobijeni destilacijom škriljaca i uglja, kamenog uglja, treseta - koji se koristi za upoređivanje blagotvornog dejstva različite vrste goriva u njihovom ukupnom obračunu.

Jednostavno rečeno, konvencionalno gorivo je količina energije u datoj vrsti goriva.

Raspodjela i proizvodnja resursa se obračunava u jedinicama standardnog goriva, pri čemu se za proračun uzima 1 kilogram goriva sa kalorijskom vrijednošću od 7000 kcal/kg ili 29,3 MJ/kg.

Za referencu, jedan je ekvivalent 26,8 m³ prirodnog gasa pri standardnom pritisku i temperaturi. Jedan teradžul je jednak 1.000.000.000.000 džula, a sa 1 megadžulom možete postići temperaturu od 238846 stepeni u 1 gramu vode! Ovaj obračun je prihvaćen u Ruskoj Federaciji. Međunarodne energetske organizacije uzimaju naftni ekvivalent kao jedinicu standardnog goriva, što je skraćeno TOE - Tonne of oil equivalent - oil, što je jednako 41.868 GJ.

Formula za odnos između konvencionalnog i prirodnog uzima u obzir masu količine konvencionalnog goriva, masu prirodnog goriva, niža toplota sagorijevanje ovog prirodnog goriva i kalorijskog ekvivalenta.

Rad standardnog goriva je posebno pogodan za poređenje efikasnosti različitih termoelektrana. U tu svrhu energetska industrija koristi sljedeći pokazatelj - količinu standardnog goriva utrošenog za proizvodnju jedinice električne energije.

Nedavno, u zemljama koje imaju nedostatak energetskih resursa, posebno u Sjedinjenim Državama, cijene energije se određuju na . Koncept “termalne cijene” goriva postao je posebno raširen. Među stručnjacima, koncept termalne cijene, tačnije britanske termalne jedinice (BTU), izračunava se na sljedeći način: 1 Btu je jednak 1054,615 J. Cijene topline su posebno visoke za tečne i gasovito gorivo. Kontrolni interes u naftnim poljima pripada Sjedinjenim Državama. 56,4% svjetskih rezervi prirodnog plina nalazi se u Rusiji i Iranu.

Izvori:

• konvencionalno gorivo je

Watt, W, W - u SI, ova jedinica snage je dobila ime po svom tvorcu James Watt. Watt je usvojen kao mjera snage 1889. godine, a prije toga je korištena hp. – konjskih snaga. Neće biti suvišno znati kako se snaga može pretvoriti u druge mjerne jedinice.

Trebaće ti

• - kalkulator.

Instrukcije

Za električnu snagu (kažu toplotnu snagu) u neku drugu mjernu jedinicu, koristite podatke o jediničnom omjeru. Da biste to učinili, jednostavno pomnožite datu snagu s koeficijentom koji odgovara mjernoj jedinici u koju pretvarate.
1 vat sat 3,57 kJ;
1 vat odgovara: 107 erg/s; 1 J/s; 859,85 cal/h; 0,00134 hp
Na primjer, organizacija je navela broj 244,23 kW koji je potreban.
244,23 kW => 244,23* 1000 W = 244,23* 1000* 859,85 => = 210,000,000 cal/h ili 0,21 G cal/h.

U proračunima koji se odnose na snagu obično se koriste standardni, posebno kada su mjerene veličine premale ili, obrnuto, . Ovo pojednostavljuje proračune koji se odnose na redosled vrednosti. Watt sam po sebi gotovo nikad. Pretvorite višekratnike cjelobrojnog oblika koristeći dijagram ispod.

1 mikro (μ) => 1*0,000001
1 milja (m) => 1*0,001
1 cent (s) => 1*0,01
1 deci (d) => 1*0.1
1 špil (da) => 1*10
1 hekto (g) => 1*100
1 kilogram (k) => 1*1.000
1 Mega (M)=> 1*1,000,000
1 Giga (G) => 1* 1,000,000,000

Saznajte u koju mjernu jedinicu toplinske energije trebate pretvoriti snagu. Moguće opcije: J ili Joule – jedinica za rad i energiju; Cal (kalorije) - jedinica toplotne energije, može se napisati jednostavno kao kCal, ili može izgledati ovako - kCal/sat.

Bilješka