Курс лекций общая энергетика

Начертательная геометрия
Фронтально проецирующая плоскость
Фронтальная плоскость уровня
Фронталь плоскости
Прямая, параллельная плоскости
Взаимная параллельность плоскостей
Примеры изображения плоскостей общего и частного положения
Задание поверхности на комплексном чертеже
Определитель поверхности
Алгоритм конструирования поверхности
Развертывающиеся поверхности
Комплексный чертеж призматической поверхности
Задание кривых линейчатых поверхностей
Задание цилиндрической поверхности общего вида на комплексном чертеже
Неразвертывающиеся линейчатые поверхности с двумя направляющими
Алгоритм построения цилиндроида
Коноид
Поверхности вращения
Поверхности вращения второго порядка
Сфера образуется вращением окружности
Эллипсоид вращения
Гиперболоид вращения
Тор- поверхность вращения 4 порядка
Сконструировать поверхность: тор-кольцо
Винтовые поверхности
Решение позиционных и метрических задач
Позиционные задачи
Решение главных позиционных задач
Конические сечения
Построить линию пересечения сферы
Метрические задачи.
Построение плоскости, касательной к поверхности
Задачи на определение расстояний между геометрическими фигурами
Преобразование комплексного чертежа
Плоский чертёж
Третья основная задача преобразования комплексного чертежа
Решение четырех основных задач преобразованием комплексного чертежа
Плоскость общего положения поставить в положение проецирующей
Решение позиционных задач с помощью преобразования комплексного чертежа
Технические чертежи

Изображения на технических чертежах

Разрезы
Классификация разрезов
Соединение части вида и части разреза
Сечения
Выносные элементы
По наглядному изображению построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы.
Построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы
Сфера
Аксонометрия
Изометрия окружности
Прямоугольная диметрия
Энергетика
  • Тепловые электрические станции
  • Основные элементы паровых электростанций
  • Технологическая схема ТЭС
  • Отопление и горячее водоснабжение (ГВС)
  • Топливный тракт электростанции
  • Сжигание жидкого топлива на электростанции
  • Тракт шлакозолоудаления
  • Виды органического топлива
  • Характеристики топлива
  • Элементы теории термодинамики
  • Термодинамический процесс
  • Изобарный процесс
  • Круговые процессы или циклы
  • Энтропия как параметр термодинамической
    системы
  • Термодинамические процессы водяного пара
  • Основные параметры воды и водяного пара
  • Основное тепловое оборудование ТЭС
  • Основные параметры и обозначения
    паровых котлов
  • Паровые турбины
  • Основные узлы и конструкция паровой турбины
  • Принципиальная схема конденсационной
    установки
  • Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
  • Компоновка главного корпуса
    и генеральный план ТЭС
  • Строительная компоновка главного корпуса ТЭС
  • Генеральный план электростанции
  • Газотурбинные, парогазовые электрические
    станции
  • Атомные электростанции
  • Принципиальные тепловые схемы АЭС
  • Альтернативные источники получения
    электрической энергии
  • Приливные электростанций (ПЭС).
  • Энергия морских течений
  • Различные типы ветроагрегатов
  • Экология
  • Экологические проблемы тепловой энергетики
  • Экологические проблемы ядерной энергетики
  •  

    Характеристики топлива.

    Основными техническими характеристиками топлив являются: теплота сгорания, выход газообразных горючих веществ при нагреве (выход летучих веществ), зольность топлива, свойства золового остатка, влажность и сернистость топлива, выход летучих и кокса.

    Теплота сгорания является наиболее важной основной технической характеристикой топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Высшей теплотой сгорания QВ называют количество тепла, которое выделяется при сгорании 1 кг твёрдого (жидкого) или 1 м3 газообразного топлива. Низшая теплота сгорания QН отличается от высшей на теплоту испарения влаги топлива и влаги, образующейся при горении водорода. Чем больше влажность топлива, тем меньше будет величина QН. Низшая теплота сгорания рабочей массы определяется как результат разности высшей теплоты сгорания горючих элементов топлива и теплоты, затраченной на испарение всей влаги. Размерность теплоты сгорания Q выражается в кДж/кг или кДж/м3. С увеличением возраста топлива его высшая теплота сгорания увеличивается, так как растёт доля углерода в топливе. Высшая теплота сгорания топлива является наиболее постоянной величиной, поэтому она используется для сравнения различных топлив.

    Твёрдый горючий продукт, остающийся после выхода летучих, называется коксом. Масса несгоревшего остатка топлива называется золой. Свойства золы играют большую роль при сжигании топлив. Образовавшаяся после сгорания топлива зола представляет собой смесь минералов, а их сплавы, возникшие в зоне высоких температур, называются шлаками. Суммарное количество шлаков и золы принято называть зольностью топлива. Высокая зольность топлива требует установки более дорогих золоулавливающих устройств после парогенератора. Наиболее зольным топливом являются бурые угли, горючие сланцы, менее зольным ― каменный уголь, антрациты и полуантрациты.

    Влажность топлива бывает внешней, капиллярной и внутренней. Внутренняя влага связана с органическим и минеральным составом топлива. Капиллярная влага находится в капиллярах и порах (трещинах) топлива. Внешняя влага образуется при добыче, транспортировке и хранении топлива на открытых складах при соприкосновении с окружающей средой, например, повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и т.д.

    Самым влажным топливом является торф (до 50%) и бурые угли (28¸42%), низкую влажность имеют антрациты и полуантрациты.

    К техническим характеристикам жидкого топлива — мазута относятся вязкость и температура вспышки. Вязкость мазута положена в основу его маркировки. Маловязким является топочный мазут марки 40, используемый для растопки котлоагрегата.

    К сильновязким относятся топочные мазуты марок 100 и 200. С повышением температуры вязкость мазута уменьшается. Температура вспышки мазутов составляет 135¸2400С. Во избежание пожарной опасности высокий подогрев мазута требует повышенной герметизации мазутопроводов. Перед подачей мазута в топку котлоагрегата его предварительно разогревают до 100¸1200С чтобы уменьшить его вязкость и для тонкого распыливания в форсунках горелок котла.

    Газовое топливо представляет собой механическую смесь горючих и негорючих газов: метан, пропан, этан, бутан ― горючие газы, и негорючие ― это азот и двуокись углерода. К основным характеристикам природного газа относятся: теплота сгорания и плотность. Искусственные газы содержат больше негорючих компонентов, так называемого балласта, к которому относятся азот и кислород.

    Схема элементарного состава твёрдого топлива

    Рис. 10 Схема элементарного состава твёрдого топлива.

    Выход летучих и кокса, твёрдость топлива

    и коэффициент размолоспособности

    Выход летучих является одной из важнейших характеристик твердого топлива, от него зависят условия воспламенения и характер горения топлива.

    При нагревании из каменного угля выходят летучие VГ, включающие горючие газы и влагу, а из углерода и минеральной части образуется коксовый остаток различного вида — спекшийся, слабоспекшийся и порошкообразный. Интервал температуры в котором происходит переход угольной массы в пластическое состояние и затем в спекание, —+300-600°С.

    Каменные жирные угли с большим содержанием битума при нагревании дают плотный, спекшийся, крупнопористый остаток, называемый коксом,― используемый в металлургических печах. Такие угли называются коксующимися.

    С уменьшением выхода летучих веществ топливо загорается труднее, так как уменьшается количество горючих газов, таких как окись углерода СО, водород Н2, различные углеводороды, например, метан. Выход летучих веществ используется для технической классификации углей. Наиболее молодые топлива имеют более высокий выход летучих веществ и меньше содержат углерода. И наоборот, с увеличением возраста топлива уменьшается выход летучих веществ и увеличивается содержание углерода.

    Твердость и сопротивляемость измельчению твердого, топлива характеризуются коэффициентом размолоспособности kЛО, под которым понимают отношение удельного расхода электроэнергии на помол эталонного твердого топлива (антрацита), принимаемого за единицу, к удельному расходу энергии на помол испытуемого топлива до того же размера, что и антрацит. Очевидно, чем мягче уголь, тем больше единицы будет kЛО.

    Определение коэффициента размолоспособности производят размолом пробы топлива в лабораторной, мельнице и получаемый при этом коэффициент размолоспособности называют лабораторным относительным и обозначают kЛО.

    Свойства топлива

    К свойствам твёрдого топлива относятся плотность, механическая прочность, термическая устойчивость, укрупнённость кусков и т.д.

    Различают истинную, кажущуюся и объёмную плотность. Истинная плотность характеризует атомную плотность топлива, взятого в объёме плотности массы без пор. Кажущаяся плотность определяется в объёме массы топлива с включением пор. Объёмная (или насыпная) плотность определяет степень пористости топливной массы в насыпанном виде и степень заполнения объёма.

    Объёмная плотность топлива зависит от влажности, размера кусков и уплотнённости.

    Механическая прочность топлива определяет степень его измельчения, зависит от физической структуры угля, наличия и характера минеральных включений. При длительном хранении топлива на открытом воздухе прочность углей уменьшается и уголь измельчается. Изменение механической прочности углей определяется изменением температуры, влажности, атмосферного давления и другими факторами. Окисление и выветривание углей также уменьшают их прочность, а, следовательно, и влияют на состав топлива по крупности кусков.

    Термическая устойчивость топлива ― это способность его выдерживать высокие температуры без растрескивания. Термическая устойчивость зависит от химического состава топлива, зольности, влажности, скорости нагрева кусков и других факторов.

    К свойствам жидкого нефтяного топлива относятся: плотность, испаряемость, вязкость, температуры застывания, вспышки, воспламенения и самовоспламенения и т.д.

    Вязкость является характеристикой текучести топлива и изменяется в зависимости от температуры (повышение температуры уменьшает вязкость). Увеличение вязкости топлива вызывает увеличение гидравлического сопротивления движению топлива по трубопроводу, ухудшает условия распыливания топлива в камере сгорания. Для использования жидких топлив с высокой вязкостью предусматривается его подогрев в хранилищах.

    К основным свойствам газообразных топлив относятся: цвет, запах, плотность, токсичность, взрываемость. Содержание водяных паров в газообразном топливе незначительно. Наиболее опасными компонентами газообразных топлив являются окись углерода СО, сероводород Н2S и другие.

    В энергетике есть понятие условного топлива. Приведённую влажность и зольность топлива мы рассматривать не будем.

    При сравнении работающих установок по экономичности и другим показателям удобно пользоваться относительными характеристиками топлива, такими, например, как условное топливо и приведенные влажность и зольность.

    Теплота сгорания в разных книгах колеблется в широких пределах, что часто затрудняет проведение расчетов, например, при сравнении удельных расходов топлива и норм расхода на 1 кВт·ч, на единицу продукции и т.п.

    Для облегчения таких задач введено понятие условного топлива с низшей теплотой сгорания 29,33 МДж/кг (7000 ккал/кг), что отвечает теплоценности хорошего каменного угля. Для перевода любого топлива в условное необходимо рабочую низшую теплоту сгорания разделить на 29,33 (или 7000); частное от деления называют тепловым эквивалентом топлива.

    Контрольные вопросы.

    1. Какие основные технические характеристики твёрдого топлива Вы знаете?

    2. Что называется высшей и низшей теплотой сгорания топлива?

    3. Какие основные технические характеристики жидкого (мазута) топлива Вы знаете?

    Энергетика