- •В.П. Казанцев Общая энергетика
- •Оглавление
- •4.6. Природоохранные проблемы гидроэнергетики и их учет при проектировании гэс ……………….. 182
- •Принятые сокращения
- •Введение
- •1. Общие вопросы энергетики
- •1.1. Энергетические ресурсы земли и их использование
- •1.2. Топливно–энергетический комплекс России
- •Единая энергетическая система России
- •Преимущества образования еэс заключаются в повышении его экономичности при одновременном повышении надежности и качества электроснабжения потребителей.
- •1.4. Электрические станции
- •1.5. Электрические и тепловые сети
- •1.6. Потребители электрической энергии
- •1.7. Графики электрических и тепловых нагрузок энергосистем
- •1.8. Балансы мощности и энергии энергосистем
- •1.9. Традиционное топливо и его характеристики
- •Теоретические основы работы энергетических установок
- •2.1. Теплопередача, виды теплообмена
- •2.2. Основные термодинамические процессы и законы (начала) термодинамики
- •Термодинамические циклы тепловых двигателей
- •2.3.1. Термодинамический цикл Карно
- •2.3.2. Термодинамический цикл Ранкина
- •2.3.3. Энергетические показатели цикла Ранкина
- •Тепловые и атомные энергетические установки
- •3.1. Тепловые электростанции
- •3.1.1. Тепловые схемы тэс
- •3.1.1.1. Тепловые схемы кэс
- •3.1.1.2. Когенерация. Тепловые схемы тэц
- •3.1.2. Технологические схемы тэс
- •3.1.3. Компоновочные схемы тэс
- •3.1.4. Основное оборудование тэс
- •3.1.4.1. Паровые котлы
- •3.1.4.2. Паровые турбины
- •3.1.4.3. Электрические генераторы и трансформаторы
- •3.1.5. Вспомогательное оборудование тэс
- •3.1.5.1. Насосы и газодувные машины
- •3.1.5.2. Главные паропроводы и питательные трубопроводы тэс
- •3.1.5.3. Системы регенеративного подогрева питательной воды и промежуточного перегрева
- •3.1.5.4. Системы подогрева сетевой воды
- •3.2. Атомные электростанции
- •3.2.1. Принцип действия и типы атомных электростанций
- •3.2.2. Ядерные реакторы
- •3.2.2.1. Принцип работы и классификация ядерных реакторов
- •3.2.2.2. Реакторы на тепловых и быстрых нейтронах
- •3.2.3. Ядерное топливо
- •3.2.4. Тепловые схемы аэс
- •3.2.5. Технологические схемы и компоновка аэс
- •3.2.6. Экономические аспекты атомной энергетики
- •3.2.7. Экология атомной энергетики
- •3.2.8. Перспективы развития ядерной и термоядерной энергетики
- •4. Гидроэнергетические установки
- •4.1. Гидростатика и гидродинамика
- •4.2. Гидроэнергоресурсы и состояние гидроэнергетики России
- •4.3. Классификация, принцип работы и характеристики гидроэнергетических установок
- •4.4. Схемы использования гидравлической энергии
- •4.5. Основное оборудование гэс
- •4.5.1. Гидротурбины
- •4.5.2. Гидрогенераторы
- •4.6. Природоохранные проблемы гидроэнергетики и их учет при проектировании гэс
- •5. Нетрадиционные источники энергии и их использование
- •5.1. Состояние и перспективы нетрадиционной энергетики
- •5.2. Энергия ветра и ветроэлектрические станции
- •5.2.1. Ветроэнергетические установки
- •5.2.2. Основные проблемы и перспективы ветроэнергетики
- •5.3. Энергия Земли и геотермальные электростанции
- •5.4. Энергия Мирового океана и ее использование
- •5.4.1. Гидротермальные электростанции
- •5.4.2. Волновые электростанции
- •5.4.3. Приливные электростанции
- •5.4.4. Электростанции морских течений
- •5.5. Энергия Солнца и солнечные электростанции
- •5.6. Водородная энергетика
- •5.7. Вторичные энергоресурсы
- •5.8. Биомасса как возобновляемый источник энергии
- •Прямое сжигание биомассы
- •2. Получение биогаза
- •3. Использование отходов сельскохозяйственного производства
- •Заключение
- •Список литературы
5.8. Биомасса как возобновляемый источник энергии
Эффективным возобновляемым источником энергии является биомасса. Ресурсы биомассы в различных видах есть почти во всех регионах мира, и почти в каждом из них может быть налажена ее переработка в энергию и топливо. На современном уровне за счет биомассы можно перекрыть 6–10 % от общего количества энергетических потребностей промышленно развитых стран.
Биомасса сегодня является четвертым по значению топливом в мире, давая ежегодно 1250 млн. т условного топлива энергии и составляя около 15 % всех первичных энергоносителей (в развивающихся странах – до 38 %).
Россия обладает 20 % мировых лесных запасов, но в лесу ежегодно остается до 500 млн. кубометров перезрелой древесины, которая захламляет леса, увеличивает пожарную опасность. На различных стадиях переработки древесины появляются древесные отходы, которые составляют около 40 % от исходного сырья. В России имеется достаточная сырьевая база для использования древесины в качестве энергетического топлива.
Растительная биомасса, в том числе древесное сырье, является единственным видом возобновляемого ресурса. При разумном использовании этого сырья оно может обеспечить потребности современной цивилизации как в промышленной продукции (бумага, стройматериалы, мебель), так и в энергетическом топливе. Ежегодная потребность мировой энергетики составляет 10 млрд. тонн условного топлива. Прирост растительной биомассы может полностью удовлетворить потребности человечества, поскольку ежегодно на поверхности Земли выращивается порядка 60 млрд. м3, что эквивалентно 30 млрд. т угля.
Рассмотрим направления использования биомассы.
Прямое сжигание биомассы
Биомасса, главным образом в форме древесного топлива, является основным источником энергии приблизительно для 2 млрд. чел. В целом биомасса дает седьмую часть мирового объема топлива, а по количеству полученной энергии занимает наряду с природным газом третье место. Из биомассы получают в 4 раза больше энергии, чем дает ядерная энергетика.
Древесное топливо относится к экологически чистым видам топлива, минимально загрязняющим окружающую среду. В нем практически отсутствует сера, и содержание азота не превышает 1 % от массы, то есть при сжигании древесины образуется очень мало вредных окислов азота и серы.
Существует два способа использования древесины в качестве топлива – прямое одностадийное сжигание в слоевых топках на колосниковой решетке и двухстадийное сжигание, включающее предварительное превращение твердой древесины в газовое топливо с последующим сжиганием газа в различных устройствах (камерных топках, паровых и водогрейных котлах, в химических печах, в двигателях внутреннего сгорания, в бытовых печах и газовых плитах). Область использования газового топлива значительно шире, технологичнее, легче автоматизируется, меньше загрязняет окружающую среду.
В зависимости от способа подвода теплоты различают два метода газификации: автотермический и аллотермический. При осуществлении автотермического процесса газификации теплота, необходимая для осуществления реакций, получается в процессе сжигания части исходного топлива внутри аппарата – газогенератора (газификатора). В настоящее время генераторы автотермического метода газификации наиболее конструктивно разработаны и получили широкое распространение.
Газовое топливо, получаемое в газогенераторах на воздушном дутье, может быть использовано в стационарных топочных устройствах, газовых турбинах и двигателях внутреннего сгорания вместо жидкого топлива и природного газа. В аллотермических газогенераторах необходимая для процесса нагревания исходного топлива и процесса газификации теплота подается внутрь газогенератора или через поверхность стенок, или путем подачи нагретого до 800–1000 °С газового теплоносителя.
Аллотермические газогенераторы в настоящее время находятся в стадии экспериментальных исследований и опытной проверки. Газовое топливо, получаемое с их помощью, может быть использовано для бытовых нужд, для заправки газовых баллонов и в качестве топлива для транспортных средств, при баллонной системе хранения.