- •Тема 1. Энергоресурсы мира и энергопотребление.
- •1.3. Характеристики отдельных видов топлива
- •1.4. Мировые энергоресурсы и потребление энергии.
- •Доказанные запасы первичных энергоресурсов (пэр) в мире
- •2.Нефть
- •2.1. Нефть и мировая экономика
- •2.2.Горючие сланцы, нефтеносные пески
- •2.3. Цена на нефть и прогнозы спроса-предложения
- •2.4. Нефтяная промышленность России
- •2.5. Последствия интенсивной добычи нефти
- •2.6. Добыча нефти в Уральском регионе и Пермском крае.
- •Добыча нефти в Уральском регионе
- •3.1. Начало и значение газовой промышленности
- •3.2.Экономико-географическая характеристика газовой промышленности: запасы и добыча.
- •3.4. Перспективы мировой газовой отрасли
- •3.5. Перспективы газовой промышленности для России и Пермского края.
- •4. Уголь
- •4.1. Мировая угольная промышленность
- •4.2. Проблемы и перспективы угольной промышленности
- •1. Убыточность угольной промышленности.
- •2. Травматизм на предприятиях.
- •3. Экологические проблемы.
- •Прогноз мирового потребления угля на период до 2020 г., млн. Т
- •4.3. Геологические запасы угля в России.
- •4.4. Угольная промышленность России.
- •4.5. Динамика развития угольной отрасли России. Позиция государства. Особенности ценообразования. Перспективы развития.(1997)
- •4.6. Кизеловский угольный бассейн.
- •Дореволюционная история Кизеловского угля.
- •Советское время.
- •5. Ядерная энергетика
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Классификация ядерных реакторов.
- •6. Гидроэнергетика
- •6.1. Гидроэнергетические ресурсы мира
- •7. Возобновляемые источники энергии
- •7.1. Солнце.
- •7.2. Древесина.
- •7.3. Ветроэнергетика.
- •Строение малой ветряной установки
- •Строение промышленной ветряной установки
- •Типы ветрогенераторов
- •Проблемы эксплуатации промышленных ветрогенераторов
- •Перспективные разработки
- •Малые ветрогенераторы
- •Список производителей ветрогенераторов На 1.02.08
- •Производители ветрогенераторов для частного использования
- •Производители промышленных ветрогенераторов
- •Ветряная электростанция Материал из Википедии — свободной энциклопедии
- •Планирование
- •Исследование скорости ветра
- •Экологический эффект
- •Типы ветряных электростанций Наземная
- •Прибрежная
- •Оффшорная
- •Ветроэнергетика сша
- •Потенциал
- •Крупнейшие ветряные электростанции сша
- •Установленные мощности по штатам
- •Крупнейшие поставщики ветрогенераторов в 2007 году
- •Офшорная ветроэнергетика
- •Экология
- •Цены электроэнергии
- •Налоговые льготы
- •Малая ветряная энергетика
- •Ветроэнергетика Германии
- •История
- •Производство
- •Обновление
- •Оффшорная ветроэнергетика
- •Экология
- •Ветроэнергетика Дании
- •История
- •Производство
- •Оффшорная ветроэнергетика
- •Перспективы
- •Экология
- •Ветроэнергетика Индии
- •История
- •Потенциал
- •Установленные мощности по штатам
- •Крупнейшие поставщики ветрогенераторов
- •Офшорная ветроэнергетика
- •Проблемы развития
- •Правительственная поддержка
- •Ветроэнергетика Китая
- •Ветроэнергетика Китая
- •Потенциал
- •Офшорная энергетика
- •Малая ветроэнергетика
- •Компании
- •Ветроэнергетика Канады
- •Установленные мощности
- •Производители оборудования
- •Гибридная ветроэнергетика
- •Малая ветроэнергетика
- •Офшорная ветроэнергетика
- •Wind Vision 2025
- •Канадская ассоциация ветроэнергетики
- •8. Энергетика в странах мира.
- •8.1. Электроэнергетика Китая(2000 год).
- •8.2. Япония.
- •8.3. Сша
- •8.4. Западная Европа Экспорт – импорт ээ (млрд. КВтч) в Западной Европе в 1997г.
- •Электроэнергетика Азии и Австралии.
- •8.6. Крупнейшие энергокомпании мира.
- •9. «Экономика должна быть экономной» (может ли быть конкурентоспособной экономика России?).
- •10. Статистика развития энергетики и энергооборудования России за 1980-2004 годы.
- •11. Энергетика Пермского края
- •Цены на электроэнергию 2002 год (центов)
- •12. Теплоэлектроцентрали и экономия энергоресурсов.
- •От тепловых электростанций общего пользования.
- •13. Оценки, мнения, дискуссии
- •Борьба с инфляцией или поддержка инфляции?
- •Сколько стоят топливо и энергия?
- •Энергоемкость ввп и энергосбережение
- •Природный газ
- •Электроэнергия
Тема 1. Энергоресурсы мира и энергопотребление.
Содержание (стр. на 13.09.07)
Введение
.Источники энергии и топлив -2
.Технические характеристики топлив -3
.Характеристики отдельных видов топлив -5
.Мировые энергоресурсы и потребление энергии -7
Нефть
2.1. Нефть и мировая экономика - 10
2.2. Горючие сланцы, нефтеносные пески -14
2.3. Цена на нефть и прогнозы спроса и предложения -15
2.4. Нефтяная промышленность России. -23
2.5. Последствия интенсивной добычи нефти. - 27
2.6. Добыча нефти в Уральском регионе и в Пермском крае - 29
Газ
3.1. Начало и значение газовой промышленности -40
3.2. Экономико-географическая характеристика газовой промышленности: запасы и добыча. -41
3.3. Перспективы мировой газовой отрасли - 46
3.4. Перспективы газовой промышленности для России и Пермского края -47
Уголь
4.1. Мировая угольная промышленность – 49
4.2. Проблемы и перспективы угольной промышленности -53
4.3. Геологические запасы угля в России. - 53
4.4. Угольная промышленность России. -54
4.5. Динамика развития угольной отрасли России. Позиция государства. Особенности ценообразования. Перспективы развития (1997). -55
4.6. Кизеловский угольный бассейн - 60
Ядерная энергетика
5.1. Общие сведения -63
5.2. Классификация ядерных реакторов -70
Гидроэнергетика - 75
6.1. Гидроэнергетические ресурсы мира - 75
Возобновляемые источники энергии
7.1. Солнце -79
7.2. Древесина - 79
7.3. Ветроэнергетика - 79
Энергетика в странах мира
8.1. Китай -80
8.2. Япония -80
8.3. США - 80
8.4. Западная Европа -81
8.5. Азия и Австралия -81
8.6. Крупнейшие энергокомпании мира - 81
«Экономика должна быть экономной» ( Может ли быть конкурентоспособной экономика России?) - 82
Статистика развития энергетики и энергооборудования России за 1980-2004 годы -86
Энергетика Пермского края -97
Теплоцентрали и экономия энергоресурсов -99
Оценки, мнения, дискуссии. 103
Гл.1. Введение
1.1. Источники энергии и топлив.
1.2. Технические характеристики топлив
Топливо—это горючие вещества, выделяющие при сжигании значительное количество теплоты, которая используется непосредственно в технологических процессах или преобразуется в другие виды энергии. К ним относятся полезные ископаемые органического происхождения — уголь, горючие газы, горючие сланцы, нефть, торф, а также древесина и растительные отходы.
В ядерной энергетике применяется понятие ядерного топлива — вещества, ядра которого делятся под действием нейтронов, выделяя при этом энергию в основном в виде кинетической энергии деления ядер.
Обычное химическое топливо в отличие от ядерного называют органическим, и оно является в настоящее время основным источником теплоты.
Для анализа тепловых характеристик топлив, определения состава газов и других расчетов необходимо знать химическую структуру каждого вида топлива. Органическая часть твердых и жидких топлив состоит из большого количества сложных химических соединений, в состав которых в основном входят пять химических элементов: углерод С, водород Н, кислород О, сера 5 и азот N. Кроме того, топливо содержит минеральные примеси А и влагу W, представляющие вместе внешний балласт топлива.
Химический состав твердых, жидких и газообразных топлив определяют по количеству соединений, а по суммарной массе химических элементов (в процентах на 1 кг или 1 м3 топлива), т.е. устанавливают элементарный состав топлива. Различают три основных элементарных состава топлива:
1) рабочая масса топлива СР + НР+ ОР+ NP + SP + АP + WP = 100%
2) сухая масса топлива СC + НC + OC + NC + AC = 100 %;
3) горючая масса топлива СГ + НГ + ОГ +NГ = 100 %
Рабочей считается масса топлива в том виде, в каком она поступает на предприятие.
Если топливо нагреть до 102— 105 0С, то испарится влага, тогда получится сухая масса топлива. Название горючей массы является условным; так как входящие в его состав азот и кислород не являются горючими элементами и составляют внутренний балласт топлива. Азот и кислород способствуют процессу горения топлива.
Горючими элементами топлива являются углерод, водород и сера. Углерод — горючий основной элемент топлива. Он имеет высокую теплоту сгорания (33,6 *103кДж/кг) и составляет большую часть рабочей массы топлива (50—75 % для твердых топлив и 80—85 % для мазутов). Водород имеет высокую теплоту сгорания (примерно 130 *103кДж/кг), однако его количество в твердых топливах невелико (2—6 %) и несколько больше в жидких (около 10 %). Последнее делает теплоту сгорания жидких топлив выше, чем в твердых.
Сера имеет невысокую теплоту сгорания (9 • 103кДж/кг) содержание ее в топливах невелико (SP= 0,2 ÷ 4 %), поэтому сера как горючая составляющая ценности не представляет.
Наличие окислов серы в продуктах сгорания при определенных концентрациях опасно для организмов и растительности и требует определенных мер и средств для ее улавливания или рассеивания в атмосфере.
Основными техническими характеристиками топлива являются: теплота сгорания, выход газообразных веществ при нагреве (выход летучих веществ); зольность топлива, свойства зольного остатка, влажность и сернистость топлива.
Теплота сгоранияявляется наиболее важной основной технической характеристикой топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Высшей теплотой сгоранияQназывают количество тепла которое выделяется при сгорании 1 кг твердого (жидкого) или 1 м3газообразного топлива. Низшая теплота сгоранияQHотличается от высшей на теплоту испарения влаги и влаги, образующейся при горении водорода. Чем больше влажность топлив, тем меньше будет величинаQH.
Высшая величина сгорания твердого и жидкого топлива определяется экспериментально. Низшая теплота сгорания положена в основу классификаций топлив.
Для сопоставления эффективности различных видов топлив мерного учета их видится понятие условного топлива. В качестве единицы условного топлива принимается 1 кг топлива с теплотой сгорания 7000 ккал/кг (29,3 * 103кДж/кг).
Использование условного топлива особенно удобно для сопоставления экономичности энергетических установок, сжигающих различные виды топлива. Например, в энергетике используется такая характеристика, как затраты условного топлива на выработку единицы электрический (г/кВт*ч) или тепловой энергии (кг/Ккал). С помощью условного топлива составляются энергетические балансы предприятий, отраслей, стран и мира в целом.
Выход летучих веществ. Если сухую массу топлива поместить в тигель и постепенно нагревать в инертной среде без доступа воздуха, то будет происходить уменьшение ее массы. При высоких температурах начинается разложение кислородосодержащих молекул топлива с образованием газообразных продуктов, получивших название летучих веществ (СО, Н2, СН4, СО2и др). Выход летучих веществ из твердых топлив происходит в интервале температур от 110 до 11000С. Поскольку выход летучих веществ определяется содержанием кислорода в топливе, то он тем больше, чем моложе топливо. Так, у торфаVГ=70%, у бурых углей – 45-50%, у каменных углей – 25-40%, а у антрацитов 3-4%.
Твердый остаток, получившийся после выхода летучих веществ, называется коксом.
Выход летучих веществ определяет температуру воспламенения топлива и условия его хранения, сильно влияет на конструкцию топок, где сжигается это топливо.
Чем больше выход летучих веществ, тем легче воспламеняется топливо (газообразные летучие вещества имеют низкую температуру воспламенения) по сравнению с твердым остатком. Например, кокс воспламеняется при температуре 900-1200 °С. Поэтому чтобы воспламенить антрациты, кокс, требуются специальные меры по утеплению топок и по этой причине как топливо в энергетических установках они не применяется.
Б то же время большой выход летучих веществ создает определённые сложности при хранении топлива. Находясь на складах длительного хранения, топливо в буртах (особенно при высокой атмосферной температуре) начинает «гореть» внутри этих буртов. Следствием этого «горения» может быть снижение технических характеристик (теплоты сгорания} топлива или даже его самовозгорание. Для исключения этих негативных последствий топливо в процессе хранения на складах периодически переворачивается.
Зольность топлива. В процессе горения топлива его минеральная часть подвергается химическим преобразованиям. Масса несгораемого остатка — золы оказывается на 10-:-15 % меньше, чем масса исходной минеральной части топлива и существенно отличается от нее по составу. Свойства золы играют большую роль при сжигании топлива.
Образовавшаяся после сгорания топлива зола представляет собой смесь минералов, а их сплавы, возникающие в зоне высоких температур, называют шлаками. Суммарное количество золы и шлаков принято называть зольностью топлива. Температуры плавления отдельных минералов и их сплавов сильно различаются и находятся в пределах от 600 до 3000 0С. Поэтому плавление представляет собой процесс постоянного размягчении от твердого до жидкого состояния по мере роста температуры. Температуры плавкости золы приводятся в специальных таблицах топлив, знание этих температур необходимо для правильного выбора теплового режима работы топочных камер и их конструкций. Несоблюдение режима работы приводит к шлакованию поверхностей нагрева, уменьшению сечения заходов и, как правило, выходу из строя топочных устройств.
Влажность топлива. Влажность топлива, его рабочей массы определяется опытным путем сушки при температуре 105 °С до достижения постоянства массы.
Большая влажность топлива вызывает много трудностей при его сжигании. Снижается теплота сгорания, растет расход топлива, увеличиваются потери тепла с уходящими газами. Влажность топлива вызывает коррозию металла отдельных конструкций топок, приводит к повышенному загрязнению поверхностей нагрева.
В процессе доставки топлива с места его добычи к предприятию и нарушается нормальное движение топлива вследствие потери сыпучести из-за смерзания при низких температурах. В свою очередь, это задерживает разгрузку вагонов, приводит к необходимости дополнительных затрат топлива (в виде пара) на разогрев этого топлива в вагонах и т.д.
Сернистость топлива. Как отмечалось выше, сера как топливо ценности не представляет, но при сжигании создает серьёзные экологические проблемы. Окислы серы SО2 и окислы азота, образующиеся в зоне высоких температур, представляют большую опасность для живых организмов и растительности. Для улавливания этих окислов требуются более сложные очистные сооружения чем для улавливания золы. Строительство этих сложных и соответственно дорогих очистных сооружение приводит к удорожанию энергетических установок примерно вдвое.