2 Билет

2)Методы производства тепловой энергии.

 В соответствии с этим имеются следующие методы производства тепловой энергии:

1) метод сжигания органического топлива в окислительной среде, в основе которого лежат экзотермические химические реакции, сопровождающиеся образованием газообразных продуктов реакции с высокой температурой, теплота от которых передается другому теплоносителю (воде пли водяному пару), более удобному для дальнейшего использования;

2) метод, основанный на самоуправляющейся цепной ядерной реакции деления тяжелых ядер трансурановых элементов под действием нейтронов с последующим преобразованием образующейся ядерной энергии в тепловую энергию теплоносителя, вводимого в активную зону реактора; таким теплоносителем обычно является вода или водяной пар, в перспективе им может стать и гелий;

3) метод преобразования электрической энергии в тепловую путем разогрева нагревателя с высоким электросопротивлением с последующей передачей теплоты от этого нагревателя рабочему телу (газу или жидкости) путем теплопереноса;

4) метод преобразования солнечной энергии б тепловую в специальных устройствах, воспринимающих энергию Солнца, — гелиоприемниках с последующей передачей от них теплоты рабочему телу — воде или воздуху;

5) метод, основанный на передаче теплоты от геотермальных вод, в теплообменнике к рабочему телу, нагреваемому за счет тепловой энергии этих вод до заданных параметров и направляемому потребителю;

6) метод преобразования тепловой энергии теплоносителя с низким энергетическим потенциалом в высокопотенциальную тепловую энергию другого теплоносителя с затратами некоторого количества других видов энергии, подводимых извне (например, электроэнергии в тепловых насосах и т. д.). Эффективность и область использования каждого из методов определяются совершенством технологической схемы преобразования энергии, стоимостью исходного источника энергии, а также параметрами, которые должен иметь теплоноситель, направляемый потребителю.

21. Сжигание топлива в потоке воздуха.

Скорость воздуха и топлива примерно равная. При скорости газового потока, превышающей скорость витания частиц, они выносятся из слоя, оказываются взвешенными в казовоздужном потоке и начинают перемешиваться вместе с ним, сгорая во время движения в пределах топочного объема. Поскольку время движения топлива ограничено размерами топочного объема.

Для обеспечения необходимой степени выгорания, твердое топливо подвергают тщательной подготовке. Его измельчают до пылевидного состояния. Жидкое распылевают каплей микронных размеров. Газообразное, либо предварительно перемешивают с окислителем заранее, либо перемешивают при вводе в топочный объем.

В связи с тем, что скорость частиц (капель или газовых объемов (молей)) в факеле, практически равна средней скорости потока, этот способ сжигания отличается достаточно слабой интенсивностью. (см кривые О2 и СО2), растянутый зоной горенья и резкой неизотермичностью по длине факела. Малая концентрация топлива, в топочном объеме, в сочетании с большой протяжённостью зоны горения является причиной относительно-низки тепловых напряжений на единицу объема.

не превышающем 0,12 - 0,46 Мвт / м3

При сжигании топлива движущегося в потоке воздуха, необходимо обеспечить высокую температуру среды в зоне воспламенения, (870-2100 кельвинов, в зависимости от видов топлива) Для тех углей, у которых высокий выход летучих не нужны большие температуры для воспламенения и наоборот.

Высокая температура достигается внутренней или внешней рециркуляцией (возвратным к истоку путем) продуктов сгорания газообразных продуктов к корню факела, а так же к разделениию вводимого воздуха на пераичный (для воспламенения) и вторичный, для обемпечению топлива

Необходимой интенсивности перемешивания топлива, при сжегании в потоке достигают установкой специальных горелочных устройств, у с уввеличением избытка возжеха, (до 25% к теоретически необходимому при сжегании твердого топлива) Тем не менее, тепловые потери с механической неполнотой сгорания, при этом способе сжегания, состовляет от 0,5 до 6 проценто (антрацит)

а с химической неполнотой сгорания до 1,5 процентов

При факельном сжегании топлива в центра факела, его ядре, образуются высокие температуры 1800-2300 кеьвинов, что в сочитании со слабым перемешиванием потоков приводит к опасности шлакования стенок топочного объема. При сжегании твердого топлива и образовании вредных выбрасов (продуктов химической неполноты сгорания - окислов серы, азота и др)

Способ очень чувствителен вк входным условиям: степени измельчения массы топлива, избытку воздуха, степени подогрева воздуха и т.д. В тоже время этот способ сжигание позволяет создать топочные устройства с единичной тепловой мощностью от 2,8 до 3000 МВт при полной автоматизации процесса сжигание. Именно поэтому этот способ нашел широкое применение в топочной технике во всех отраслях промышленности.