Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы на вопросы ГЭК.doc
Скачиваний:
775
Добавлен:
02.06.2015
Размер:
36.97 Mб
Скачать

Продолжение № 61

или подана смывными аппаратами в золовые каналы, а по ним в багерную насосную. В каналы же непосредственно поступает пульпа из-под мокрых золоуловителей.

Зола и шлак оседают на золоотвале, а осветленная вода направляется на электростанцию для повторного использования( оборотная схема водоснабжения гидрозолоудаления).

Прямоточная схемасо сбросом осветленной воды в водоемы может применяться только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санэпиднадзора. Для выдачи шлака потребителям предусматриваются гидравлические системы с намывом шлака в бурты или расходные отвалы. Чтобы сократить потребление воды на золоудаление, зола из-под сухих золоуловителей удаляется в промежуточный бункер с помощью аэрожелобов с пневмоподьемниками, вакуумными системами с вакуум-насосами или паровыми эжекторами, низконапорными трубными системами с вентиляторами и воздуходувками.

Из промежуточного бункера зола подается на склад сухой золы или в каналы гидрозолоудаления. Золовые каналы выполняют с уклоном 1% и с первоначальным заглублением 400-700 мм. Багерные насосные станции располагают в котельном отделении. Шлакозоловые подземные каналы выполняются высотой 1,8 м. Пульпопроводы от багерной насосной до золоотвалов выполняют из стальных труб с толщиной стенки 10-15 мм. Зола и шлак транспортируются на золоотвал гидравлическим способом с использованием багерных насосов и эрлифтов или сухогрузным транспортом. Для осветления воды золоотвалов до состояния позволяющего использовать ее в оборотном водоснабжении системы ГЗУ ТЭС на золоотвалах устраивают отстойные пруды.

62

Солнечная энергия, ее характеристики. Солнечные энергетические установки, солнечные электростанции

Характеристика солнечной радиации.

Количество энергии излучения солнца во всем диапазоне длин волн, получаемой в единицу времени единичной площадкой, перпендикулярной солнечным лучам, вне земной атмосферы на среднем расстоянии между Землей и Солнцем, называется солнечной постоянной. Ее значениеJ0=1353 Вт/м2. Так как расстояние до Солнца меняется, то эффективная солнечная постояннаяI(учет сезонных колебаний):

, где n- порядковый номер дня.

При прохождении через атмосферу мощность солнечной радиации ослабляется за счет процессов поглощения и рассеяния пылью, аэрозолями и молекулами газов, входящих в состав воздуха. Распределение глобального потока солнечной радиации по поверхности земного шара крайне неравномерно. Количество солнечной энергии, поступающей за год на 1 м2 поверхности Земли, изменяется приблизительно от 3000 МДж/м2 на севере, до 8000 МДж/м2 в наиболее широких, пустынных местах. Среднегодовая плотность потока солнечного излучения составляет 210-250 Вт/м2 в субтропических областях и пустынях: 130-120 Вт/м2, в центральной части России и 80-130 Вт/м2 на севере России.

Пиковая мощность потока солнечной энергии достигает 1 кВт/м2. Суммарная мощность солнечной радиации I=Iв+Id, достигающей поверхности Земли складывается из прямой Iв и диффузной (рассеянной) Id,. Прямая солнечная радиация представляет собой пучок почти параллельных лучей, не имеющих своего направления при прохождении через атмосферу, что позволяет использовать для ее концентрации зеркальные и линзовые концентраторы. Диффузная солнечная радиация поступает на поверхность Земли с разных направлений и классические методы концентрации к ней не применимы. Для рассеянного излучения в общем потоке солнечной радиации зависит от географических и климатических факторов и изменяется в течение года, так в Киеве она 0,4 (июль) ¸ 0,75 (декабрь); Москва 0,55 ¸ 0,8; Ташкент 0,2 ¸ 0,5.

Солнечное излучение у верхней границы атмосферы примерно соответствует излучение абсолютно черного тела с температурой 5900 К (поверхность Солнца) и включает в себя ультрафиолетовое излучение (λ=0,2-0,4мкм), видимое (λ=0,4-0,78мкм) и инфракрасное с более длинными волнами (λ>0,78 мкм). Максимум интенсивности излучения приходится на длину волны 0,5 мкм (зелёный цвет).

Годовой поток солнечного излучения на территории России изменяется в широких пределах. На 1 м2 горизонтальной поверхности на северных островах и северо-востоке Сибири за год поступает 550 ¸ 830 кВт×ч, на европейской части России и Сибири 830 ¸ 1100 кВт×ч, в южных районах Украины, Молдавии, Поволжья, Сибири и Дальнего Востока 1100 ¸ 1380 кВт/ч, в Заволжье и Средней Азии 1400 ¸ 1600, в пустынных районах Туркмении > 2000 кВт×ч.

В районах, благоприятных для использования солнечной энергии, проживает около 130 млн. человек, в том числе более 60 млн. в сельской местности. В центральной части России за летнее полугодие, когда теплопотребление минимально, на Землю поступает 2/3 всего годового количества солнечной энергии, а в июле приход солнечной энергии в 5-10 раз больше, чем в декабре.

Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, использована в химических и биологических процессах. Солнечные установки находят применение в системах отопления и охлаждения жилых и общественных зданий, в технологических процессах. Они используются для получения горячей воды, опреснения морской и минерализованной воды, для сушки материалов, сельхозпродуктов и т.п.

Солнечные коллекторы.

Плоский солнечный коллектор представляет собой теплообменник, предназначенный для нагрева жидкости или газа за счет энергии излучения Солнца. Область применения солнечных коллекторов – системы отопления жилых и производственных зданий, системы кондиционирования, горячего водоснабжения, а также паросиловые установки (энерго) с низкокипящим рабочим телом.

Эффективность коллектора определяется его оптическим и тепловым к.п.д. Оптический к.п.д. показывает, какая часть солнечной радиации достигнет поверхности остекления коллектора, оказывается поглощенной абсорбирующей черной поверхностью и учитывает потери энергии, связанные с отличием от единицы коэффициента пропускания стекла и коэффициента поглощения абсорбирующей поверхности. Для коллектора с однослойным остеклением: , где- произведение коэффициента пропусканиястекла на коэффициент поглощенияабсорбирующий излучение поверхности при нормальном падении солнечных лучей.

Если угол падения лучей отличается от прямого, вводится поправочный коэффициент , учитывающий увеличение потерь на отражение от стекла и поглощающей поверхности. Тогда оптический к.п.д. с учетом угла падения лучей: , где .

Кроме этих потерь, в любом коллекторе присутствуют потери теплоты в окружающую среду , которые учитываютсятепловым к.п.д., который равен отношению количества полезной теплоты , отведенной от коллектора за определенное время, к количеству энергии излучения, поступающей к нему от Солнца за то же время:

, где

- площадь апертуры коллектора, в стерадианах;

- плотность потока солнечной радиации.

Оптический и тепловой к.п.д. коллектора связан соотношением: .

Тепловые потери характеризуются полным коэффициентом потерь: , где

- температура черной поглощающей поверхности;

- температура окружающей среды.

Величина может считаться постоянной. Тогда, подставив, формула для к.п.д. приводится к виду:

.

Тепловой к.п.д. также может быть записан через среднюю температуру протекающего через него теплоносителя:

, где

- средняя температура теплоносителя;

- параметр, называемый «эффективностью коллектора» и характеризующий эффективность переноса теплоты от поверхности, поглощающей солнечную радиацию, и теплоносителю, он зависит от конденсации коллектора и равен 0,8-0,9 – для плоских воздушных коллекторов, 0,9-0,95 – для плоских жидкостных коллекторов, 0,95-1,0 – для вакуумных коллекторов.

Плоские солнечные коллекторы обычно используют в системах, где уровень нагрева теплоносителя не превышает 80 оС. В том случае, когда необходим нагрев до более высоких температур, используют вакуумные коллекторы.

В вакуумном коллекторе объем, в котором находится черная поверхность, поглощающая солнечную радиацию, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет значительно уменьшить теплопотери в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции. Потери на излучение подавляются селективными покрытиями. Теплоноситель в вакуумном коллекторе можно нагреть до 120-150 оС.

В плоском коллекторе площадь окна равна площади лучепоглощающей поверхности и поэтому плотность лучистого потока не увеличивается. При использовании концентраторов, т.е. оптических устройств типа зеркал или линз, достигается повышение плотности потока солнечной энергии. Это имеет место в фокусирующих коллекторах, требующих специального механизма слежения за Солнцем. Зеркала – плоские, параболоидные или параболоцилиндрические изготовляют из тонкого металлического листа или фольги или других материалов с высокой отражательной способностью; линзы из стекла или прозрачных пластмасс. Фокусирующие коллекторы обычно применяют там, где требуются высокие температуры (солнечные электростанции, печи, кухни и т.д.). В системах теплоснабжения зданий фокусирующие коллекторы не используются.

С

истемы солнечного теплоснабжения. Нагретый в коллекторе теплоноситель может быть использован в системах отопления, горячего водоснабжения и для технических нужд.

а) Схема по принципу термосифона: бак с водой выше коллектора, нагретая вода в верхнюю часть бака-аккумулятора БА, а холодная вода вытесняется снизу. ДИ – дублирующий источник теплоты, К – коллектор. Системы горячего водоснабжения по этой схеме достаточно простые и получили широкое распространение.

б) Схема с принудительной циркуляцией с помощью насоса. Насос включается автоматически, как только разность температур в верхней части коллектора и в нижней части бака достигает заданного значения. Бак может быть ниже коллектора.