43. Аэродинамика котлоагрегата. Расчет вентилятора и дымососа

Норм, работа котельной установки возможна при условии непрерывной подачи в топку воздуха и удаления в атмосферу продуктов сгорания после их охлаждения и очистки от твердых частиц. Подача и отвод продуктов сгорания в необходимых кол-вах обеспечиваются сооружением газовоздушных систем с естеств. и искусств, тягой. В системах с естеств. тягой, применяемой в котельных установках малой мощности с невысокими аэродина-мич. сопротивлениями по газовому тракту, сопротивление движению воздуха и продуктов сгорания преодолевается за счет тяги, создаваемой дымовой трубой. Когда котельная установка оборудована экономайзером и воздухоподогревателем и ее сопротивление по газовому тракту значительно превышает 1 кПа, систему газовоздушного тракта оборудуют вентиляторами и дымососами. В котельной установке с уравновеш. тягой воздушный тракт работает под избыточным давлением, создаваемым вентиляторами, а газовый — под разрежением; в этом случае дымосос обеспечивает разрежение в топке, равное 20 Па. Расчет сопротивления газового и воздушного трактов паровых и водогрейных котлов выполняют в соответствии с нормативным методом. При изменении паропроиз-сти котельной установки или вида сжигаемого топлива производят пересчет сопротивлений трактов.

Движение газов в газовоздушном тракте сопровождается потерей энергии, затрачиваемой на преодоление сил трения потока газа о твердые поверхности. Сопротивления, возникающие при движении потока, условно делятся на: сопротивление трения Л Ртр при течении потока в прямом канале пост, сечения при продольном омывании пучка труб; местные сопротивления Л Рм, связанные с изменением формы или направления потока, к-рые условно считают сосредоточенными в одном сечении и не включающими сопротивление трения; сопротивление поперечно омываемых пучков труб А Рпоп, в к-рых нельзя раздельно определить сопротивление трения и местные сопротивления

46) Актуальность энергосбережения в России и в мире. Состояние энергетики страны. Энергосбережение и экология.

Для развитых стран, включая и Россию, характерно уменьшение в энергоснабжении доли нефти, увеличение доли газа и ядерного топлива. Для всех развитых стран характерна небольшая доля использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Существуют и различия, объясняемые историческими особенностями экономики и географическим положением государств. Так в странах Европы, США, Канаде, Японии все же растет доля возобновляемых источников энергии, в то время как в России использование ВИЭ продолжает оставаться на пренебрежимо малом уровне, а доля в общей энергетике страны даже уменьшается. В среднем Россия по этому показателю отстает от перечисленных стран в сотни раз.

В связи с обостряющимися кризисными явлениями в традиционной энергетике вопросы энергообеспечения приобретают особый статус, во всех развитых государствах существуют национальные программы энергетической безопасности. В соответствии с этими программами предполагается непрерывно проводить анализ энергоснабжения и энергопотребления, постоянно выявляя места неэффективного использования энергии и разрабатывая мероприятия по совершенствованию использования энергетических ресурсов, включая и мероприятия по энергосбережению.

В настоящее время использование топливно-энергетических ресурсов в среднем в Мире оценивается следующими характеристиками:

-мировая обеспеченность энергоресурсами (включая и биомассу) составляет 2,4 т.у.т./чел., и 2 200 кВт.ч./чел.;

-энергоемкость валового продукта 0,4 кг/дол.

Россия, занимая более 1/8 части мировой территории и имея 1/36 часть населения планеты, располагает сверхдостаточными энергетическими ресурсами: разведанные запасы нефти – 12%, природного газа – 34%, каменного угля – 20%, бурого угля – 32%. Потенциальные ресурсы этих ископаемых еще выше. В конце прошлого столетия (1990 год) Россия занимала ведущее место по добыче ископаемого топлива (30% мировой добычи газа, 17% нефти, 9% производства электроэнергии, 8% каменного угля). Обеспеченность запасами топливно-энергетических ресурсов по нефти и газу оценивается в десятки лет, а по каменному углю более сотни лет. Вместе с тем, использование энергоресурсов для производства внутреннего валового продукта (ВВП) оставляет желать лучшего.

За последнее десятилетие энергоемкость в большинстве индустриальных стран снизилась и продолжает снижаться, что свидетельствует о высоком уровне энергосбережения. Энергоемкость продукции в Мире по прогнозам ООН к 2020 году снизится на 25%, при этом наибольшее снижение будет достигнуто в Японии и странах ЕЭС. По тем же прогнозам, энергоемкость России будет снижаться не так интенсивно и будет превышать энергоемкость в Японии в 6 раз, а в США в 3 раза.

Кроме экономических причин существуют и другие причины признания энергосбережения актуальнейшей задачей современной энергетики.

Энергосбережение становится все более необходимым из-за неизбежного истощения запасов ископаемого топлива, что в последнее время происходит с очень высокими темпами. Истощение мировых запасов традиционного топлива по пессимистическим прогнозам произойдет во второй половине 21-го века, а по оптимистическим к концу следующего столетия. По оптимистическим прогнозам предполагается решить эту проблему за счет увеличения доли ядерного топлива (основной компонент) и возобновляемых источников энергии. Такое устранение проблемы истощения топливных запасов представляется реально выполнимой задачей, особенно с изысканием способов использования изотопа урана 238U и термоядерных реакций.

Однако электроэнергия, вырабатываемая атомными электростанциями, является очень дорогой, что обусловлено весьма высокой сложностью атомных реакторов, высокими затратами на обеспечение безопасности и захоронения отходов.

Электроэнергетическая отрасль России - это развивающийся в масштабах всей страны высокоавтоматизированный комплекс электростанций, электрических сетей и объектов электросетевого хозяйства, объединенных единым технологическим циклом и централизованным оперативно-диспетчерским управлением.

Установленная мощность электростанций зоны централизованного электроснабжения по состоянию на 31 декабря 2006 г. составила 210,8 млн. кВт, из них мощность тепловых электростанций составляет 142,4 млн. кВт (68 процентов суммарной установленной мощности), гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих электростанций - 44,9 млн. кВт (21 процент суммарной установленной мощности) и атомных электростанций - 23,5 млн. кВт (11 процентов суммарной установленной мощности).

Суммарная мощность устаревшего оборудования на электростанциях России составляет 82,1 млн. кВт, или 39 процентов установленной мощности всех электростанций, в том числе на тепловых электростанциях - 57,4 млн. кВт, или 40 процентов их установленной мощности, а на гидравлических - 24,7 млн. кВт, или более 50 процентов их установленной мощности.

Введено в эксплуатацию с 1990 по 2007 год преимущественно на тепловых электростанциях 24,6 млн. кВт новых мощностей.

К 2020 году уже 57 процентов мощностей действующих тепловых электростанций отработают свой ресурс. К этому периоду с учетом работ по техническому перевооружению предполагается вывести из эксплуатации устаревшее оборудование на 51,7 млн. кВт установленной в настоящее время мощности, в том числе на тепловых электростанциях - 47,7 млн. кВт и на атомных - 4 млн. кВт.

В топливном балансе электростанций доминирует газ. Удельный вес газа в период с 2001 по 2006 год в топливном балансе отрасли увеличился с 65,9 процента до 68,1 процента, а доля угля снизилась с 26,7 процента до 25,3 процента.

Использование энергосберегающих технологий способствует не только сокращению затрат на электроэнергию, но и уменьшить вредное воздействие, которое оказывает человек на природу в процессе своей жизнедеятельности, с учётом всё более растущих его потребностей.

Основными источниками загрязнения являются тепловые электростанции, предприятия нефтехимической промышленности, чёрная и цветная металлургия, производство строительных материалов и химическая промышленность, авто и авиатранспорт. Одни только электростанции наносят огромный ущерб окружающей среде. Даже обычные электролампы, которыми мы пользуемся, загрязняют среду нашего обитания, особо это относится к лампам дневного света, содержащим свинец ртуть и люминофор.

Самым эффективным способом уменьшения вредных выбросов в атмосферу, таких как диоксид углерода, является усовершенствование способов производства, передачи и последующей утилизации энергии. Ежегодно количество выбросов парниковых газов эквивалентных CO2 составляют около 44 миллиардов тонн. Внедрение новых высоко экологичных технологий позволит сократить количество этих выбросов до 25 миллиардов.

Так, теплоэлектростанции, на которых используются комбинированные паро- и газотурбинные установки, имеют КПД до 60%, тогда как КПД традиционных ТЭЦ в среднем составляет 46%. К тому работа электростанций с комбинированными установками более эффективна, а также отличается меньшим количеством вредных выбросов.