- •Предисловие
- •1. Сжигание топлив в кипящем слое
- •1.1. Сжигание твердых топлив в топках котлов с классическим кипящим слоем
- •1.2. Топки с циркулирующим кипящим слоем
- •1.2.1. Отечественные котлы с циркулирующим кипящим слоем
- •1.2.2. Котлы с циркулирующим кипящим слоем под давлением
- •1.2.3.Зарубежные котлы с кипящим слоем (промышленный опыт)
- •Котлы с кипящим слоем, эксплуатируемые в сша
- •Применение котлов с цкс для сжигания сланцев
- •1.3. Сжигание твердых топлив с использованием аэрофонтанных предтопков
- •2. Плазменная технология
- •3. Разработка новых конструкций топочных камер для сжигания углей
- •3.1. Вихревые топки с жидким шлакоудалением
- •3.2. Принцип технологии вихревого низкотемпературного сжигания
- •3.2.1. Экономичность вир- технологии
- •3.2.2. Экологические показатели
- •3.2.3. Надежность и маневренность вир-технологии
- •3.2.4. Результаты испытаний модернизированного котла пк-38 (ст. № 3а) Назаровской грэс
- •3.3. Пылеугольный котел с кольцевой топкой для крупных энергоблоков
- •4. Термическая подготовка углей перед сжиганием в условиях тэс
- •4.1.Термическая подготовка углей в термоциклонных предтопках
- •4.2. Разработки эниНа
- •4.3. Работы Политехнического института сфу по применению предварительной термической подготовки углей в условиях тепловой электростанции
- •4.3.1. Разработка технологии сжигания с внутритопочной термической подготовкой углей
- •4.3.2.Принципиальные схемы термической подготовки углей для организации безмазутной растопки и подсветки факела топочных камер котлов
- •20, 21, 24, 25, 26, 29 – Щелевые зазоры; 22 – нижние торцы амбразур;
- •26, 27, 28, 29 – Зазоры
- •4.3.3. Опытно-промышленный образец муфельного предтопка на котле бкз-420 140 Красноярской тэц-2
- •4.3.4. Система термоподготовки для организации муфельной растопки котлов Томь-Усинской грэс
- •4.3.5. Универсальная горелка для котлов пк-40-1 Беловской грэс
- •Птб при включении питателей пыли на муфеле:
- •Птб при расшлаковке абразуры муфеля при работе в режиме основной горелки:
- •4.3.6. Универсальная всережимная горелка для котлов бкз-420-140 Красноярской грэс-2
- •5. Сжигание водотопливных суспензий
- •5.1. Современное состояние технологии сжигания водотопливных суспензий
- •5.2. Основные технологические характеристики водотопливных суспензий
- •5.3. Опыт применения водоугольных суспензий
- •5.4. Суспензионное топливо для мазутных тэс и котельных
- •5.5. Опыт применения водомазутных эмульсий на энергетических котлах тгмп-314 и тгм-96 тэц-23 оао «Мосэнерго»
- •5.6.Разработки научно-исследовательского и проектно-изыскательского института «Новосибирсктеплоэлектропроект» Сибирского энтц
- •5.7. Исследования мэи (Технический университет) по применению водомазутных эмульсий для улучшения технико-экономических и экологических характеристик котельных агрегатов
- •5.8. Технико-экономическая перспективаиспользования суспензионного угольного топлива
- •6. Гидравлические электрические станции
- •3 Сопло; 4 рабочее колесо; 5 кожух; 6 отклонитель; 7 лопасти (ковши); 8 нижний бьеф
- •Состав и компоновка основных сооружений
- •Плотины
- •Типы и параметры гидрогенераторов
- •Малые гэс
- •7. Геотермальная энергетика
- •7.1. Использование геотермальных ресурсов в мире
- •7.2. Геотермальные ресурсы России
- •7.3. Геотермальные энергетические технологии и оборудование России
- •1 Скважина; 2 бак-аккумулятор; 3 расширитель; 4 турбина; 5 генератор;
- •6 Градирня; 7 насос; 8 смешивающий конденсатор; 9, 10 насос
- •7.4. Российские бинарные энерготехнологии
- •7.4. Геотермальное теплоснабжение
- •7.5. Перспективы развития геотермальной энергетики России
- •7.6. Опытная геотермальная электростанция, основанная на цикле а.И.Калины
- •8. Ветроэнергетические установки
- •8.1. Состояние и перспективы развития мировой ветроэнергетики
- •8.2. Высотная ветроэнергетическая установка
- •8.3. Ветроэнергетика в заполярных условиях
- •Основные направления развития ветроэнергетики в заполярных условиях
- •Преимущества применения энергии ветра в заполярных и холодных климатических условиях
- •Специфика развития ветроэнергетики и эксплуатации вэу при холодном климате
- •Использование энергии ветра для отопления в условиях холодного и заполярного климата
- •Новая ветро-дизельная электрическая установка
- •9. Альтернативные способы получения электроэнергии
- •9.1. Магнитогидродинамическое преобразование энергии
- •2 Сопло; 3 мгд-генератор; 4 место конденсации щелочных металлов; 5 насос; 6 место ввода щелочных металлов
- •9.2. Термоэлектрические генераторы
- •9.3. Изотопная энергетика
- •9.4. Термоэмиссионные генераторы
- •1 Катод; 2 анод
- •9.5. Электрохимические генераторы
- •3 Электролит; 4 анод
- •9.6. Использование морских возобновляемых ресурсов
- •9.6.1. Приливные электростанции
- •Агрегаты пэс
- •9.6.2. Океанские гидроэлектростанции (огэс) на основе морских течений Физические основы работы огэс
- •9.6.3. Волновые электростанции
- •9.6.4. Использование тепловой энергии океана
- •9.7. Солнечная энергетика
- •9.7.1. Современное состояние солнечной энергетики
- •Типы циркуляционных и гравитационных гелиоустановок:
- •9.7.2.Разработка и внедрение первой в районе Сочи солнечно-топливной котельной
- •9.7.3. Разработка и испытания солнечно-топливной котельной в Краснодарском крае
- •9.7.4. Повышение эффективности преобразования солнечной энергии
- •Повышение числа часов использования установленной мощности сэс
- •Увеличение срока службы и снижение стоимости солнечной электростанции
- •9.8. Использование энергии термоядерных реакций
- •9.9. Комбинированные энергоустановки
- •9.10. Биоэнергетические установки
- •9.10.1. Вклад биотоплива в мировое производство энергии
- •9.10.2. Прямое сжигание
- •9.10.3. Пиролиз
- •Газификация биомассы
- •9.10.5. Виды топлив, получаемых из биомассы
- •9.10.6. Перспективы развития биоэнергетики России с использованием древесины
- •Прямое сжигание древесины Олонецкая теплостанция на древесных отходах
- •Разработчик и изготовитель котла на биотопливе
- •Принцип действия котла с колосниковой решеткой. Процесс горения и факторы, влияющие на него
- •Циркуляция воды в котле
- •Газогенераторные установки на древесине для получения тепловой и электрической энергии
- •9.11. Подземная газификация углей
- •9.14.1. Отечественный опыт подземной газификации угля
- •Подземная газификация угля в г. Красноярске
- •9.15. Тепловые насосы
- •9.15.1. Перспективы применения тепловых насосов
- •9.15.2. Тепловые насосы в системах малой энергетики
- •Заключение
- •Библиографический список к главе 1
- •К главе 2
- •К главе 3
- •К главе 4
- •К главе 5
- •К главе 6
- •К главе 7
- •К главе 8.
- •К главе 9
9.7.3. Разработка и испытания солнечно-топливной котельной в Краснодарском крае
Солнечно-топливные котельные в отличие от гелиоустановок горячего водоснабжения (ГВС) характеризуются большим КПД и меньшей удельной стоимостью монтажа и эксплуатации. В 2004 г. завершено сооружение 1-й очереди солнечно-топливной котельной в станице Старовеличковской Краснодарского края. Расчетный режим работы: апрель – октябрь. На кровле действующей котельной центральной районной больницы с двумя водогрейными котлами КС-1 общей установленной тепловой мощностью 2,32 МВт для обеспечения ГВС смонтирована гелиоустановка общей площадью 171,3 м2. Солнечные коллекторы (СК) – 190 шт. Ковровского механического завода (КМЗ) размещены на кровле котельной. Над существующей ветхой мягкой кровлей смонтирован усиленный деревянный каркас с покрытием из стального оцинкованного профилированного листа толщиной 0,8 мм. Металлоконструкции СК опираются на волны металлического покрытия с распределением нагрузок. Ориентация СК – южная, угол наклона над уровнем горизонта – 30°. По условиям гидравлики СК сгруппированы в блоки по пять–шесть коллекторов.. Схема гелиоустановки – одноконтурная.
В здании котельной установлены три теплоизолированных бака-аккумулятора вместимостью по 7 м3. Баки выполнены из обычной стали, антикоррозионное покрытие – двухкомпонентная краска КО-42Т (имеется разрешение санитарных органов на ее применение при температуре питьевой воды до 60 °С).
Баки обвязаны трубопроводами по параллельной схеме, что обеспечивает их попеременную работу. Циркуляция воды при этом обеспечивается двумя насосами ЦНЛ 32/100-1,1/2 (один – рабочий, другой – резервный) мощностью по 1,1 кВт. После 18 ч 00 мин при пасмурной погоде при необходимости вода подогревается теплоносителем котлов в пластинчатом теплообменнике, после чего данный бак используется для ГВС потребителей. В течение суток один-два бака работают с гелиоустановкой, из третьего осуществляется подача горячей воды потребителям.
Эксплуатационные испытания солнечно-топливной котельной проводились с июня по октябрь 2004 г. При испытаниях использовались стандартные приборы: комплект теплосчетчика (водомеры типа ВСТ, термодатчики Pt-lOO, тепловычислитель ВКТ-7), переносный расходомер типа «Акрон», контактный термометр. В результате испытаний установлено, что фактическая тепловая мощность гелиоустановки на 20 % выше расчетной. Подтверждены основные проектные характеристики. В режимах совместной работы гелиоустановки и нагрева воды теплоносителем от котлов не выявлено существенного уменьшения тепловой эффективности. Для обеспечения 100%-ной нагрузки ГВС в межотопительный период при реализации 2-й очереди реконструкции гелиоустановки необходимо установить 60 шт. СК КМЗ и один бак-аккумулятор вместимостью 7м3.
9.7.4. Повышение эффективности преобразования солнечной энергии
Максимальный КПД солнечных элементов (СЭ), выполненных на основе каскадных гетероструктур, достигнутый в лаборатории (фирма «Спектролаб», США), составляет 36,9 %, для СЭ из кремния – 24 %. Практически все заводы в России и за рубежом выпускают солнечные элементы с КПД 14 – 17 %. Фирма Sun Power Corp. (США) начала в 2003 г. производство солнечных элементов из кремния размером 125х125мм с КПД 20 %.
Новые технологии и материалы позволят в ближайшие пять лет увеличить КПД СЭ, выполняемых на основе каскадных гетероструктур, в лаборатории до 40, в производстве – до 26 – 30 %, КПД СЭ из кремния – в лаборатории до 28, в промышленности до 22 %.
В России и за рубежом разрабатывают новое поколение СЭ с предельным КПД до 93 %, применяя новые физические принципы, материалы и структуры. Основные усилия направлены на более полное использование всего спектра солнечного излучения и полной энергии фотонов по принципу: каждый фотон должен поглощаться в варизонном или каскадном полупроводнике с запрещенной зоной , ширина которой соответствует энергии этого фотона, что позволит на 47 % снизить потери в СЭ. Для этого разрабатываются СЭ:
– каскадные из полупроводников с запрещенной зоной, различной ширины;
– с запрещенной зоной переменной ширины;
– с примесными энергетическими уровнями в запрещенной зоне.
Другие подходы к повышению КПД СЭ связаны с использованием концентрированного солнечного излучения, созданием полимерных СЭ, а также наноструктур на основе кремния и фуллеренов.