Инновации в топливно-энергетическом комплексе
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
сть данного вида возобновляемого источника энергии. С экологической точки зрения с производством биотоплива не все ясно. Увеличение посевов кукурузы, основного сырья для биоэтанола в США, приводит к осушению ряда территорий, так как кукуруза забирает много влаги из почвы.
В России только недавно начали развивать биоэнергетику. В 2008 г. был создан Федеральный центр развития биоэнергетики по поручению Президента Российской Федерации от 04.03.2008 г. №Пр-347, поручению Правительства Российской Федерации от 06.03.2008 г. №Пр-834 и Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 11.08.2008 г. №АС-13/4789 на базе Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (ГНУ ВИМ) Россельхозакадемии.
Российским центром развития биоэнергетики был проведен частичный мониторинг по развитию биоэнергетики в Российской Федерации. Исходя из анализа ситуации в регионах, можно сделать вывод, что она позитивна. Уже десятки хозяйств локально начинают использовать технологии, связанные с использованием биотоплива как альтернативу традиционным видам топлива.
Наиболее перспективным для России считается производство твердого биотоплива, так как в качестве сырья используются отходы сельскохозяйственного и лесоперерабатывающего производств. Это связано, прежде всего, с состоянием сельскохозяйственного рынка. Невозможно использовать сахарный тростник, а цены на кукурузу высоки. Традиционные культуры, такие как ячмень, пшеница, рожь, уступают по своим энергетически характеристикам.
В мире широко идут дискуссии по использованию таких источников как геотермальная энергия и энергия приливов. Данные виды энергии можно использовать только при определенных географических условиях. Наиболее благоприятным регионом для геотермальной энергетики является Камчатка и Курильские острова. Там уже ведется строительство геотермальных станций.
Приливная энергетика может развиваться только в прибрежных районах с высокой амплитудой приливов / отливов. В России с 1968 г. действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. В советское время был разработан проект ПЭС мощностью до 87 ГВт, наиболее благоприятным местом возведения, которой является Пенжинская губа в Охотском море.
3. Водоугольное топливо
.1 Характеристика и методы использования
Водоугольное топливо является нетрадиционным источником энергии и представляет собой мелкодисперсную смесь (суспензию) измельчённого угля, воды и стабилизирующей добавки (пластификатора):
ВУТ = Уголь (60%…70%) + Вода (29%…39%) + Пластификатор (1%)
По физическим свойствам водоугольное топливо близко к мазуту, используемому в котельных, поэтому ВУТ может быть использовано для выработки тепла и электричества на газовых, мазутных и угольных ТЭС аналогично газу и мазуту. Физико-химические свойства ВУТ позволяют достичь эффективности сжигания топлива не ниже 98%.
Водоугольное топливо обладает рядом преимуществ таких, как:
полное сгорание капель ВУТ из мелко измельчённого угля повышает эффективность используемого топлива и снижает выбросы вредных газов в атмосферу по сравнению с мазутом и углём;
водоугольное топливо взрыво и пожаробезопасно;
стабильное горение жидкого ВУТ даёт возможность установки паровых турбогенераторов для выработки электроэнергии, схожих с турбогенераторами, использующими мазут в качестве источника энергии;
для хранения водоугольного топлива требуется нагрев ёмкостей только до температуры 7-10 градусов Цельсия, в то время как для мазута - около 70 градусов;
водоугольное топливо может быть приготовлено с использованием воды, загрязнённой органикой, смолами, нефтепродуктами и другими отходами с полной очисткой возвратной воды от этих компонент и утилизацией вредных веществ;
зола, получаемая в результате сгорания ВУТ, является готовым продуктом для производства строительных материалов;
водоугольное топливо производится не только из каменного угля и угольного шлама, но и из бурого угля и торфа.
К недостаткам можно отнести снижение теплоты сгорания на 900 кДж/кг из-за дополнительного количества влаги по сравнению с сухим углем, но это компенсируется за счет увеличения объема сгораемой массы топлива.
Водоугольное топливо является альтернативой использования традиционного мазута и угля на теплоэлектростанциях. Модернизация оборудования под использование водоугольного топлива возможна во всех котельных, использующих мазут, газ или уголь. ВУТ можно сжигать в большинстве существующих (действующих) паровых и водогрейных котлов: ДКВР, ДЕ, КЕ, БКЗ-50-40ГМ, БКЗ-35-40ГМ, БКЗ-75-40ГМ и др. В большинстве случаев используется факельное или вихревое сжигание.
В некоторых случаях, для более эффективного использования преимуществ водоугольного топлива, требуется изменение внутренней геометрии котла. Производимые изменения позволяют использовать вихревое горение, при котором происходит стабилизация горения и воспламенения за счёт подачи горячих продуктов горения в корень факела, что не просто позволяет использовать водоугольное топливо, но и увеличить КПД котла при работе на мазуте (в случае перехода с ВУТ на мазут в качестве резервного топлива). Помимо факельного (в том числе вихревого) горения имеется значительный опыт одноступенчатого сжигания водоугольного топлива в кипящем слое, что эффективно для котлов малой мощности