Основы энерго- и ресурсосбережения. Традиционные источники энергии (300,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 621.311.16(075.8) К 846 Рецензенты: В. И. Жуков, канд. техн. наук, доцент М. В. Попов, канд. техн. наук для студентов, обучающихся по направлению бакалавриата 18.03.02 – Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии Работа подготовлена на кафедре химии и химической технологии К 846 Крутский Ю. Л. Основы энерго- и ресурсосбережения. Традиционные источISBN 978-5-7782-4656-0 В работе представлены сведения об источниках энергии, принципиальных ники энергии: учебное пособие / Ю. Л. Крутский, А. Г. Баннов, Т. С. Гудыма. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2022. – 130 с. энерготехнологических схемах производства энергии и осуществления технологических процессов, вторичных энергоресурсах, парниковом эффекте и его возможных отрицательных последствиях, оптимальном использовании первичных двигателей, мероприятиях по снижению энергопотребления в энергоемких отраслях промышленности, эксергетическому анализу энергетических и энерготехнологических установок и некоторым пассивным методам экономии энергии. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии для углубленного изучения дисциплины «Основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии». Может быть полезно также специалистам в области энерго- и ресурсосбережения в процессах химической технологии, тепло- и энергоснабжения предприятий. УДК 621.311.16(075.8) ISBN 978-5-7782-4656-0  Крутский Ю. Л., Гудыма Т. С., Баннов А. Г., 2022  Новосибирский государственный технический университет, 2022 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 6 1. ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ................................................................................... 9 1.1. Потребности человечества в энергии ........................................................ 9 1.2. Невозобновляемые источники энергии ................................................... 10 1.2.1. Понятие о топливе и классификация топлив ............................... 11 1.2.2. Состав и теплотехнические характеристики органических топлив ............................................................................................. 11 1.2.3. Теплота сгорания топлива, понятие об условном топливе ........ 14 1.2.4. Характеристика отдельных видов органических топлив ........... 15 1.2.4.1. Твердое топливо .............................................................. 15 1.2.4.2. Жидкое топливо ............................................................... 17 1.2.4.3. Газообразное топливо ..................................................... 18 1.2.5. Ядерное топливо ................................................................. 20 1.3. Возобновляемые источники энергии ....................................................... 20 1.3.1. Солнечная энергия ......................................................................... 20 1.3.2. Гидроэнергия .................................................................................. 21 1.3.3. Энергия ветра ................................................................................. 22 1.3.4. Энергия волн .................................................................................. 24 1.3.5. Энергия приливов .......................................................................... 25 1.3.6. Гидротермальная энергия ............................................................. 25 2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ .......................................................................... 27 2.1. Понятие энерготехнологии ....................................................................... 27 2.2. Энерготехнологические схемы использования топлива ........................ 28 3

Стр.3

2.2.1. Энерготехнологическая схема использования газообразного топлива ................................................................................... 28 2.2.3. Энерготехнологическая схема использования твердого топлива ........................................................................................... 30 3. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ....................... 31 3.1. Внедрение теплоэнерготехнологии в химическую технологию ........... 31 3.2. Энерготехнологическая схема в производстве азотной кислоты ......... 35 3.3. Энерготехнологическая схема в обжиге колчедана при производстве серной кислоты ............................................................................ 36 4. ВТОРИЧНЫЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ .................................................................. 37 4.1. Горючие (топливные) ВЭР ....................................................................... 38 4.3. ВЭР избыточного давления ...................................................................... 41 5. ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ И РОСТ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ .................... 42 5.1. Сущность парникового эффекта .............................................................. 42 5.2. Степень потепления и его возможные последствия............................... 43 5.3. Стратегия борьбы с парниковым эффектом ........................................... 45 6. ОПТИМАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ................................................................................................... 48 6.1. Общие сведения о паровых и газовых турбинах .................................... 48 6.2. Паротурбинные установки ....................................................................... 50 6.2.1. Назначение и классификация котлоагрегатов ............................. 50 6.2.2. Общее устройство и принцип работы котельной установки ........ 51 6.2.3. Котлы-утилизаторы ....................................................................... 53 6.2.4. Циклы паротурбинных установок ................................................ 54 6.2.4.1. Прямой цикл Карно ......................................................... 54 6.2.4.2. Циклы Карно и Ренкина насыщенного водяного пара ................................................................................... 57 6.2.4.3. Цикл Ренкина на перегретом паре ................................. 59 6.2.5. Теплофикация ................................................................................ 62 6.3. Газотурбинные установки ........................................................................ 64 6.3.1. Цикл газотурбинной установки .................................................... 64 6.3.2. Возможные пути повышения КПД газотурбинной установки ........................................................................................ 66 4

Стр.4

6.4. Парогазовая установка .............................................................................. 68 6.5. Теплосиловая установка с фреоновой паровой турбиной ..................... 69 6.6. Теплосиловые установки с бинарным циклом ....................................... 71 6.7. Повышение эффективности стационарных двигателей внутреннего сгорания ............................................................................................. 72 7. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ РАСХОДА ЭНЕРГИИ В НЕКОТОРЫХ ЭНЕРГОЕМКИХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ .................................................................................... 74 7.1. Мероприятия по снижению энергопотребления в производстве стали ........................................................................................................... 75 7.2. Мероприятия по снижению энергопотребления в производстве алюминия ................................................................................................... 81 7.3. Мероприятия по снижению энерго- и ресурсопотребления в химической промышленности ............................................................... 83 7.4. Мероприятия по снижению энергопотребления в нефтеперерабатывающей промышленности ................................................................ 85 8. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК .................................................................................................... 90 8.1. Обратимые и необратимые процессы ..................................................... 90 8.2. Обратимость и производство работы ...................................................... 95 8.3. Применение эксергетического метода в анализе эффективности тепловых установок ................................................................................. 104 8.3.1. Необратимость в реальных циклах теплосиловых установок ....... 104 8.3.2. Анализ цикла Ренкина с учетом потерь от необратимости ..... 106 8.4. Анализ и оптимизация энергохимико-технологических систем (ЭХТС) ...................................................................................................... 108 8.4.1. Структурный анализ и декомпозиция ЭХТС ............................ 109 8.4.2. Термодинамический анализ ........................................................ 113 8.4.3. Термодинамическая оптимизация .............................................. 121 8.4.4. Эксергетическая технико-экономическая оптимизация ........... 122 9. ПАССИВНЫЕ МЕТОДЫ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГИИ. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ........................................................................................ 124 Библиографический список ................................................................................ 128 5

Стр.5