|
| |
|
Главная -> Экология
Тепловой насос для нефтяников. Переработка и вывоз строительного мусораЕ.И.Андреев, д.т.н., проф., в.н.с. НИЦ 26 ЦНИИ МО РФ, Санкт-Петербург Традиционно считают, что горит топливо, которое наделено свыше данным свойством – теплотворной способностью топлива. По ней делают расчет мощности тепловыделения при горении и взрыве (быстром горении). Со времен Лавуазье (1773 г.) горение отождествляют с химической реакцией окисления топлива. Из этих посылок следуют и соответствующие методы оптимизации процессов горения, как по экономии топлива, так и по экологии, связанной с вредностью продуктов горения. Для оптимизации применяют различные катализаторы, топливораспыливающие устройства, регуляторы соотношения топливо – воздух, присадки к топливу и т.п. Все эти меры позволяют экономить до 5–10% топлива, что соизмеримо с погрешностью измерений. Снижается и содержание вредности в продуктах сгорания, за исключением углекислого газа, а также теплоты уходящих газов – до 60–70% и более от теплотворной способности топлива. Однако известно, что окислитель – чистый кислород взрывается в присутствии следов углеводородов (топливо, смазочное масло, органические прокладки). Огромная мощность взрыва никак не соответствует теплотворной способности тех микрограммов «следов», например масла, которые этот взрыв вызвали. Более того, кислород взрывается вообще при отсутствии углеводородов, например, от резкого удара, взрыва ВВ, облучения и т.п. Эти факты показывают, что горит не топливо, а окислитель – кислород, а топливо как бы и вообще не нужно. В соответствии с изложенными фактами и известными физическими явлениями разработан механизм горения. Кратко, он состоит в том, что в плазме (пламени) имеющий отрицательный заряд электрон электродинамически взаимодействует с положительным ионом (атомом) кислорода, вырывая с его поверхности мелкие положительно заряженные частицы. Вылетая с большой скоростью, эти частицы отдают кинетическую энергию плазме, нагревая ее, и удаляются в виде фотонов света. За счет убывших частиц атом кислорода приобретает дефект (дефицит) массы, который составляет примерно одну миллионную долю процента. Столь незначительная убыль позволяет сохранить кислороду своих химические свойства и восполняется в природных условиях. Как видно, согласно современным нетрадиционным представлениям обычное горение является атомным процессом частичного распада (расщепления) кислорода. Топливо при горении является донором (поставщиком) свободных электронов в плазму. По окончании процесса энерговыделения исходные продукты, образовавшие плазму, превращаются в продукты горения – окислы. Таким образом, окисление является не причиной и сутью процесса горения топлива, а его следствием. Из физического механизма горения следуют, кроме указанных выше, другие меры оптимизации, позволяющие выполнять разрушение (катализ – по-гречески) молекул кислорода на атомы и свободные электроны. Это достигается обработкой воздуха магнитным, электрическим и световым потоками. Разработаны и опробованы несколько типов приборов для этой цели, которые (вместе со способом горения) запатентованы. Оптимизаторы позволяют снизить расход топлива, например, в двигателях внутреннего сгорания, в два и более раз, а в перспективе вообще отказаться от топлива. В таких автотермических («бестопливных») режимах горения в качестве атомного горючего целесообразно использовать общедоступные вещества – воздух и воду. При этом, как видно на примере обычного горения, экология не страдает. Более того, в связи с исключением топлива, в продуктах горения вовсе не будет вредных окислов. Для дальнейшей доработки оптимизаторов до промышленных образцов необходимо продолжить работы по оснащению ими двигателей внутреннего и внешнего сгорания, а также – горелок и камер сгорания котельных агрегатов, газотурбинных установок электростанций и транспортных средств, в том числе самолетов. Установки естественной энергетики Двигатели внутреннего и внешнего сгорания. Карбюраторные, эжекторные и дизельные ДВС, двигатели Стирлинга и двигатели других типов могут быть переведены на воздушный бестопливный цикл путем их оснащения соответствующими приборами без изменения конструкции ДВС. Эта работа является перспективной, так как в настоящее время промышленность выпускает 2,5 миллиона ДВС в год, а в эксплуатации одновременно находятся более 10 миллионов ДВС. Перевод их на воздушный бестопливный цикл позволит улучшить эффективность использования и экологическую обстановку на Земле в целом. Газотурбинные установки (ГТУ). Поскольку камеры сгорания ДВС по принципу не отличаются от камер сгорания ГТУ, то последние также могут быть переведены на воздушный бестопливный цикл. При этом следует отметить особую возможность существенного увеличения дальности полета самолетов в связи с исключением необходимости в дозаправках топливом и уменьшением полетного веса на величину веса топлива. Котельные установки. Горелки и камеры сгорания котлоагрегатов на теплоэлектростанциях и отопительных котельных также могут быть переоборудованы на воздушный бестопливный цикл как ДВС и ГТУ. Тысячи котельных перестанут загрязнять атмосферу и нуждаться в топливе. Люди получат свет и тепло бесперебойно в нужном количестве в любых, в том числе, в самых отдаленных районах. От персональных компьютеров и транспортных средств – к персональным энергоустановкам. С переводом энергетики на воздушный или бестопливный цикл появляется возможность создания персональных энергетических бестопливных машин (ЭМБ). Действительно, ЭВМ разрабогтаны и существуют давно, но только с появлением персональных ЭВМ началось их широкое и массовое распространение в мире. Отсутствие необходимости в топливе и повсеместная доступность воздуха создает необходимые условия для изготовления персональных ЭМБ для дома, для семьи, вырабатывающих электрическую и тепловую энергию. Отпадает необходимость в сложных и дорогостоящих электро- и теплосетях, других сооружениях. Как быть с ядерной энергетикой? Экологическая опасность традиционной ядерной энергетики не вызывает никакого сомнения. Поэтому ее нужно «сворачивать» как можно скорее, пока не поздно. Чрезмерный распад традиционно ядерного топлива представляет смертельную опасность для человечества. В естественной же энергетике пользуются только теми дарами (щадящий распад), которые нам милостиво разрешает природа. Только тогда незначительный дефицит массы восполняется в природных условиях, и только тогда соблюдается экология. Что касается термоядерной энергии, теория показывает, что энерговыделение при синтезе вещества примерно на 20 порядков меньше, чем при его расщеплении на элементарные частицы. Выделяющаяся при синтезе энергия является энергией частичного расщепления атомов при их взаимном сближении и «склеивании» в молекулы продуктов реакции. То есть «энергии синтеза» вообще нет в природе. Энергетика и оружие, ТЭК и ВПК. Продавать другим странам орудия убийства людей – безнравственно. К тому же проданное на сторону оружие может быть повернуто против страны – производителя и продавца. Наверное, лучше высокий промышленный и научно-технический потенциал ВПК направить на скорейшее освоение и массовое распространение установок естественной энергетики. Эта «золотая жила» не оставит без работы и дохода ни ТЭК, ни ВПК. Технический прогресс и развитие мировой цивилизации Социальные аспекты энергетики. В мире большое количество ученых, инженеров, специалистов, изобретателей, практиков, мелких и крупных предприятий и организаций локально решают тактические задачи совершенствования и развития энергетики. Однако отсутствие внятной теории и кризис классической физики до сего времени не позволили добиться успеха в этом деле. Неуклонно и все быстрее ощущается приближение энергетического кризиса, в основе которого лежит топливная проблема Земли – проблема исчерпаемости запасов органического и ядерного топлива, а также отрицательного воздействия традиционной энергетики на природу и людей, вплоть до возможности исчезновения цивилизации. Социальные последствия традиционной энергетики. • Энергетический голод вследствие исчерпания запасов топлива. • Природные катастрофы в связи с потеплением климата. • Атомные аварии с радиоактивным заражением местности. • Загрязнение атмосферы, изменение ее газового состава. • Электромагнитные и радиоизлучения, убивающие живую и неживую природу. • Возможность исчезновения цивилизации. • Уязвимость централизованной энергетики для террористов и техногенных катастроф. В отличие от специалистов, совершенствующих частные вопросы традиционной науки или усиливающих ее математизацию, на основе современных представлений науки, в частности, гиперчастотной физики были разработаны разработаны теоретические основы естественной энергетики, в которой используются природные процессы энергообмена без расходования органического и ядерного топлива в его обычном понимании. Успешно проведены широкомасштабные натурные опытно-конструкторские работы, в частности, на автомобильных двигателях, подтвердившие экологическую и экономическую эффективность новых энергетических технологий на базе естественной энергии. Перспективы естественной энергетики. • Исключение негативных последствий традиционной энергетики. • Сохранение естественных природных условий. • Возможность стационарного заселения Севера и Антарктиды благодаря получению тепла и энергии на месте проживания. • Развитие новых видов транспорта. • Появление новых видов информационной связи. • Излечение болезней энергетическими методами. • Трансмутация химических элементов, искусственное создание необходимых веществ. • Искусственная пища, жилище, одежда. • Сокращение и исключение войн. • Приближение новой культурной цивилизации. • Децентрализация энергетики и, в связи с этим, ее неуязвимость для террористов и техногенных катастроф. С учетом современного состояния общества и энергетики на основе новых экономически и экологически эффективных технологий использования естественных энергетических процессов природы, развертывания интенсивного промышленного освоения и производства установок естественной энергетики, объединенными, в том числе, международными, усилиями всего общества в течении ближайших 20-30 лет возможно практически решить топливную проблему Земли. Литература: 1. Андреев Е.И. и др. «Естественная энергетика» – СПб, изд. «Нестор», 2000 г. 2. Андреев Е.И. и др. «Естественная энергетика-2» – СПб, изд. «Невская жемчужина», 2002 г. 3. Андреев Е.И. «Естественная энергетика-3» – СПб, изд. «Невская жемчужина», 2003 г.
Салимов Марат В системах отопления с использованиемприродных низкотемпературных источниковтепла применяются тепловые насосы. Принципдействия теплового насоса известен ужеболее 100- лет. Тепловой насос осуществляетпередачу энергии от природного источникатепла с низкой температурой (реки иливодоема) к потребителю с высокойтемпературой (дом, теп лица и т.п.), то естьнаперекор закону теплопередачи. Дляпередачи низкотемпературного теплаиспользуется низкокипящий теплоносительтипа фреона или аммиака, которые способныкипеть в испарителе при температуреокружающей среды (воды или воздуха). Обычная температура воды рек и водоемовсоставляет 4-20°С. Пары теплоносителя изиспарителя всасываются компрессором исжимаются до высокого давления. При, сжатиив компрессоре температура паров повышается,что создает возможность передачи тепла кпотребителю. Сжатые и нагретые парытеплоносителя попадают в конденсатор, вкотором и происходит выделение энергии (тепла)при конденсации паров теплоносителя.Выделившееся тепло (70-90°С) отводится водойили воздухом. Из конденсатора сжиженныйтеплоноситель через, регулирующий вентиль (дросселирующийклапан) поступает обратно в испаритель, гденагревается до кипения теплом воды. Приэтом, естественно, вода охлаждается, и этотхолод также можно использовать. Такимобразом осуществляется круговаяциркуляция теплоносителя в тепловом насосес перекачкой природного тепла на полезныецели и одновременным получением холода. Тепловые насосы бывают компрессионные,абсорбционные и термоэлектрические.Последние два типа здесь нерассматриваются, так как наибольшеераспространение получили компрессионные,тепловые насосы. Ближайшим их аналогомявляется бытовой кондиционер,вырабатывающий холод на полезные цели ивыбрасывающий тепло на улицу. Тепловыенасосы применяют в виде специальноизготовленных комплексных агрегатов или ввиде отдельных узлов, требующихдополнительного монтажа. Сам теплонасосныйагрегат представляет собой серийныйтранспортабельный и готовый к подключениютепловой насос с замкнутой циркуляциейфреона или аммиака (в установках большоймощности). Имеется устройство для приводакомпрессора, система управления, ипредохранения от аварии. К основным частям насоса относитсяиспаритель, который служит для отбора теплаиз окружающей среды и в которомтеплоноситель из жидкости превращается впар. Испаритель конструктивно выполнен ввиде кожухотрубного, змеевикового,регистрового или пластинчатоготеплообменника. Конденсаторы в тепловыхнасосах служат для передачи тепла сжатых инагретых паров теплоносителя к потребителюнепосредственно (с помощью воздуха) или спомощью промежуточной водяной системыотопления. Конструктивно конденсаторывыполняют кожухотрубчатыми. При этом водасистемы отопления поступает внутрь труб, апары фреона идут по межтрубномупространству. Сжиженный фреон отводитсяснизу. Тепловые насосные установки, какуказывалось выше, осуществляют полный циклциркуляции теплоносителя и включают привод,приборы автоматического регулирования изащиты. Наибольшее распространениеполучили компрессионные, тепловые насосы сэлектрическими двигателями. Тепловыенасосы с мощностью до 5 кВт используются дляобогрева бытовок, малых сушилок и нагреваводы для хозяйственных целей. Для обогревазданий и сооружений используют болеемощные насосные установки. Например, дляотопления теплиц необходима мощность 1500кВт и более. На Казанском компрессорномзаводе изготавливали специальныетеплонасосные установки стурбокомпрессорами. Они работают сдвухступенчатым расширением ипромежуточным отсосом паров фреона.Мощность плавно регулируется до уровня 30% спомощью пневмоавтоматики. Техническая характеристикатурботеплового насоса ТХТМ-2000 Казанскогокомпрессорного завода приведена ниже: Тепловая мощность при температуреконденсации фреона 70°С и температурекипения 4°С - 2209 кВт Мощность привода компрессора при 4°/70°С ичастоте вращения 11000 об/мин - 860 кВт Коэффициент преобразования при этихпараметрах - 2,57 Частота вращения электродвигателя - 3000 об/мин Теплоноситель - Фреон-12 Температура конденсации фреона до - 72°С Температура испарения фреона - 1-10°С ' Температура выходящей из испарителя воды- 8°С Температура воды на выходе изконденсатора - 48°С Воду, выходящую из конденсатора стемпературой 48°С можно использовать дляотопления теплиц. Для уменьшениякапитальных затрат необходимоиспользовать холодную воду с температурой 8°Сдля охлаждения готовой продукции вовощехранилищах. Тогда коэффициентпреобразования возрастет с 2,57 до 4,5, то естькаждый киловатт электроэнергии,затраченный на привод компрессорапреобразуется в 4,5 киловатта энергии , теплав теплице и холода в овощехранилище. Еслииспользовать 1200 кВт энергии на отоплениетеплиц и 800 кВт на хоз.нужды, то с помощьютурботеплового насоса ТХТМ-2000 можнообеспечит работу теплицы с размерами 20x12x2,3метра. Технические характеристики такой теплицыследующие: Температура воды в системе отопления, навходе - 43°С Температура воды в системе отопления, навыходе - 38°С Температура воды в холодильникаховощехранилища - 8°С Температура воды на полив растений - 20°С Суммарное значение коэффициентапреобразования энергии при параллельномиспользовании тепла и холода - 4,5. Среднее время амортизации капитальныхзатрат по сравнению с отоплением теплицжидким топливом 0,3 года. Капитальные затраты уменьшаются еще больше,если использовать сбросовоетеплоэлектростанций (например, ЗаинскойГРЭС) или тепло отходящих продуктов (нефти иводы) системы подготовки нефти на промыслах,то есть когда температура теплоисточникасоставляет не 1-10°, а 35-45°С. При использовании теплонасосных установокдля отопления теплиц требования к системеавтоматического регулирования температурысущественно ниже, чем при отоплении зданий,что также удешевляет предлагаемоепредложение. Как указывалось выше, для отоплениятеплицы с размерами 2,3x12x24 м необходиматепловая мощность 1200 кВт, то есть тепловыепотери одного пункта подготовки нефти,утилизируемые с помощью теплонасосныхустановок, могут быть использованы дляобогрева четырех стандартных теплиц.
Модернизация котельной в пушкине. Новая страница 1. Рынок энергоаудита. Автономные или централизованные системы отопления и теплоснабжения. Энергосберегающие лампы – помощь. Главная -> Экология 
|