Теплотехника Учеб. для вузов А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др (943465), страница 57
Текст из файла (страница 57)
В выхлопных газах ДВС содержатся твердый углерод (сажа), который является адсорбеитом токсичных, в точ числе канцерогенных веществ, оксиды азота (чО„углеводороды С„Н„, оксид углерода СО и альдегиды, а при работе на этилированном бензине — и крайне токсичные соединения свинца. Содержание указанных соединений в выхлопных газах зависит от типа двигателя, его состояния и регулировки, режима работы, применяемого топлива и др. Например, содержание (чО„в отработавших газах дизелей и карбюраторных двигателей практически одинаково (до 2,5 г/м'), в то время как выброс СО в карбюраторных двигателях (до 14 г/м') а 4 раза выше, а С„Н,„(до 1,4 гумз) в 2 раза ниже, чем в дизелях Сажа, углеводороды, оксид углерода и альдегиды образуются в результате неполного сгорания топлива, связанного либо с недостатком кислорода в рабочей смеси, либо с плохим смесеобразованием.
Первое особенно характерно для бензиновых двигателей, когда карбюратор вырабатывает богатую смесь на режимах холостого хода и торможения. Лизели всегда работают со значительным избытком воздуха, поэтому выброс СО у них невелик, зато в отработавших га. зах много углеводородов, и особенно сажи, обусловливающих дымность газов. В различных странах мира введены стандарты на выделение двигателями токсичных веществ. Например, согласно ГОСТ 17.2.2.03 — 77 содержание оксида углерода в отработавших газах бензнно- вых двигателей не должно превь шать 1,5 — 2 Я на минимальных обо( отах, В ближайшее время следует ожидать расширения номенклатуры нормир емых вредностей в отработавших газах, и пре. жде всего канцерогенных веществ.
Совершенствование рабочего п)оцесса и конструкции ДВС направлен( прежде всего на качественную подготовку рабочей смеси, равномерное распределение ее по цилиндрам и полное ежи~ ание. Так, в последнее время появилось регулирование карбюратора по парам. трам отработавших газов с помощью электронных компьютеров.
Все более широкое примененге находят устройства для нейтрализации токсичных компонентов в вып) скной системе двигателя, тем более ч о их можно применить на действующем парке машин. Наибольшее распростр: пение получает каталитическое «дожи~завез отработавших газов, обеспечив;ющее высоиую степень нейтрализаци~ СО и С„Н„.
Сегодня на нашей планете имеется свыше 400 млн. автомобилей, их число постоянно растет и, по прсгнозу, к 2000 г. достигнет 700 млн. е,гиниц. В связи с возрастающим потребтеннем горючего из нефти, запасы которой ограничены, сейчас ведется интенсианьш поиск заменителей нефтяного топлиьа, которое к тому же сильно загрязняет среду обитания человека. Хорошие перспективы с точки зрения снижения загрязнения окружающ~ й среды имеет газовое топливо: пропаг-бутановая смесь, получаемая при нейтепереработке, и сжижеиные при(одные газы.
Газовоздушная смесь сгорает в цилиндре двигателя более полно, чем бензиновоздушная, и при этом об)азуется меньше вредных веществ, в частности оксида углерода. Газовое топливо не требует радикальной переделки конструкции дьигателя, в требует лишь его дооборуд звания специальной аппаратурой. Запа: газа в сжижениом или сжатом состояг ии находится на автомобиле в специ ~льных баллонах, размещаемых обычно ~ од кузовом.
183 Контрольные зидичи Глава двадцать вторая ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ 184 Большой интерес представляет еще одна разновидность газового топлива— водород, получение которого пака обходится довольно дорого. В СССР проходят опытную проверку двигатели, в которых осуществляется добавка небольшога (постоянного на всех режимах) количества водорода к бензиновоздушной смеси. Содержание в отработавших газах токсичных веществ при этом резко уменьшается, особенно на частичных нагрузках и на холостом ходу. В то же время мощность двигателя не падает столь заметно, как при работе только на вадородовоздушной смеси, на которой ее снижение составит 15 — 20 о4. Спирты как заменители бензина известны давно, их применяли, когда ухудшалось снабжение нефтепродуктами Спирты этиловый (этанол) и метиловый (метанол) обладают высоким октаиовым числом (90.- 94).
У них более высокая, чем у бензина, теплота парообразования, что затрудняет запуск двигателя в холодную погоду. В то же время продукты сгорания спирта содержат значительно меньше оксидов азота и углеводородов, в том числе основного каицерогеиа— бензапирена, дают меньше отложений нагара на деталях двигателя. Бразилия, богатая растительным сырьем, еще полвека назад широко использовала в автомоторах спирт, получаемый брожением растительной массы, 22.1.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Электрической станцией называется энергетическая установка, служащая длн преобразования природной энергии в электрическую Наиболее распространены тепловые электрические станции (ТЭС), использующие тепловую энергию, выделнемую при сжигании органи- подвергнутой сначала гидролизу. В основном в дела идут отходы ат переработки сахарного тростника и маниока. Сейчас большинство бразильских автомобилей ходит на бензине с добавкой 20 ио спирта, а вскоре надеютси совсем отказатьсн ат бензина (250 тыс. автомобилей, выпущенных в 1980 г., рассчитаны на спиртовое горючее). Индонезия танже намечает к 1990 г. перевести свои автомобили на спирт. Если этиловый спирт нетоксичен, то метанол, как и этилированный бензин, сильный яд. Эта обстоятельство следует принимать во внимание при оценке перспектив его применения.
21.1 Определить минимально необходимую степень сжатия х в ДВС, жопы топливо, впрыснутое в пилиндр н конке хода сжатия, воспламенилось Температура воспламенения хонлнва 960 К, температура воздуха перед схсагием 300 К, сжатие считать вдиабатным. Каково будет давление в конке сжатия, если начальное давление составляет 92 кПах 21.2. Определить работу расширения, полученную в цилиндре ДВС в результате сгорания 2 г бензина, если продукты сгорания расширяются по полнтропе н = 1,27 от 3 до 0,3 МПа при начальной температуре 2100 "С Состав продуктов сгорания (по массе), прнходншнйся иа 1 кг бензина: СОх=3,136 кг; Нс= 1,306 кг, Ы = 12,61 кг, О, =ПД4 кг.
чесната топлива (твердого, жидкого, га. зообразного). На тепловых электрических станциях электроэнергия вырабатывается вращающимся генератором, имеющим привод от теплового двигателя, чаще всего паровой, реже - газовой турбины. Менее распространены (в основном в удаленных районах) дизельные электростанции. Коэффициент полезного действия современных ТЭС с паровыми турбинами достигает 40;4, с газовыми турбинами — не превышает 34 о<<в На ТЭС с паротурбинным приводом возможно использование любого вида топлива; газо- турбинные станции пока используют только жидкое и газообразное.
Однако паровая турбина не столь маневренна, как газовая. Дело в том, что давление пара, подаваемого в турбину, высокое— до 23,5 МПа и корпус турбины для обеспечения прочности очень массивен. Это не позволяет быстро и равномерно прогре<ь паровук< турбину прн пуске. Газовые турбины работают при давлениях рабочего тела не более ! МПа, их корпус много тоньше, прогрев осуществляется быстрее. Поэтому газотурбинные агрегаты на ТЭС рассматриваются в перспективе как пиковые — . для обеспечения выработки электроэнергии при кратковременном увеличении в ее потребности— для снятии пиков электрической нагрузки.
Появившиеся в 50-е годы нашего века атомные электростанции (АЭС) также имеют паротурбинный привод электрогенератора и отличаются от традиционных ТЭС лишь типом котла (парогенератора) По виду отпускаемой энергии паротурбинные ТЭС на органическом топливе подразделяются на конденсадионные электрические станции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭП). На КЭС установлены турбоагрегаты конденсацианного типа, они производят только электроэнергию. ТЭП отпускают вне<пним потребителям электрическую и тепловую энергию с паром или горячей водой. Поскольку ТЭП связана с предприятием или жилым районом трубопроводами пара нли горячей воды, а их чрезмерное удлинение вызывает повышенные теплопотери, станция этого типа обычно располагается непосредственно на предприятии, в жилом массиве или вблизи ннх. КЭС связывают с потребителями только линии электропередачи, поэтому она может находиться вдали от потребителя, например, вблизи места добычи топлива.
Крупные КЭС, обеспечивающие электроэнергией целые промышленные районы, называютси ГРЭС (го<ударственные районные электростанции), их мощность составляет до 2/3 всей электрической мощности ТЭС нашей страны. Это - крупные станции Нап! имер, мощность Рефтинской ГРЭС на Урале составляет 3800 МВт, станции К; иско. Ачинского топливно-энергетич< ского комплекса будут по 6000 МВт. Ко< плексы котел — турбина — электрогенератор крупных ТЭС, работающие практ<чески автономно, называются энергобло<амн 22.2. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВНЯ Н ТЕПЛОВАЯ СХЕМА пАРОтз<РБнннОЙ кОнденсАНИОППОЙ ТЭС (КЭС) Основой технологического пр<цесса паротурбинной ТЭС является терм( динамический цикл Репнина для перегретого пара (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
