Продолжение № 61

или подана смывными аппаратами в золовые каналы, а по ним в багерную насосную. В каналы же непосредственно поступает пульпа из-под мокрых золоуловителей.

Зола и шлак оседают на золоотвале, а осветленная вода направляется на электростанцию для повторного использования( оборотная схема водоснабжения гидрозолоудаления).

Прямоточная схемасо сбросом осветленной воды в водоемы может применяться только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санэпиднадзора. Для выдачи шлака потребителям предусматриваются гидравлические системы с намывом шлака в бурты или расходные отвалы. Чтобы сократить потребление воды на золоудаление, зола из-под сухих золоуловителей удаляется в промежуточный бункер с помощью аэрожелобов с пневмоподьемниками, вакуумными системами с вакуум-насосами или паровыми эжекторами, низконапорными трубными системами с вентиляторами и воздуходувками.

Из промежуточного бункера зола подается на склад сухой золы или в каналы гидрозолоудаления. Золовые каналы выполняют с уклоном 1% и с первоначальным заглублением 400-700 мм. Багерные насосные станции располагают в котельном отделении. Шлакозоловые подземные каналы выполняются высотой 1,8 м. Пульпопроводы от багерной насосной до золоотвалов выполняют из стальных труб с толщиной стенки 10-15 мм. Зола и шлак транспортируются на золоотвал гидравлическим способом с использованием багерных насосов и эрлифтов или сухогрузным транспортом. Для осветления воды золоотвалов до состояния позволяющего использовать ее в оборотном водоснабжении системы ГЗУ ТЭС на золоотвалах устраивают отстойные пруды.

№ 62

Солнечная энергия, ее характеристики. Солнечные энергетические установки, солнечные электростанции

Характеристика солнечной радиации.

Количество энергии излучения солнца во всем диапазоне длин волн, получаемой в единицу времени единичной площадкой, перпендикулярной солнечным лучам, вне земной атмосферы на среднем расстоянии между Землей и Солнцем, называется солнечной постоянной. Ее значениеJ₀=1353 Вт/м². Так как расстояние до Солнца меняется, то эффективная солнечная постояннаяI(учет сезонных колебаний):

, где n- порядковый номер дня.

При прохождении через атмосферу мощность солнечной радиации ослабляется за счет процессов поглощения и рассеяния пылью, аэрозолями и молекулами газов, входящих в состав воздуха. Распределение глобального потока солнечной радиации по поверхности земного шара крайне неравномерно. Количество солнечной энергии, поступающей за год на 1 м² поверхности Земли, изменяется приблизительно от 3000 МДж/м² на севере, до 8000 МДж/м² в наиболее широких, пустынных местах. Среднегодовая плотность потока солнечного излучения составляет 210-250 Вт/м² в субтропических областях и пустынях: 130-120 Вт/м², в центральной части России и 80-130 Вт/м² на севере России.

Пиковая мощность потока солнечной энергии достигает 1 кВт/м². Суммарная мощность солнечной радиации I=I_в+I_d, достигающей поверхности Земли складывается из прямой I_в и диффузной (рассеянной) I_d,. Прямая солнечная радиация представляет собой пучок почти параллельных лучей, не имеющих своего направления при прохождении через атмосферу, что позволяет использовать для ее концентрации зеркальные и линзовые концентраторы. Диффузная солнечная радиация поступает на поверхность Земли с разных направлений и классические методы концентрации к ней не применимы. Для рассеянного излучения в общем потоке солнечной радиации зависит от географических и климатических факторов и изменяется в течение года, так в Киеве она 0,4 (июль) ¸ 0,75 (декабрь); Москва 0,55 ¸ 0,8; Ташкент 0,2 ¸ 0,5.

Солнечное излучение у верхней границы атмосферы примерно соответствует излучение абсолютно черного тела с температурой 5900 К (поверхность Солнца) и включает в себя ультрафиолетовое излучение (λ=0,2-0,4мкм), видимое (λ=0,4-0,78мкм) и инфракрасное с более длинными волнами (λ>0,78 мкм). Максимум интенсивности излучения приходится на длину волны 0,5 мкм (зелёный цвет).

Годовой поток солнечного излучения на территории России изменяется в широких пределах. На 1 м² горизонтальной поверхности на северных островах и северо-востоке Сибири за год поступает 550 ¸ 830 кВт×ч, на европейской части России и Сибири 830 ¸ 1100 кВт×ч, в южных районах Украины, Молдавии, Поволжья, Сибири и Дальнего Востока 1100 ¸ 1380 кВт/ч, в Заволжье и Средней Азии 1400 ¸ 1600, в пустынных районах Туркмении > 2000 кВт×ч.

В районах, благоприятных для использования солнечной энергии, проживает около 130 млн. человек, в том числе более 60 млн. в сельской местности. В центральной части России за летнее полугодие, когда теплопотребление минимально, на Землю поступает 2/3 всего годового количества солнечной энергии, а в июле приход солнечной энергии в 5-10 раз больше, чем в декабре.

Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, использована в химических и биологических процессах. Солнечные установки находят применение в системах отопления и охлаждения жилых и общественных зданий, в технологических процессах. Они используются для получения горячей воды, опреснения морской и минерализованной воды, для сушки материалов, сельхозпродуктов и т.п.

Солнечные коллекторы.

Плоский солнечный коллектор представляет собой теплообменник, предназначенный для нагрева жидкости или газа за счет энергии излучения Солнца. Область применения солнечных коллекторов – системы отопления жилых и производственных зданий, системы кондиционирования, горячего водоснабжения, а также паросиловые установки (энерго) с низкокипящим рабочим телом.

Эффективность коллектора определяется его оптическим и тепловым к.п.д. Оптический к.п.д. показывает, какая часть солнечной радиации достигнет поверхности остекления коллектора, оказывается поглощенной абсорбирующей черной поверхностью и учитывает потери энергии, связанные с отличием от единицы коэффициента пропускания стекла и коэффициента поглощения абсорбирующей поверхности. Для коллектора с однослойным остеклением: , где- произведение коэффициента пропусканиястекла на коэффициент поглощенияабсорбирующий излучение поверхности при нормальном падении солнечных лучей.

Если угол падения лучей отличается от прямого, вводится поправочный коэффициент , учитывающий увеличение потерь на отражение от стекла и поглощающей поверхности. Тогда оптический к.п.д. с учетом угла падения лучей: , где .

Кроме этих потерь, в любом коллекторе присутствуют потери теплоты в окружающую среду , которые учитываютсятепловым к.п.д., который равен отношению количества полезной теплоты , отведенной от коллектора за определенное время, к количеству энергии излучения, поступающей к нему от Солнца за то же время:

, где

- площадь апертуры коллектора, в стерадианах;

- плотность потока солнечной радиации.

Оптический и тепловой к.п.д. коллектора связан соотношением: .

Тепловые потери характеризуются полным коэффициентом потерь: , где

- температура черной поглощающей поверхности;

- температура окружающей среды.

Величина может считаться постоянной. Тогда, подставив, формула для к.п.д. приводится к виду:

.

Тепловой к.п.д. также может быть записан через среднюю температуру протекающего через него теплоносителя:

, где

- средняя температура теплоносителя;

- параметр, называемый «эффективностью коллектора» и характеризующий эффективность переноса теплоты от поверхности, поглощающей солнечную радиацию, и теплоносителю, он зависит от конденсации коллектора и равен 0,8-0,9 – для плоских воздушных коллекторов, 0,9-0,95 – для плоских жидкостных коллекторов, 0,95-1,0 – для вакуумных коллекторов.

Плоские солнечные коллекторы обычно используют в системах, где уровень нагрева теплоносителя не превышает 80 ^оС. В том случае, когда необходим нагрев до более высоких температур, используют вакуумные коллекторы.

В вакуумном коллекторе объем, в котором находится черная поверхность, поглощающая солнечную радиацию, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет значительно уменьшить теплопотери в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции. Потери на излучение подавляются селективными покрытиями. Теплоноситель в вакуумном коллекторе можно нагреть до 120-150 ^оС.

В плоском коллекторе площадь окна равна площади лучепоглощающей поверхности и поэтому плотность лучистого потока не увеличивается. При использовании концентраторов, т.е. оптических устройств типа зеркал или линз, достигается повышение плотности потока солнечной энергии. Это имеет место в фокусирующих коллекторах, требующих специального механизма слежения за Солнцем. Зеркала – плоские, параболоидные или параболоцилиндрические изготовляют из тонкого металлического листа или фольги или других материалов с высокой отражательной способностью; линзы из стекла или прозрачных пластмасс. Фокусирующие коллекторы обычно применяют там, где требуются высокие температуры (солнечные электростанции, печи, кухни и т.д.). В системах теплоснабжения зданий фокусирующие коллекторы не используются.

С

истемы солнечного теплоснабжения. Нагретый в коллекторе теплоноситель может быть использован в системах отопления, горячего водоснабжения и для технических нужд.

а) Схема по принципу термосифона: бак с водой выше коллектора, нагретая вода в верхнюю часть бака-аккумулятора БА, а холодная вода вытесняется снизу. ДИ – дублирующий источник теплоты, К – коллектор. Системы горячего водоснабжения по этой схеме достаточно простые и получили широкое распространение.

б) Схема с принудительной циркуляцией с помощью насоса. Насос включается автоматически, как только разность температур в верхней части коллектора и в нижней части бака достигает заданного значения. Бак может быть ниже коллектора.