Uch Производство электроэнергии
В настоящее время в нашей стране большая часть электроэнергии производится на мощных электростанциях, на которых в электрическую энергию преобразуется какой-либо другой вид энергии.
В зависимости от вида энергии, которая преобразуется в электрическую, различают три основных типа электростанций: тепловые, гидро- и атомные электростанции.
На тепловых электростанциях источником энергии служит топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания. Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (ТЭС).
На тепловых паротурбинных электростанциях (рис. 1) в паровых котлах 1 химическая энергия топлива превращается в энергию пара 2. В турбинах 3 энергия пара преобразуется в механическую, а затем в генераторе 4, имеющем общий вал с турбиной, превращается в электрическую. От генератора энергия направляется на шины распределительного устройства станции. Отработанный пар из турбины поступает в конденсатор 5, который охлаждается проточной водой 6, и конденсат 7 в виде горячей дистиллированной воды возвращается в котел. Такие станции принято называть тепловыми конденсационными станциями.
Тепловые конденсационные электростанции большой мощности обычно располагаются недалеко от источников топлива и крупных водоемов.
Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Причем большая часть энергии теряется вместе с горячим отработавшим паром. Специальные тепловые электростанции, так называемые теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), позволяют значительную часть энергии отработавшего пара использовать для отопления и технологических процессов в промышленных предприятиях, а также для бытовых нужд (отопление, горячее водоснабжение). В результате КПД ТЭЦ достигает 60-70%. В настоящее время в нашей стране ТЭЦ дают около 40% всей производимой электроэнергии.
На гидроэлектростанциях (ГЭС) энергия движущейся воды в гидротурбине превращается в механическую, а затем в генераторе преобразуется в электрическую (рис. 2. Цифрами обозначены: 1 — генератор; 2 — трансформатор; 3 — турбина; 4 — лопатки направляющего аппарата). Мощность станции зависит от создаваемой плотиной разности уровней воды (напора) и от массы воды, проходящей через турбины в секунду (расхода воды). Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.
На атомных электростанциях (АЭС) технология производства электрической энергии почти такая же, как и на ТЭС. Разница состоит в том, что на АЭС энергию для преобразования воды в пар дает ядерный реактор.
Кроме мощных электростанций, находящихся в районах сосредоточения энергетических ресурсов (полноводные реки, природные запасы энергии в виде дешевых углей, торфа и т. д.), имеется группа станций местного значения. Они располагаются в непосредственной близости к потребителям. К ним относятся ТЭЦ, станции промышленных предприятий, городские, сельскохозяйственные, ветровые, передвижные ит. д.
Использование электроэнергии
Главным потребителем электроэнергии в нашей стране является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии. На фабриках и заводах, в шахтах и рудниках электродвигатели приводят в движение станки и различные механизмы. Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используется для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и т. п.).
Исключительно важное значение имеет применение электрической энергии в сельском хозяйстве. Здесь электроэнергия используется для освещения, приведения в действие различных машин, а также аппаратов, применяемых для механической дойки, стрижки овец, пастеризации молока, приготовления кормов, на птицеводческих фермах и т. д. и т. п.
Современное строительство немыслимо без использования электроэнергии, прежде всего, для приведения в действие подъемных механизмов и для электросварки.
Крупным потребителем электрической энергии является транспорт: железнодорожный и городской (метро, троллейбус, трамвай).
Без электроэнергии не будет работать телефонная и телеграфная связь, радио, телевидение.
Электрическая энергия используется в автоматике и вычислительной технике. О применении электроэнергии для освещения жилищ, предприятий, учреждений, уличного освещения, а также в быту (электроплиты, холодильники, стиральные машины, пылесосы, электробритвы и другие электробытовые приборы) знает каждый.
Литература
Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Физика: Колебания и волны. 11 кл.: Учеб. для углубленного изучения физики. — М.: Дрофа, 2002. — С. 140-143.
Промышленное применение электроэнергии.
Одной из крупнейших проблем, решенных в рассматриваемый нами период, было получение и использование электроэнергии — новой энергетической основы промышленности и транспорта.
Переход к массовому, непрерывному и автоматизированному производству требовал перевода системы машин на новый двигатель. Им стал электропривод, (электромотор), обеспеченный соответствующей передачей электроэнергии от генератора.
Предпосылкой для решения этой технической проблемы стало изобретение итальянским физиком А. Пачинотти (1841 —1912) в I 1860 г. и независимо от него бельгийским мастером 3. Т. Граммом t (1826—1901) в 1869—1870 гг. динамо-машины, т. е. самовоз-буждающегося генератора постоянного тока. Именно благодаря конструкции, предложенной Граммом, изобретение получило распространение на практике.
Первые электрогенераторы были машинами небольшой мощности и разнообразной конструкции (генераторы Ф. Хельнера — Альтене-ка—1873 г., Т. А. Эдисона—1878 г. и др.). Коэффициент полез-ного действия (КПД) этих машин был невелик.
В начале 70-х гг. принцип обратимости электрических машин был уже хорошо известен. Эти машины могли использоваться и в качестве генератора, и в качестве двигателя.
В 70—80-х гг. генераторы постоянного тока были настолько усовершенствованы, что, по сути дела, приобрели основные чер-ты современных машин.
Другой предпосылкой стало осуществление передачи электро-энергии по проводам на значительные расстояния. Первую передачу электроэнергии на расстояние 1 км демонстрировал фран-цуз И. Фонтен в 1873 г.
Однако практического применения этот опыт не получил. Более того, сам Фонтен считал, что подобная передача энергии возможна только для незначительных мощностей и на небольшое расстояние.
Теоретические обоснования и основы расчета электропередач были сделаны в 1880 г. в работах Д. А. Лачинова (1842—1902) и французского ученого М. Депрё (1843—1918). Лачинов и Депре независимо друг от друга пришли к выводу о возможности и эко-номической целесообразности передачи электроэнергии на боль-шие расстояния при условии повышения напряжения. В 1882 г. Депре осуществил передачу электроэнергии по проводам на рас-стояние 57 км между Мюнхеном и Мисбахом. Получив финансовую поддержку банкира Ротшильда, Депре построил несколько линий электропередачи во Франции.
Дальнейшее развитие передачи электрической энергии на рас-стояние связано с именем М. О. Доливо-Добровольского, который в 1888 г. изобрел систему трехфазного переменного тока. В 1891 г. Доливо-Добровольский вместе с инженером Броуном органи-зовал передачу электроэнергии на расстояние 170 км от Лауфена-на-Некаре до Электротехнической выставки во Франкфурте-на-Майне. Это событие можно считать началом зарождения исполь-зования трехфазного тока, вызвавшего переворот в промышленности, транспорте и быту.
В 1892 г. электропередача трехфазного тока была осуществ-лена в Швейцарии и Германии, а в 1893—в США. Первая промыш-ленная установка трехфазного тока в России была построена в 1893 г. для Новороссийского элеватора.
Внедрение трехфазной передачи электроэнергии встретило со-противление в США — Эдисона, в Англии — Свинберна, в Австро-Венгрии— Дери, в Швейцарии — Броуна, специализировавшихся на выпуске машин и аппаратов постоянного, однофазного или двух-фазного переменного токов. Любопытно отметить, что намеченный Доливо-Добровольским в 1899 г. обобщающий доклад о преимущест-вах электропередачи трехфазного тока был запрещен правлением крупнейшего треста германской электротехнической промышлен-ности «АЭГ», как задевающий интересы этой фирмы.
Решение вопроса об электропередаче на значительные рассто-яния на основе практического использования системы трехфазного переменного тока позволило сконцентрировать производство элек-троэнергии на особых предприятиях — электростанциях, где в ка-честве первичных генераторов служили тепловые или водяные дви-гатели.
Следует заметить, что сооружение первых электрических стан-ций относится к концу 70— началу 80-х гг. Эти электростанции (блок-станции, как их тогда называли), производившие постоян-ный ток, могли обеспечить ограниченное число потребителей, ос-ветить небольшие районы города (см. подробнее в гл. 5). Имен-но в этом крылся недостаток использования постоянного тока.
В 80-х гг. начали строить электрические станции переменного тока, которые позволили расширить область применения электро-энергии. В 1884 г. в Англии была пущена первая электростан-ция переменного тока. В 1889 г. вблизи Портленда (США) была построена крупная гидростанция однофазного переменного тока мощностью 720 кВт.
В конце 90-х гг. для снабжения электроэнергией промышлен-ных районов и городов развернулось широкое сооружение районных электростанций, строившихся вблизи источников сырья или у рек.
Ожесточенная борьба развернулась вокруг огромных источников энергии Ниагарского водопада (США). Эдисон предлагал строи-тельство электростанций по производству постоянного тока. Вестингауз ратовал за сооружение гидростанций переменного тока. Добыв с помощью разведки чертеж генераторов переменного тока Вестингауза, Эдисон воспроизвел такой же и предложил сенату своего штата законопроект о запрещении переменного тока как необычайно опасного. Эдисон добился того, чтобы казнь на электри-ческом стуле проводилась только с помощью постоянного электри-ческого тока. Он развернул кампанию в газетах, где выставлял переменный ток противным человеческой природе, морали и библии, призывал не проводить в дома переменный ток. Но все было на-прасно. Несмотря на все попытки опорочить переменный ток, он стал широко использоваться для передачи электроэнергии на рас-стояние.
В 1896 г. вступила в строй первая районная гидроэлектро-станция на Ниагаре. На станции были установлены три турбины переменного тока по 5 тыс. л. с. каждая. Динамо-машины выраба-тывали ток в 2 тыс. В. Для передачи электроэнергии потребителю напряжение поднималось трансформаторами до 50 тыс. В. Электро-передача осуществлялась на расстояние до 550 км.
В начале столетия была открыта мощная гидроэлектростанции в Брузио (Швейцария) напряжением 7,7 тыс. В. После прохождения трехфазного тока через трансформаторы он повышался до 50 тыс. В и передавался на расстояние 400 км. I
Идеи сооружения гидроэлектростанций в России зародились 70-е гг. XIX в. Военный инженер Ф. А. Пироцкий с 1874 г. неоднократно предлагал использовать силу рек и водопадов, расположенных недалеки ко от Петербурга, для производства электроэнергии, могущей найти использование в столице. 1
В 1889 г. инженер В. Ф. Добротворский высказал идею строительства гидростанции для снабжения Петербурга электричеством!
В 1892 г. русский изобретатель Н. Н. Бенйрдос предложил проект постройки гидроэлектростанций на Неве мощностью «в десяток-другой тысяч сил». 1
В последующие годы в России были разработаны проекты комплексного использования рек Волхова (проект Г. О. Графтио — 1910 г.) и Волги (проект Г. М. Кржижановского—1913 г.) и сооружения на них гидроэлектростанций. Эти проекты были осуществлены только при Советской власти. 1
Первая промышленная гидроэлектростанция в России мощностью 300 кВт была построена в 1895—1896 гг. под руководством инженеров В. Н. Чиколева и Р. Э. Классона (1868—1926) для электро-снабжения Охтинского порохового завода в Петербурге. В 1899 г. были введены в эксплуатацию гидроэлектростанции на Бакинских нефтяных камнях и на кавказском курорте Боржоме. В 1903 г. бы-ла пущена электростанция «Белый уголь» в Ессентуках. В 1909 г. закончилось строительство крупнейшей в дореволюционной России Гиндукушской ГЭС мощностью 1350 кВт на реке Мургаб (ныне тер-ритория Туркменской ССР). В 1914 г. для электроснабжения Москвы в Богородске (ныне Ногинск) была построена самая крупная в мире теплоэлектростанция «Электропередача», работавшая на торфе.
В результате сооружения районных электростанций промышленные предприятия были избавлены от необходимости строить собст-венные мелкие электростанции или устанавливать свои электрогенераторы.
Электроэнергия производилась на государственных, городских (муниципальных), а также на частных электростанциях, причем ко-личество частных электростанций значительно превышало число государственных и городских. Так, по сведениям Русского техни-ческого общества в 1913 г. из 20 крупных были электростанций 16 были частными.
Электростанции производили электрический ток специально для продажи потребителям. Заводам и фабрикам стало выгоднее поку-пать электроэнергию и направлять ее к рабочим машинам, снабженным электроприводом, нежели производить ее на собственном пред-приятии. Претерпел изменения и электродвигатель. Вместо синхрон-ного двигателя со специальным возбудителем (или однофазного дви-гателя с дополнительным двигателем для разгона) был изобретен асинхронный трехфазный электродвигатель, который начинал вращаться сразу при включении напряжения. Заслуга в создании та-кого двигателя (1889 г.) принадлежит М. О.Доливо-Добровольскому.
В начале 90-х гг. XIX в. широкое распространение получили электрифицированные машины в горнодобывающей промышлен-ности, на металлургических заводах для производства проката и для загрузки мартеновских и доменных печей.
Стали создаваться электрометаллургическое и электрохимиче-ское производства, основанные на использовании электронагрева. В области производства цветных металлов большое значение имела постройка в США в 1884 г. братьями Коульс электрической печи промышленного значения для восстановления алюминия и полу-чения его сплавов.
Наряду с превращением электроэнергии в механическую для промышленных целей развитие энергетики позволило осуществить во всерастущих масштабах ее превращение в световую, звуковую, теп-ловую и, наконец, химическую энергию.
В США в результате концентрации и централизации монопольное значение приобрела фирма «Дженерал Электрик», которая основала ряд дочерних фирм в Европе.
В 1907 г. американский и германский гиганты электричества заключили договор о разделе сфер деятельности в глобальном масштабе. В частности, был установлен взаимный обмен изобре-тениями и опытами. Заводы обоих концернов вырабатывали самые различные электротехнические и иные товары: «. от кабелей и изолятора до автомобилей и летательных аппаратов».
Применение электроэнергии в различных областях промышлен-ности и в сфере быта произвело на современников такое же силь-ное впечатление, как освоение паровых машин в период промыш-ленного переворота.
Применение электрической энергии в промышленных технологиях
Технологические процессы в промышленности, связанные с затратой или выделением энергии, ее взаимными превращениями из одного вида в другой. Роль энергии в технологических процессах и ее рациональное использование. Применение нефти для получения топлива.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.09.2011 |
| Размер файла | 26,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт переподготовки и повышения квалификации
Контрольная работа
по дисциплине: Основы отраслевых технологий
Содержание
- Роль энергии в технологических процессах
- Рациональное использование энергии
- Нефтепродукты
- Список источников используемой литературы
Роль энергии в технологических процессах
Наиболее широкое практическое применение в промышленности имеют электрическая, ядерная, тепловая, химическая и другие виды энергии.
Электрическая энергия в промышленности применяется для получения механической энергии, для осуществления физических и механических процессов обработки материалов, дробления, измельчения, перемешивания, центрифугирования и т.д., для нагревания, проведения электрохимических реакций, использования электростатических явлений (осаждение пылей и туманов, электрокрекинг). Источником электрической энергии является энергия воды на гидростанциях (ГРЭС) и превращение тепловой энергии, полученной при сгорании топлива (тепловые электростанции — ТЭЦ) или в результате ядерных реакций (атомные электростанции — АЭС), в механическую, а затем механической в электрическую.
Всестороннее развитие народного хозяйства СССР требует дальнейшего развития электроэнергетики. Производство электроэнергии в 1985 г. составит 1550-1600 млрд. кВт *ч. Большое внимание уделяется электровооруженности труда, электрификации силовых и вспомогательных процессов, комплексной механизации и автоматизации производства, на осуществление которых предусмотрено использовать около 1/3 количества энергии, потребляемой всей промышленностью в целом. Современный период развития промышленности характеризуется всевозрастающим применением электроэнергии в электрофизических и электрохимических процессах, в электрометаллургии стали, ферросплавов, цветных металлов.
Весь дефицит топливно-энергетического баланса должен в перспективе покрываться за счет существенного расширения доли атомной энергетики. Мировые запасы ядерного горючего обладают энергией, превосходящей в десятки раз потенциальную энергию разведанных запасов угля, нефти и природного газа, вместе взятых. С целью экономии и правильного использования природного невозобновляемого горючего сырья необходимо интенсивно развивать атомную энергетику.
Атомные электростанции (АЭС) обладают высоким коэффициентом полезного действия и являются важными поставщиками электроэнергии. Так, например, при распаде 1 г урана-235 выделяется такое количество тепловой энергии, которое затем превращается в 1000 кВт *ч электроэнергии. Иными словами, при распаде 1 т урана-235 выделяется количество теплоты, эквивалентное сгоранию 300 000 т высококачественного каменного угля.
Большинство современных АЭС работает с реакторами на тепловых медленных нейтронах, использующих в качестве ядерного горючего дефицитный уран-235. В ядерных реакторах теплота, возникающая в результате деления ядер урана, нагревает жидкость, прокачиваемую через ураносодержащие тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ); тепловая энергия в турбинах превращается в механическую, а затем в электрическую. Наиболее высокой эффективностью отличаются реакторы-размножители, работающие на быстрых нейтронах и использующие наиболее доступное ядерное горючее уран-238. Строительство АЭС на быстрых нейтронах большой мощности — генеральная линия дальнейшего развития атомной энергетики в нашей стране.
Тепловая энергия, получаемая при сжигании топлива, широко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов (нагревания, плавления, выпарки, сушки, перегонки и т.д.), а также в качестве источника теплоты для проведения эндотермических реакций. В виде теплоносителей могут быть использованы топочные газы, водяной пар, перегретая вода, органические теплоносители, что обеспечивает равномерный обогрев, высокое качество получаемой промышленной продукции. Топливо широко применяется в энергетике для преобразования тепловой энергии в электрическую.
Химическая энергия, выделяющаяся в процессе экзотермических химических реакций, служит ценным источником теплоты для обогрева реагентов, используется для проведения эндотермических химических процессов. Например, в производстве аммиачной селитры теплота, выделяющаяся в результате экзотермической реакции, используется для выпаривания реакционной массы и ее кристаллизации.
Химическая энергия применяется в гальванических элементами аккумуляторах, где она преобразуется в электрическую. Эти химические источники энергии характеризуются высоким к. п. д.
Помимо невозобновляемых источников энергии (полезных ископаемых) существуют также возобновляемые ресурсы, которые имеют в настоящее время сравнительно небольшое применение. Это энергия ветра, течения воды рек, морских приливов, терминальная и геотермальная энергия (теплота подземных источников, морей и океанов).
Геотермальная энергия — это запасы теплоты, имеющейся в глубинах земли. Особенный практический интерес представляют горячие источники воды и пара (гейзеры). Они используются как для отопления, проведения высокотемпературных процессов, так и для производства электроэнергии.
Ветер как носитель кинетической энергии используется человеком уже многие века (парусный флот, ветряные мельницы). В Советском Союзе созданы и применяются ветродвигатели для сельскохозяйственных работ, подъема и перекачки воды.
Энергия рек широко используется в производстве электроэнергии в СССР и странах, богатых гидроресурсами. Например, в Норвегии гидроэлектроэнергия составляет 99,7% в энергетическом балансе, а во Франции и Италии она соответственно равна 50 и 58%.
Энергия морских приливов есть разновидность гидроэнергии водного потока. Морские приливы обладают огромной энергией, зависящей от высоты приливной волны, которая достигает 10-20 м. Мировой технический потенциал морских приливов составляет около 500 млн. т условного топлива в год. В нашей стране представляет интерес использование этого источника энергии для районов побережья Баренцева, Белого и Охотского морей. Сделаны первые исследования на пути к практическому использованию этого источника энергии.
Световая (и фото-) энергия приобретает все большее значение в промышленности, используется при создании фотоэлементов, фотоэлектрических датчиков, автоматов и т.д., а также для реализации большого числа фотохимических процессов в химической технологии. Перспективным источником энергии является энергия Солнца. Благодаря атомным реакциям синтеза ядер водорода и углеводорода Солнце излучает в мировое пространство колоссальное количество световой и тепловой энергии. Человечество уже давно применяло тепловую энергию солнечных лучей. В настоящее время широко известно применение солнечных батарей на космических кораблях. Солнечную тепловую энергию целесообразно применять в южных районах для промышленных и бытовых целей (плавление металлов в солнечных печах, кипячение воды, нагревание жидкостей и др.).
Рациональное использование энергии
Снижение энергоемкости и материалоемкости продукции становится важным критерием научно-технического уровня производства. Критерием экономического использования служит коэффициент использования энергии (к. и. э.), который выражается отношением количества энергии, теоретически необходимого на производство этой продукции, к фактически затраченному.
Тепловой к. п. д. процесса является частным случаем коэффициента использования энергии. Во многих производствах к. и. э. еще довольно низок и не превышает 40-60%. Например, к. и. э. паротурбинных электростанций составляет около 40%, а тепловой к. и. э процесса обжига известняка составляет только 65% и т.д. поэтому проблема рационального использования энергии, уменьшение потерь теплоты в окружающую среду, использование так называемых вторичных энергетических ресурсов играет важную роль в промышленности.
На многих промышленных предприятиях широко используется теплота отходящих газов и газообразных и жидких продуктов реакции, которая может быть утилизирована в теплообменникам — рекуператорах, камерах — регенераторах и котлах — экономайзерах. В ряде производств используется отходящий пар после его применения для нагрева реакционных аппаратов. Вторичные энергетические ресурсы могут быть использованы для подогрева сырья, сушки, выпаривания, дистилляция, горячего водоснабжения, отопления и различных производственных нужд. Например, в сернокислотном производстве используется теплота обжиговых газов, в технологических процессах производства соды, цемента главным источником вторичных энергоресурсов являются отходящие дымовые газы и т.д. Расход электрической энергии, например, в электрохимических производствах снижается устранением омических потерь в контактах и токопроводящих шинах, уменьшением сопротивления электролита за счет повышения его электропроводимости и сокращения расстояния между электродами, а снижение расхода электроэнергии в электрометаллургических процессах достигается повышением количества электродов и улучшением конструкций печей.
В ряде химико-технологических процессов величина потерь аппаратами в окружающую среду достигает 10-15% от общего количества затраченной теплоты. Эти потери уменьшают тепловой изоляцией аппаратуры, ее конструктивным оформлением и выбором таких габаритов, которые обеспечивает минимальную поверхность теплоотдачи в окружающую среду.
Утилизация вторичных энергоресурсов и устранение потерь теплоты ведут к снижению себестоимости продукции, сокращению капитальных затрат в энергетические отрасли и обеспечивают экономия топлива в народном хозяйстве. В современных условиях нельзя рассматривать топливо только как источник тепловой энергии, так как оно является также ценнейшим сырьем химической промышленности. Комплексное энергохимическое использование топлива служит основой его рационального применения в народном хозяйстве.
промышленная технология электрическая энергия
Сбережение теплоты и энергии является важнейшей государственной задачей. Достижение этой цели должно быть обеспечено проведением целого комплекса энергосберегающих мероприятий. Одним из важнейших направлений в технологии является создание малоемких производств за счет применения эффективных катализаторов, ультразвука, магнитного поля, вакуума и других прогрессивных методов интенсификации технологических процессов.
Нефтепродукты
Нефть применяется в основном для получения топлива высокой эффективности. Его удельная теплота сгорания составляет 34…42 МДж/кг, т.е. на 10…20% выше, чем лучших сортов угля, себестоимость добычи нефти в пересчете на условное топливо в 3,5 раза ниже, а производительность труда в 9 раз выше, чем при добыче угля.
Из нефти вырабатывают смазочные и специальные масла широкого ассортимента, битумы, парафин и восковые составы, сажу, кокс для электродов. Все эти продукты находят широкое применение в машиностроении, химической, легкой и других отраслях промышленности, а также в строительстве.
Особое значение как сырье для промышленности нефтехимического синтеза имеют продукты переработки нефти. Из них получают пластические массы, синтетические волокна, каучук, моющие средства, ядохимикаты, красители, лекарственные препараты. Перспективным является использование отходов нефтепереработки для биохимического синтеза белков и некоторых заменителей пищевых продуктов.
Переработкой нефти получают продукты более 10 тыс. наименований. По объему потребления наибольшую значимость для народного хозяйства имеет искусственное жидкое топливо (карбюраторное, дизельное, котельное, реактивное и др.), смазочные масла и консистентные смазки.
Карбюраторное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с зажиганием от электрической искры. Основной показатель — детонационная стойкость, оцениваемая октановым числом, изменяющимся от 0 до 100. Октановое число определяется процентным содержанием малосклонного к детонации изооктана по сравнению с присутствующим в топливе нормальным гептаном, сгорающим со взрывом и вызывающим преждевременный износ двигателя.
Поскольку детонационная стойкость изооктана условно принята за 100 единиц, а Н-гептана — за 0, качество топлива тем лучше, чем больше в нем изооктана и, следовательно, чем выше октановое число. Автомобильные бензины имеют октановое число 66, 72, 93, 95 и 98; авиационные — 70, 91, 95, 100; тракторный бензин — 40 и 45; тракторный лигроин — 54. Повышение октанового числа достигается использованием более совершенных приемов каталитического крекинга, риформинга, алкилирования и изомеризации нефтяных фракций, увеличением содержания ароматических углеводородов, а также добавлением к бензину тетраэтилсвинца, а к воздушно-бензиновой смеси — воды или водно-спиртовых растворов в капельно-жидком виде.
Дизельное топливо используется в поршневых двигателях дизеля, воспламеняется от сжатия, необходимая температура воспламенения 550-600 С 0 . Основной показатель воспламеняемости — цетановое число, характеризующее склонность дизельного топлива к воспламенению. Цетановое число определяют по эталонной смеси сравнением легко воспламеняющегося цетана и трудно воспламеняющегося а-метилнафталина. Чем больше цетановое число, т.е. чем больше в топливе парафинов и меньше ароматических соединений, тем выше качество дизельного топлива. Для тихоходных двигателей (с числом оборотов менее 1000 1/мин) используются соляровые масла с цетановым числом меньше 40, для быстроходных — с цетановым числом от 40 до 50. В дизельных топливах всех марок, так же как и в карбюраторных, строго регламентируется кислотность, щелочность, а также содержание серы и влаги, поскольку они сокращают срок службы двигателя.
Котельное топливо используют в паровых котлах, электростанциях, парогенераторных и котельных установках, промышленных (например, мартеновских) печах. К этому виду топлива относятся мазуты (продукты прямой перегонки нефти), жидкие продукты переработки каменных углей и горючих сланцев, гудроны.
Реактивное топливо применяется в реактивных и газотурбинных двигателях, получают его из нефти фракционной перегонкой. В основном это керосины, содержащие бензиновые и утяжеленные фракции и различные присадки. Присадки ускоряют отстаивание механических примесей, увеличивают термическую стабильность, усиливают смазывающие и ослабляют абразивные свойства продуктов сгорания.
Смазочные масла получают перегонкой мазута под вакуумом; применяются они во всех движущихся деталях для уменьшения трения и отвода теплоты. Лучшее сырье — малосмолистые и малопарафинистые нефти. Но назначению классифицируются на моторные, индустриальные, турбинные, компрессорные, цилиндровые, трансмиссионные и т.д., а по температуре застывания — на летние и зимние. На основе смазочных масел готовят несмазочные композиции, предназначенные для передачи импульса давления и гидроприводах и тормозных системах. Тщательно очищенная узкая фракция некоторых масляных дистиллятов используется в электротехнике для заполнения масляных трансформаторов, выключателей, реостатов. Применяемое для этих целей трансформаторное масло является хорошим диэлектриком и теплоотводящей средой.
Консистентные смазки получают добавлением к смазочным маслам загустителей (мыла, церезина, сульфидов, силикатов). Это улучшает их вязкостно-температурные свойства и делает пригодными к применению в случаях, когда обычная жидкая смазка не может быть использована из-за особых условий работы и конструкции узла трения. Так, антифрикционные консистентные смазки применяют для уменьшения трения и износа, защитные — для предохранения металлических деталей от коррозии, уплотнительные — для герметизации различных соединений. Введением специальных присадок таким смазкам дополнительно придают повышенную стойкость к агрессивным средам, высоким и низким температурам, влаге и т.д.
Список источников используемой литературы
1. Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн.2: Учеб. Пособие (ГРИФ) / Т.Г. Ахметов, Р.Т. Порфирьева и др.; Под ред. Т.Г. Ахметова. — М.: «Высшая школа», 2005.533 с.
2. Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн.1: Учеб. Пособие/ Т.Г. Ахметов, Р.Т. Порфирьева и др.; Под ред. Т.Г. Ахметова. — М.: «высшая школа», 2005. — 688 с.
3. Аверченков В.И., Горленко О.А. Технология машиностроения: Учеб. Пособие (ГРИФ). — 2-е изд., перерб. и доп. — М.: ИНФРА-М, 2006. — 288 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Классификация и физические свойства нефти и нефтепродуктов, ограниченность их ресурсов. Проблема рационального использования нефти: углубление уровня ее переработки, снижение удельного расхода топлива на производство тепловой и электрической энергии.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 05.09.2011
Классификация ферментаторов по способу подвода энергии. Классификация реакторов по конструктивным признакам и по организации перемешивания. Характеристика аппаратов с подводом энергии через газовую фазу и реакторов с комбинированным подводом энергии.
шпаргалка [2,3 M], добавлен 23.05.2009
Происхождение нефти, главные периоды знакомства с ней человека и этапы освоения как источника топлива и энергии. Особенности становления и современное состояние нефтяной промышленности в России. Правовые основы развития данной отрасли в ХП-ХIХ вв.
учебное пособие [64,9 K], добавлен 17.01.2010
Нефть как один из основных и практически безальтернативных источников энергии. Коммерческая добыча и переработка нефти в России. Первое письменное упоминание о получении нефти в шестнадцатом веке. Рост и упадок советской нефтяной промышленности.
реферат [21,2 K], добавлен 05.11.2014
Технология производства тепловой энергии в котельных. Выбор методов и средств измерения технологических параметров и их сравнительная характеристика. Физико-химические свойства природных газов. Схема автоматического контроля технологических параметров.
курсовая работа [43,7 K], добавлен 10.04.2011
Экономия энергии, ресурсосбережение в промышленности. Характеристика метрологического и информационного обеспечения. Условия эксплуатации объекта автоматизации, характеристика окружающей среда. Экономия топлива за счет снижения удельного расхода топлива.
отчет по практике [256,6 K], добавлен 25.04.2009
Описание процесса подготовки твердого топлива для камерного сжигания. Создание технологической схемы производства энергии и тепла. Проведение расчетов материального и теплового баланса котлоагрегата. Методы очистки дымовых газов от оксидов серы и азота.
История.ру
Станки, приводимые в действие электродвигателями. Фотография. Конец XIX в.
В последней четверти XIX в. капитализм вступал в монополистическую стадию с характерным для нее резким обострением неравномерности развития производительных сил, огромными возможностями количественного и качественного роста техники и еще большими возможностями искусственного сдерживания технического прогресса.
Переход капитализма в стадию империализма ознаменовался колоссальным возрастанием международных экономических связей.
Все более глубокое проникновение капитализма во все уголки земного шара, колониальные захваты, использование новых сырьевых районов и рынков сбыта вызвали усиленное строительство железных дорог и парового флота, прокладку каналов и тоннелей, возведение громадных мостов, промышленных сооружений и зданий общественного назначения (вокзалов, торговых помещений и пр.).
Войны за передел мира стимулировали быстрое развитие военного дела, совершенствование и всемерное расширение производства вооружений.
Удовлетворение нужд тяжелой промышленности, транспорта, строительства и военной промышленности потребовало создания новых, высокопроизводительных методов получения стали, увеличения выплавки цветных металлов и добычи полезных ископаемых (топлива и руды), становления и развития химического производства, освоения выпуска многих новых типов промышленного оборудования и последовательной замены единичного производства серийным и массовым производством в различных отраслях машиностроения.
Центральный паровой привод, на протяжении почти столетия остававшийся энергетической основой промышленности, стал вытесняться электроприводом, применение которого открывало широкие перспективы дальнейшего совершенствования машинной индустрии.
Тяжелая промышленность приобретала первенствующее значение, определяя величину экономического и военного потенциала соответствующих государств, их господствующее или подчиненное положение.
Ускоренное поступательное движение техники не могло совершаться без последовательно нараставшего использования результатов научных исследований. Простой практический опыт, бывший часто достаточным для решения технических задач в начале столетия, постепенно дополнялся теоретическим осмысливанием производственных процессов и точным инженерным расчетом.
Математика все шире проникала в прикладные науки; новые открытия в различных областях естествознания все более ощутимо воздействовали на развитие ведущих отраслей промышленности.
Так, результаты изучения природы электричества явились теоретической основой электротехники, сделав возможным применение электроэнергии в системах связи, в приводных устройствах рабочих машин и во многих технологических процессах металлургических, машиностроительных и химических предприятий (плавка, рафинирование и сварка металлов, изготовление металлопокрытий, промышленное получение водорода, хлора и пр.).
Достижения органической и неорганической химии определили возникновение и расширение заводского производства искусственного волокна, синтетического жидкого топлива, пластических масс и т. п. Успехи механики способствовали коренным улучшениям в практике конструирования машинного оборудования и инженерных сооружений, совершенствованию баллистики и авиации.
В тесной связи с развитием техники совершало в этот период громадный качественный скачок и естествознание. Появились новые средства выполнения экспериментальных исследований, возникали и решались новые сложнейшие теоретические проблемы, шла последовательная дифференциация отдельных областей научных знаний на все более узкие специальные отрасли, и одновременно происходила своеобразная интеграция, при которой обособленно развивавшиеся науки связывались между собой пограничными дисциплинами (физическая химия — на границе физики и химии, биохимия — на стыке химии и биологии, астрофизика, геохимия).
Усилился контакт между учеными различных стран, позволивший принимать согласованные решения. Образовались постоянно действующие организации — международное бюро весов и мер (1875 г.), международная геодезическая ассоциация (1896 г.), международная ассоциация академий (1900 г.); в 1912 г. в Париже было учреждено международное бюро времени.
В огромном комплексе исследовательских работ этого периода определились три основные направления: исследование строения веществ, изучение проблемы энергии и создание новой физической картины мира.
Во многом подготовленные работами предшествующего периода и побуждаемые требованиями материального производства научные исследования в каждом из этих направлений привели к крупнейшим открытиям (обнаружение явлений радиоактивности, выявление сложной структуры атома, превращаемости химических элементов и др.), которые не укладывались в рамки господствовавших тогда механистических представлений о материи.
Коренной ломке прежних представлений сопутствовало становление новых принципов, составивших основу современных воззрений в ведущих областях естественных наук.
Однако ни техника, ни естествознание не развивались беспрепятственно и равномерно. Получение максимальных прибылей было в условиях монополистического капитализма главнейшим критерием для отбора и производственного применения изобретений и технических усовершенствований.
Последовательное сосредоточение исследовательской и изобретательской деятельности в лабораториях, институтах и проектно-конструкторских бюро, финансируемых промышленными объединениями, ставило под контроль этих объединений огромную армию исследователей, изобретателей и конструкторов, определяло всю направленность и последующее использование их работ.
Многие широкие общетехнические и народнохозяйственные мероприятия, вполне доступные для решения благодаря огромным успехам технической мысли, тормозились или даже срывались этими монополистическими объединениями. Любая временная стабилизация монопольных цен и глубокие кризисы перепроизводства отрицательно сказывались на техническом прогрессе, тормозя его и усиливая неравномерность и односторонность его развития.
Вне сферы совершенствования техники намеренно оставлялись колониальные и зависимые страны. Разрыв между быстрым прогрессом Европы и Соединенных Штатов Америки и огромной технической отсталостью эксплуатируемых стран Азии и Африки становился все более разительным.
Развитие естествознания сдерживали механистические и метафизические концепции, распространенные среди многих ученых того времени и оказавшиеся несостоятельными для истолкования и обобщения революционизирующих открытий конца XIX—начала XX в. Прогрессу естественно-научных знаний были противопоставлены ложные, идеалистические философские выводы об относительности человеческого знания, об «исчезновении» материи и т. п.
Одной из крупнейших технических проблем, решенных в рассматриваемый период, было получение и использование электроэнергии — новой энергетической основы промышленности и транспорта. Первой предпосылкой для этого явилось изобретение динамомашины (3. Т. Грамм в 1870 г., Ф. Хефнер-Альтенек в 1873 г. и др.)и установление возможности ее использования не только как генератора электроэнергии, но и и как двигателя, превращающего электрическую энергию в механическую. Другую крайне важную предпосылку составило осуществление передачи электроэнергии по проводам на значительные расстояния.
Успешное решение этой задачи к началу 90-х годов (работы М. Депре, Д. А. Лачинова и особенно работы М.О. Доливо-Добровольского в области практического использования наиболее экономичной и технически эффективной системы трехфазного переменного тока) позволило сосредоточить производство электроэнергии на особых предприятиях — электростанциях.
Промышленные предприятия избавлялись, таким образом, от необходимости сооружения собственных энергетических станций. Оказалось возможным получать электроэнергию извне и направлять ее к рабочим машинам, снабженным электроприводом, вначале общим для всего машинного комплекса (от одного электродвигателя посредством трансмиссионных установок), позднее — групповым (с несколькими двигателями, обслуживающими соответственно небольшие группы машин) и, наконец, индивидуальным (с отдельными двигателями для каждой рабочей машины).
С введением электродвигателей увеличились рабочие скорости станков, повысилась производительность и открылись широкие перспективы последующей автоматизации промышленного оборудования.