տուն » Բիզնես գաղափարներ » օրգանական վառելիք. Հեղուկ վառելիք և դրա բնութագրերը Վառելիքի դասակարգումն ըստ արտադրության եղանակի

օրգանական վառելիք. Հեղուկ վառելիք և դրա բնութագրերը Վառելիքի դասակարգումն ըստ արտադրության եղանակի

Վառելիք- Սրանք այրվող նյութեր են, որոնք այրման ժամանակ զգալի քանակությամբ ջերմություն են թողնում, որն ուղղակիորեն օգտագործվում է. տեխնոլոգիական գործընթացներկամ վերածվել էներգիայի այլ ձևերի: Դրանք ներառում են օրգանական ծագման օգտակար հանածոներ՝ ածուխ, այրվող գազեր, նավթի թերթաքար, նավթ, տորֆ, ինչպես նաև փայտի և բույսերի թափոններ:

Միջուկային էներգետիկայում օգտագործվում է միջուկային վառելիք հասկացությունը- նյութ, որի միջուկները բաժանվում են նեյտրոնների ազդեցության տակ, մինչդեռ էներգիան ազատվում է հիմնականում միջուկների և նեյտրոնների տրոհման բեկորների կինետիկ էներգիայի տեսքով:

Սովորական քիմիական վառելիք, ի տարբերություն միջուկայինի, կոչվում է օրգանական, և այն ներկայումս ջերմության հիմնական աղբյուրն է.

Վառելիքների ջերմային բնութագրերը վերլուծելու, գազերի բաղադրությունը որոշելու և այլ հաշվարկներ կատարելու համար անհրաժեշտ է իմանալ յուրաքանչյուր տեսակի վառելիքի քիմիական կառուցվածքը։ Պինդ և հեղուկ վառելիքի օրգանական մասը բաղկացած է մեծ թվով բարդ քիմիական միացություններից, որոնք հիմնականում ներառում են հինգ քիմիական տարրեր.: Ածխածին ԻՑ, ջրածին Հ, թթվածին Օ, ծծումբ Սև ազոտ Ն. Բացի այդ, վառելիքը պարունակում է հանքային կեղտեր ԲԱՅՑև խոնավություն Վմիասին ներկայացնելով արտաքին վառելիքի բալաստը:

Պինդ, հեղուկ և գազային վառելիքի քիմիական բաղադրությունը որոշվում է ոչ թե միացությունների քանակով, այլ քիմիական տարրերի ընդհանուր զանգվածով (1 կգ կամ 1 խորանարդ մետր վառելիքի տոկոսով), այսինքն. որոշել վառելիքի տարրական բաղադրությունը. Վառելիքի երեք հիմնական տարրական կազմ կա.

1) վառելիքի աշխատանքային զանգված Գ+Հ+Օ+Ն+Ս+Ա+Վ=100%;

2) վառելիքի չոր քաշը Գ+Հ+Օ+Ն+Ա=100%;

3) վառելիքի այրվող զանգված Գ+ Հ+Օ+Ն=100%.

Աշխատանքային զանգվածը համարվում է վառելիքի զանգվածն այն տեսքով, որով այն մտնում է ձեռնարկություն:

Եթե վառելիքը տաքացնեն մինչև 102-105ºС, ապա խոնավությունը գոլորշիանա, այնուհետև կստացվի վառելիքի չոր զանգված։ Այրվող զանգվածի անվանումը պայմանական է. քանի որ այն պարունակում է ազոտը և թթվածինը այրվող տարրեր չենև կազմում են վառելիքի ներքին բալաստը: Ազոտը և թթվածինը նպաստում են վառելիքի այրման գործընթացին.

Այրվող վառելիքի տարրերն են ածխածինը, ջրածինը և ծծումբը:. Ածխածինը վառելիքի հիմնական, այրվող տարրն է։ Այն ունի բարձր ջերմային արժեք (33600 կՋ/կգ) և կազմում է վառելիքի աշխատանքային զանգվածի մեծ մասը (50-75% պինդ վառելիքի և 80-85% մազութի դեպքում)։ Ջրածինը ունի բարձր ջերմային արժեք (մոտ 130000 կՋ/կգ), սակայն դրա քանակությունը պինդ վառելիքում փոքր է ( Հ= 2-6%) և հեղուկի մեջ մի փոքր ավելին (մոտ 10%): Սա հեղուկ վառելիքի ջերմային արժեքն ավելի բարձր է դարձնում, քան պինդը:

Ծծումբն ունի ցածր ջերմային արժեք (9000 կՋ/կգ): Վառելիքի մեջ դրա պարունակությունը ցածր է ( Ս\u003d 0,2-4%), հետևաբար ծծումբը, որպես այրվող բաղադրիչ, չի գնահատվում:

Որոշ կոնցենտրացիաներում այրման արտադրանքներում ծծմբի օքսիդների առկայությունը վտանգավոր է օրգանիզմների և բույսերի համար և պահանջում է որոշակի միջոցներ և միջոցներ՝ այն գրավելու կամ մթնոլորտում ցրելու համար:

ՎԱՌԵԼԻՔԻ ՏԵՍԱԿՆԵՐԸ. ՎԱՌԵԼԻՔԻ ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄ

Դ.Ի. Մենդելեևի սահմանման համաձայն, «վառելիքը այրվող նյութ է, որը դիտավորյալ այրվում է ջերմություն արտադրելու համար»:

Ներկայումս «վառելիք» տերմինը ներառում է բոլոր այն նյութերը, որոնք ծառայում են որպես էներգիայի աղբյուր (օրինակ՝ միջուկային վառելիք):

Ըստ ծագման վառելիքը բաժանվում է.

Բնական վառելիքներ (ածուխ, տորֆ, նավթ, նավթային թերթաքար, փայտ և այլն)

Արհեստական վառելիք (շարժիչային վառելիք, գեներատորի գազ, կոքս, բրիկետներ և այլն):

Ըստ ագրեգացման վիճակի՝ այն բաժանվում է պինդ, հեղուկ և գազային վառելանյութերի, իսկ ըստ օգտագործման նշանակության՝ էներգետիկ, տեխնոլոգիական և կենցաղային։ Ամենաբարձր պահանջները վերաբերում են էներգետիկ վառելիքին, մինչդեռ նվազագույն պահանջները վերաբերում են կենցաղային վառելիքին:

Պինդ վառելիք - փայտանյութ և բուսական զանգված, տորֆ, շիֆեր, շագանակագույն ածուխ, կարծր ածուխ:

Հեղուկ վառելիք՝ նավթի վերամշակման արտադրանք (մազութ.

Գազային վառելիք՝ բնական գազ; նավթի վերամշակման ընթացքում արտադրվող գազը, ինչպես նաև կենսագազը։

Միջուկային վառելիք՝ տրոհվող (ռադիոակտիվ) նյութեր (ուրան, պլուտոնիում):

Հանածո վառելիք, այսինքն. ածուխը, նավթը, բնական գազը կազմում են ողջ էներգիայի սպառման ճնշող մեծամասնությունը։ Հանածո վառելիքի ձևավորումը բազմաթիվ դարերի ընթացքում ջերմային, մեխանիկական և կենսաբանական ազդեցությունների արդյունք է բոլոր երկրաբանական կազմավորումներում կուտակված բուսական և կենդանական աշխարհի մնացորդների վրա: Այս բոլոր վառելիքները հիմնված են ածխածնի վրա, և դրանցից էներգիան ազատվում է հիմնականում ածխածնի երկօքսիդի ձևավորման միջոցով:

պինդ Վառելիք. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ

պինդ վառելիք . Հանածո պինդ վառելիքները (բացառությամբ շիֆերների) բույսերի օրգանական զանգվածի քայքայման արդյունք են։ Նրանցից ամենաերիտասարդը՝ տորֆը, խիտ զանգված է , առաջացել է ճահճային բույսերի քայքայված մնացորդներից։ Հաջորդը «տարիքում» են շագանակագույն ածուխներ- հողեղեն կամ սև միատարր զանգված, որը օդում երկար պահելու ընթացքում մասամբ օքսիդանում է («մաշվում») և փոշու վերածվում։ Հետո գալիս են ածուխները, որոնք, որպես կանոն, ունեն ավելացած ամրություն և ավելի քիչ ծակոտկենություն։ Դրանցից ամենահինի՝ անտրասիտների օրգանական զանգվածը ենթարկվել է ամենամեծ փոփոխությունների և բաղկացած է ածխածնի 93%-ից։ Անտրացիտը բարձր կարծրություն ունի։

Ածխի համաշխարհային երկրաբանական պաշարները՝ արտահայտված ստանդարտ վառելիքով, գնահատվում են 14000 միլիարդ տոննա, որից կեսը հուսալի է (Ասիա՝ 63%, Ամերիկա՝ 27%)։ Ածխի ամենամեծ պաշարներն ունեն ԱՄՆ-ը և Ռուսաստանը։ Զգալի պաշարներ կան Գերմանիայում, Անգլիայում, Չինաստանում, Ուկրաինայում և Ղազախստանում։

Ածխի ամբողջ քանակությունը կարելի է ներկայացնել որպես 21 կմ կողմ ունեցող խորանարդ, որից 1,8 կմ կողմով «խորանարդը» տարեկան դուրս է հանվում մարդու կողմից։ Սպառման այս տեմպերով ածուխը կծառայի մոտ 1000 տարի։ Բայց ածուխը ծանր, անհարմար վառելիք է, որն ունի շատ հանքային կեղտեր, ինչը բարդացնում է դրա օգտագործումը: Նրա պաշարները բաշխված են ծայրահեղ անհավասարաչափ։ Ածխի ամենահայտնի հանքավայրերը՝ Դոնբաս (ածխի պաշարներ 128 միլիարդ տոննա), Պեչորա (210 միլիարդ տոննա), Կարագանդա (50 միլիարդ տոննա), Էկիբաստուզ (10 միլիարդ տոննա), Կուզնեցկ (600 միլիարդ տոննա), Կանսկ-Աչինսկ (600 միլիարդ տոննա): ): Իրկուտսկ (70 միլիարդ տոննա) ավազաններ. Աշխարհի ամենամեծ քարածխի հանքավայրերն են Տունգուսսկոյեն (2300 մլրդ տոննա՝ համաշխարհային պաշարների ավելի քան 15%-ը) և Լենսկոեն (1800 մլրդ տոննա՝ համաշխարհային պաշարների գրեթե 13%-ը)։

Ածխի արդյունահանումն իրականացվում է հանքավայրի մեթոդով (հարյուր մետր խորությունից մինչև մի քանի կիլոմետր) կամ բաց եղանակով։ Արդեն ածխի արդյունահանման և փոխադրման փուլում՝ օգտագործելով առաջադեմ տեխնոլոգիաներ, հնարավոր է հասնել տրանսպորտային կորուստների կրճատման։ Նվազեցնելով առաքվող ածուխի մոխրի պարունակությունը և խոնավությունը:

Վերականգնվող կոշտ վառելիքը փայտն է: Նրա մասնաբաժինը աշխարհի էներգետիկ հաշվեկշռում այժմ չափազանց փոքր է, սակայն որոշ շրջաններում փայտը (ավելի հաճախ՝ դրա թափոնները) նույնպես օգտագործվում է որպես վառելիք։

Ինչպես պինդ վառելիքԿարելի է օգտագործել նաև բրիկետներ՝ ածխի և տորֆի մանրաթելերի մեխանիկական խառնուրդ կապող նյութերով (բիտում և այլն), որը սեղմված է մինչև 100 ՄՊա ճնշման տակ հատուկ մամլիչներում։

ՀԵՂՈՒԿ ՎԱՌԵԼԻՔ. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ

Հեղուկ վառելիք. Գրեթե բոլոր հեղուկ վառելիքները դեռ ձեռք են բերվում նավթի վերամշակման միջոցով: Նավթը՝ հեղուկ հանածո վառելիք, շագանակագույն հեղուկ է, որը լուծույթում պարունակում է գազային և ցնդող ածխաջրածիններ։ Այն ունի յուրահատուկ խեժային հոտ։ Յուղի թորման ժամանակ ստացվում են տեխնիկական մեծ նշանակություն ունեցող մի շարք ապրանքներ՝ բենզին, կերոսին, քսայուղեր, ինչպես նաև վազելին, որն օգտագործվում է բժշկության և օծանելիքի մեջ։

Հում նավթը տաքացվում է մինչև 300-370 °C, որից հետո ստացված գոլորշիները ցրվում են ֆրակցիաների մեջ, որոնք խտանում են տարբեր ջերմաստիճաններում tª՝ հեղուկ գազ (մոտ 1% ելքատվություն), բենզին (մոտ 15%, tª=30 - 180°C) . Կերոզին (մոտ 17%, tª=120 - 135°С), դիզել (մոտ 18%, tª=180 - 350°С): 330-350°C սկզբնական եռման կետով հեղուկ մնացորդը կոչվում է մազութ։ Մազութը, ինչպես շարժիչային վառելիքը, ածխաջրածինների բարդ խառնուրդ է, որը հիմնականում ներառում է ածխածինը (84-86%) և ջրածինը (10-12%):

Մի շարք հանքավայրերից նավթից ստացված մազութը կարող է պարունակել մեծ քանակությամբ ծծումբ (մինչև 4,3%), ինչը մեծապես բարդացնում է սարքավորումների և պաշտպանությունը. միջավայրըերբ այն այրվում է.

Մազութի մոխրի պարունակությունը չպետք է գերազանցի 0,14%-ը, իսկ ջրի պարունակությունը՝ 1,5%-ից: Մոխրի բաղադրությունը ներառում է վանադիումի, նիկելի, երկաթի և այլ մետաղների միացություններ, ուստի այն հաճախ օգտագործվում է որպես հումք, օրինակ՝ վանադիում ստանալու համար։

Կաթսայատների և էլեկտրակայանների կաթսաներում սովորաբար այրվում է մազութ, կենցաղային ջեռուցման կայանքներում՝ կենցաղային ջեռուցման յուղ (միջին ֆրակցիաների խառնուրդ)։

Նավթի համաշխարհային երկրաբանական պաշարները գնահատվում են 200 մլրդ տոննա, որից 53 մլրդ տոննան։ հուսալի պահուստներ են: Նավթի բոլոր ապացուցված պաշարների կեսից ավելին գտնվում է Մերձավոր և Մերձավոր Արևելքի երկրներում։ Արեւմտյան Եվրոպայի երկրներում, որտեղ կան բարձր զարգացած արդյունաբերություններ, կենտրոնացած են նավթի համեմատաբար փոքր պաշարներ։ Հետախուզվող նավթի պաշարները անընդհատ ավելանում են։ Աճը հիմնականում տեղի է ունենում ծովային դարակների պատճառով։ Հետևաբար, գրականության մեջ առկա նավթի պաշարների բոլոր գնահատականները պայմանական են և բնութագրում են միայն մեծության կարգը:

Աշխարհում նավթի ընդհանուր պաշարներն ավելի ցածր են, քան ածուխինը։ Բայց նավթն ավելի օգտագործելի վառելիք է։ Հատկապես վերանայված տեսքով: Հորատանցքով բարձրանալուց հետո նավթը սպառողներին ուղարկվում է հիմնականում նավթատարներով, երկաթուղիներով կամ տանկերով։ Ուստի նավթի ինքնարժեքում զգալի մասն ունի տրանսպորտային բաղադրիչը։

ԳԱԶԻ ՎԱՌԵԼԻՔ. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ

գազային վառելիք. Գազային վառելիքը հիմնականում ներառում է բնական գազը: Սա գազ է, որն արտադրվում է մաքուր գազի հանքավայրերից, հարակից գազից նավթահանքեր, կոնդենսատային հանքավայրի գազ, մեթանի հանքավայր և այլն։ Դրա հիմնական բաղադրիչն է մեթան CH 4; Բացի այդ, տարբեր հանքավայրերի գազը պարունակում է փոքր քանակությամբ ազոտ N 2 , ավելի բարձր ածխաջրածիններ СnНm , ածխածնի երկօքսիդ CO 2 ։ Բնական գազի արդյունահանման ժամանակ այն մաքրվում է ծծմբային միացություններից, սակայն դրանց մի մասը (հիմնականում ջրածնի սուլֆիդը) կարող է մնալ։

Նավթի արդյունահանման ժամանակ թողարկվում է այսպես կոչված ասոցիացված գազ, որը պարունակում է ավելի քիչ մեթան, քան բնական գազը, բայց ավելի բարձր ածխաջրածիններ և, հետևաբար, այրման ժամանակ ավելի շատ ջերմություն է արտազատում:

Արդյունաբերության մեջ և հատկապես առօրյա կյանքում լայնորեն կիրառվում է հեղուկ գազը, որը ստացվում է նավթի և հարակից նավթային գազերի առաջնային վերամշակման ժամանակ։ Նրանք արտադրում են տեխնիկական պրոպան (առնվազն 93% C 3 H 8 + C 3 H 6), տեխնիկական բութան (առնվազն 93% C 4 H 10 + C 4 H 8) և դրանց խառնուրդներ:

Գազի համաշխարհային երկրաբանական պաշարները գնահատվում են 140-170 տրլն մ³:

Բնական գազը գտնվում է հանքավայրերում, որոնք անջրանցիկ շերտի «գմբեթներ» են (կավե տեսակ), որոնց տակ ծակոտկեն միջավայրում (ավազաքար) հիմնականում մեթանից բաղկացած գազը գտնվում է ճնշման տակ։ Հորատանցքից ելքի մոտ գազը մաքրվում է ավազի կախոցից, կոնդենսատի կաթիլներից և այլ ներդիրներից և սնվում է. մայրուղային գազատար 0,5 - 1,5 մ տրամագծով և մի քանի հազար կիլոմետր երկարությամբ։ Գազատարում գազի ճնշումը պահպանվում է 5 ՄՊա՝ 100-150 մ-ի վրա տեղադրված կոմպրեսորների միջոցով:Կոմպրեսորները պտտվում են: գազատուրբիններգազ սպառող. Գազատարում ճնշումը պահպանելու համար գազի ընդհանուր սպառումը կազմում է ընդհանուր պոմպայինի 10-12%-ը: Ուստի գազային վառելիքի փոխադրումը շատ էներգատար է։

AT վերջին ժամանակներըՄի շարք վայրերում օրգանական թափոնների (գոմաղբ, բույսերի մնացորդներ, աղբ, կոյուղաջրեր և այլն) անաէրոբ խմորման (խմորման) արգասիք հանդիսացող կենսագազը ավելի ու ավելի է օգտագործվում։ Չինաստանում ավելի քան մեկ միլիոն կենսագազի գործարաններ արդեն աշխատում են տարատեսակ թափոնների վրա (ՅՈՒՆԵՍԿՕ-ի տվյալներով՝ մինչև 7 միլիոն)։ Ճապոնիայում կենսագազի աղբյուրները նախապես տեսակավորված կենցաղային թափոնների աղբավայրերն են: «Գործարանային», օրական մինչև 10-20 մ³ գազի հզորությամբ։ Ապահովում է վառելիք 716 կՎտ հզորությամբ փոքր էլեկտրակայանի համար։

Խոշոր անասնաբուծական համալիրներից թափոնների անաէրոբ մարսումը թույլ է տալիս լուծել հեղուկ թափոններով շրջակա միջավայրի աղտոտման ծայրահեղ սուր խնդիրը՝ դրանք վերածելով կենսագազի (մոտ 1 խորանարդ մետր օրական մեկ միավոր անասունի համար) և բարձրորակ պարարտանյութերի։

Շատ հեռանկարային տեսքվառելիքը, որը նավթի համեմատ եռապատիկ էներգիայի հատուկ ինտենսիվություն ունի, ջրածին է, գիտական և փորձարարական աշխատանք՝ արդյունաբերական վերափոխման ծախսարդյունավետ ուղիներ գտնելու համար, որոնց ներկայումս ակտիվորեն իրականացվում է ինչպես մեր երկրում, այնպես էլ արտերկրում։ Ջրածնի պաշարներն անսպառ են և կապված չեն մոլորակի որևէ տարածաշրջանի հետ։ Կապված վիճակում ջրածինը պարունակվում է ջրի մոլեկուլներում (H 2 O): Երբ այն այրվում է, առաջանում է ջուր, որը չի աղտոտում շրջակա միջավայրը։ Ջրածինը հարմար պահվում է, բաշխվում խողովակաշարերով և տեղափոխվում էժան գնով:

Ներկայում ջրածինը հիմնականում ստացվում է բնական գազից, մոտ ապագայում այն հնարավոր կլինի ստանալ քարածխի գազաֆիկացման գործընթացում։ Ջրածնի քիմիական էներգիան ստանալու համար օգտագործվում է նաև էլեկտրոլիզի գործընթացը։ Վերջին մեթոդը զգալի առավելություն ունի, քանի որ այն հանգեցնում է շրջակա միջավայրի թթվածնի հարստացմանը։ Ջրածնային վառելիքի համատարած օգտագործումը կարող է լուծել երեք հրատապ խնդիր.

Նվազեցնել օրգանական և միջուկային վառելիքի սպառումը;

Բավարարել աճող էներգիայի կարիքները;

Նվազեցնել շրջակա միջավայրի աղտոտումը.

ՄԻՋՈՒԿԱՅԻՆ ՎԱՌԵԼԻՔ. ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄ ԵՎ ԿԻՐԱՌՈՒՄ

Միջուկային վառելիք. Միջուկային վառելիքի միակ բնական տեսակը ուրանի և թորիումի ծանր միջուկներն են: Ջերմության տեսքով էներգիան ազատվում է դանդաղ նեյտրոնների ազդեցությամբ 235 U իզոտոպի տրոհման ժամանակ, որը բնական ուրանի 1/140 մասն է։ Որպես հումք կարող են օգտագործվել 238 U և 239 Th, որոնք նեյտրոններով ճառագայթվելիս վերածվում են նոր միջուկային վառելիքի՝ համապատասխանաբար 239 Pu և 239 U։ 1 կգ ուրանի մեջ պարունակվող բոլոր միջուկների տրոհման ժամանակ էներգիա է անջատվում։ 10 7 կՎտժ, որը համարժեք է 2,5 հազար տոննա բարձրորակ կարծր ածուխի 35 ՄՋ/կգ (8373 կկալ/կգ) ջերմային արժեքով։

Միջուկային վառելիքը բաժանված է երկու տեսակի.

Բնական ուրան, որը պարունակում է 235 U տրոհվող միջուկներ, ինչպես նաև 238 U հումք, որը ունակ է նեյտրոնների գրավման ժամանակ ձևավորել պլուտոնիում 239 Pu.

Երկրորդական վառելիք, որը չի հանդիպում բնության մեջ, ներառյալ 239 Pu ստացված առաջին տիպի վառելիքից, ինչպես նաև 233 U իզոտոպներ, որոնք ձևավորվել են 232 Th թորիումի միջուկներով նեյտրոնների գրավման ժամանակ։

Ըստ քիմիական բաղադրությունը, միջուկային վառելիքը կարող է լինել.

Մետաղ, ներառյալ համաձուլվածքներ;

Օքսիդ (օրինակ, UO 2);

Կարբիդ (օրինակ՝ PuC 1-x)

նիտրիդ

Խառը (PuO 2 + UO 2)

Դիմում. Միջուկային վառելիքը օգտագործվում է միջուկային ռեակտորներ, որտեղ այն սովորաբար գտնվում է հերմետիկորեն կնքված վառելիքի տարրերում (TVELs) մի քանի սանտիմետր չափի գնդիկների տեսքով։

Միջուկային վառելիքը ենթակա է քիմիական համատեղելիության բարձր պահանջների վառելիքի գավազանների ծածկույթի հետ, այն պետք է ունենա բավարար հալման և գոլորշիացման ջերմաստիճան, լավ ջերմային հաղորդունակություն, նեյտրոնային ճառագայթման ժամանակ ծավալի փոքր աճ և արտադրելիություն:

Մետաղական ուրանը համեմատաբար հազվադեպ է օգտագործվում որպես միջուկային վառելիք: Նրա առավելագույն ջերմաստիճանը սահմանափակվում է 660 °C-ով։ Այս ջերմաստիճանում տեղի է ունենում փուլային անցում, որի ժամանակ փոխվում է ուրանի բյուրեղային կառուցվածքը: Ֆազային անցումը ուղեկցվում է ուրանի ծավալի ավելացմամբ, ինչը կարող է հանգեցնել վառելիքի տարրի երեսպատման ոչնչացմանը։ 200-500°C ջերմաստիճանի երկարատև ճառագայթման դեպքում ուրանը ենթակա է ճառագայթման աճի: Այս երևույթն այն է, որ ճառագայթված ուրանի ձողը երկարաձգված է: Փորձնականորեն նկատվել է ուրանի ձողի երկարության ավելացում մեկուկես անգամ։

Մետաղական ուրանի օգտագործումը, հատկապես 500 °C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում, դժվար է նրա ուռածության պատճառով։ Միջուկային տրոհումից հետո առաջանում են տրոհման երկու բեկորներ, որոնց ընդհանուր ծավալը մեծ է ուրանի (պլուտոնիումի) ատոմի ծավալից։ Ատոմների մի մասը՝ տրոհման բեկորները գազերի ատոմներ են (կրիպտոն, քսենոն և այլն)։ Գազի ատոմները կուտակվում են ուրանի ծակոտիներում և ստեղծում ներքին ճնշում, որը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Տրոհման գործընթացում ատոմների ծավալի փոփոխության և գազերի ներքին ճնշման բարձրացման պատճառով ուրանը և միջուկային այլ վառելիքները սկսում են ուռչել։ Ուռուցքը հասկացվում է որպես միջուկային վառելիքի ծավալի հարաբերական փոփոխություն՝ կապված միջուկային տրոհման հետ:

Այտուցումը կախված է վառելիքի ձողերի այրումից և ջերմաստիճանից: Պառակտման բեկորների թիվը մեծանում է այրման հետ, իսկ գազի ներքին ճնշումը մեծանում է այրման և ջերմաստիճանի հետ: Միջուկային վառելիքի ուռչումը կարող է հանգեցնել վառելիքի տարրի երեսպատման ոչնչացմանը: Միջուկային վառելիքը ավելի քիչ հակված է ուռչելու, եթե այն բարձր է մեխանիկական հատկություններ. Մետաղական ուրանը պարզապես չի տարածվում նման նյութերի վրա: Հետևաբար, մետաղական ուրանի օգտագործումը որպես միջուկային վառելիք սահմանափակում է այրումը, ինչը միջուկային էներգիայի տնտեսության հիմնական գնահատականներից մեկն է:

Վառելիքի ճառագայթման դիմադրությունը և մեխանիկական հատկությունները բարելավվում են ուրանի համաձուլվածքից հետո, որի ընթացքում ուրանի մեջ ավելացվում են փոքր քանակությամբ մոլիբդեն, ալյումին և այլ մետաղներ։ Դոպինգային հավելումները նվազեցնում են միջուկային վառելիքի միջոցով տրոհվող նեյտրոնների քանակը մեկ նեյտրոնի գրավման համար: Հետևաբար, ուրանի համաձուլվածքային հավելումները սովորաբար ընտրվում են այն նյութերից, որոնք թույլ են կլանում նեյտրոնները:

Լավ միջուկային վառելիքները ներառում են ուրանի որոշ հրակայուն միացություններ՝ օքսիդներ, կարբիդներ և միջմետաղական միացություններ: Առավել լայնորեն օգտագործվող կերամիկա - ուրանի երկօքսիդ UO 2: Դրա հալման կետը 2800 ° C է, խտությունը՝ 10,2 տ/մ 3։ Ուրանի երկօքսիդը չունի փուլային անցումներ և ավելի քիչ հակված է ուռչելու, քան ուրանի համաձուլվածքները: Սա թույլ է տալիս բարձրացնել այրումը մինչև մի քանի տոկոս: Ուրանի երկօքսիդը չի փոխազդում ցիրկոնիումի, նիոբիումի, չժանգոտվող պողպատի և այլ նյութերի հետ բարձր ջերմաստիճաններում։ Կերամիկայի հիմնական թերությունը ցածր ջերմահաղորդականությունն է՝ 4,5 կՋ/(m·K), որը սահմանափակում է ռեակտորի տեսակարար հզորությունը հալման ջերմաստիճանի առումով։ Այսպիսով, ուրանի երկօքսիդի վրա աշխատող VVER ռեակտորներում ջերմային հոսքի առավելագույն խտությունը չի գերազանցում 1,4 10 3 կՎտ/մ 2-ը, մինչդեռ վառելիքի ձողերում առավելագույն ջերմաստիճանը հասնում է 2200 °C-ի: Բացի այդ, տաք կերամիկան շատ փխրուն է և կարող է ճաքել:

Պլուտոնիումը ցածր հալվող մետաղ է։ Նրա հալման կետը 640 °C է։ Պլուտոնիումը վատ պլաստիկ հատկություններ ունի, ուստի այն գրեթե անհնար է մշակել: Վառելիքի ձողերի արտադրության տեխնոլոգիան ավելի է բարդանում պլուտոնիումի թունավորության պատճառով: Միջուկային վառելիքի պատրաստման համար սովորաբար օգտագործվում է պլուտոնիումի երկօքսիդը, պլուտոնիումի կարբիդների խառնուրդը ուրանի կարբիդների հետ և պլուտոնիումի համաձուլվածքները մետաղների հետ։

Դիսպերսիոն վառելանյութերն ունեն բարձր ջերմահաղորդականություն և մեխանիկական հատկություններ, որոնցում UO 2, UC, PuO 2 և ուրանի ու պլուտոնիումի այլ միացությունների փոքր մասնիկները տարասեռ կերպով տեղադրվում են ալյումինի, մոլիբդենի, չժանգոտվող պողպատի և այլնի մետաղական մատրիցայում: Մատրիցային նյութը որոշում է. ճառագայթային դիմադրություն և դիսպերսիոն վառելիքի ջերմահաղորդականություն.վառելիք. Օրինակ՝ Առաջին ԱԷԿ-ի դիսպերսիոն վառելիքը բաղկացած էր ուրանի համաձուլվածքի մասնիկներից՝ 9% մոլիբդենով լցված մագնեզիումով։

ՊԱՅՄԱՆԱԿԱՆ ՎԱՌԵԼԻՔ

պայմանական վառելիք. Էներգակիրների տարբեր տեսակներ ունեն տարբեր որակ, որը բնութագրվում է վառելիքի էներգիայի ինտենսիվությամբ։ Հատուկ էներգիայի ինտենսիվությունը էներգիայի քանակն է էներգիայի ռեսուրսի ֆիզիկական մարմնի մեկ միավորի զանգվածի վրա:

Վառելիքի տարբեր տեսակների համեմատության համար. ընդհանուր հաշվառումնրա պաշարները, գնահատելով էներգառեսուրսների օգտագործման արդյունավետությունը, համեմատելով ջերմօգտագործող սարքերի ցուցանիշները, ընդունված է չափման միավորը՝ պայմանական վառելիք։ Պայմանական վառելիքն այնպիսի վառելիք է, որից 1 կգ-ի այրման ժամանակ արտազատվում է 29309 կՋ կամ 700 կկալ էներգիա։ Համար համեմատական վերլուծությունՕգտագործվում է 1 տոննա ռեֆերենս վառելիք։

1 տ.տ = 29309 կՋ = 7000 կկալ = 8120 կՎտժ:

Այս ցուցանիշը համապատասխանում է լավ ցածր մոխրի ածխին, որը երբեմն կոչվում է ածխի համարժեք:

Արտասահմանում անալիզի համար օգտագործվում է 41900 կՋ/կգ (10000 կկալ/կգ) ջերմային արժեք ունեցող ռեֆերենս վառելիք։ Այս ցուցանիշը կոչվում է նավթի համարժեք: Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս էներգիայի հատուկ ինտենսիվության արժեքները մի շարք էներգետիկ ռեսուրսների համար սովորական վառելիքի համեմատ:

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Այսպիսով, վերը նշված նյութի հիման վրա կարելի է անել հետևյալ եզրակացությունները.

Վառելիքը այրվող նյութ է, որն օգտագործվում է ջերմություն արտադրելու համար:

Ըստ ծագման՝ վառելիքը բնական է և արհեստական։

Ըստ ագրեգացման վիճակի՝ առանձնանում են պինդ, հեղուկ և գազային վառելանյութերը։

Ըստ նախատեսված օգտագործման՝ վառելիքը կարող է լինել էներգետիկ, տեխնոլոգիական և կենցաղային։

Որպես անկախ տեսակ՝ միջուկային վառելիքը նույնպես մեկուսացված է։

Համեմատության համար տարբեր տեսակներվառելիքի` ըստ իրենց կալորիականության, օգտագործվում է «պայմանական վառելիք» չափման միավորը:

Պայմանական վառելիք - պայմանականորեն ընդունված վառելիք 7000 կկալ / կգ ջերմային արժեքով (հեղուկ և պինդ վառելիքի համար) և 7000 կկալ / Նմ 3 (գազի համար): տարբեր տեսակներվառելիք):

ՕԳՏԱԳՈՐԾՎԱԾ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐԻ ՑԱՆԿ

Աշխատանքի անվտանգությունը և էներգախնայողության հիմունքները. Պրոց. նպաստ /

ԷՄ. Կրաչենյա, Ռ.Ն. Կոզել, Ի.Պ. Սվիրիդ. - 2-րդ հրատ. - Մինսկ: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 էջ.

Վիքիպեդիան ազատ հանրագիտարան է [ Էլեկտրոնային ռեսուրս] / Միջուկային վառելիք. Մուտքի ռեժիմ. http://ru.wikipedia.org/Մուտքի ամսաթիվ՝ 04.10.2009թ.

3. Էներգաարդյունավետության վարչություն Պետական կոմիտեԲելառուսի Հանրապետության ստանդարտացման մասին [Էլեկտրոնային ռեսուրս] / Կանոնակարգեր. Էներգախնայողության միջոցառումների տեխնիկատնտեսական հիմնավորումների պատրաստման ուղեցույց. Մուտքի ռեժիմ՝ http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Մուտքի ամսաթիվ՝ 03.10.2009թ

ՀԱՎԵԼՎԱԾ Ա

Աղյուսակ 1. Էներգառեսուրսների հատուկ էներգիայի ինտենսիվություն

Վառելիքի տեսակները

հատուկ էներգիայի սպառում,

Պայմանական վառելիք

Վառելիք՝ արևային էներգիա) Կարող են լինել ուրիշներ դասակարգում. Օրինակ, ռեսուրսները սպառվել են. տեսակներըբնական...

հայեցակարգ, տեսակներըև դասակարգումբաշխման ծախսերը շրջանային սպառողների միության օրինակով

Վերացական >> Ֆինանսներ

Որը բաղկացած է 3 բաժիններից. հայեցակարգ, տեսակներըև դասակարգումբաշխման ծախսեր Բաշխման ծախսերը կազմում են ... 100% I. Նյութական ծախսեր - 34,53% վառելիք- 0.6% էներգիա - 2.4% պահեստավորում, վերամշակում, տեսակավորում, փաթեթավորում...

Դասակարգումշինանյութեր (2)

Cheat sheet >> Շինարարություն

Հուսալի է շահագործման մեջ, թույլ է տալիս օգտագործել տեղական տեսակները վառելիքև պահանջում է ավելի քիչ դրա սպառումը, հետո ... և փայտից; պոլիմերացման և պոլիկոնդենսացիայի պոլիմերներ. Սինգլի մեջ դասակարգումշինարարական կոնգլոմերատներ օրգանական կապող...

Դասակարգումկազմակերպության հաշվեկշիռները և դրանց կազմման և տնտեսության մեջ կիրառման կարգը

Վերացական >> Հաշվապահություն և աուդիտ

Կազմակերպության հաշվեկշիռը 1.2 Դասակարգումհաշվեկշիռներ 2. Կազմակերպա- ... նաեւ ուսումնասիր տեսակներըև դասակարգումհաշվեկշիռները. Առարկան ... հիմնական և օժանդակ նյութեր, վառելիք, ձեռք է բերել կիսաֆաբրիկատներ և բաղադրիչներ...

Վառելիք- սա այրվող նյութ է, որը այրման ժամանակ զգալի քանակությամբ ջերմություն է արտազատում, որն ուղղակիորեն օգտագործվում է տեխնոլոգիական գործընթացներում և ջեռուցման համար, կամ վերածվում էներգիայի այլ տեսակների:

Ըստ ագրեգացման վիճակի՝ օրգանական ծագման վառելանյութերը բաժանվում են պինդ, հեղուկ և գազային (գազային)։

Ըստ ծագման՝ օրգանական վառելիքները բաժանվում են բնական (բնական) և արհեստական՝ ստացված տարբեր մեթոդներով։

Աղյուսակ 1.1

Հանածո վառելիքի դասակարգում

Կախված օգտագործման բնույթից՝ օրգանական վառելիքը կարելի է բաժանել էներգիայի (ջերմային և էլեկտրական էներգիա ստանալու համար) և արդյունաբերական (բարձր ջերմաստիճանի ջերմատեխնոլոգիական կայանքների և համակարգերի համար)։ Էներգետիկ և արդյունաբերական վառելիքները նույնպես սահմանվում են «կաթսայի և վառարանի վառելիք» տերմինով:

Օրգանական վառելիքի տարրական կազմը և տեխնիկական բնութագրերը

Հանածո վառելիքի բաղադրությունը ներառում է այրվող և ոչ այրվող տարրերի տարբեր միացություններ: Պինդ և հեղուկ վառելիքները պարունակում են այրվող նյութեր, ինչպիսիք են ածխածինը C, ջրածին H, ցնդող ծծումբը Sl, և ոչ այրվող նյութեր՝ թթվածին O, ազոտ N, մոխիր: Ա, խոնավություն Վ. Ցնդող ծծումբը բաղկացած է օրգանական S op և պիրիտի S k միացություններից՝ S l \u003d S op + S k: Օրգանական վառելիքը բնութագրվում է.

Աշխատանքային զանգված;

Չոր քաշը;

այրվող զանգված;

օրգանական զանգված.

Օրգանական զանգվածի ծծումբը չի պարունակում պիրիտներ։ Դուք կարող եք վերահաշվարկել վառելիքի բաղադրությունը մի զանգվածից մյուսը՝ օգտագործելով համապատասխան գործակիցները (Աղյուսակ 1.2):

Աղյուսակ 1.2

Վառելիքի կազմի վերահաշվարկ մի զանգվածից մյուսը

Նպատակային քաշը	Ցանկալի զանգված
Նպատակային քաշը	օրգանական
օրգանական

Գազային վառելիքները սովորաբար վերածվում են չոր զանգվածի՝ ծավալային բաժիններով.

Վառելիքի ամենակարևոր տեխնիկական բնութագրերն են կալորիականությունը, ջերմային հզորությունը, մոխրի և խոնավության պարունակությունը, վառելիքի արժեքը նվազեցնող վնասակար կեղտերի պարունակությունը, ցնդող նյութերի ելքը, կոքսի հատկությունները (ոչ ցնդող մնացորդ) .

Այրման ջերմությունՎառելիքի (կալորիական արժեք) - վառելիքի զանգվածի (կՋ / կգ) կամ ծավալի (կՋ / մ 3) միավորի ամբողջական այրման ժամանակ թողարկված ջերմության քանակությունը: Այրման ջերմությունը բնութագրիչ է, որը որոշում է վառելիքի սպառումը վառելիք օգտագործող սարքավորումների շահագործման համար: Կան վառելիքի ավելի բարձր և ցածր ջերմային արժեքներ: Կաթսաներ և տեխնոլոգիական բլոկներ նախագծելիս, որոնք չեն օգտագործում վառելիքի այրման արտադրանքներում պարունակվող ջրի գոլորշիների խտացման լատենտային ջերմությունը, հաշվարկները ավանդաբար կատարվում են համաձայն. զուտ ջերմային արժեքկարողություններըվառելիք.

Այն դեպքերում, երբ միավորներում օգտագործվում է ջրի գոլորշիների խտացման թաքնված ջերմությունը, հաշվարկները ներառում են. համախառն ջերմային արժեքվառելիք.

Վառելիքի ավելի ցածր ջերմային արժեքը կարելի է որոշել՝ իմանալով ավելի բարձր ջերմային արժեքը

Վառելիքի այրման ջերմությունը փորձնականորեն որոշվում է կալորիմետրիկ ռումբում կամ գազի կալորիմետրում։ Կալորիմետրերի աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է այն բանի վրա, որ դրանք վառել են վառելիքի ճշգրիտ չափված զանգված կամ ծավալ, որի արձակված ջերմությունը փոխանցվում է ջրին, որի սկզբնական ջերմաստիճանը և զանգվածը հայտնի են։ Իմանալով ջրի զանգվածը և չափելով նրա ջերմաստիճանի բարձրացումը՝ որոշեք արտանետվող ջերմության քանակը և վառելիքի ջերմային արժեքը։ Վառելիքի հայտնի կազմով, այրման ջերմությունը կարելի է հաշվարկել վերլուծական եղանակով: Պինդ և հեղուկ վառելանյութերի աշխատանքային ավելի ցածր ջերմային արժեքը կարող է մոտավորապես որոշվել D.I. բանաձևով: Մենդելեև, կՋ / կգ

որտեղ

- վառելիքի մաս կազմող յուրաքանչյուր գազի այրման ջերմությունը, MJ / մ 3; C մՀ n,H 2 S,CO,H 2 - առանձին գազերի պարունակությունը վառելիքում, % vol.

Գազային վառելիքը կազմող առանձին գազերի այրման ջերմությունը տրված է աղյուսակում: 1.3.

Վառելիքի տարբեր տեսակների այրման ջերմությունը տատանվում է շատ լայն տիրույթում: Վառելիքի տարբեր տեսակների համեմատության համար սպառման չափերը, պաշարները, վառելիքի խնայողությունը որոշելու համար ներդրվել է սովորական վառելիք հասկացությունը: Պայմանական վառելիքը կոչվում է վառելիք, որի ցածր ջերմային արժեքը հավասար է Ք c.t = 29310 կՋ/կգ (7000 կկալ/կգ):

Ցանկացած տեսակի բնական վառելիքի սպառումը սովորական վառելիքի և հակառակը վերահաշվարկելու համար օգտագործվում է ջերմային համարժեքը, որը բնական վառելիքի աշխատանքային զանգվածի ցածր ջերմային արժեքի հարաբերակցությունն է սովորական վառելիքի կալորիականությանը:

ՎԱՌԵԼԻՔԻ ՏԵՍԱԿՆԵՐԸ. ՎԱՌԵԼԻՔԻ ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄ

Ըստ ծագման վառելիքը բաժանվում է.

Բնական վառելիքներ (ածուխ, տորֆ, նավթ, նավթային թերթաքար, փայտ և այլն)

Արհեստական վառելիք (շարժիչային վառելիք, գեներատորի գազ, կոքս, բրիկետներ և այլն):

Պինդ վառելիք - փայտանյութ և բուսական զանգված, տորֆ, շիֆեր, շագանակագույն ածուխ, կարծր ածուխ:

Հեղուկ վառելիք՝ նավթի վերամշակման արտադրանք (մազութ.

Գազային վառելիք՝ բնական գազ; նավթի վերամշակման ընթացքում արտադրվող գազը, ինչպես նաև կենսագազը։

Միջուկային վառելիք՝ տրոհվող (ռադիոակտիվ) նյութեր (ուրան, պլուտոնիում):

պինդ Վառելիք. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ

պինդ վառելիք . Հանածո պինդ վառելիքները (բացառությամբ շիֆերների) բույսերի օրգանական զանգվածի քայքայման արդյունք են։ Նրանցից ամենաերիտասարդը՝ տորֆը, խիտ զանգված է , առաջացել է ճահճային բույսերի քայքայված մնացորդներից։ «Տարիքում» հաջորդը շագանակագույն ածուխներն են՝ հողեղեն կամ սև միատարր զանգված, որը օդում երկարաժամկետ պահպանման ընթացքում մասամբ օքսիդանում է («մաշվում») և փոշու վերածվում։ Հետո գալիս են ածուխները, որոնք, որպես կանոն, ունեն ավելացած ամրություն և ավելի քիչ ծակոտկենություն։ Դրանցից ամենահինի՝ անտրասիտների օրգանական զանգվածը ենթարկվել է ամենամեծ փոփոխությունների և բաղկացած է ածխածնի 93%-ից։ Անտրացիտը բարձր կարծրություն ունի։

Բրիկետները կարող են օգտագործվել նաև որպես պինդ վառելիք՝ ածխի և տորֆի մանրաթելերի մեխանիկական խառնուրդ կապող նյութերով (բիտում և այլն), որը սեղմվում է մինչև 100 ՄՊա ճնշման տակ հատուկ մամլիչներում։

ՀԵՂՈՒԿ ՎԱՌԵԼԻՔ. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ

Մի շարք հանքավայրերից նավթից ստացված մազութը կարող է պարունակել մեծ քանակությամբ ծծումբ (մինչև 4,3%), ինչը մեծապես բարդացնում է սարքավորումների և շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը դրա այրման ժամանակ։

ԳԱԶԻ ՎԱՌԵԼԻՔ. ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ

գազային վառելիք. Գազային վառելիքը հիմնականում ներառում է բնական գազը: Դրանք են գազը, որն արտադրվում է մաքուր գազի հանքերից, հարակից գազը նավթի հանքերից, գազը կոնդենսատային հանքավայրերից, ածխահանքի մեթանից և այլն: Դրա հիմնական բաղադրիչն է մեթան CH 4; Բացի այդ, տարբեր հանքավայրերի գազը պարունակում է փոքր քանակությամբ ազոտ N 2 , ավելի բարձր ածխաջրածիններ СnНm , ածխածնի երկօքսիդ CO 2 ։ Բնական գազի արդյունահանման ժամանակ այն մաքրվում է ծծմբային միացություններից, սակայն դրանց մի մասը (հիմնականում ջրածնի սուլֆիդը) կարող է մնալ։

Գազի համաշխարհային երկրաբանական պաշարները գնահատվում են 140-170 տրլն մ³:

Բնական գազը գտնվում է հանքավայրերում, որոնք անջրանցիկ շերտի «գմբեթներ» են (կավե տեսակ), որոնց տակ ծակոտկեն միջավայրում (ավազաքար) հիմնականում մեթանից բաղկացած գազը գտնվում է ճնշման տակ։ Հորատանցքից ելքի ժամանակ գազը մաքրվում է ավազի կախոցից, կոնդենսատի կաթիլներից և այլ ներդիրներից և սնվում է 0,5 - 1,5 մ տրամագծով և մի քանի հազար կիլոմետր երկարությամբ մայր գազատարին։ Գազատարում գազի ճնշումը 100-150 մ-ում տեղադրված կոմպրեսորների միջոցով պահպանվում է 5 ՄՊա, կոմպրեսորները պտտվում են գազ սպառող գազատուրբիններով։ Գազատարում ճնշումը պահպանելու համար գազի ընդհանուր սպառումը կազմում է ընդհանուր պոմպայինի 10-12%-ը: Ուստի գազային վառելիքի փոխադրումը շատ էներգատար է։

Վերջերս մի շարք վայրերում ավելի ու ավելի է օգտագործվում կենսագազը՝ օրգանական թափոնների (գոմաղբ, բույսերի մնացորդներ, աղբ, կոյուղաջրեր և այլն) անաէրոբ խմորման (խմորման) արդյունք։ Չինաստանում ավելի քան մեկ միլիոն կենսագազի գործարաններ արդեն աշխատում են տարատեսակ թափոնների վրա (ՅՈՒՆԵՍԿՕ-ի տվյալներով՝ մինչև 7 միլիոն)։ Ճապոնիայում կենսագազի աղբյուրները նախապես տեսակավորված կենցաղային թափոնների աղբավայրերն են: «Գործարանային», օրական մինչև 10-20 մ³ գազի հզորությամբ։ Ապահովում է վառելիք 716 կՎտ հզորությամբ փոքր էլեկտրակայանի համար։

Վառելիքի շատ խոստումնալից տեսակ, որը նավթի համեմատությամբ երեք անգամ ավելի կոնկրետ էներգիայի ինտենսիվություն ունի, ջրածինը, գիտական և փորձարարական աշխատանքն է՝ արդյունաբերական վերափոխման տնտեսական ուղիներ գտնելու համար, որոնց ներկայումս ակտիվորեն իրականացվում են ինչպես մեր երկրում, այնպես էլ արտերկրում: Ջրածնի պաշարներն անսպառ են և կապված չեն մոլորակի որևէ տարածաշրջանի հետ։ Կապված վիճակում ջրածինը պարունակվում է ջրի մոլեկուլներում (H 2 O): Երբ այն այրվում է, առաջանում է ջուր, որը չի աղտոտում շրջակա միջավայրը։ Ջրածինը հարմար պահվում է, բաշխվում խողովակաշարերով և տեղափոխվում էժան գնով:

Նվազեցնել օրգանական և միջուկային վառելիքի սպառումը;

Բավարարել աճող էներգիայի կարիքները;

Նվազեցնել շրջակա միջավայրի աղտոտումը.

ՄԻՋՈՒԿԱՅԻՆ ՎԱՌԵԼԻՔ. ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄ ԵՎ ԿԻՐԱՌՈՒՄ

Միջուկային վառելիք. Միջուկային վառելիքի միակ բնական տեսակը ուրանի և թորիումի ծանր միջուկներն են: Ջերմության տեսքով էներգիան ազատվում է դանդաղ նեյտրոնների ազդեցությամբ 235 U իզոտոպի տրոհման ժամանակ, որը բնական ուրանի 1/140 մասն է։ Որպես հումք կարող են օգտագործվել 238 U և 239 Th, որոնք նեյտրոններով ճառագայթվելիս վերածվում են նոր միջուկային վառելիքի՝ համապատասխանաբար 239 Pu և 239 U։ 1 կգ ուրանի մեջ պարունակվող բոլոր միջուկների տրոհման ժամանակ էներգիա է անջատվում։ 10 7 կՎտժ, որը համարժեք է 2,5 հազար տոննա բարձրորակ կարծր ածուխ 35 ՄՋ/կգ (8373 կկալ/կգ) ջերմային արժեքով։

Միջուկային վառելիքը բաժանված է երկու տեսակի.

Բնական ուրան, որը պարունակում է 235 U տրոհվող միջուկներ, ինչպես նաև 238 U հումք, որը ունակ է նեյտրոնների գրավման ժամանակ ձևավորել պլուտոնիում 239 Pu.
Երկրորդական վառելիք, որը չի հանդիպում բնության մեջ, ներառյալ 239 Pu ստացված առաջին տիպի վառելիքից, ինչպես նաև 233 U իզոտոպներ, որոնք ձևավորվել են 232 Th թորիումի միջուկներով նեյտրոնների գրավման ժամանակ։

Ըստ քիմիական կազմի՝ միջուկային վառելիքը կարող է լինել.

Մետաղ, ներառյալ համաձուլվածքներ;
Օքսիդ (օրինակ, UO 2);
Կարբիդ (օրինակ՝ PuC 1-x)
նիտրիդ
Խառը (PuO 2 + UO 2)

Դիմում. Միջուկային վառելիքն օգտագործվում է միջուկային ռեակտորներում, որտեղ այն սովորաբար պահվում է հերմետիկորեն փակ վառելիքի տարրերում (FELs)՝ մի քանի սանտիմետր չափի գնդիկների տեսքով։

Այտուցումը կախված է վառելիքի ձողերի այրումից և ջերմաստիճանից: Պառակտման բեկորների թիվը մեծանում է այրման հետ, իսկ գազի ներքին ճնշումը մեծանում է այրման և ջերմաստիճանի հետ: Միջուկային վառելիքի ուռչումը կարող է հանգեցնել վառելիքի տարրի երեսպատման ոչնչացմանը: Միջուկային վառելիքը ավելի քիչ հակված է ուռչելու, եթե այն ունի բարձր մեխանիկական հատկություններ: Մետաղական ուրանը պարզապես չի տարածվում նման նյութերի վրա: Հետևաբար, մետաղական ուրանի օգտագործումը որպես միջուկային վառելիք սահմանափակում է այրումը, ինչը միջուկային էներգիայի տնտեսության հիմնական գնահատականներից մեկն է:

Լավ միջուկային վառելիքները ներառում են ուրանի որոշ հրակայուն միացություններ՝ օքսիդներ, կարբիդներ և միջմետաղական միացություններ: Առավել լայնորեն օգտագործվող կերամիկա - ուրանի երկօքսիդ UO 2: Դրա հալման կետը 2800 ° C է, խտությունը՝ 10,2 տ/մ 3։ Ուրանի երկօքսիդը չունի փուլային անցումներ և ավելի քիչ հակված է ուռչելու, քան ուրանի համաձուլվածքները: Սա թույլ է տալիս բարձրացնել այրումը մինչև մի քանի տոկոս: Ուրանի երկօքսիդը չի փոխազդում ցիրկոնիումի, նիոբիումի, չժանգոտվող պողպատի և այլ նյութերի հետ, երբ բարձր ջերմաստիճաններ. Կերամիկայի հիմնական թերությունը ցածր ջերմահաղորդականությունն է՝ 4,5 կՋ/(m·K), որը սահմանափակում է ռեակտորի տեսակարար հզորությունը հալման ջերմաստիճանի առումով։ Այսպիսով, ուրանի երկօքսիդի վրա աշխատող VVER ռեակտորներում ջերմային հոսքի առավելագույն խտությունը չի գերազանցում 1,4 10 3 կՎտ/մ 2-ը, մինչդեռ վառելիքի ձողերում առավելագույն ջերմաստիճանը հասնում է 2200 °C-ի: Բացի այդ, տաք կերամիկան շատ փխրուն է և կարող է ճաքել:

Դիսպերսիոն վառելիքներն ունեն բարձր ջերմահաղորդականություն և մեխանիկական հատկություններ, որոնցում UO 2, UC, PuO 2 և այլ ուրանի ու պլուտոնիումի միացությունների փոքր մասնիկները տարասեռ կերպով տեղադրվում են ալյումինի, մոլիբդենի մետաղական մատրիցում, չժանգոտվող պողպատիցև այլն:Մատրիցայի նյութը որոշում է դիսպերսիոն վառելիքի ճառագայթման դիմադրությունը և ջերմահաղորդականությունը։ Օրինակ՝ Առաջին ԱԷԿ-ի դիսպերսիոն վառելիքը բաղկացած էր ուրանի համաձուլվածքի մասնիկներից՝ 9% մոլիբդենով լցված մագնեզիումով։

ՊԱՅՄԱՆԱԿԱՆ ՎԱՌԵԼԻՔ

պայմանական վառելիք. Տարբեր տեսակի էներգետիկ ռեսուրսներ ունեն տարբեր որակի, որը բնութագրվում է վառելիքի էներգիայի ինտենսիվությամբ։ Հատուկ էներգիայի ինտենսիվությունը էներգիայի քանակն է էներգիայի ռեսուրսի ֆիզիկական մարմնի մեկ միավորի զանգվածի վրա:

Վառելիքի տարբեր տեսակների համեմատություն, դրա պաշարներն ամփոփելու, էներգառեսուրսների օգտագործման արդյունավետությունը գնահատելու, ջերմօգտագործող սարքերի ցուցանիշները համեմատելու համար չափման միավորը պայմանական վառելիքն է։ Պայմանական վառելիքն այնպիսի վառելիք է, որից 1 կգ-ի այրման ժամանակ արտազատվում է 29309 կՋ կամ 700 կկալ էներգիա։ Համեմատական վերլուծության համար օգտագործվում է 1 տոննա ստանդարտ վառելիք։

1 տ.տ = 29309 կՋ = 7000 կկալ = 8120 կՎտժ:

Այս ցուցանիշը համապատասխանում է լավ ցածր մոխրի ածխին, որը երբեմն կոչվում է ածխի համարժեք:

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Այսպիսով, վերը նշված նյութի հիման վրա կարելի է անել հետևյալ եզրակացությունները.

Վառելիքը այրվող նյութ է, որն օգտագործվում է ջերմություն արտադրելու համար:

Ըստ ծագման՝ վառելիքը բնական է և արհեստական։

Ըստ ագրեգացման վիճակի՝ առանձնանում են պինդ, հեղուկ և գազային վառելանյութերը։

Ըստ նախատեսված օգտագործման՝ վառելիքը կարող է լինել էներգետիկ, տեխնոլոգիական և կենցաղային։

Որպես անկախ տեսակ՝ միջուկային վառելիքը նույնպես մեկուսացված է։

Վառելիքի տարբեր տեսակներ իրենց կալորիականությամբ համեմատելու համար օգտագործվում է չափման միավորը՝ «տեղեկատու վառելիք»։

Սովորական վառելիքը պայմանականորեն ընդունված վառելիք է 7000 կկալ/կգ կալորիականությամբ (հեղուկ և պինդ վառելիքի համար) և 7000 կկալ/Նմ 3 (գազային վառելիքի համար)։

ՕԳՏԱԳՈՐԾՎԱԾ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐԻ ՑԱՆԿ

1. Աշխատանքի անվտանգությունը և էներգախնայողության հիմունքները. Պրոց. նպաստ /

ԷՄ. Կրաչենյա, Ռ.Ն. Կոզել, Ի.Պ. Սվիրիդ. - 2-րդ հրատ. - Մինսկ: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 էջ.

2. Վիքիպեդիա - ազատ հանրագիտարան [Էլեկտրոնային ռեսուրս] / Միջուկային վառելիք։ Մուտքի ռեժիմ. http://ru.wikipedia.org/Մուտքի ամսաթիվ՝ 04.10.2009թ.

3. Բելառուսի Հանրապետության ստանդարտացման պետական կոմիտեի էներգաարդյունավետության բաժին [Էլեկտրոնային ռեսուրս] / Կարգավորող փաստաթղթեր. Ուղեցույցներէներգախնայողության միջոցառումների տեխնիկատնտեսական հիմնավորումներ կազմելու վերաբերյալ։ Մուտքի ռեժիմ՝ http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Մուտքի ամսաթիվ՝ 03.10.2009թ

ՀԱՎԵԼՎԱԾ Ա

Աղյուսակ 1. Էներգառեսուրսների հատուկ էներգիայի ինտենսիվություն

Ագրեգատ վիճակ	Վառելիքի ծագումը
Ագրեգատ վիճակ	բնական	արհեստական
		բենզին, կերոսին, դիզելային վառելիք, մազութ, սպիրտ, բենզոլ, խեժեր (ածուխ, տորֆ, թերթաքար)
գազային	բնական և նավթի հանքավայր	Գեներատոր, ջուր, լույս, կոքս, կիսակոքս, պայթուցիկ վառարան, նավթավերամշակման գազեր
	հանածո ածուխներ, նավթի թերթաքար, տորֆ,	Ածխի կոքս և կիսակոքս, բրիկետավորված և փոշիացված վառելիք, փայտածուխ

Վառելիքը բաղկացած է այրվող և ոչ այրվող մասերից։ Վառելիքի այրվող մասը տարբեր օրգանական միացությունների համակցություն է, որոնք ներառում են ածխածինը, ջրածինը, թթվածինը, ազոտը և ծծումբը: Ոչ այրվող մասը (բալաստը) բաղկացած է հանքային կեղտից, ներառյալ մոխիրը և խոնավությունը:

Ածխածինը C-ն վառելիքի հիմնական այրվող մասն է: Դրա պարունակության աճով վառելիքի ջերմային արժեքը մեծանում է: Տարբեր վառելիքների համար ածխածնի պարունակությունը տատանվում է 50-ից 97%:

Ջրածինը H-ն վառելիքի երկրորդ կարևորագույն այրվող բաղադրիչն է: Ջրածնի պարունակությունը վառելիքում հասնում է 25%-ի։ Այնուամենայնիվ, երբ ջրածինը այրվում է, չորս անգամ ավելի շատ ջերմություն է արտանետվում, քան ածխածնի այրման ժամանակ:

Թթվածինը O, որը վառելիքի մի մասն է, չի այրվում և ջերմություն չի թողնում, հետևաբար դա վառելիքի ներքին բալաստն է։ Դրա պարունակությունը, կախված վառելիքի տեսակից, տատանվում է 0,5-ից 43%:

N ազոտը չի այրվում և հանդիսանում է ներքին վառելիքի բալաստը: Հեղուկ և պինդ վառելանյութերում դրա պարունակությունը բարձր չէ և կազմում է 0,5 - 1,5%:

Ծծումբ S, որի այրման ընթացքում որոշակի քանակությամբ ջերմություն է արտանետվում, վառելիքի խիստ անցանկալի բաղադրիչն է, քանի որ դրա այրման արտադրանքները՝ ծծմբային SO 2 և ծծմբային SO 3 անհիդրիդները, առաջացնում են մետաղական մակերեսների գազային կամ հեղուկի խիստ կոռոզիա: Պինդ վառելիքում ծծմբի պարունակությունը կազմում է մինչև 8%, իսկ նավթում՝ 0,1-ից մինչև 4%:

Ash A-ն ոչ այրվող պինդ բաղադրիչ է, որի քանակը որոշվում է վառելիքի ամբողջական այրումից հետո։ Դա անցանկալի և նույնիսկ վնասակար աղտոտվածություն է, քանի որ դրա առկայության դեպքում հղկող մաշվածությունը մեծանում է, տարբեր ագրեգատների աշխատանքը դառնում է ավելի բարդ: Մոխրի բարձր պարունակությամբ վառելիքն ունի այրման և բռնկման ցածր ջերմություն:

Խոնավությունը W-ը վառելիքի խիստ անցանկալի խառնուրդ է, քանի որ ջերմության մի մասը գոլորշիացնելու համար այն նվազեցնում է վառելիքի այրման ջերմությունն ու ջերմաստիճանը, բարդացնում է բույսերի աշխատանքը (հատկապես ձմռանը) և նպաստում կոռոզիային:

Հանքային կեղտերը (մոխիր և խոնավություն) սովորաբար բաժանվում են արտաքին և ներքին: Առաջինները վառելիքը ներթափանցում են շրջակա միջավայրից դրա արդյունահանման, փոխադրման կամ պահպանման ժամանակ, մինչդեռ երկրորդները ներառված են դրա քիմիական կազմի մեջ:

Վառելիքը, որը սպառողին է հասնում բնական վիճակում և պարունակում է, բացի այրվող մասից, մոխիր և խոնավություն, կոչվում է աշխատող։ Վառելիքի չոր քաշը որոշելու համար այն չորացնում են 105°C ջերմաստիճանում՝ խոնավությունը հեռացնելու համար։

Գազային վառելիքի բաղադրությունը շատ բազմազան է. նրա այրվող մասը ներառում է ջրածին H, ածխածնի օքսիդ CO, մեթան CH 4 և այլ գազային ածխաջրածիններ (CnHm) մինչև 4 ածխաջրածնի ատոմների քանակով։