《能源運(yùn)輸過(guò)程中的損失》

1、能源運(yùn)輸過(guò)程中的損失The process of energy loss in transport目錄CONTENTS能源簡(jiǎn)介01能源運(yùn)輸概況02氣力運(yùn)輸損失05學(xué)習(xí)心得06能源運(yùn)輸損失分析03石油管道運(yùn)輸損失04PARTONE能源簡(jiǎn)介能源簡(jiǎn)介4煤炭、石油、 天然氣、水能、電力、煤氣、蒸汽、石油制品一次能源可再生能源非可再生能源水能、風(fēng)能及生物質(zhì)能；煤炭、石油、天然氣、油頁(yè)巖二次能源研究背景5根據(jù)地域及能源供需特征劃分的七大區(qū)域,分別是:京津冀、晉陜蒙寧、東北、華東、中南、西南、新甘青地區(qū)。能源的地區(qū)分布在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)體系的各環(huán)節(jié)中,能源運(yùn)輸體系相對(duì)薄弱,傳統(tǒng)的能源運(yùn)輸通道體系包括:鐵路、公路、海

2、運(yùn);隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的繼續(xù)深入,能源運(yùn)輸需求不斷增長(zhǎng),傳統(tǒng)體系已逐漸無(wú)法滿足,尤其是電力運(yùn)輸通道的重要地位日益凸顯,構(gòu)建包含電力運(yùn)輸通道在內(nèi)的綜合能源運(yùn)輸通道體系已被公認(rèn)為不爭(zhēng)之實(shí)?，F(xiàn)階段與我國(guó)能源供需相匹配的綜合運(yùn)輸通道體系的主體,應(yīng)包括:鐵路、公路、港口、輸油(氣)管道及超(特)高壓輸電網(wǎng)絡(luò)。能源運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀能源運(yùn)輸?shù)母窬治覈?guó)資源分布和生產(chǎn)力布局的區(qū)域性特征,需要特有的能源運(yùn)輸格局,例如:西氣東輸、西電東送、北煤南運(yùn)等格局;PARTTWO能源運(yùn)輸概況基本概念7能源運(yùn)輸是什么？能源運(yùn)輸?shù)母攀?？能源運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)8運(yùn)量大運(yùn)距長(zhǎng)中國(guó)各種能源資源的分布比較集中，如煤炭資源的60%以上集中在華北，石油資源

3、主要分布在黑龍江、山東和河北，加之工業(yè)布局較多地密集于東北和華東沿海諸省，因此形成了北煤南運(yùn)、西煤東運(yùn)和北油南運(yùn)的格局，導(dǎo)致長(zhǎng)距離的運(yùn)輸。有的運(yùn)距長(zhǎng)達(dá)上千公里甚至數(shù)千公里。蘇聯(lián)是東煤、東油西運(yùn)，美國(guó)是西煤東運(yùn),運(yùn)距均在700公里以上。占用運(yùn)輸能力多由于能源運(yùn)量大，運(yùn)距長(zhǎng)，能源運(yùn)輸占用了大量的運(yùn)輸能力。大體上說(shuō)，中國(guó)鐵路運(yùn)輸能力的五分之二，水路運(yùn)輸能力的二分之一，公路運(yùn)輸能力的四分之一，都是用于能源運(yùn)輸。目前管道幾乎是全部運(yùn)輸能源（見(jiàn)管道運(yùn)輸）。中國(guó)能源運(yùn)量占總運(yùn)量的40%以上，其中鐵路運(yùn)輸?shù)拿禾俊⑹图s占鐵路總運(yùn)量的43%。蘇聯(lián)和美國(guó)的鐵路運(yùn)量中，煤炭和石油運(yùn)量占總運(yùn)量的比重，蘇聯(lián)超過(guò)30%，

4、美國(guó)為28%。運(yùn)量大運(yùn)距長(zhǎng)占用運(yùn)輸能力多中國(guó)能源運(yùn)量占總運(yùn)量的40%以上，其中鐵路運(yùn)輸?shù)拿禾?、石油約占鐵路總運(yùn)量的43%。蘇聯(lián)和美國(guó)的鐵路運(yùn)量中，煤炭和石油運(yùn)量占總運(yùn)量的比重，蘇聯(lián)超過(guò)30%，美國(guó)為28%。中國(guó)能源運(yùn)量占總運(yùn)量的40%以上，其中鐵路運(yùn)輸?shù)拿禾?、石油約占鐵路總運(yùn)量的43%。蘇聯(lián)和美國(guó)的鐵路運(yùn)量中，煤炭和石油運(yùn)量占總運(yùn)量的比重，蘇聯(lián)超過(guò)30%，美國(guó)為28%。能源運(yùn)輸?shù)姆绞?鐵路運(yùn)輸管道運(yùn)輸能源運(yùn)輸?shù)姆绞?0水路運(yùn)輸公路運(yùn)輸PARTTHREE能源運(yùn)輸損失分析電力運(yùn)輸中的損失12輸送電能的基本方法n 輸送電能的基本要求是： 可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)n 可靠：是指保證供電線路可靠地工作，少有故障

5、和停電。n 保質(zhì)：就是保證電能的質(zhì)量，即電壓和頻率穩(wěn)定。n 經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗小電能損失的原因n 這由于輸電線長(zhǎng)，電阻大，當(dāng)電流通過(guò)輸電線時(shí)，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時(shí)輸電線上有電壓降，故又損失一部分電壓。如何減少電能損失n 減小材料的電阻率，銀的電阻率最小，但價(jià)格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線。n 減小輸電線的長(zhǎng)度L不可行，因?yàn)橐ＷC輸電距離。n 增加導(dǎo)線的橫截面積，可適當(dāng)增大橫截面積。太粗不可能，既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難。電力運(yùn)輸中的損失13是不是輸電電壓越高越好？n 電壓越高，對(duì)輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費(fèi)用越高。實(shí)際輸送電能時(shí)，要綜合考慮，如

6、輸送功率的大小、距離的遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求等，要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。避免在運(yùn)輸電力途中損失能量,為什么變電站要先升壓后降壓搜索？n 這是因?yàn)樵趥鬏斚嗤墓β氏?，電壓越高電流就越小，電流小不僅損耗小而且可以使用細(xì)導(dǎo)線，這又降低了輸送成本。但是高電壓安全系數(shù)差要求條件高，普通用戶很難達(dá)到。為了安全用電就必須降壓使用。電網(wǎng)供電n 采用電網(wǎng)供電可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質(zhì)量。管道的壓力損失14局部阻力局部阻力是由管道附件(彎頭，三通，閥等)形成的，它和局阻系數(shù)，動(dòng)壓成正比。局

7、阻系數(shù)可以根據(jù)附件種類，開(kāi)度大小通過(guò)查手冊(cè)得出，動(dòng)壓和流速的平方成正比。局部水頭損失在流體的流動(dòng)過(guò)程中,由于邊界發(fā)生急劇變化,如轉(zhuǎn)彎、縮窄、擴(kuò)大,流體的流向和速度的大小在局部區(qū)域發(fā)生了急劇變化,使水體在局部范圍內(nèi)發(fā)生了劇烈的碰撞、摩擦,使水流產(chǎn)生了額外的水頭損失.沿程阻力它是比摩阻乘以管道長(zhǎng)度，比摩阻由管道的管徑，內(nèi)壁粗糙度，流體流速確定沿程水頭損失在等直徑的直管道上,雖然流速方向和大小都沿程不變,但由于管壁邊界的作用,流體在流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生內(nèi)部摩擦,產(chǎn)生的水頭損失稱為沿程水頭損失.減少管道阻力損失的方法15(1)流體在管內(nèi)的流速越大.阻力損失也越大所以應(yīng)合理的選擇管徑.避免管內(nèi)流速過(guò)大,并將流

8、速控制在允許最大流速范圍之內(nèi).流速過(guò)大還可造成系統(tǒng)噪聲加大等不良后果.第一步第二步第三步第四步管道內(nèi)壁宜光滑,這樣可減少局部阻力損失.在改變管徑時(shí),應(yīng)采用局部阻力系數(shù)較小的變徑管,不宜突然變徑而加大局部阻力損失.管道官布置得簡(jiǎn)捷合理；管道上的閥門(mén),當(dāng)只起關(guān)閉作用時(shí),宜采用阻力較小的閥門(mén)類型.不宜在主千管路上的彎頭、三通、變徑處的附近接出支管管路.PARTFOUR石油管道運(yùn)輸損失長(zhǎng)距離石油輸送管道的運(yùn)輸1701長(zhǎng)距離輸油管道主要由輸油站和管線兩大部分組成。由于石油具有黏度大、流動(dòng)性小、容易凝固、腐蝕金屬管道等特點(diǎn)。運(yùn)輸組成02在輸送過(guò)程中需要較高的壓力才能保證油品的流速, 而油品沿著輸送管道不斷

9、向前流動(dòng), 壓力將不斷降低, 這就需要在沿途設(shè)置若干個(gè)中間加壓泵站, 進(jìn)行加壓, 直至油品輸送到終點(diǎn)。 石油黏度大、流動(dòng)性小 (壓力損失) 03輸油管道必須要保持一定的溫度, 為此, 需要采取在沿途設(shè)置加熱站和管線的加熱與保溫措施。當(dāng)溫度過(guò)低時(shí),石油流動(dòng)困難,甚至凝固（熱量損失）04輸送管道都是由鋼管焊接而成, 而石油中的硫?qū)饘倬哂懈g作用, 這就需要采取措施, 通常的做法是采用內(nèi)壁涂層,內(nèi)壁涂層在某些情況下還作為降低關(guān)閉粗糙度的措施。同時(shí)管道外壁還需包上防腐絕緣層和保溫層, 以防腐蝕和保溫。長(zhǎng)距離石油輸送需要較大的壓力PARTFIVE氣力運(yùn)輸損失氣力輸送1901氣力輸送是什么？它稱氣流輸送

10、，利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣流方向輸送顆粒狀物料，是流態(tài)化技術(shù)的一種具體應(yīng)用。氣力輸送裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可作水平的、垂直的或傾斜方向的輸送，在輸送過(guò)程中還可同時(shí)進(jìn)行物料的加熱、冷卻、干燥和氣流分級(jí)等物理操作或某些化學(xué)操作。02它的優(yōu)勢(shì)(1)它的輸送管路占用空間小且線路布置非常靈活。(2)由于氣力輸送系統(tǒng)與液壓輸送系統(tǒng)在操作上十分相似。(3)氣力輸送系統(tǒng)的iH確設(shè)計(jì)不僅能免除工傷,而且還能減少山火災(zāi)或爆炸引起的危險(xiǎn)。(4)在保持環(huán)境清潔方面比其他輸送方式更為優(yōu)越。(5)物料在密閉管路中輸送,可以避免其受潮,保證輸送物料的質(zhì)量;(6)設(shè)備簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,靜設(shè)備居多,維護(hù)保養(yǎng)方便。實(shí)際

11、損失情況20輸送速度與輸送管道壓損的關(guān)系當(dāng)輸送氣速在57m/s區(qū)間時(shí),水平管段的壓力損失達(dá)到最低點(diǎn)。當(dāng)輸送氣速低于此值時(shí),隨著輸送氣速的提高,炭黑顆粒在管底的沉積逐漸減少,與輸送管壁的摩檫阻力減小,使得輸送壓損降低;當(dāng)輸送氣速高于此值時(shí),隨著輸送氣速的增大,炭黑顆粒間相互作用使沉浮速度加快,致使管段的壓力損失不斷遞增。料氣比與輸送管道總壓損的關(guān)系實(shí)際損失情況21料氣比與輸送管道總壓損的關(guān)系隨著管道中料氣比的不斷增大,管道的總壓力損失也隨著提高。當(dāng)料氣比低時(shí),系統(tǒng)的輸送能力較低,且輸送一定量的物料所需的壓縮空氣量較多,造成系統(tǒng)能耗的增加;當(dāng)料氣比增大到一定值時(shí),壓縮空氣提供的壓力就不足以使物料正

12、常向前輸送,導(dǎo)致管道堵塞的發(fā)生。因此,要選擇合理的輸送料氣比,既能滿足物料的正常輸送,又要保證系統(tǒng)的輸送能力,降低系統(tǒng)能耗。料氣比在2026范圍內(nèi),既不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)能耗較高,也不會(huì)出現(xiàn)管道可能堵塞的現(xiàn)象。料氣比與輸送管道總壓損的關(guān)系實(shí)際損失情況22輸送壓力對(duì)輸送管道壓損的影響隨著輸送壓力的提高,無(wú)論是水平管、垂直管還是彎管,其壓力損失都表現(xiàn)為先降低后增加的現(xiàn)象。當(dāng)輸送壓力處于0.2MPa左右時(shí),三種類型的管道都呈現(xiàn)出最小壓力損失的狀態(tài),即此輸送壓力下物料的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,使得輸送壓力損失處于較低水平。當(dāng)輸送壓力低于或高于此值時(shí),炭黑顆粒間的相互作用使其在管底積聚加劇,使得摩擦加劇,產(chǎn)生較高的壓力損失。料氣比與輸送管道總壓損的關(guān)系實(shí)際損失情況23料氣比與輸送管道總壓損的關(guān)系23實(shí)驗(yàn)所用的物料為炭黑N375。炭黑主要作為橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑用于輪胎或其它橡膠制品的配方中。PARTSIX學(xué)習(xí)心得未來(lái)展望250301隨著能源需求以及運(yùn)輸業(yè)的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展，運(yùn)輸損失無(wú)可避免；有效的減少損失，提高運(yùn)輸效