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第4章 C

CAO焚烧炉

垃圾运至储存坑,进入生化处理罐,在微生物作用下脱水,使天然有机物(厨余、叶、草等)分解成粉状物,其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选,未能粉化的废弃物进入焚烧炉的第一燃烧室(温度为600℃),产生的可燃气体再进入第二燃烧室,不可燃和不可热解的成分呈灰渣状在第一燃烧室中排出。第二室温度控制在860℃进行燃烧,高温烟气加热锅炉产生蒸汽。烟气经处理后由烟囱排至大气,金属玻璃在第一燃烧室内不会氧化或融化,可在灰渣中分选回收。

COA焚烧炉的特点:可回收垃圾中的有用物质;但单台焚烧炉的处理量小,处理时间长,目前单台炉的日处理量最大达到150吨,由于烟气在850℃以上停留时间难于超过1秒钟,烟气中二恶英的含量高,环保难以达标。

CPE:中国石油集团工程设计有限责任公司

中国石油集团工程设计有限责任公司(英文简称“CPE”)是中国石油天然气集团公司(英文简称“CNPC”)直属的,以石油天然气和炼油化工工程设计为核心业务,大力发展工程总承包和科技产业化,与国际接轨的大型科技企业。

CPE由中国石油天然气集团公司、四川石油管理局、华北石油管理局、吉化集团公司、大连石油化工公司、辽河石油勘探局、抚顺石化公司、青海石油管理局、辽阳化纤公司9家股东共同出资组建,下设西南、东北、北京、抚顺、大连、辽阳、青海、岩土工程8个分公司,中油辽河工程有限公司、迪威尔公司、兴油监理公司、环境工程公司、中油惠通公司5个子公司及离退休中心1个直属单位。

CPE经营范围主要涉及:工程勘察、咨询、设计、总承包、监理,高新技术产品研制、开发、销售,新工艺、新技术开发和成果转让,以及上述业务的技术咨询、技术服务、技术转让、技术培训,计算机技术开发、技术服务、设备维修及销售等。

潮汐能

因月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。潮汐能是以势能形态出现的海洋能,是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。

海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中,汹涌而来的海水具有很大的动能,而随着海水水位的升高,就把海水的巨大动能转化为势能;在落潮的过程中,海水奔腾而去,水位逐渐降低,势能又转化为动能。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说,与潮差的平方和水库的面积成正比。和水利发电相比,潮汐能的能量密度低,相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为13~15米,但一般说来,平均潮差在3米以上就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的,不同的地区常常有不同的潮汐系统,他们都是从深海潮波获取能量,但具有各自独特的特征。潮汐景观很复杂,但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。

潮汐能源

潮汐运动中蕴藏着巨大的能量。潮汐能的大小与水体大小及潮差大小有关。潮汐发电是利用潮差来推动水轮机转动,再由水轮机带动发电机发电。潮汐发电必须选择有利的海岸地形,修建潮汐水库,涨潮时蓄水,落潮时利用其势能发电。由于涨潮、落潮的不连续性,生成发电也不连续。据计算,世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦,若全部转换成电能,每年发电量大约为1.2万亿度。

潮汐发电严格地讲应称为“潮汐能发电”,潮汐能发电仅是海洋能发电的一种,但是它是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种。现代海洋能源开发主要就是指利用海洋能发电。利用海洋能发电的方式很多,其中包括波力发电、潮汐发电、潮流发电、海水温差发电和海水含盐浓度差发电等,而国内外已开发利用海洋能发电主要是潮汐发电。由于潮汐发电的开发成本较高和技术上的原因,所以发展不快。

潮汐发电是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能(发电)的过程。

潮汐发电

潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形,建筑水堤,形成水库,以便于大量蓄积海水,并在坝中或坝旁建造水利发电厂房,通过水轮发电机组进行发电。只有出现大潮,能量集中时,并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方,从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有,但世界各国都已选定了相当数量的适宜开发潮汐电站的站址。

发展像潮汐能这样的新能源,可以间接使大气中的二氧化碳含量的增加速度减慢。潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象,由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用,海平面每昼夜有两次涨落。潮汐作为一种自然现象,为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便。更值得指出的是,它还可以转变成电能,给人带来光明和动力。据估计,世界海洋的潮汐能约有10亿多千瓦,每年可生产12 400亿度电能,尤其在浅海中潮汐能量更大,黄海就有5500万瓦。20世纪50年代以来,各国开始兴建潮汐发电站,目前最大的一座每年发电量为5亿多度。

潮汐能的重要应用之一是发电。潮汐发电的原理,和一般水力发电完全相同,就是利用海水涨落及其造成的水位差,来推动水轮机,水轮机再带动发电机发电。

潮汐发电站

1961年,法国在英吉利海峡沿岸的朗斯河河口靠近圣马诺城建了一座潮汐发电站。这是世界上最早建成的潮汐发电站之一,也曾是世界上最大的潮汐发电站。这里的潮差水平为10.9米。最大可达13.5米;水库坝长350米,涨潮时水库的水面能延伸到20千米长。电站坝内安装有直径为5.35米的可逆水轮机24台,每台功率1万千瓦,发电量达24万千瓦,每年可供电530亿瓦/小时。法国还在圣马诺湾兴建了一座巨型潮汐电站。这座电站装机1000万千瓦。相当于朗斯电站的40多倍;年发电量达到25万亿瓦/小时,几乎是朗斯电站的50倍。法国还准备在圣马诺湾2000平方千米的海面上建造三座拦潮坝,装配容量最大的水轮机组,使每年的发电量达35万亿瓦/小时。

中国从20世纪80年代开始,在沿海各地区陆续兴建了一批中小型潮汐发电站并投入运行发电。其中最大的潮汐电站是1980年5月建成的浙江省温岭县江夏潮汐试电站,它也是世界已建成的较大双向潮汐电站之一。它坐落在浙江南部乐清湾北端的江厦港。江厦港为封闭式海港,现在已经在港口筑起一道15.5米的粘土心墙堆石坝,形成一座港湾水库,总库容490万立方米,发电有效库容270万立方米。这里的最大潮差8.39米,平均潮差5.08米;电站功率3200千瓦;1989年发电量6.2亿瓦/小时。双向潮汐电站的特点是在涨潮、落潮两个方向均能发电。江厦电站每昼夜可发电14~15小时,比单向潮汐电站增加发电量30%~40%。江厦电站每年可为温岭、黄岩电力网提供100亿瓦/小时的电能。中国另一座较大规模的潮汐发电站,是福建平潭幸福洋潮汐发电站,潮差平均为4.54米,最大7.16米。该站年发电量可达31.5亿瓦/小时。

磁流体发电

利用磁流体发电是一种将热能转换成电能的新型发电方式。它的工作原理与传统的旋转发电机一样,都是基于法拉第电磁感应定律,即利用导体切割磁力线产生感应电动势。但是磁流体发电机中所用的导体是高温导电气体,而不是普通电机中所用的固体金属导线。从能量转换的角度看,普通火力发电是把燃料中贮藏的化学能经过燃烧或反应变为热能,热能在蒸汽透平机中再变成机械能,最后由透平机带动发电机旋转使机械能转化为电能。而磁流体发电则是将燃料燃烧或原子核反应所产生的热能在发电通道中直接转换成电能。磁流体发电可以分为许多种类。若以一次能源为标准,大致可分为化学燃料磁流体发电和核燃料磁流体发电两大类。此外,太阳能也有希望成为磁流体发电的一次能源。

磁流体发电有许多优点,由于其发电机中没有机械转动部件,单机容量大,功率密度高,而且设备简单,便于移动,因此它具有广泛的应用前景,特别是可作为某些特殊用途的电源(如风洞电源、大功率激光电源以及地震预测和某些实验所需的电源等)作为民用电站,磁流体发电能提高电站的总热效率,能节省大量的燃料、减少环境污染。因而,磁流体发电如果得到普遍应用,对电力工业将是一项重大的革新。

储采比

储采比又称回采率或回采比,是指年末剩余储量除以当年产量得出剩余储量按当前生产水平尚可开采的年数。例如,2003年世界石油、天然气和煤炭的储产比分别为41.0、67.1和192.0。换个说法,是指上年底油田的剩余可采储量与上年底油田的采出量之比。目前柴达木盆地各油田的平均储采比为13左右。

由于地质条件和现有技术经济条件等原因,矿产资源的工业储量同实际可能采出的数量间有一定差距,即是采出量与工业储量之比。公式为:K=((Q-Q0)/Q)100%,式中K为储采比或回采率,Q为工业储量,Q0为损失量。储采比的大小,不仅反映矿产资源的利用程度,也直接影响矿石开采年限与基建折旧费用大小。储采比越大,资源利用越充分,在同样的开采规模下,矿山服务年限延长,基建投资折旧费用相应减少。

影响储采比的主要因素有:

(1)矿产资源赋存条件。如矿产埋藏深度,矿体产状(矿层厚度、倾斜度、夹石剔除厚度),矿体围岩性质及区域地质构造等;

(2)开采利用方式。如井下或露天开采;

(3)采矿技术装备。包括开采、装运与选矿设备等。20世纪80年代初,中国金属矿山回采率为70%~80%,损失率约20%~30%。

城市固体废物

城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。

传统能源

传统能源亦称常规能源。指在现阶段科学技术水平条件下,人们已经广泛使用、技术上比较成熟的能源,如煤炭、石油、天然气、水能、木材等。随着科学技术的发展,非常规能源不断转化为常规能源。在同一历史时期,因各国科学技术水平的差别,常规能源与非常规能源的范围也可能不同。如工业发达国家已把核裂变能列入常规能源,而在中国尚属非常规能源。传统能源中的煤炭、石油和天然气都是由远古的生物化石演变而成,故统称为化石燃料。煤炭是世界上储量最丰富的矿物资源(实测储量为2.1万亿吨,可采储量9380亿吨),其次为石油(1987年探明储量为955.4亿吨)和天然气(1987年探明储量为102.6万亿立米)。

统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属于再生能源,如葛洲坝水电站和三峡水电站,只要长江水不干涸,发电就不会停止。煤和石油天然气则不然,它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率,石油可用几十年,煤炭可用几百年),这些能源短期内不可能再生,因而人们对此有危机感是很自然的。

错峰用电

错峰用电是指根据电网负荷特性,通过行政、技术、经济等手段将电网用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段,从而减少电网的峰谷负荷差,按照“以发定供、以供定用”的原则,最大限度提高发、供电设备的利用率,优化资源配置,提高电网安全性和经济性。

错峰用电也就是指错开用电高峰期用电。许多大城市或者工业城市因用电紧张供电不足,在用电高峰期供电部门为了保证一些如职能部门、医院、学校等的正常用电,对企业、区域用电户进行用电时间的调整,错开分配,对某些企业、工厂在一定的时间内停止供电。如:某工厂周一、周三停电,调整到周日用电、夜间用电等。

抽水蓄能发电站

抽水蓄能电站是具有调峰、填谷、调频、调相和事故备用等多种作用的特殊电源,有运行灵活和反应快捷的特点,对确保电力系统安全、稳定和经济运行具有重要作用。该电站的电机组实质就是既可以作水泵又可以用来发电的水轮发电机组。当电网用电量处于低谷值时,把多余的电能用来抽水,即把下游调节池中的水重新提到上游位置,以备再度发电充分利用水资源。这个过程是电能转化成水的机械能,水的机械能再转化成电能的过程。

抽水蓄能发电机组一般建在水库的大坝上,坝内、坝外有两个水位差较大的蓄水库。随着经济的发展和人民生活水平的提高,电力系统运行的可行性和安全性要求将不断提高。由于社会生产和生活规律决定了用电量在一天24小时内是不均衡的,电力系统要用调峰手段来解决这种电力盈缺现象,因此,为满足电网安全、稳定和经济运行的需要,建设适当比例的抽水蓄能电站是必要的。

采煤综合机械化

从20世纪60年代开始,在一些发达国家采煤工作面落煤、运煤和支护等主要工序逐步实现机械化。采煤综合机械化使矿井面貌发生深刻的变化,工作面单产大大提高,矿井生产高度集中,井型不断扩大,促使开拓布置、采煤方法、通风安全和劳动组织等方面发生全面的改革。采区巷道掘进日益广泛地使用掘进机,以适应工作面的快速推进。1952年,大功率滚筒采煤机问世经多次改进,到90年代已出现第四代直流电牵引双摇臂滚筒采煤机。德国的EDN系列滚筒采煤机大修周期平均为50万吨煤,寿命在5年以上。重型可弯曲链板运输机也是综合采煤的重要设备之一。工作面运输机趋向重型单链运输机,与双链运输机比较,其溜槽寿命长50%以上,可通过150万~200万吨煤,断链事故减少90%,还可拐弯90°。1970年,德国研制出高性能掩护式支架后,自移支架的发展进入了一个新阶段。自移支架大多为掩护式,稳定性好,受力均匀,适用于顶板破碎和厚度变化大的煤层。在地质条件不适宜综采的煤层中,则都使用单体液压支柱,德、英、日等国已淘汰了摩擦式金属支柱。有些国家还趋向用短壁采煤法回采不规则或有断层的煤层以及残留的煤柱。

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