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第5章

電容電車

電車底部安裝電容360個,無記憶充電,充放電次數100000,質量800千克,在車輛的使用壽命期內不需再更換電源,全部取消了饋觸線網(每千米造價RMB¥14萬)。停站間隙車頂充電集電弓自動升起,搭到景觀式充電站臺的電纜上,停靠站點不大于30秒,始發站不大于180秒的時間(最大電容量:3800千瓦時)完成充電(乘客的候車心理承受時間為20秒)不會產生傷及人體的強磁場,車上安裝避雷針,每個充電設備上都配置有導電系統。節能:剎車原本浪費的機械能,40%可再轉化為電,回充超級電容。噪聲:工作噪聲65分貝(普通電車超過100分貝),車輛底盤上裝上吸音板,使車內空調噪聲可再降低。

電容電車優點

克服制約傳統無軌公交電車發展的視覺污染、機動性差和公交線路布局困難的三大公害,又突破了近年來世界上研發的如輔源無軌電車、雙源無軌電車和感應充電等新型無軌電車存在的制約其推廣及投入運營的關鍵問題,以及氫燃料電車存在的高耗能,制取難和安全隱患問題。消除一般電車,月停電160分,故障40次的上限。

地熱資源

地熱資源是世界上最古老的能源之一。據測算,地球內部的總熱能量,約為全部煤炭儲量的1.7億倍。每年從地球內部經地表散失的熱量,相當于1000億桶石油燃燒產生的熱量。地球本身像一個大鍋爐,深部蘊藏著巨大的熱能。在地質因素的控制下,這些熱能會以熱蒸汽、熱水、干熱巖等形式向地殼的某一范圍聚集,如果達到可開發利用的條件,便成了具有開發意義的地熱資源。

地熱主要來源于地球內部放射性元素蛻變放熱能,其次是地球自轉產生的旋轉能以及重力分異、化學反應,巖礦結晶釋放的熱能等。在地球形成過程中,這些熱能的總量超過地球散逸的熱能,形成巨大的熱儲量,使地殼局部熔化形成巖漿作用、變質作用。

地熱發電

地熱能是來自地球深處的可再生性熱能,它起于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。地下水的深處循環和來自極深處的巖漿侵入到地殼后,把熱量從地下深處帶至近表層。其儲量比目前人們所利用能量的總量多很多,大部分集中分布在構造板塊邊緣一帶,該區域也是火山和地震多發區。它不但是無污染的清潔能源,而且如果熱量提取速度不超過補充的速度,那么熱能是可再生的。

地熱發電是利用液壓或爆破碎裂法把水注入到巖層,產生高溫蒸汽,然后將其抽出地面推動渦輪機轉動使發電機發出電能。在這過程中,將一部分沒有利用到的或者廢氣,經過冷凝器處理還原為水送回地下,這樣循環往復。1990年安裝的發電能力達到6000MW,直接利用地熱資源的總量相當于4.1Mt油當量。

大耗能工業

大耗能工業是指在工業產品的總生產費用及工業生產的基本建設投資中,能源(燃料動力)費用及能源基地建設投資所占比重較大的工業部門。主要有:有色冶金工業、電化學及電冶金工業、稀有金屬冶煉業、電力工業、石油加工與石油化工等。前蘇聯學者普羅勃斯特(A.E.Probst)將能源費用占工業產品成本30%~45%以上、產品的能源單耗較高、其能源基地的建設費用大于或等于用于主要生產設施的直接基建費用的部門,稱為大耗能工業部門,如有色冶金中的鋁、鎂、鈦、鎳、鋅等,電冶金(包括鐵合金)、電化學與某些化工部門(如合成橡膠、化學纖維、合成氨及氮肥),以及電力工業等。大耗能工業要求布局在廉價的能源基地,特別是大型水電站附近。

動力系統

電力系統和動力部分的總和。其中,動力部分,包括火電廠的鍋爐、汽輪機、熱力網和用熱設備;水電廠的水庫、水輪機等;核電廠的核反應堆等。

頓巴斯

頓巴斯是“頓涅茨煤田”的簡稱,烏克蘭最大的煤炭基地。在頓河下游西側,西距克里沃羅格鐵礦約400千米。東西長620千米,南北寬70~170千米,總面積6萬平方千米。總地質儲量1410億噸(1980年),其中煉焦煤375億噸,約占26%(1980)。尚有汞、巖鹽等礦藏。19世紀起大規模開采。1985年產煤1.98億噸。冶金、電力、化工和機械制造業均發達。重要城市有頓涅茨克、盧甘斯克、馬克耶夫卡等。

電是一種自然現象。電或電荷有兩種:一種叫做正電,另一種叫負電。通過實驗我們發現帶電物體同性相斥、異性相吸,吸引或排斥力遵從庫侖定律。

電力

電力在能源合理開發、運輸、分配及消費中,具有特殊的作用。電力是由一次能源轉換而得的二次能源。有的一次能源只有轉換為電力,才能大規模地開展利用,像原子能、偏遠地區的水力資源等就是這樣。有的能源按原有形式運輸是不合理的,如劣質燃料等,只有就地發電后再輸送分配,才經濟合算。在能源消費中,用電比重愈大,能源使用的效率愈高,20世紀80年代時,據對按人口平均生產總值大于400美元的84個國家和地區所作的分析,用電比重在能源消費中占35%左右的國家,每1美元產值的能源消費相當于0.875~1.5千克;而用電比重17.5%左右的國家,每1美元產值的能源消費高達3.5千克。電力在能源平衡中的特殊作用,是任何其他能源都代替不了的。

電力系統

電力系統是由生產、變換、輸送、分配、消費電能的發電機、變壓器、變換器、電力線路和各種用電設備(一次設備)以及測量、保護、控制等智能裝置(二次設備)組成的統一整體。

電力網絡

由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設備所組成的部分常稱電力網絡,即電力系統中除發電機和電力用戶以外的部分。

電力的消費

在長期發展中,世界電力總消費一直保持在每10年增長1倍,即年平均增長率7.2%,約為一次能源總消費年平均增長率的1.6倍。1975年,世界一次能源總消費量是87.5億噸標煤,其中用做發電的約25%,預計到2005年,將達到44.3%,隨著原子能發電的增加和其他非常規能源的開發,這一趨勢還要加快。

電力的產、供、銷是在同一瞬間完成的,一年四季或一天24小時內,它的負荷有高有低,特別隨著生活用電比重的增加,尤為突出。目前,電能貯存技術尚未解決,裝機容量并不能總是滿發,從全局看,發電量與裝機容量要保持一定的比例。發達國家大約每億度發電量要有2.3萬千瓦左右的裝機容量。水電比重大的國家,數值還要大些。

電網技術

電網是將相近的電廠、送變電站聯絡起來,形成全國或地區性網絡,以便進行統一管理和指揮。它的主要作用是保證發電與供電的安全可靠,調整地區間的電力供需平衡,保持規定的電能質量和獲得最大的經濟利益。隨著電力工業的迅速發展,特別是各國相繼建設了大容量火電、水電和原子能電站,電網的容量愈聯愈大。除了在本國形成統一電網外,相鄰地區和國家也采取電網互聯,組成國際電網。

1970年,前蘇聯又將其歐洲的地區電網以及烏拉爾、外高加索電網先后并入歐洲地區的統一電網,而后又伸展到前蘇聯的亞洲地區。整個電網有上千個電站,所占地區面積850萬平方千米。1976年電網裝機容量1.6億千瓦,發電8730000億瓦/小時。統一電網和聯網的優點是:允許安裝大容量機組,減少備用容量,尤其是能充分利用水、火、原子能等各種電站的特點進行負荷的經濟調度,提高供電的可靠性,保持較高的供電質量。

電力網

電力網是電力系統的一部分,由變電所和各種電壓的線路組成。以變換電壓(變電)輸送和分配電能為主要功能,是協調電力生產、分配、輸送和消費的重要基礎設施。

電塔

電塔是呈梯形、三角形等塔狀建筑物,高度通常為25~40米。為鋼架結構。多建設在野外的發電廠、配電站附近。它是電力部門的重要設施。能架空電線并起保護、支撐作用。電力鐵塔的設計、制造、安裝、維護及質量檢測是現代電力系統運行與發展的重要保障。只有不斷提高電力鐵塔設計、制造、安裝、維護技術水平,不斷加強電力鐵塔質量檢測,才能夠適應現代電力規范、進步的發展。

電能

電能指電以各種形式做功的能力。有直流電能、交流電能、高頻電能等,這幾種電能均可相互轉換。日常生活中使用的電能主要來自其他形式能量的轉換,包括水能(水力發電)、熱能(火力發電)、原子能(原子能發電)、風能(風力發電)、化學能(電池)及光能(光電池、太陽能電池等)等。電能也可轉換成其他所需能量形式。它可以以有線或無線的形式作遠距離的傳輸。

電力需求側管理

電力需求側管理是指通過采取有效的激勵措施,引導電力用戶改變用電方式,提高終端使用效率,優化資源配置,改善和保護環境,實現最小成本電力服務所進行的用電管理活動,是促進電力工業與國民經濟協調發展的一項系統工程。

大型水力發電站

美國從20世紀30年代開始對田納西河進行多元開發利用,建造水電站,經過40多年的努力,田納西河上已建成了35個大水庫和8個小水庫,水力發電廠達49個,田納西成為美國電力的最大供應者。美國從田納西的水力發電中獲得巨大收益后,于1941年在哥倫比亞河上建立了大古力水力發電站,設計的發電能力為1083萬千瓦,是世界上最大的水電站。直到1984年,巴西和巴拉圭在巴拉那河建成發電能力為1260萬千瓦的伊泰普水電站后才退居第二位。

中國于1992年在第七屆全國人民代表大會第五次會議上通過三峽工程的規劃,是人類利用開發水電能的一個偉大行動。三峽的水電蘊藏量達3000多萬千瓦,是世界上絕無僅有的水能富足之地,建成后的三峽電站,發電量相當于1991年全國發電總量的1/8,可替代8座裝機240萬千瓦的火電站,相當于10座大亞灣核電站或7座葛洲壩電廠。三峽工程的建成還對防洪、航運、供水、灌溉、養殖、旅游、生態等方面發揮巨大作用,產生出巨大的綜合經濟效益和社會效益。

大慶油田的開發

大慶油田是20世紀60~80年代中國最大的油區,位于松遼平原中央部分,濱洲鐵路橫貫油田中部。其中大慶油田為大型背斜構造油藏,自北而南有喇嘛甸、薩爾圖、杏樹崗等高點。油層為中生代陸相白堊紀砂巖,深度900~1200米,中等滲透率。原油為石蠟基,具有含蠟量高(20%~30%),凝固點高(25℃~30℃),黏度高(地面黏度35),含硫低(在0.1%以下)的特點。原油比重83%~86%。1959年,在高臺子油田鉆出第一口油井,1960年3月,大慶油田投入開發建設。1976年以來,年產原油一直在5000萬噸以上,1983年產油5235萬噸。大慶油區的發現和開發,證實了陸相地層能夠生油并能形成大油田,從而豐富和發展了石油地質學理論,改變了中國石油工業落后面貌,對中國工業發展產生了極大的影響。

大型煉油廠

20世紀70年代初期,世界上一般新建煉廠的平均規模在500萬噸左右,到80年代增加到1000萬噸。最大的煉廠是美屬維爾京群島克羅伊赫煉廠,加工能力3640萬噸/年。單套蒸餾裝置的能力也不斷增大。在世界最大的蒸餾裝置是法國貢弗勒維爾煉廠,1200萬噸/年。

大型煉油廠利用石油還可制造出很多有機化合物,可以制成藥品、染料、炸藥、殺蟲劑、塑料、洗滌劑及人造纖維。英國工業用的有機化合物,80%來自石油化工。裂化過程中所產生的乙烯,容易與其他化學物品化合,因此可制出大量石油化工產品。裂化過程中還有丙烯、丁烯、石蠟和芳香劑等其他主要產品,由這些產品又制出數以百計的石油產品。

大布爾干油田

大布爾干油田是世界第二大油田,又稱布爾干油田,位于波斯灣沿岸的科威特境內,東距阿拉伯灣海岸20千米。

油田構造是一個復式背斜,南北長40千米,東西寬20千米,面積約700平方千米。1934年開始地質調查。1937年10月鉆布爾干1井,發現了良好的油層,但直到第二次世界大戰后的1946年才開始產油。1951年在馬格瓦高點打發現井,1952年在艾哈邁迪高點打發現井,1953年這兩個高點開始開采。

大布爾干油田的儲集層總厚度達400米,頂部井深1050米,底部在海平面以下1380米為油水界面,儲集層的油柱高度達335米。儲集層具有極好的物理特性,砂巖平均孔隙度超過25%,滲透率為1~4平方米。油田儲量豐富,單井產能極高,一般都超過580噸/天,1000噸/天以上的不在少數。20世紀60年代,大布爾干油田的總可采儲量為11.4Gt,1986年超過14.0Gt。伴生氣的可采儲量達20300億立方米。原油相對密度0.844~0.876,隨深度增加。在油水界面附近有一幾乎不流動的集油砂帶。油層的平均飽和壓力為11.67兆帕,油氣比89立方米,原始壓力在1220米深處為13.82兆帕。該油田2000年產量約150萬桶/日。

低溫地熱

地熱資源按溫度可分為高溫、中溫和低溫3類。溫度大于150℃的地熱以蒸汽形式存在,叫高溫地熱;90~150℃的地熱以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中溫地熱;溫度大于25℃、小于90℃的地熱以溫水(25~40℃)、溫熱水(40~60℃)、熱水(60~90℃)等形式存在,叫低溫地熱。高溫地熱一般存在于地質活動性強的全球板塊的邊界,即火山、地震、巖漿侵入多發地區,著名的冰島地熱田、新西蘭地熱田、日本地熱田以及我國的西藏羊八井地熱田、云南騰沖地熱田、臺灣大屯地熱田都屬于高溫地熱田。中低溫地熱田廣泛分布在板塊的內部,我國華北、京津地區的地熱田多屬于中低溫地熱田。

第一口海底油井

1946年,美國建造的海上鉆控平臺,首次打出了世界上第一口海底油井。全球大規模開發海底石油是在20世紀50年代后期。1955年,全世界僅有10個國家從事這項工作。自60年代以后,從事海底石油和天然勘探的國家陸續增至20余個。1976年,進行海上油氣開采的國家已發展到近100個,進入90年代,開采國已增加到100多個。勘探范圍遍及除南極大陸外的所有大陸架,其中不少已深入到較深大陸坡和深海區。

地熱

地球上火山噴出的熔巖溫度高達1200~1300℃,天然溫泉的溫度大多在60℃以上,有的甚至高達100~140℃。這說明地球是一個龐大的熱庫,蘊藏著巨大的熱能。地球可以看做是半徑約為6370千米的實心球體。它的構造就像是一個半熟的雞蛋,主要分為三層。地球的外表相當于蛋殼,這部分叫做“地殼”,它的厚度各處很不均一,由幾千米到70千米不等。地殼的下面是“中間層”,相當于雞蛋白,也叫“地幔”,它主要是由熔融狀態的巖漿構成,厚度約為2900千米。地殼的內部相當于蛋黃的部分叫做“地核”,地核又分為外地核和內地核。

地球每一層的溫度很不相同的。從地表以下平均每下降100米,溫度就升高3℃,在地熱異常區,溫度隨深度增加的更快。我國華北平原某一個鉆井鉆到1000米時,溫度為46.8℃;鉆到2100米時,溫度升高到84.5℃。另一鉆井,深達5000米,井底溫度為180℃。根據各種資料推斷,地殼底部和地幔上部的溫度約為1100℃~1300℃,地核約為2000℃~5000℃。

地殼內部的溫度產生的熱量是從哪里來的呢。一般認為,是由于地球物質中所含的放射性元素衰變產生的熱量。有人估計,在地球的歷史中,地球內部由于放射性元素衰變而產生的熱量,平均為每年5萬億億卡。這是多么巨大的熱源啊!1981年8月,在肯尼亞首都內羅畢召開了聯合國新能源會議,據會議技術報告介紹,全球地熱能的潛在資源,相當于現在全球能源消耗總量的45萬倍。地下熱能的總量約為煤全部燃燒所放出熱量的1.7億倍。豐富的地熱資源正等待我們去開發。

地球資源

地球資源指的是地球能提供給人類衣、食、住、行、醫所需要的物質原料,也稱為“自然資源”。陸地上重要的自然資源有六種,它們是:淡水、森林、土地、生物種類、礦山、和化石燃料(煤炭、石油和天然氣)。地球上的自然資源分為“可再生”與“不可再生”兩大類。可再生的自然資源指的是在太陽光的作用下,可以不斷自己再生的物質。最典型的可再生資源有植物、生物質能、太陽能、風能等。地球上不可再生的自然資源主要有石油、煤炭、天然氣和其他所有礦產資源。它們經過了上億年才得以形成,因此不可再生。這些資源的儲量隨著人類的消耗而越來越少。地球上的生物物種也是寶貴的不可再生自然資源。任何一種生物的滅絕意味著地球永久性地丟失了一個物種獨特而珍貴的基因庫。因此,如果是由人的活動造成的物種滅絕,其損失將無法估量。

對流層風力發電

在離地面10~12千米的上空大氣層有一對流層,其風速達25~30米/秒,風能比地面大氣層的風能大2000倍(相當于10級狂風),而且穩定不變。因此,科學家們計劃利用這項巨大的風能。1989年,前蘇聯的一個工程師小組開始設計對流層的風力發電站。他們將重量為30噸的電站用氣球升到離地面10~12千米的高空,采用超高強度的繩索將氣球和電站連接起來。電站的附屬設備(如大功率變壓器和操作控制設備)都安裝在地面。

科學家計算后得出結論,這種大型的對流層風力發電站的發電成本僅為現有電站的1/5~1/6。

多佛太陽房

1949年圣誕節前,美國麻省理工學院的特克博士在麻省多佛的皮博迪莊園建成了世界上第一座完全由太陽能取暖的房子,因建在多佛這個地方,所以稱為多佛太陽房。多佛太陽房第二層樓地板以上的整個南面布滿了雙層玻璃空氣集熱器,面積約為66.89平方米。每個吸熱板由3.28×1.22米的花玻璃組成。兩塊玻璃之間有19毫米的空氣間隙,玻璃之間的吸熱板是涂了黑漆的鍍鋅鋼板,在玻璃之間被加熱的空氣送到3個能貯存熱量的集熱箱中。利用集熱箱儲存的熱量,足夠整個房間冬天的采暖。從1940年到1976年初的30多年中,美、法、德、英等國利用太陽能取暖的建筑物僅有200幢,20世紀70年代后期開始,世界各國興起了建造太陽房熱潮,僅美國就建了5萬棟。

單級雙流發電系統

單級雙流發電系統發電后的熱排水還有很高的溫度,可達50℃~60℃。兩級雙流地熱發電系統,就是利用排水中的熱量再次發電的系統。采用兩級利用方案,各級蒸發器中的蒸發壓力要綜合考慮,選擇最佳數值。如果這些數值選擇合理,那么在地下熱水的水量和溫度一定的情況下,一般可提高發電量20%左右。這一系統的優點是,能更充分地利用地下熱水的熱量,降低電的熱水消耗率;缺點是增加了設備的投資和運行的復雜性。

待機能耗

待機能耗是指產品在關機或不行使其原始功能時的能源消耗。具有待機功能的電器:空調、加濕器、功放、ISDN電話線、錄音機、抽油煙機、音響系統、微波爐、洗衣機、手機充電器、電腦CPU、便攜式電暖氣、電腦調制解調器、電扇、電腦顯示器、電源適配器、電腦打印機、電飯煲、無繩電話、電話答錄機、消毒櫥柜、電視機、DVD/VCD視盤機、錄像機、傳真機等。

在電器插頭插上插座(電器沒有使用)的情況下電器所消耗的電量一般比較小,大約幾瓦到幾十瓦,但是時間一久耗電相當驚人。全國飲水機一年待機耗電達137億度。在關閉開關卻插著插頭的待機狀態下,常用家電的待機能耗功率分別為:空調3.47瓦,洗衣機2.46瓦,電冰箱4.09瓦,微波爐2.78瓦,抽油煙機6.06瓦,電飯煲19.82瓦,彩電8.07瓦,錄像機28瓦,DVD機13.37瓦,VCD機10.97瓦,音響功放12.35瓦,手機充電器1.34瓦,顯示器7.69瓦,PC主機35.07瓦,傳真機5.71瓦,打印機9.08瓦。把這些加起來,相當于在不工作的時候,這些家電一天就要耗電4度。

只要電器有機械開關的,將這個開關關閉就沒有待機狀態,就不會耗電。如果沒有機械開關,只有輕觸開關、遙控開關的,在待機狀態就會費電。如果有機械開關,又有輕觸開關,當然關閉機械開關就不再耗電。空調沒有機械開關,插上插頭就是待機,當然就是在消耗電。洗衣機在不使用時是關閉機械開關的,就不費電。在洗衣的過程中,關閉的是輕觸開關,就會消耗一點點電。

我國城市家庭的平均待機能耗相當于這些家庭每天都在使用著一盞15~30瓦的長明燈,無數家庭任意放縱著這支隱形軍團,蠶食著大量的電費和能源,同時也形成了巨大的環保壓力。

袋式過濾機

袋式過濾機是一種結構新穎、體積小、操作簡便靈活,節能、高效、密封工作,適應性強的多用途過濾設備,它廣泛適用于化工、涂料、油墨、食品等行業。該種過濾機是一種壓力式過濾裝置,待濾液在泵作用下,濾液通過所需要細度等級的濾袋能獲得合格的濾液。該機更換濾袋十分方便,過濾基本無物料消耗。該機可設計成單過濾機、雙聯過濾機,并可配套輸送泵組裝在移動式推車上。過濾機濾袋保護網均為不銹鋼制作,其余部件有分碳鋼和不銹鋼制作兩種,供過濾不同介質的用戶選擇。適用于各種水溶液的澄清過濾和除菌過濾;采用優質304L或316L不銹鋼制造,適用于多種化學品、溶劑、試劑的過濾;用于實驗室溶液、細胞培養基的過濾;其他如維生素、眼藥水、化妝水、光刻膠的過濾;廣泛用于石油、化工、醫藥、農藥、染料、食品、塑料、造紙、環保、礦冶等工業部門。

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