第7章
- 能源科學知識(青少年科普知識閱讀手冊)
- 張娟主編
- 4085字
- 2021-05-31 14:36:28
古交礦區
古交礦區位于太原西山煤田的西北端,其東、南分別與西山礦區和清交礦區相接,西北和東北均為煤田邊緣的煤層露頭,礦區東西寬約20千米,西北長約35千米,面積約660平方千米。礦區內有太(原)古(交)鐵路,從太原市汾河站到古交西曲編組站41千米,往西已至鎮城底。從太原市區通往礦區的盤山公路長56千米。
古交礦區的煤層與煤質
古交礦區主要含煤地層為太原組和山西組,含煤地層總厚150米,含煤13層,總厚11米,含煤系數為7%。太原組共含煤7層,其中7、8、9號為主要可采煤層;山西組共含煤6層,其中1、2、3號為主要可采煤層。礦區煤種齊全,貧煤、瘦煤、焦煤、肥煤都有。山西組以焦煤、肥煤為主,灰分含量高,含硫低,可選性差。太原組以焦煤、瘦煤為主,灰分含量低,中—富硫,中等可選。各煤層、煤質縱橫變化明顯,在垂直分帶由上而下變質程度逐漸加深。
古交礦區的開采
各主要可采煤層頂底板物理性質試驗,石灰巖強度最大,抗壓強度為608~1942千克/厘米2,抗拉強度101~238千克/厘米2,抗剪強度394千克/厘米2。細粉砂巖抗壓強度470~1164千克/厘米2,抗拉強度64~167千克/厘米2,抗剪強度163~181千克/厘米2,砂質泥巖抗壓強度51~896千克/厘米2,抗拉強度44~146千克/厘米2,抗剪強度125千克/厘米2。9號煤底板多為松軟泥巖,常有底鼓現象。瓦斯含量將隨礦井開采深度而增加,淺部開采礦井屬低沼氣礦井。煤塵爆炸指數一般為10%~20%,應屬于爆炸性煤層。
山西省人民政府授權省煤炭資源劃分領導組于1983年12月對礦區煤炭資源進行了劃定,省人民政府以晉政發(1984)第14號文批準礦區的資源劃定。其中:
礦務局:規劃礦井5對,占用325平方千米,地質儲量42.84億噸,規劃能力1650萬噸/年。
地方礦:生產礦井2對,規劃礦井2對,總規劃能力135萬噸/年,占用15.1平方千米,地質儲量1.85萬噸。
鄉鎮煤礦:劃定8個區,面積27.6平方千米,地質儲量2.78億噸。現有生產礦井91座,生產能力384萬噸。
煤氣化公司煤礦:規劃2對礦井,占用20.7平方千米,地質儲量2.5億噸,生產能力90萬噸/年。
干空氣能
空氣的干濕度不同,其容納水汽的能力也不同。由于干燥空氣可以容納較多水汽,而水蒸發成氣體會吸收熱量,因此,干空氣在由干變潮的過程中,能為空調提供所需要的能量。這種干燥空氣所具有的能量,就是“干空氣能”。這在我國西北干旱地區,取之不盡、用之不竭,且清潔無污染。建設部專家組認為,以“干空氣能”作為驅動能源的間接蒸發冷卻空調系統,較傳統的空調可節能約70%,且由于不斷輸送新鮮空氣,因此不存在傳統空調所引發的室內污染問題。
固態照明
近10年來,電光源技術發生了顯著變化,尤其在固態照明方面取得了突破性的進展和創新。傳統的燈泡和燈管時代將逐漸被超高亮度LEDs(發光二極管)所取代。超高亮度LEDs正迅速普及,并應用于各種場合——戶外廣告,建筑、標志與景觀照明,交通信號,LCD背景光,醫療診斷儀器,醫學牙科應用,航海儀器、機場以及飛機內部的照明,燈塔,汽車內部及外部照明,各種便攜式設備——手電、自行車燈、提燈、工作燈、裝飾及娛樂照明,并正越來越多地被考慮在通用照明場合下使用。
固態氧化物燃料電池(SOFC)
固態氧化物燃料電池使用諸如用氧化釔穩定的氧化鋯等固態陶瓷電解質。其工作溫度位于800℃~1000℃之間。在這種燃料電池中,當氧陽向離子從陰極移動到陽極氧化燃料氣體(主要是氫和一氧化碳的混合物)使便產生能量。陽極生成的電子通過外部電路移動返回到陰極上,減少進入的氧,從而完成循環。
固態氧化物燃料電池的效率約為60%左右,可供工業用來發電和取暖,同時也具有為車輛提供備用動力的潛力。對于溶化的碳酸鹽燃料電池而言,高溫意即這種電池能抵御一氧化碳的污染,一氧化碳會隨時氧化成二氧化碳。這便省卻了外部重整從燃料中提取氫,而且這種電池還可以再直接使用石油或天然氣。固態氧化物燃料電池對目前所有燃料電池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于它們使用固態的電解質,這種電池比溶化的碳酸鹽燃料電池更穩定,然而它們用來承受所產生的高溫的建造材料卻要昂貴得多。
國際熱核計劃
國際熱核計劃的全稱是國際熱核聚變實驗反應堆(ITER),主要是為驗證全尺寸可控核聚變技術的可行性,其原理類似于太陽發光發熱,即在上億攝氏度的高溫條件下利用氫的同位素氘、氚的聚變反應釋放出核能。核聚變能源使用的氘、氚可從海水中提取,而且不產生溫室氣體及高放射性核廢料。因此被認為是人類未來能源的希望。
國際能源署
國際能源署是由經濟合作發展組織于1971年設立的政府問組織,總部設于法國巴黎。國際能源署致力于預防石油供給的異動,同時亦提供國際石油市場及其他能源領域的統計情報。國際能源署有26個成員國:澳大利亞、奧地利、比利時、加拿大、捷克、丹麥、芬蘭、法國、德國、希臘、匈牙利、愛爾蘭、意大利、日本、韓國、盧森堡、荷蘭、新西蘭、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士、土耳其、英國、美國。
高效節能白熾燈
新型高效節能白熾燈是在白熾燈的玻殼內,鍍敷紅外反射膜,使紅外線反射回燈后提高燈絲溫度的節能新產品。白熾燈的主要功能是產生可見光,用于照明,但白熾燈總能量中僅有15%左右產生可見光,75%的能量產生紅外線輻射出去。新型白熾燈是在燈泡的玻殼內涂敷一層選擇性涂層(起濾光作用),使可見光通過,使紅外反射回燈絲,提高燈絲的溫度。這樣就可以使燈絲在通以較小電流的情況下,得到較大電流才能達到產生可見光所需的溫度,也就是得到同樣亮度的光。因此具有明顯的節能效果,節能可達60%。
高壓開關柜的“五防”
(1)高壓開關柜內的真空斷路器小車在試驗位置合閘后,小車斷路器無法進入工作位置。(防止帶負荷合閘)
(2)高壓開關柜內的接地刀在合位時,小車斷路器無法進合閘。(防止帶接地線合閘)
(3)高壓開關柜內的真空斷路器在合閘工作時,盤柜后門用接地刀上的機械與柜門閉鎖。(防止誤入帶電間隔)。
(4)高壓開關柜內的真空斷路器在工作時合閘,合接地刀無法投入。(防止帶電掛接地線)
(5)高壓開關柜內的真空斷路器在工作合閘運行時,無法退出小車斷路器的工作位置。(防止帶負荷拉刀閘)
葛洲壩水利樞紐
葛洲壩水利樞紐是中國長江干流上的第一座大型水利樞紐,是三峽水利樞紐工程的反調節工程。位于湖北省宜昌市境內。長江出三峽南津關后到葛洲壩,江水被江中的葛洲壩和西壩兩島分為3段,從右到左分別稱為大江、二江和三江,葛洲壩水利樞紐就建于此處。
葛洲壩水利樞紐主要由大壩、船閘、發電站、泄水閘、沖沙閘及擋水建筑物組成。壩頂全長2606.5米,壩頂高70米,控制流域面積100萬平方千米,總庫容量15.8億立方米。整個工程分兩期。
一期工程包括二江的發電站、泄水閘和三江的二、三號船閘、沖沙閘及其他擋水建筑物。二江電站裝有7臺水輪發電機組,一、二號機組容量為17萬千瓦,其余5臺機組容量為12.5萬千瓦。工程于1970年12月30日開工,1981年1月3日大江開始截流。6月21日三江船閘正式通航,7月31日二江電站一號機組并網發電。
二期工程包括大江電站、一號船閘、大江沖沙閘和混凝土擋水壩等。電站設計裝機14臺,機組容量12.5萬千瓦。1988年葛洲壩工程全部完成,水電站設計總裝機容量271.5萬千瓦,平均年發電量141億千瓦時。是中國大陸裝機容量最大的水電站(截至1998年)。
光伏發電技術
將太陽能直接轉換為電能的技術稱為光伏發電技術。在國際上,光伏發電技術的研究已有100多年的歷史。目前這一能源高端產品已經成熟。我國于1958年開始研究太陽電池,1971年首次成功地應用于我國發射的“東方紅”二號衛星上。1973年開始將太陽電池用于地面。2002年,國家有關部門啟動“送電到鄉工程”,在西部七省區的近800個無電鄉所在地安裝光伏電站,該項目拉動了我國光伏工業快速發展。截止到2004年底,我國太陽電池的累計裝機已經達到6.5萬千瓦。
光能利用率
光能利用率一般是指單位土地面積上,農作物通過光合作用所產生的有機物中所含的能量,與這塊土地所接受的太陽能的比。理論計算值:一般可達6.0%~8.0%,而實際生產中僅為0.5%~1.0%,最大可達2%。
光能利用率=有機物所含能量/土地所接受的太陽能
光合作用
光合作用是植物、藻類和某些細菌利用葉綠素,在可見光的照射下,將二氧化碳和水轉化為葡萄糖,并釋放出氧氣的生化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產者,是因為它們能夠通過光合作用利用無機物生產有機物并且貯存能量。通過食用,食物鏈的消費者可以吸收到植物所貯存的能量,效率為30%左右。對于生物界的生物來說,這個過程是它們賴以生存的關鍵。而地球上的碳氧循環,光合作用是必不可少的。
光電轉換
光電轉換過程的原理是光子將能量傳遞給電子使其運動從而形成電流。這一過程有兩種解決途徑,最常見的一種是使用以硅為主要材料的固體裝置,另一種則是使用光敏染料分子來捕獲光子的能量。染料分子吸收光子能量后將使半導體中的帶負電的電子和帶正電的空穴分離。
光電池
光電池也叫太陽能電池,可以直接把太陽輻射的光能轉變成電能。1839年,安托石·貝克雷爾制造出了最早的光電池。貝克雷爾電池是一個圓柱體,內裝硝酸鉛溶液,溶液中浸入一個鉛陽極和一個氧化銅陰極。這種電池一經陽光照射,就會供給電流。1875年,德國技師維爾納·西門子試制成第一個硒光電池,并提議用于光量測定。西門子的光電池是根據1873年英國人史密斯發現的“內光電效應”提出的。L.H.亞當斯于1876年指出,硒在光的作用下,不僅出現電阻變化,而且在一定條件下還出現電動勢,從而發現了“阻擋層效應”。阻擋層效應則成了光電池的基本原理。光電池被廣泛地用于自動控制技術、信息電子學和測量技術。自20世紀50年代起,這些元件的性能因半導體技術的發展而得到顯著改善。
光發電的分類
光發電也有兩種類型。一種是光生伏打電池,俗稱太陽電池。一般由具有擴散結類型的半導體制成,是一種物理電池,只起能量轉換作用,不發生化學變化,這種電池,目前已在人造地球衛星、宇宙飛船、航天飛機中用作主電源。
另一種是光生伽伐尼電池(光化學電池)它由兩個浸于電解液的電極組成,當光照射一電極時,器件便產生電動勢,這種電池目前還在探討中。
鍋爐停用保護
對停止運行期間的鍋爐進行防腐蝕保護。常用的方法有十八胺停爐保護、沖氮保護、熱風烘干等方法。十八胺停爐保護是將十八胺乳液加入鍋爐,形成一種保護膜,起到防腐蝕的作用。