《能源運輸過程中的損失》

1、能源運輸過程中的損失The process of energy loss in transport目錄CONTENTS能源簡介01能源運輸概況02氣力運輸損失05學習心得06能源運輸損失分析03石油管道運輸損失04PARTONE能源簡介能源簡介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、風能及生物質(zhì)能；煤炭、石油、天然氣、油頁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)分布在當前經(jīng)濟體系的各環(huán)節(jié)中,能源運輸體系相對薄弱,傳統(tǒng)的能源運輸通道體系包括:鐵路、公路、海

2、運;隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的繼續(xù)深入,能源運輸需求不斷增長,傳統(tǒng)體系已逐漸無法滿足,尤其是電力運輸通道的重要地位日益凸顯,構建包含電力運輸通道在內(nèi)的綜合能源運輸通道體系已被公認為不爭之實?，F(xiàn)階段與我國能源供需相匹配的綜合運輸通道體系的主體,應包括:鐵路、公路、港口、輸油(氣)管道及超(特)高壓輸電網(wǎng)絡。能源運輸?shù)默F(xiàn)狀能源運輸?shù)母窬治覈Y源分布和生產(chǎn)力布局的區(qū)域性特征,需要特有的能源運輸格局,例如:西氣東輸、西電東送、北煤南運等格局;PARTTWO能源運輸概況基本概念7能源運輸是什么？能源運輸?shù)母攀?？能源運輸?shù)奶攸c8運量大運距長中國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、西煤東運和北油南運的格局，導致長距離的運輸。有的運距長達上千公里甚至數(shù)千公里。蘇聯(lián)是東煤、東油西運，美國是西煤東運,運距均在700公里以上。占用運輸能力多由于能源運量大，運距長，能源運輸占用了大量的運輸能力。大體上說，中國鐵路運輸能力的五分之二，水路運輸能力的二分之一，公路運輸能力的四分之一，都是用于能源運輸。目前管道幾乎是全部運輸能源（見管道運輸）。中國能源運量占總運量的40%以上，其中鐵路運輸?shù)拿禾?、石油約占鐵路總運量的43%。蘇聯(lián)和美國的鐵路運量中，煤炭和石油運量占總運量的比重，蘇聯(lián)超過30%，

4、美國為28%。運量大運距長占用運輸能力多中國能源運量占總運量的40%以上，其中鐵路運輸?shù)拿禾?、石油約占鐵路總運量的43%。蘇聯(lián)和美國的鐵路運量中，煤炭和石油運量占總運量的比重，蘇聯(lián)超過30%，美國為28%。中國能源運量占總運量的40%以上，其中鐵路運輸?shù)拿禾?、石油約占鐵路總運量的43%。蘇聯(lián)和美國的鐵路運量中，煤炭和石油運量占總運量的比重，蘇聯(lián)超過30%，美國為28%。能源運輸?shù)姆绞?鐵路運輸管道運輸能源運輸?shù)姆绞?0水路運輸公路運輸PARTTHREE能源運輸損失分析電力運輸中的損失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：是指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗小電能損失的原因n 這由于輸電線長，電阻大，當電流通過輸電線時，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時輸電線上有電壓降，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 減小輸電線的長度L不可行，因為要保證輸電距離。n 增加導線的橫截面積，可適當增大橫截面積。太粗不可能，既不經(jīng)濟又架設困難。電力運輸中的損失13是不是輸電電壓越高越好？n 電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，建設費用越高。實際輸送電能時，要綜合考慮，如

6、輸送功率的大小、距離的遠近、技術和經(jīng)濟要求等，要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。避免在運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 這是因為在傳輸相同的功率下，電壓越高電流就越小，電流小不僅損耗小而且可以使用細導線，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)電機組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟效益。同時，電網(wǎng)可以減少斷電的風險，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)，動壓成正比。局

7、阻系數(shù)可以根據(jù)附件種類，開度大小通過查手冊得出，動壓和流速的平方成正比。局部水頭損失在流體的流動過程中,由于邊界發(fā)生急劇變化,如轉(zhuǎn)彎、縮窄、擴大,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,流體在流動過程中發(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合理的選擇管徑.避免管內(nèi)流速過大,并將流

8、速控制在允許最大流速范圍之內(nèi).流速過大還可造成系統(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,應采用局部阻力系數(shù)較小的變徑管,不宜突然變徑而加大局部阻力損失.管道官布置得簡捷合理；管道上的閥門,當只起關閉作用時,宜采用阻力較小的閥門類型.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石油管道運輸損失長距離石油輸送管道的運輸1701長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、流動性小、容易凝固、腐蝕金屬管道等特點。運輸組成02在輸送過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, 壓力將不斷降低, 這就需要在沿途設置若干個中間加壓泵站, 進行加壓, 直至油品輸送到終點。 石油黏度大、流動性小 (壓力損失) 03輸油管道必須要保持一定的溫度, 為此, 需要采取在沿途設置加熱站和管線的加熱與保溫措施。當溫度過低時,石油流動困難,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閉粗糙度的措施。同時管道外壁還需包上防腐絕緣層和保溫層, 以防腐蝕和保溫。長距離石油輸送需要較大的壓力PARTFIVE氣力運輸損失氣力輸送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)化技術的一種具體應用。氣力輸送裝置的結構簡單，操作方便，可作水平的、垂直的或傾斜方向的輸送，在輸送過程中還可同時進行物料的加熱、冷卻、干燥和氣流分級等物理操作或某些化學操作。02它的優(yōu)勢(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確設計不僅能免除工傷,而且還能減少山火災或爆炸引起的危險。(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)設備簡單,運行可靠,靜設備居多,維護保養(yǎng)方便。實際

11、損失情況20輸送速度與輸送管道壓損的關系當輸送氣速在57m/s區(qū)間時,水平管段的壓力損失達到最低點。當輸送氣速低于此值時,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;當輸送氣速高于此值時,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系實際損失情況21料氣比與輸送管道總壓損的關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。當料氣比低時,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;當料氣比增大到一定值時,壓縮空氣提供的壓力就不足以使物料正

12、常向前輸送,導致管道堵塞的發(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),既不會出現(xiàn)系統(tǒng)能耗較高,也不會出現(xiàn)管道可能堵塞的現(xiàn)象。料氣比與輸送管道總壓損的關系實際損失情況22輸送壓力對輸送管道壓損的影響隨著輸送壓力的提高,無論是水平管、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。當輸送壓力處于0.2MPa左右時,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狀態(tài)發(fā)生變化,使得輸送壓力損失處于較低水平。當輸送壓力低于或高于此值時,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系實際損失情況23料氣比與輸送管道總壓損的關系23實驗所用的物料為炭黑N375。炭黑主要作為橡膠的補強劑和填充劑用于輪胎或其它橡膠制品的配方中。PARTSIX學習心得未來展望250301隨著能源需求以及運輸業(yè)的強勢發(fā)展，運輸損失無可避免；有效的減少損失，提高運輸效