Technologie energetyczne

• Druk: 2021
• Autor: Tadeusz Chmielniak
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Oto nowe, II wydanie popularnej akademickiej i profesjonalnej „biblii” tematu dotyczącego przeglądu technologii energetycznych. Książka zawiera podstawowe oraz pogłębione informacje o wszystkich stosowanych obecnie technologiach produkcji
elektryczności i ciepła.

W publikacji zarówno są opisane dobrze sprawdzone, konwencjonalne technologie paliw kopalnych, ale również obecnie bardzo silnie rozwijając się technologie źródeł odnawialnych, ogniwa paliwowe czy energetyka atomowa.

Książka polecana jest zarówno studentom kierunków ENERGETYKA czy MECHANIKA I BUDOWA MASZYN, jak również praktykom – inżynierom energetykom, zakładam przemysłowym.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-21694-8
• ISBN druku: 978-83-01-21610-8
• Liczba stron: 524

Przedmowa 13
Spis podstawowych oznaczeń 17
1. ZASOBY PALIW I ENERGII 21
	1.1. Rodzaje i postacie energii 21
	1.2. Zasoby paliw  22
		1.2.1. Węgiel kamienny i brunatny 23
		1.2.2. Gaz ziemny i ropa naftowa 24
		1.2.3. Paliwa rozszczepialne  25
		1.2.4. Paliwa energii syntezy  26
		1.2.5. zasoby energii rzek 26
		1.2.6. Inne zasoby wód  27
		1.2.7. Energia promieniowania elektromagnetycznego Słońca  28
		1.2.8. Ogólna charakterystyka światowych i polskich zasobów biomasy energetycznej  31
		1.2.9. Energia geotermalna  36
		1.2.10. Energia wiatru  37
Literatura 38
2. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PALIW 39
	2.1. Paliwa stałe 39
		2.1.1. Węgiel  39
		2.1.2. Biomasa 42
	2.2. Paliwa ciekłe i gazowe 48
	2.3. Wodór  55
Literatura 62
3. ENERGETYKA A ŚRODOWISKO 63
	3.1. System energetyczny  63
	3.2. Podsystem energetyczny  64
	3.3. Oddziaływanie technologii energetycznych na środowisko. Rodzaje i miary emisji 70
Literatura 77
4. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PROCESÓW KONWERSJI ENERGII 78
	4.1. Wprowadzenie  78
	4.2. Obieg termodynamiczny. pojęcia sprawności 80
	4.3. Zespół maszyn (urządzeń) przepływowych pracujących w układzie otwartym 85
	4.4. Rodzaje obiegów silników turbinowych 88
Literatura 93
5. BILANSE SUBSTANCJI I ENERGII 94
	5.1. Bilans substancji 94
	5.2. Równanie zachowania energii  95
Literatura 99
6. SIŁOWNIE KONDENSACYJNE 100
	6.1. Analiza parametryczna układów siłowni  100
		6.1.1. Prosta siłownia kondensacyjna. definicje sprawności obiegu porównawczego  100
		6.1.2. Entalpowa analiza obiegów siłowni parowych 102
		6.1.3. Entropowa analiza obiegu siłowni parowej  106
		6.1.4. Ewolucja obiegów siłowni parowych  108
	6.2. Struktury technologiczne siłowni z paleniskami pyłowymi 134
		6.2.1. Układ nawęglania 135
		6.2.2. Eementy układu zasilania paliwem i układu odprowadzenia spalin (układ paliwo-powietrze-spaliny)  137
		6.2.3. Urządzenia i elementy układu cieplnego  143
	6.3. Kotły z paleniskami fluidalnymi 162
		6.3.1. Klasyfikacja palenisk fluidalnych  162
		6.3.2. Cyrkulacyjne kotły fluidalne  165
	6.4. Ograniczenie emisji gazów z technologii energetycznych 168
		6.4.1. Generacja tlenków azotu w procesie spalania  168
		6.4.2. Ograniczenie emisji tlenków azotu z instalacji spalania  170
		6.4.3. Ograniczanie emisji związków siarki  176
	6.5. Modelowanie układów siłowni kondensacyjnych  180
	6.6. Aktualny stan technologiczny bloków kondensacyjnych  189
		6.6.1. Wzrost sprawności 189
		6.6.2. Separacja ditlenku węgla 192
Literatura  199
7. STACJONARNE INSTALACJE TURBIN GAZOWYCH 201
	7.1. Wprowadzenie 201
	7.2. Klasyfikacja instalacji turbin gazowych 202
	7.3. Prosta instalacja turbiny gazowej 203
		7.3.1. Metoda entalpowa 203
		7.3.2. Metoda entropowa 210
		7.3.3. Analiza obiegów standardowych turbin gazowych 212
	7.4. Złożone układy turbin gazowych  220
		7.4.1. Instalacja z chłodzeniem w procesie sprężania i z podwójną komorą spalania  220
		7.4.2. Układ turbiny gazowej z regeneracją 223
		7.4.3. Instalacje turbin gazowych z wtryskiem wody i pary  225
	7.5. Maszyny i urządzenia tworzące układ turbiny gazowej  226
		7.5.1. Sprężarki  228
		7.5.2. Komory spalania  232
		7.5.3. Turbiny 237
		7.5.4. Układy pomocnicze. inne moduły składowe  240
	7.6. Podstawowe charakterystyki układów turbin gazowych  248
	7.7. Klasyfikacja zespołów turbin gazowych. przegląd konstrukcji [10]  249
		7.7.1. Turbiny stacjonarne dużej i średniej mocy 249
		7.7.2. Turbiny lotniczopochodne 252
		7.7.3. Turbiny gazowe małej mocy  254
		7.7.4. Turbiny wodorowe [11] 257
Literatura  258
8. HIERARCHICZNE UKŁADY ENERGETYCZNE 260
	8.1. Układy gazowo-parowe  260
		8.1.1. Podstawowe definicje i klasyfikacja  260
		8.1.2. Sprawność energetyczna układu gazowo-parowego 263
		8.1.3. Struktury technologiczne podstawowych układów gazowo-parowych 266
		8.1.4. Modelowanie układów gazowo-parowych 272
		8.1.5. Wybrane zagadnienia eksploatacyjne 278
	8.2. Układy gazowo-parowe zintegrowane ze zgazowaniem węgla i innych substancji 285
		8.2.1. Technologie zgazowania  285
		8.2.2. Ogólna charakterystyka procesów oczyszczania gazu  289
		8.2.3. Analiza parametryczna układów gazowo-parowych zintegrowanych ze zgazowaniem węgla  292
		8.2.4. Przykłady instalacji  295
		8.2.5. Kierunki rozwoju technologii  295
	8.3. Inne układy hierarchiczne 298
		8.3.1. Układy gazowo-powietrzne [13] 298
		8.3.2. Układy wielopaliwowe 301
Literatura  307
9. SKOJARZONA PRODUKCJA CIEPŁA i ELEKTRYCZNOŚCI 309
	9.1. Elektrociepłownie parowe 309
		9.1.1. Układy technologiczne 309
		9.1.2. Bilanse energetyczne i sprawności 311
	9.2. Elektrociepłownie z turbiną gazową  316
		9.2.1. Układy technologiczne i pojęcia sprawności 316
		9.2.2. Wpływ dopalania  320
	9.3. Elektrociepłownie gazowo-parowe 322
		9.3.1. Bilanse energetyczne i sprawności  322
		9.3.2. Stosunek mocy turbin i wskaźnik skojarzenia 326
	9.4. Oszczędność energii chemicznej paliwa  329
	9.5. Modelowanie elektrociepłowni gazowych i gazowo-parowych  330
Literatura  333
10. ENERGETYKA ATOMOWA 335
	10.1. Podstawy fizyki reaktorów jądrowych 335
		10.1.1. Atomy i nukleony  336		
		10.1.2. Defekt masy i energia wiązania  336
		10.1.3. Reakcje jądrowe  337
		10.1.4. Stopień rozpadu radioaktywnego 339
		10.1.5. Reakcje neutronów z jądrami atomowymi 340
		10.1.6. Cykl neutronowy. Reaktor krytyczny  345
	10.2. Moc termiczna reaktora  349
	10.3. Reaktory i siłownie energetyczne 351
		10.3.1. Klasyfikacja reaktorów energetycznych  351
		10.3.2. Układy jednokonturowe oraz reaktory kanałowe  352
		10.3.3. Układy dwukonturowe 355
		10.3.4. Układy trójkonturowe  359
		10.3.5. Siłownie z reaktorami wysokotemperaturowymi  362
		10.3.6. Sprawność energetyczna siłowni jądrowych  363
		10.3.7. Parametry początkowe i końcowe w konturze turbinowym  365
		10.3.8. Separacja wody i przegrzew międzystopniowy  367
	10.4. Stan upowszechnienia poszczególnych rodzajów reaktorów 369
	10.5. Odpady z elektrowni jądrowych  371
Literatura  373
11. SIŁOWNIE WIATROWE 374
	11.1. Wprowadzenie 374
	11.2. Charakterystyki kinematyczne i energetyczne wiatru 375
	11.3. Istota działania turbin wiatrowych 380
		11.3.1. Maksymalna moc turbiny wiatrowej  380
		11.3.2. Związek między mocą turbiny a charakterystykami aerodynamicznymi płatów wirnika 384
	11.4. Charakterystyki turbin wiatrowych 390
	11.5. Konwersja energii mechanicznej w elektryczną. Układy elektryczne 396
	11.6. Charakterystyki ekologiczne i niezawodnościowe 398
	11.7. Współczesne turbiny wiatrowe dużej mocy  403
Literatura  405
12. ENERGETYKA SŁONECZNA 406
	12.1. Podstawowe informacje z zakresu promieniowania cieplnego  406
		12.1.1. Fotony i ich energia  406
		12.1.2. Intensywność promieniowania. prawo Stefana-Boltzmanna 407
		12.1.3. Równanie stanu  409
		12.1.4. Prawo Kirchhoffa 411
	12.2. Maksymalny potencjał konwersji promieniowania w elektryczność i ciepło  414
	12.3. Składowe natężenia promieniowania słonecznego  418
	12.4. Bezpośrednia konwersja promieniowana elektromagnetycznego Słońca w ciepło  419
		12.4.1. Rodzaje kolektorów słonecznych 419
		12.4.2. Bilans energii i sprawność kolektora  421
		12.4.3. Kolektory słoneczne w instalacjach produkcji ciepła 425
	12.5. Elektrownie słoneczne 426
	12.6. Ogniwa fotowoltaiczne  431
		12.6.1. Wprowadzenie 431
		12.6.2. Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego  433
		12.6.3. Ogólny opis konstrukcji ogniw 436
		12.6.4. Charakterystyki ogniw fotowoltaicznych  437
		12.6.5. Sprawność ogniwa fotowoltaicznego 442
		12.6.6. Algorytm identyfikacji 5-parametrowej charakterystyki 442
		12.6.7. Systemy (moduły) ogniw słonecznych  445
		12.6.8. Zastosowanie ogniw fotowoltaicznych 447
Literatura  449
13. ENERGETYKA WODNA 451
	13.1. Rodzaje elektrowni wodnych 451
	13.2. Moc i energia generowana w elektrowni wodnej  452
	13.3. Turbiny wodne 453
	13.4. Funkcje elektrowni wodnych w podsystemie elektroenergetycznym i ich wpływ na środowisko naturalne 456
	13.5. energetyka wodna w Polsce 458
Literatura  459
14. OGNIWA PALIWOWE 460
	14.1. Ogólna klasyfikacja ogniw paliwowych 460
	14.2. Istota działania ogniwa paliwowego  461
	14.3. Bilans energii dla ogniwa [12] 463
	14.4. Siła elektromotoryczna ogniwa 465
	14.5. Zależność potencjału ogniwa od ciśnienia i temperatury 468
	14.6. Ogólna charakterystyka strat potencjału w rzeczywistym ogniwie  469
	14.7. Sprawność ogniwa paliwowego  471
	14.8. Ogólna charakterystyka technologiczna stosowanych ogniw paliwowych  476
	14.9. Energetyczne zastosowanie ogniw  485
Literatura  493
15. GEAENERGETYKA 496
	15.1. Wykorzystanie energii gruntu do celów ogrzewania i przygotowania wody użytkowej 497
	15.2. Układy pozyskiwania ciepła z wód geotermalnych  498
	15.3. Układy kombinowane i elektrownie geotermalne 500
	15.4. Wykorzystanie źródeł geotermalnych w Polsce  501
Literatura  502
16. TECHNOLOGIE ENERGETYCZNEGO WYKORZYSTANIA BIOMASY 503
	16.1. Ogólna klasyfikacja technologii  503
	16.2. Układy proste ze spalaniem biomasy 505
	16.3. Współspalanie biomasy z innymi paliwami 511
	16.4. Jedno- i wielopaliwowe układy ze spalaniem zewnętrznym biomasy 514
		16.4.1. Jednopaliwowe układy turbin gazowych ze spalaniem zewnętrznym biomasy 514
		16.4.2. Układy wielopaliwowe ze spalaniem zewnętrznym biomasy  516
	16.5. Ogólna charakterystyka technologii zgazowania biomasy  516
Literatura  522