Научная статья на тему 'Анализ методов повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения'

Анализ методов повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
339
124
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭНТРОПИЯ / ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ / КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА / ЭКОЛОГИЯ / ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Батухтин Андрей Геннадьевич, Пинигин Василий Владимирович, Кобылкин Михаил Владимирович

В статье рассматриваются особенности функционирования и развития современных систем теплоснабжения. Представлен анализ существующих методов оценки эффективности сложных технических систем. Предложен способ оценки способов снижения вредных выбросов от котельных агрегатов ТЭС.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Батухтин Андрей Геннадьевич, Пинигин Василий Владимирович, Кобылкин Михаил Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The features of functioning and development of modern systems of a heat supply are considered in the article. The analysis of existing methods of an estimation of efficiency of difficult technical systems is presented. The way of an estimation of ways of decrease in harmful emissions from boiler units of thermal power stations is offered.

Текст научной работы на тему «Анализ методов повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения»

На рис. 6 отображены значения приведенной температуры наружного воздуха и расчетных значений нагрузок в течение года. Из них следует, что распределение нагрузок в течение года практически полностью соответствует изменению температуры воздуха; небольшие расхождения в летние месяцы связаны с наличием небольшой доли тепла, идущего на нужды горячего водоснабжения, которая практически не зависит от температуры окружающего воздуха. При отсут-

ствии нагрузки горячего водоснабжения характеристика изменения отпуска тепловой энергии от котельной с высокой точностью совпадает с зависимостью изменения температуры наружного воздуха в течение года.

Исследования проведены в рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых — кандидатов наук в области знания «Технические и инженерные науки».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Goryachikh, N.V. Some Methods for Making Co-generation Stations More Maneuverable [Текст] / N.V. Goryachikh, A.G. Batukhtin, S.A. Ivanov // Thermal Engineering.— 2010.— Vol. 57, №10.

2. Батухтин, А.Г. Оптимизация отпуска теплоты от ТЭЦ на основе математического моделирования с учетом функционирования различных типов потребителей [Текст]: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук / А.Г. Батухтин / Восточно-Сибирский ГТУ.— Улан-Удэ, 2005

3. Басс, М.С. Комплексный подход к оптимизации функционирования современных систем тепло-

снабжения [Текст] / М.С. Басс, А.Г Батухтин // Теплоэнергетика.— 2011. № 8.

4. Басс, М.С. Технико-экономическая оценка внедрения энергосберегающих проектов (на примере Забайкальского края) [Текст] / М.С. Басс // Научно-технические ведомости СПбГПУ.— 2011. № 123.

5. Басс, М.С. Упрощенная методика расчета нормативов удельных расходов топлива в отопительных котельных применительно к условиям Забайкальского края [Текст] / М.С. Басс, А.Г. Батухтин, С. А. Требунских // Промышленная энергетика.— 2009. № 9.

УДК 621.1

А.Г. Батухтин, В.В. Пинигин, М.В. Кобылкин

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Высокая энергоемкость экономики России по сравнению с ведущими западными странами определяет особенности курса развития энергетики и ЖКХ страны в направлении энергосбережения. Положения энергетической стратегии России на период до 2030 года формулируют задачу максимально эффективного использования природных энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики и повышения качества жизни населения страны.

Увеличение тепловой нагрузки современных систем централизованного теплоснабжения определяется присоединением новых потребителей. По информации ФСГС РФ в среднем за

последние 5 лет в России было возведено около 410 млн м3 строительных объектов при прогнозе роста не менее чем на 10 % в год. Кроме того, в ряде населенных пунктов производится перевод тепловой нагрузки районных котельных на ТЭЦ. При этом увеличение нагрузки не учитывается в действующих графиках отпуска тепла от источников теплоснабжения, которые, как правило, не пересчитывались еще с 90-х годов. Современные градостроительные планы требуют технико-экономического и эксергетическо-го обоснования. Существующие методы оценки эффективности функционирования и развития систем можно разделить на энергетические, экс-ергетические и технико-экономические. Все они

имеют ряд недостатков, обусловленных отсутствием учета особенностей новых технологий, применяемых в теплоснабжении.

Прогрессирующее развитие техники, в том числе электроники, способствовало развитию сложных систем автоматического регулирования. Они обладают рядом преимуществ, которых было затруднительно добиться ранее, в период становления централизованного теплоснабжения. При этом графики центрального качественного регулирования не учитывают особенности потребителей, имеющих САР, притом что практически все вновь вводимые здания оборудуются данными системами. Кроме того, их высокая энергоэффективность стимулирует к переводу на них существующих зданий.

В настоящее время некоторые установки традиционной и возобновляемой энергетики близки по уровню их стоимости. Подорожание установок традиционной энергетики стало следствием ужесточения требований по экологии. В свою очередь, развитие техники и технологий привело к снижению стоимости установок возобновляемой энергетики. В РФ программа «Экологически чистая энергетика» предусматривает развитие систем солнечного отопления и горячего водоснабжения для индивидуальных жилых домов, сельскохозяйственных, курортных и некоторых производственных объектов и жилых зданий (направление — солнечное теплоснабжение). Необходимо отметить, что и использование солнечной энергии имеет свои особенности. Технико-экономические характеристики гелиоустановок зависят главным образом от следующих факторов: природно-климатических условий данной местности, определяющих количество вырабатываемой энергии (уровень солнечной радиации, облачность, количество солнечных дней в году и т. д.); удельных капиталовложений в гелиоустановку; наличия и стоимости топлива и энергии. Малая плотность распределения солнечной энергии по территории, непостоянство поступления энергии во времени, зависимость от природно-климатических условий предопределяют увеличение размеров гелиоустановок и усложнение их конструкций, что в свою очередь вызывает повышение удельных капиталовложений и расхода материалов на сооружение гелиоустановок.

Анализ эксплуатации теплонасосных установок в России показал, что из-за большей про-

должительности отопительного сезона по сравнению с западными странами технико-экономическая эффективность их использования в России выше. Внедрение в систему централизованного теплоснабжения установок тепловых насосов, потребляющих, как правило, электрическую энергию и работающих по холодильному циклу, предъявляет особые требования к оценке комплексной термодинамической эффективности.

Основная задача оценки энергетических балансов любых технических систем — определение эффективности использования затраченной в них энергии. Основным критерием данной оценки служит коэффициент полезного действия, представляющий собой отношение полезной энергии к затраченной. Данный показатель рассчитывается только на основе первого закона термодинамики. Поскольку существующим энергетическим системам присущи процессы, характеризующиеся изменением энтропии системы, то для их оценки необходимо комплексное рассмотрение энергетической и энтропийной эффективности. Наряду с экс-ергетическим анализом для учета необратимости и неравномерности процессов возможно использование понятия негэнтропии. Фундаментальный смысл второго начала термодинамики заключается в том, что самопроизвольный поток энергии в термодинамической системе направлен от большей плотности энергии к меньшей, к примеру тепловой поток движется от большей температуры к меньшей. Поскольку любой подобный поток необратим, должна существовать некоторая монотонная функция состояния, либо всегда возрастающая либо всегда убывающая. Эта функция и есть энтропия. Максимальное значение энтропии при прочих равных условиях достигается при простом рассеивании высокопотенциальной энергии в низкопотенциальную окружающую среду. Производство энтропии будет меньше, если в процессе данного рассеивания часть тепловой энергии преобразовывается в иные формы, например механическую или химическую, либо плотность тепловой энергии локально поддерживается на уровне, превышающем уровень плотности энергии окружающей среды. Поэтому предлагается разность изменения максимально возможной и изменения данной энтропии отождествить с изменением негэнтропии:

йЫ = dSmax - йБ.

Тогда энтропийную эффективность тепло-физического процесса можно записать так:

Ц =

= 1 -

йБ

йБ„

Примерами энтропийной эффективности теплофизического процесса могут быть [1]: энтропийная эффективность отапливаемого

помещения Цд = 1 -

й X й X

йБ,

или

1

тах й X

1 +

Кбд

^стО

, если термические сопротивления не зависят от температуры;

энтропийная эффективность паровой турбины, совершающей работу, равна

г О 02 ^

АЫ АБтах

'2у

01

- 01+01

Т Т

2 У

Т2 01

01 -02 01

Т

1 - 02 01

1 -

Т

Цт Цтк

энтропийная эффективность теплового насоса, потребляющего работу, составляет

(

АЫ АБтах

01 01

V Т2

Т

Т2 01

0! - 02 ^ Т

ЧТ2

¿2

2 01

Т-Т2

01 -02 01

01 01 -02

Т1 Т1 -Т2

Для решения практических задач, в том числе при оценке методов повышения эффективности и увеличения располагаемой мощности систем централизованного теплоснабжения, определения только теоретической эффективности недостаточно. Для комплексной оценки эффективности модернизации сложных систем требуется определение экономической эффективности [2, 3]. Кроме того, применяемые экономические методы должны включать оценку изменения экологичности и надежности рассматриваемой системы. Поскольку режимные или конструктивные модернизации системы несут, помимо экономических, изменение показателей выбросов и надежности, то для сопоставимости необходим расчет компенсационных затрат на соответствующие способы. Поскольку рассматриваемый метод должен функциониро-

вать с максимальной экономической эффективностью, то необходима разработка методики оптимизации его режимов.

Поскольку максимальное экологическое загрязнение в рассматриваемой системе осуществляется энергетическими котлами в атмосферу, то в качестве примера рассмотрим способы очистки дымовых газов. Использование какого-либо конкретного способа снижения выбросов с дымовыми газами ТЭС, основанного на вводе в топку котла адсорбентов, вызывает несоответствие фактических характеристик углей нормативным, приводит к отклонению от заданных объемов продуктов сгорания и температуры на выходе из топки и, как следствие, к нарушению работы конвективной части котла, увеличению золового износа. Преднамеренный ввод в топку котельного агрегата адсорбентов, содержащих известь или соду, вызывает снижение температуры в ядре факела, перерасход топлива на поддержание заданной нагрузки котла, увеличение расхода электроэнергии на собственные нужды, обусловленное ростом объема дымовых газов и количества золы, и, как следствие, интенсивный эрозионный износ поверхностей нагрева. К тому же применение сухих технологий может приводить к изменению температуры плавления золы [4]. Поэтому применение данных технологий возможно при сжигании углей, зола которых имеет температуру размягчения 1300 °С и выше, поскольку способно вызывать повышенное шлакование поверхностей нагрева котла, снижая тем самым его надежность.

Поскольку в современных конструкциях котельных установок применяются различные схемы расположения горелок, компоновки поверхностей нагрева и схемы экранирования топочных камер, то в каждом из таких вариантов установок в большей мере негативному воздействию со стороны технологий, применяемых в процессе очистки дымовых газов, оказываются подверженными соответствующие элементы конструкции. Основное проявление негативного воздействия на надежность и безотказность работы элементов котла связано с эрозионным износом, интенсивность которого разная для различных методов очистки, а также возможным шлакованием поверхностей нагрева котла.

Эксплуатация котлов сопровождается сложными физическими и химическими процессами в пароводяном и газовоздушном трактах, в ме-

талле, из которого изготовлены элементы энергетического оборудования. Процессы горения, теплообмена, коррозии, образования отложений на поверхностях нагрева, изменения свойств и характеристик металла также в значительной мере определяют показатели надежности котлов. Поэтому выбор конкретной технологии зависит от условий, в которых планируется ее внедрение, и должен производиться на основе технико-экономического обоснования целесообразности применения того или иного мероприятия совместно с прогнозированием показателей надежности и безотказности работы оборудования.

В качестве одной из таких методик может служить методика технико-экономической оценки способов очистки дымовых газов ТЭС, основанная на критерии экономического минимума суммарных издержек, сопутствующих реализации способа:

bopt = lim f (И);

И^-min

И = f (Их) + f (И2) + f (Из) + f (И4) + С,

где bopt — оптимальный по условиям технико-экономической оценки относительный расход адсорбента (либо расход, соответствующий сопоставимости методов повышения эффективности и увеличения располагаемой мощности систем централизованного теплоснабжения); И — суммарные издержки метода, руб./год; f (И!) — расходы на топливо; f (И2) — затраты на адсорбент, подаваемый в опускную шахту котла; f (И3) — плата за выброс оксидов серы, которая зависит от расхода адсорбента; f (И4) — затраты на ремонт котла, связанные с изменением интенсивности абразивного износа труб поверхностей нагрева (перечисленные слагаемые суммарных издержек являются функцией от расхода адсорбента); С — эксплуатационные затраты.

Современным способом очистки дымовых газов ТЭС является способ, основанный на про-сыпке адсорбента в опускную шахту котельного агрегата.

За счет поглощения доли содержащихся в дымовых газах паров серной кислоты H2SO4 одновременно с уменьшением концентрации SO2 и SO3 в продуктах сгорания происходит снижение температуры точки росы дымовых газов. При этом становится возможной работа котель-

ного агрегата с более глубоким охлаждением продуктов сгорания на выходе, что позволяет повысить надежность работы воздухоподогревателей (происходит снижение вероятной скорости коррозии в зоне температур 80—120 °С) [5]. Кроме того, понижение температуры точки росы дымовых газов в реальных условиях позволяет повысить экономичность котла по сравнению с работой в обычном режиме (без использования предлагаемой технологии).

Во время непрерывной подачи адсорбента в дымовые газы, образованные в послепламен-ной зоне и проходящие по опускной шахте котла, создаются оптимальные условия для адсорбента по поглощению вредных выбросов и достигается более продолжительный контакт адсорбента с продуктами сгорания. При этом не происходит снижения температуры дымовых газов на выходе из топки, следовательно, не нарушается номинальный (базовый) режим работы котла.

В условиях предлагаемого способа снижения вредных выбросов от топок с факельным сжиганием топлива возможно использование различных сухих адсорбентов, таких, как глиноземы, зола, природные цеолиты.

Природные цеолиты — один из распространенных ресурсов Забайкальского края. В районе сосредоточены значительные ресурсы цеолито-вого сырья (1,5 млрд т), обеспечивающие ему ведущее место в России, а также среди стран ближнего зарубежья и способные покрыть любые потребности по основным направлениям применения.

До последнего времени природные цеолиты применения в энергетике не находили. Между тем природные цеолиты обладают перед другими адсорбентами (зола, глиноземы, известь) тем преимуществом, что позволяют сорбировать целый ряд газовых компонентов (двуокись серы, оксиды азота, окись и двуокись углерода, сероводород, сероуглерод и другие [6]). К тому же природные цеолиты — это дешевое минеральное сырье при достаточно больших разведанных запасах на территории страны. Шивыртуйское месторождение — самое исследованное по составу и наиболее интенсивно используемое. Оно расположено в пределах Забайкальского края в 15 км севернее станции Даурия.

Предлагаемый способ очистки дымовых газов с помощью природных цеолитов основан на

непрерывной их подаче в дымовые газы, проходящие по опускной шахте котла, а также периодическом «обновлении» части сорбента с помощью устройств системы дробеструйной очистки поверхностей нагрева котла.

Эффективность способа зависит от расхода цеолита, подаваемого в конвективную шахту котла, и определяется по формуле

^о2 = ((2 - Мко2 )>

х ехр

0,32БР

+ М,

80,

Б™ =

01(1 - яА)

ар (Л0 +д^)

Дух = г (Ьс) =

1,05

4,19'«ун ■ Ап

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

X 3

О- (Бр + Бр - (Бр - Бр )ехр

ан

0,289БР

где Бр — процентное содержание серы в топливе, %; Бр — содержание серы, соответствующее предельному массовому выбросу 802, когда дальнейшее увеличение подачи цеолита в конвективную шахту котла не дает заметного снижения оксидов серы, %; аун — содержание золы в уносе; Ап — приведенная зольность, %-кг/МДж.

Затраты /(И2) на цеолит, подаваемый в конвективную шахту котла, могут быть определены по формуле

где Ьс — относительный расход природного цеолита, вводимого в конвективную шахту котла; Бр — процентное содержание серы в топливе, %; М802 — уровень массового выброса 802, поддерживаемый применением способа, г/с; М8к02 — установившийся массовый выброс 802, когда дальнейшее увеличение подачи цеолита в конвективную шахту котла не дает заметного снижения оксидов серы, г/с; М802 — массовый выброс 802 при отсутствии подачи цеолитов в конвективную шахту котла, г/с.

Расходы / (И1) на топливо в данном случае могут быть определены по формуле

/ (И1)=в;агцТОПл,

где Б™г = / (Ьс) — вариативный расход топлива, кг/с, изменяющийся в зависимости от относительного расхода цеолита; Цтопл — стоимость топлива, руб./кг.

При этом вариативный расход топлива может быть определен по формуле

/ (И2) = Бс ЦПеоЛ = 37,914Ь1'35Ц

^цеол

щеол'

здесь Бс — абсолютный расход цеолита, кг/с; Ццеол — стоимость цеолита, руб./кг.

Плата / (И3) за выбросы оксидов серы, которая зависит от относительного расхода цеолита Ьс, может быть определена с использованием выражения

/ (И3) = М^/экол,

где М802 = / (Ьс) — массовый выброс серы, соответствующий расходу цеолита, г/с; /экол — тариф по уплате за выбросы оксидов серы.

Массовый выброс серы М802 = /(Ьс) при этом можно определить, используя следующую зависимость:

М802 = ((2 - М802 )

х ехр

0,32БР

+ МЮ2

здесь Дд2 — изменение (уменьшение) потерь теплоты с уходящими газами. Данная величина также является функцией от изменения температуры уходящих газов, зависящего от относительного расхода цеолита, подаваемого в конвективную шахту котла, то есть

201

Затраты / (И4) на ремонт котла, связанные с изменением интенсивности абразивного износа труб поверхностей нагрева, определяются в соответствии с теорией дисконтирования годовых затрат по зависимости

З

/ (И4) = -

1 -1:

(1 + сУ

где 1 — время работы /-го элемента котельного агрегата до капитального ремонта в связи с абразивным износом, лет; З — затраты направленные на реализацию ремонтных мероприятий; с — банковский процент на капитал.

х

При этом время / работы /-го элемента котельного агрегата до капитального ремонта определяется по выражению

I =

Бф ~ Бр ^абр

где Бф — фактическая (минимальная) толщина стенки рассматриваемого элемента, мм; Бр — расчетная (исполнительная) толщина стенки рассматриваемого элемента, мм; /абр — интенсивность абразивного износа, мм/год.

Интенсивность абразивного износа является функцией от относительного расхода адсорбента, применяемого в цикле газоочистки:

1из = атк,,зл ( (®0 + Аюг(ЬС^)

3 Г Б1 - й

I ^Г ;

ч 1,8

X,

где а — коэффициент абразивности золы, мм-с3/ (г-ч); т — показатель износоустойчивости труб, зависящий от химического состава стали; к,, —

М-

коэффициент неравномерности концентрации золы в потоке; кш — коэффициент неравномерности скоростей газов в сечении; х — время эксплуатации поверхности, ч; ю° — скорость прохождения дымовых газов через рассматриваемый элемент котельного агрегата на номинальном режиме работы котла (без использования газоочистки); Аюг(Ьс) — изменение (приращение) скорости дымовых газов, вызванное использованием газоочистки.

Согласно результатам расчетов котельного агрегата БКЗ-220—100Ф наиболее подвержены абразивному износу трубы водяного экономайзера и воздухоподогревателя. Для этих поверхностей нагрева зависимости изменения (приращения) скорости дымовых газов от относительного расхода адсорбента имеют соответственно вид:

Аюг(Ьс) = 8,649 • Ь.

1,47

Аюг(Ьс) = 2,4785 • Ьсиз.

Ущерб на электростанциях, связанный с отказами основного оборудования, представляет сумму следующих величин:

затрат АЗ1 на ремонт и восстановление отказавшего оборудования и затраты топлива на его последующий пуск;

потерь АЗ2 от недоиспользования основных фондов и персонала ТЭС;

дополнительных затрат АЗ3, связанных с пуском и работой резервного оборудования, имеющего, как правило, большие удельные расходы топлива [7].

Для ТЭС с поперечными связями отказ котла, как правило, не приводит к останову турбины, для них в основном учитываются составляющие ущерба АЗ1 и (при необходимости) АЗ3 .

Затраты топлива на пуск котла БКЗ-220-100Ф составляют порядка 130 тыс. рублей, затраты на аварийный ремонт (в среднем) — от 20 тыс. до 80 тыс. рублей.

В резерве чаще всего находится оборудование, аналогичное основному, поэтому АЗ3 можно не учитывать. Затраты на замену водяного экономайзера 2-й ступени (ВЭК-2) составляют 8—9 млн рублей. Для блочных ТЭС отказ котла приводит к останову турбины; для них основные составляющие ущерба — АЗ1 и АЗ2 . Потери от недоиспользования основных фондов и персонала ТЭС АЗ2 учитываются аналогично затратам на аварийный ремонт и пуск котла АЗ1. Для определения годовых значений суммарных издержек можно воспользоваться известной методикой [8, 9].

Применение разработанного способа позволит приводить к сопоставимому виду различные методы повышения эффективности и увеличения располагаемой мощности систем централизованного теплоснабжения.

Исследования проведены в рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых — кандидатов наук в области знания «Технические и инженерные науки».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Требунских, С.А. Энтропийная эффективность теплопотребляющих объектов [Текст] / С.А. Требунских, А.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СПбГТУ.— 2011. № 2.— С. 91-99.

2. Иванов, С.А. Метод повышения электрической

мощности турбин [Текст] / С.А. Иванов, А.Г Батух-

тин, Н.В. Горячих // Промышленная энергетика.— 2009. № 12.— С. 13-15.

3. Сафронов, П.Г. Способ увеличения экономичности основного оборудования ТЭЦ [Текст] / П.Г. Сафронов, С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, И.Ю. Батухтина // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего

Востока.— 2010. № 1.— С. 175-178.

5. Дорфман, Ю.В. Разработка аддитивного способа использования цеолитов для снижения вредных выбросов от котлов с факельным сжиганием топлива [Текст] / Ю.В. Дорфман, В.В. Пинигин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2010. № 1.— С. 186-188.

6. Дорфман, Ю.В. Моделирование поведения углей при разных способах его сжигания и их применение [Текст] / Ю.В. Дорфман, Н.В. Горячих, А.Г. Батухтин // Вестник Читинского государственного университета.— 2010. № 9.— С. 119-125.— Чита: Изд-во ЧитГУ, 2010.

7. Пат. РФ 2421505 РФ. МПК С10Ь 10/00, С1. Способ снижения вредных выбросов при сжигании углей в топках с кипящим слоем [Текст] / А.Г Батухтин, М.С. Басс, Ю.В. Дорфман, П.Г. Сафронов

(РФ).— №2010 107697/05(010795); Заявлено 02.03.2010; Опубл. 20.06.2011.— Бюл. №17. 2010.

8. Гладышев, Г.П. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС [Текст]: Учеб. пособие для теплоэнергетических и энергомашиностроительных вузов / Г.П. Гладышев, Р.З. Аминов, В.З. Гуревич [и др.]; под ред. А.И. Андрющенко.— М.: Высшая школа, 1991.— 303 с.

9. Басс, М.С. Упрощенная методика расчета нормативов удельных расходов топлива в отопительных котельных применительно к условиям Забайкальского края [Текст] / М.С. Басс, А.Г. Батухтин, С.А. Требунских // Промышленная энергетика.— 2009.— № 9. С. 37-41.

10. Басс, М.С. Комплексный подход к оптимизации функционирования современных систем теплоснабжения [Текст] / М.С. Басс, А.Г Батухтин // Теплоэнергетика.— 2011. № 8.— С. 55-57.

УДК 537.9

Я.В. Безрукова, В.И. Донской, Л.А. Щербаченко, Д.С. Барышников, Л.И. Ежова, С.А. Васильев

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ РЕЛАКСАЦИИ ЭЛЕКТРЕТНЫХ ЗАРЯДОВ

В ГИДРАТИРОВАННЫХ СИЛИКАТАХ

Изучение взаимосвязи структуры различных материалов и их физических свойств становится одним из центральных направлений в современной физике конденсированного состояния. В работе рассматривается гетерогенная двухфазная система, содержащая поверхност-ноактивные мелкоразмерные частицы слюды, погруженные в водную полярную матрицу. Необычные физические свойства и существенные поверхностные дефекты делают такие материалы перспективными для создания на их основе качественно новых материалов, характеристики которых во многом определяются методами их получения и зависят от дисперсности, концентрации и химического состава компонентов. Несмотря на обширный круг имеющихся научных публикаций, посвященных изучению кинетических процессов в таких системах, сложившегося представления о механизмах переноса носителей зарядов и энергетическом спектре до сих пор нет.

Это обусловлено сложностью строения этих материалов, а также наличием в них локальных

неоднородностей и заряженных дефектов. На межфазных границах в таких системах возникает интенсивное кулоновское взаимодействие зарядов, находящихся на электрически активной поверхности частиц твердого вещества, с полярными молекулами и ионами водной пленки. При наличии многочисленных границ раздела в таких сложных дисперсных системах суммарный эффект межфазных взаимодействий становится особенно сильным и определяющим процесс генерации собственных электрических полей.

В связи с этим целью настоящей работы было изучение природы и механизма межфазного взаимодействия в гидратированных мелкоразмерных механоактивированных слюдах и выяснение особенностей генерации и реализации образующейся в результате этого взаимодействия собственной внутренней электрической энергии.

Для изучения механизма межфазного взаимодействия в рассматриваемых системах в работе методом термостимулированной спектро-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.