Книжный каталог

Общая энергетика. Учебное пособие

Перейти в магазин

Сравнить цены

Описание

Приведены сведения о невозобновляемых и возобновляемых энергетических ресурсах, их характеристики; рассмотрены основы теплотехники: положения технической термодинамики и основы теплообмена. Даны схемы и принципы работы тепловых электрических станций, газотурбинных установок, АЭС; гидравлических и ветровых электрических станций. Представлено основное тепловое оборудование ТЭС: паровые и водогрейные котлы, паровые турбины и нагнетательные машины. Для студентов учреждений среднего профессионального обучения, может быть использовано студентами электротехнических специальностей вузов, а также работниками электростанций и промышленности. 3-е издание, стереотипное.

Сравнить Цены

Предложения интернет-магазинов
Быстрицкий Г. Общая энергетика: учебное пособие. Третье издание, стереотипное Быстрицкий Г. Общая энергетика: учебное пособие. Третье издание, стереотипное 776 р. chitai-gorod.ru В магазин >>
Сергей Евгеньевич Щеклеин Общая энергетика: водород в энергетике. Учебное пособие для вузов Сергей Евгеньевич Щеклеин Общая энергетика: водород в энергетике. Учебное пособие для вузов 519 р. litres.ru В магазин >>
В. В. Глазков Техническая газодинамика. Учебное пособие В. В. Глазков Техническая газодинамика. Учебное пособие 519 р. ozon.ru В магазин >>
А. И. Апарнев Общая химия. Сборник заданий с примерами решений 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для СПО А. И. Апарнев Общая химия. Сборник заданий с примерами решений 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для СПО 259 р. litres.ru В магазин >>
А. И. Апарнев Общая химия. Сборник заданий с примерами решений 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов А. И. Апарнев Общая химия. Сборник заданий с примерами решений 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов 259 р. litres.ru В магазин >>
Ассанович М. Общая психотерапия. Учебное пособие Ассанович М. Общая психотерапия. Учебное пособие 670 р. chitai-gorod.ru В магазин >>
Семенова Н. Общая экология. Учебное пособие Семенова Н. Общая экология. Учебное пособие 147 р. chitai-gorod.ru В магазин >>

Статьи, обзоры книги, новости

Общая энергетика

Общая энергетика. Энергетические ресурсы земли и их использование В учебном пособии излагаются общие вопросы энергетики, характеризующие структуру топливно-энергетического комплекса и основные показатели единой энергетической системы России. Дана общая характеристика тепловых, атомных и гидравлических электростанций, электрических и тепловых сетей, потребителей электроэнергии, приведены типовые графики электрических и тепловых нагрузок энергосистем и условия обеспечения балансов мощности и энергии. Рассмотрены виды и характеристики углеводородных топлив как невозобновляемых источников энергии. Рассмотрены теоретические основы преобразования энергии в тепловых двигателях и их термодинамические циклы. Приведены тепловые, технологические и компоновочные схемы тепловых и атомных электростанций, рассмотрено их основное и вспомогательное оборудование. Дана общая характеристика гидроэнергетических установок и рассмотрены процессы преобразования гидроэнергии в электрическую энергию на различных типах гидроэнергоустановок. Рассмотрены природоохранные проблемы гидроэнергетики и их учет при проектировании гидроэлектростанций, а также проблемы и перспективы использования традиционных и нетрадиционных, возобновляемых и невозобновляемых источников энергии.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 140211 “Электроснабжение”.

АКЭС – атомная конденсационная электростанция;

АСКУЭ – автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии;

АТЭЦ – атомная теплоэлектроцентраль;

ВЛ – воздушная линия (электропередачи);

ВолЭС – волновая энергетическая станция;

ГиТЭС – гидротермальная электростанция;

ГАЭС – гидравлическая аккумулирующая электростанция;

ГВС – горячее водоснабжение;

ГПП – главная понизительная подстанция;

ГеоЭС – геотермальная электростанция;

ГЭС – гидравлическая электростанция;

ГРЭС – государственная районная электростанция;

ЕЭС – единая энергосистема;

КЛ – кабельная линия (электропередачи);

КЭС – конденсационная электростанция;

ЛЭП – линия электропередачи;

ОЭС – объединенная энергосистема;

ПЭС – приливная электростанция;

РЗАиТ – релейная защита, автоматика и телемеханика;

РП – распределительный пункт (подстанция);

РЭС – районная энергосистема;

СКЭС – солнечная космическая электростанция;

СЭС – солнечная электростанция;

ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент;

ТП – трансформаторная подстанция;

ТЭК – топливно-энергетический комплекс;

ТЭС – тепловая электростанция;

ТЭЦ – теплофикационная электроцентраль (теплоэлектроцентраль);

ФОРЭМ – фондовый оптовый рынок энергии и мощности;

НОРЭМ – новый фондовый оптовый рынок энергии и мощности;

ЭСМТ – электростанция морских течений.

Научно-технический прогресс немыслим без развития энергетики и электрификации производств. Для повы­шения производительности труда первостепенное значение имеет автоматизация про­изводственных процессов, базирующаяся, прежде всего, на применении электрической энергии. Основными потребителями электроэнергии в производстве продукции являются электрические машины, мощность которых варьируется от единиц ватт до десятков мегаватт, причем рост планетарного населения, с одной стороны, и рост материальных потребностей, с другой, неизбежно ведут к наращиванию потребляемой электроэнергии с каждым годом.

Для производства электрической энергии применяются различные электростанции, базирующиеся на сжигании природных энергетических ресурсов. Вместе с тем, запасы тради­ционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) не бесконечны. Ограничены запасы и ядерного топлива - урана и тория, из которого с помощью реакторов можно получать плутоний. Поэтому на сегодняшний день важно не только развивать добычу экономически выгодных источников энергии, но и рационально использовать имеющиеся природные ресурсы для производства электроэнергии без существенного ущерба окружающей среде. Отсюда – широчайший комплекс проблем технико-экономического, экологического и социального характера в области энергетики.

Учебная дисциплина “Общая энергетика” рассматривает общие вопросы формирования и функционирования топливно-энергетического комплекса (ТЭК) страны, основу которого составляют районные энергетические системы (РЭС), объединенные в единую энергетическую систему (ЕЭС) России.

Энергетическая система представляет собой совокупность электрических станций, электрических и тепловых сетей и узлов потребления, объединенных процессом производства, передачи и распределения электроэнергии и тепловой энергии по потребителям.

Электроэнергетика — ведущая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию страны на основе рационального производства и распределения электрической энергии. Электроэнергетика имеет важнейшее значение в хозяйстве любой страны, что объясняется таки­ми преимуществами электрической энергии перед энергией других видов, как относительная легкость передачи ее на большие расстояния, распределе­ния между потребителями, а также преобразования в другие виды энер­гии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.).

В силу специфики своего производства электроэнергетика занимает особое положение. В электроэнергетике хи­мическая энергия, запасенная в топливе, энергия падения воды, солнеч­ная, ветровая и другие виды энергии проходят путь последовательного преоб­разования в тепловую, механическую и, наконец, в электри­ческую энергию. В основе такого преобразования лежат термодинамические циклы тепловых двигателей. Промежуточным продук­том в этом процессе преобразования энергии, получившим широкое потребительское значение, является тепловая энергия.

Важнейшими вопросами энергетики и электроэнергетики, нашедшими отражение в учебных дисциплинах специальности, являются:

- Электропитающие системы и электрические сети;

- Релейная защита, автоматика и телемеханика (РЗАиТ) систем электроснабжения;

- Переходные процессы в электроэнергетике;

- Электромагнитная совместимость в электроэнергетике;

- Информационные системы в управлении электроснабжением;

- Энергосбережение и энергоаудит.

1. Общие вопросы энергетики

1.1. Энергетические ресурсы земли и их использование

Уровень материальной, а, в конечном счете, и духовной культуры людей находятся в прямой зависимости от количества энергии, имеющейся в их распоряжении. Самоограничение в использовании энергии тепла и электроэнергии входит в противоречие с естественным желанием человека жить комфортно в современном цивилизованном обществе. При этом население земли и потребности людей непрерывно растут. Структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню такова, что практически 80% произведенной энергии на земле производится путем сжигания органического топлива. При этом попытки решить энергетические проблемы сегодняшнего дня увеличением числа тепловых электростанций обречены на провал в силу целого ряда причин, обусловленных как ограниченными ресурсами традиционных органических топлив и, как следствие, неизбежным ростом цен на них, так и возросшими требованиями к защите окружающей среды. Отсюда – стремление выработки национальных энергетических программ ведущими промышленными странами, обеспечивающими оптимизацию внутреннего энергетического баланса. При этом со стороны наиболее развитых в экономическом плане стран неизбежно стремление контроля мировых энергоресурсов и распространение влияния над их добычей и распределением.

Сама по себе энергия представляет собой ничто иное, как способность совершать ту или иную работу. Огромное количество энергии содержится в ископаемом топливе, деревьях, растениях, воздухе, воде, солнце, в самих людях и животных, однако процесс преобразования ее в полезную работу может быть как технически, так и экономически малоэффективным. При этом среди источников энергии различают возобновляемые и невозобновляемые природой, традиционные и нетрадиционные.

К возобновляемым источникам энергии условно относят источники энергии, которые в обозримом будущем, исчисляемым тысячелетиями, неиссякнут. К таким источникам энергии относят энергию рек, морей и океанов, солнечную, ветровую, геотермальную энергию, биоэнергию и др.

К невозобновляемым источникам энергии относят источники энергии, которые после преобразования их в иной вид энергии теряют возможность последующего использования. К таким источникам энергии относят ископаемые органические виды топлив (торф, уголь, горючие сланцы, нефть и продукты ее переработки, природный и искусственный газ, ядерное топливо и др.).

К традиционным источникам энергии относят источники энергии, которые используются для выработки электрической и тепловой энергии в традиционных энергетических установках – котельных установках, тепловых, атомных и гидравлических электростанциях. К таким источникам энергии относят торф, уголь, газ, мазут, ядерное топливо, а также возобновляемый природой источник энергии - гидравлическая энергия рек.

К нетрадиционным источникам энергии относят источники энергии, которые не являются общепринятыми для выработки электрической и тепловой энергии в традиционных энергетических установках. К таким источникам энергии относят энергию ветра, солнца, земли, морей и океанов и др. К нетрадиционной энергетике относят также водородную энергетику, биоэнергетику, энергетику вторичных ресурсов.

Потребление энергии – важный показатель жизненного уровня. К настоящему времени в России и Европейских странах производство электроэнергии на душу населения достигло в среднем 6-7 тысяч кВт•ч, а в США и Канаде вдвое больше. При этом наблюдается ежегодный рост удельного энергопотребления в развитых странах.

Учитывая результаты прогнозов по запасам нефти и природного газа, которых хватит на 50-70 лет, и запасов угля, которых хватит на 600-1000 лет, можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые электростанции будут еще долгое время преобладать над остальными нетрадиционными источниками энергии. Из мировых запасов нефти, объем которых оценивают в 2 триллиона баррелей, около 900 миллиардов уже использовано. Поскольку уже началось существенное удорожание нефти и природного газа, следует ожидать, что тепловые электростанции, работающие на мазуте и газе, к концу 21-го века будут вытеснены станциями на угле. Пока же наблюдается сокращение добычи угля, что связано не столько с относительно низкой его калорийностью, сколько с проблемами добычи и транспортировки, а также ухудшения экологии за счет вредных выбросов в атмосферу при сжигании этого топлива в котельных установках.

На этом фоне экологически чистыми и практически неисчерпаемыми в обозримом будущем являются речные гидроресурсы, однако в Западной Европе они уже в значительной мере задействованы и возможности строительства новых гидроэлектростанций весьма проблематичны, поскольку создание гидростатического напора на равнинных реках приведет к неизбежному затоплению значительных территорий. Кроме того сооружение ГЭС сопряжено со значительными капитальными затратами и, соответственно, длительными сроками окупаемости. Вместе с тем, неиспользованных запасов гидроэнергии в ряде регионов планеты, в частности в Сибири, вполне достаточно, чтобы гидроресурсы рассматривать как традиционную альтернативу использованию органических невозобновляемых ресурсов.

Что касается запасов ядерного топлива, то по прогнозам специалистов его запасов хватит не менее чем на 1000 лет при условии интенсивного развития реакторов-размножителей. Запасы урана и тория, если их сравнивать с запасами угля, не столь уж и велики, однако на единицу веса они содержат в себе энергии в миллионы раз больше, чем уголь. Из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 тонн каменного угля. Некоторые ученые и экологи в конце 1990-х годов говорили о скором запрещении государствами Западной Европы атомных электростанций, но, исходя из современных анализов сырьевого рынка и потребностей общества в электроэнергии, эти утверждения выглядят неуместными.

Учитывая естественное истощение ископаемых топлив, все больше говорят о необходимости в 21-м веке начала нового этапа развития земной энергетики, характеризуемого «щадящим» использованием невозобновляемых энергоресурсов. При этом необходимо учитывать, что нефть и газ нужны не только энергетике, но и химии, и транспорту, и сельскому хозяйству. Несомненно, что в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получит развитие и линия экстенсивного развития, характеризующаяся рассредоточением по центрам потребления экологически чистых источников энергии не слишком большой мощности, но с высоким КПД, удобных и надежных в эксплуатации. Яркий пример тому – интенсивное развитие нетрадиционной энергетики, в частности электрохимической и водородной энергетики, солнечной и ветровой энергетики, геотермальной и малой гидроэнергетики и др. Более подробно вопросы нетрадиционной энергетики рассмотрены в главе 5 настоящего пособия.

Источник:

works.doklad.ru

Общая энергетика. Учебное пособие

«Н.И. Черкасова Общая энергетика (курс лекций) Учебное пособие для студентов специальности 100400 заочной формы обучения Рубцовск 2010 УДК 621.31 Черкасова Н.И. Общая энергетика (курс . »

Министерство образования и науки РФ

Рубцовский индустриальный институт (филиал)

ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический

университет им. И.И. Ползунова»

Учебное пособие для студентов специальности 100400

заочной формы обучения

Черкасова Н.И. Общая энергетика (курс лекций): Учебное пособие для

студентов специальности 100400 заочной формы обучения. – 2-е изд.

/Рубцовский индустриальный институт. – Рубцовск, 2010. – 161 с.

Настоящее учебное пособие содержит программу курса «Общая энергетика», семнадцать лекций по этому курсу с вопросами для самопроверки и варианты темы реферата.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры электроэнергетики Протокол № 12 от 21.12.09 г.

Рецензенты: к.т.н., доцент НГТУ В.М. Левин зам. начальника ТЭЦ АТЗ А.И. Соколов Рекомендовано Сибирским региональным отделением учебнометодического объединения по образованию в области энергетики и электротехники для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки 650900 «Электроэнергетика» (2003 г.) Рубцовский индустриальный институт, 2003 Рубцовский индустриальный институт, 2010 Содержание Программа курса «Общая энергетика»

Лекция 1. Типы электрических станций.

Тепловые и атомные электрические станции. Гидравлические электрические станции

Лекция 2. Теоретические основы преобразования энергии в тепловых двигателях.

Основные понятия и исходные положения термодинамики. Внутренняя энергия и передача энергии. Работа расширения. Первый закон термодинамики

Лекция 3. Второй закон термодинамики.

Энтропия. Прямой цикл Карно.

Процесс парообразования. Диаграмма водяного пара

Лекция 4. Циклы паротурбинных установок.

Цикл Ренкина. Основы теплопередачи

Лекция 5. Паровые котлы и их схемы.

Развитие конструкций котлов.

Устройство современного парового котла. Технологическая схема котельной установки

Лекция 6. Элементы парового котла.

Вспомогательные устройства котельной установки. Тепловой баланс котла. Ядерные энергетические установки

Лекция 7. Реакторы-размножители на быстрых нейтронах.

Основные элементы ядерного реактора. Классификация реакторов

Паровые турбины. Активные турбины. Реактивные турбины. Мощность и КПД турбины. Классификация паровых турбин

Способы охлаждения отбросной теплоты. 65 Лекция 10. Гидроэнергетические установки. Схемы использования водной энергии и типы гидростанций. Гидроэнергопотенциал. Воздействие ГЭС на окружающую среду. Классификация гидротурбин. Поворотно-лопастные гидротурбины

Лекция 11. Пропеллерные турбины.

Диагональные турбины. Ковшовые турбины. Регулирование речного стока.

Суточное и недельное регулирование. Сезонное регулирование стока

Работа ГЭС в зимнее время и пропуск паводка. Каскад ГЭС. Режим работы водохранилищ. Мощность и выработка энергии ГЭС. Гидроэнергетика малых рек. История развития гидроустановок. Работа ГЭС в энергосистеме

Лекция 13. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Состояние и перспективы их использования в России. Солнечная энергетика. Параболические коллекторы. Солнечные электростанции башенного типа. Солнечные батареи. 102 Лекция 14. Ветроэнергетика. Отрицательное воздействие ветроустановок на окружающую среду. Взаимодействие воздушного потока с лопастью ветроколеса. Классификация ветроустановок

Лекция 15. Геотермальная энергия.

Приливные электростанции. Гидроаккумулирующие электростанции. Солнечная энергия, аккумулированная океаном.

Энергия биомассы. Первичные и вторичные загрязнители воздуха

Лекция 16. Эффективное использование энергии.

Структурная схема состояний вещества. Энергосбережение в энергетике. Социально-экологические аспекты энергосбережения. Утилизация вторичных (побочных) энергоресурсов…. 129 Лекция 17. Экономия энергетических ресурсов. Ресурсосберегающие технологии

Программа курса «Общая энергетика»

Будущие специалисты энергетического профиля должны знать способы получения электроэнергии на различных типах электростанции традиционной энергетики. Кроме того, в настоящее время вопросы технологии освоения нетрадиционных возобновляемых источников энергии отнесены к приоритетным направлениям науки и техники. Современный молодой специалист, наряду с глубокими теоретическими и экономическими знаниями во всех сферах энергетического хозяйства, должен правильно оценивать энергетическую ситуацию и выбирать оптимальные пути энергоснабжения объектов.

1. Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

1.1. Цель преподавания дисциплины Основной целью преподавания дисциплины является получение знаний по способам получения электроэнергии на различных типах электрических станций (неэлектрическая часть), а также в области нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

1.2. Задачи изучения дисциплины

Для достижения поставленной цели в процессе преподавания необходимо решить следующие основные задачи:

1.2.1. Сформировать у студента представление о:

роли и месте традиционных источников энергии;

методах извлечения и преобразования энергии традиционных источников;

устройстве действующих энергетических установок и их типах;

роли и месте нетрадиционных источников энергии;

методах извлечения, преобразования, аккумулирования и использования энергии возобновляемых источников;

устройстве, принципе действия базового технологического оборудования традиционной и нетрадиционной энергетики.

1.3. Научить студента:

- разбираться в процессах преобразования и использования энергии в различных ее формах;

- правильно оценивать энергетическую ситуацию, выбирать оптимальные технические и экономические пути энергоснабжения объектов;

- учитывать экологические проблемы создания новых и эксплуатацию существующих энергетических объектов;

- оценивать энергетические возможности региона по применению и использованию нетрадиционных источников энергии.

1.4. Перечень дисциплин, знание которых необходимо при изучении данной дисциплины Для успешного усвоения студентами курса «Общая энергетика» студентам необходимо знать изучаемые ранее курсы физики, химии, математики, материаловедения, основы экологии, а также курсы теоретической и прикладной механики.

2. Содержание дисциплины (85 часов)

2.1. Наименование тем, их содержание и объем 2.1.1. Типы электрических станций. Лекция (2 часа) Типы электрических станций, их доля в общем производстве электроэнергии.

Преимущества и недостатки различных типов электрических станций. Принципиальные схемы. Крупнейшие электростанции страны [2,4].

2.1.2. Теоретические основы преобразования энергии в тепловых двигателях.

Лекция (4 часа) Законы термодинамики. Сохранение энергии. Теплота. Работа. Термодинамические параметры. Второй закон термодинамики. Прямой цикл Карно. Термический КПД. Энтропия. Энтальпия. Диаграмма водяного пара. Цикл Ренкина насыщенного и перегретого пара [2,1,4].

2.1.3. Паровые котлы (3 часа) Развитие конструкций котлов. Устройство современного парового котла.

Принцип работы паровой котельной установки. Элементы парового котла [2,4].

2.1.4. Ядерные энергетические установки (3,5 часа) Основные элементы ядерного реактора. Типы и классификация ядерных реакторов. Водо-водяной энергетический реактор. Одноконтурные и двухконтурные АЭС. Принцип действия и схемы реактора-размножителя на быстрых нейтронах [1,2,4].

2.1.5. Паровые турбины (4 часа) Мощность и КПД турбины. Активные и реактивные турбины. Теплофикация.

Теплофикационный цикл в ТS-диаграмме. Классификация турбин, применение турбин с регулированным отбором пара. Утилизация избыточной теплоты.

Способы охлаждения сбросовой воды. Тепловые схемы ТЭС и АЭС[2,1,4].

2.1.6. Гидроэнергетические установки (6 часов) Гидроэнергоресурсы. Схемы использования гидравлической энергии. Преобразование гидроэнергии в электрическую на различных типах гидроустановок.

Мощность и выработка энергии ГЭС. Классификация гидротурбин. Поворотнолопастные и радиально-осевые типы гидротурбин. Регулирование речного стока. Суточное и недельное регулирование. Сезонное регулирование стока, эксплуатация ГЭС. Работа ГЭС в зимнее время; пропуск паводка. Проектирование и проблема комплексного использования гидроресурсов. Гидроэнергетика малых рек.

Проектирование и эксплуатация гидроэнергоустановок [4].

2.1.7. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии (6 часов) Солнечная энергетика. Принцип работы солнечной ЭС башенного типа. Солнечная энергия, аккумулированная океаном. Геотермальная энергия. Волновые, приливные электроустановки, гидроаккумулирующие электростанции. Ветроэнергетика. Классификация ветроустановок [1,3,4].

2.1.8. Эффективное использование энергии (4 часа) Структурная схема состояния вещества. Пути сбережения энергии. Вторичные ресурсы - источник энергопотенциала. Типы установок. Энергия биомассы. Ресурсосберегающие технологии. Накопители энергии [1,2,3,4,].

2.1.9. Социально-экономические аспекты (2 часа) 2.1.10. Первичные и вторичные загрязнители воздуха. Социальноэкологические аспекты. Экономика. Энергетическая стратегия России [1,2].

2.2. Лабораторные работы Лабораторные занятия по дисциплине действующим учебным планом специальности не предусмотрены.

2.3.Практические занятия (4 часа) 2.3.1. Принципиальные схемы электростанций различного типа. Крупнейшие электростанции страны, их параметры [2,4] (0,5 часа).

2.3.2. Обратный цикл Карно. Расчет термического КПД. Диаграмма водяного пара [2] (0,5 часа).

2.3.3. Принципиальная схема паровой котельной установки [2,4].

Принципиальная тепловая схема ТЭЦ с турбиной типа ПТ [2] (0,5 часа).

2.3.4. Принципиальные тепловые схемы (0,5 часа):

энергоблока АЭС с реактором ВВЭР - 1000;

энергоблока АЭС с реактором ВВЭР - 600;

энергоблока АЭС с реактором РБМК - 1000;

АТЭЦ [2] 2.3.5. Причины аварии на Чернобыльской АЭС [д 3] (0,5 часа) 2.3.6. История развития гидроустановок в Алтайском крае. Змеиногорская гидросиловая установка К.Д. Фролова (0,5 часа) 2.3.7. Основы проектирования ветроэнергетических установок. Расчет основных размеров механической части ВУЭ (0,5 часа) 2.3.8. Перспективы развития энергетики города, края (ведущие специалисты энергоснабжающих организаций) (0,5 часа).

2.4. Расчетно-графические работы Расчетно-графические работы по дисциплине не предусмотрены.

2.5. Содержание курсового проекта Курсовой проект по дисциплине действующим учебным планом не предусмотрен.

3. Учебно-методические материалы

3.1. Основная литература

1. Девинс Д. Энергия М.: Энергоатомиздат, 1985.

2. Теплотехника /Под ред. А.П. Баскакова. М.: Энергоатомиздат,1991.

3. Энергетика сегодня и завтра /Под ред. А.Ф. Дьякова. М.: Энергоатомиздат, 1990.

4. Веников В.А, Путятин Е.В. Введение в энергетику.-М.: Высшая школа, 1988.

5. Степанов Н. Гидравлические машины. Киев: Высшая школа, 1978.

3.2. Дополнительная литература

1. Технический прогресс энергетики СССР /Под ред. П.С. Непорожнего. М.:

2. Удалов С.Н. Возобновляемые источники энергии: Конспект лекций. Части 1,

2. Новосибирск, 1998.

4. Черкасова Н.И. Змеиногорская гидросиловая установка К.Д. Фролова: Тез.

докл. междунар. науч-техн. конф. /Рубцовский индустриальный институт. – Рубцовск, 1999. – С. 79-80.

4. Самостоятельная работа студентов (75 часов)

Самостоятельная работа предполагает самостоятельную работу студента с основной и дополнительной литературой, которая указана в скобках [ ] после названия темы в пункте 2 «Программы курса». Параллельно с изучением тем дисциплины, включенных в программу курса, нужно ознакомиться с вопросами к зачету, приведенными в приложении 1. В процессе усвоения материала студент должен устно сформулировать ответы на вопросы к зачету. Для закрепления пройденного материала студентом должна быть оформлена письменная работа, условно названная рефератом. Реферат содержит три вопроса и три задачи в соответствии с вариантом. Для получения зачета нужно защитить письменную работу и успешно ответить на устный вопрос.

«Общая энергетика» – новый курс. Он обусловлен появлением нового Стандарта образования. Для студентов дневного отделения курс рассчитан на 51 час аудиторной нагрузки, из которых 34 часа посвящается лекциям (17 лекций) и 17 часов отведено на практические занятия. Кроме этого предусматривается 21 час для самостоятельной работы студента (СРС) и 6 часов – консультаций. Завершит курс – экзамен.

Для студентов заочного отделения учебная нагрузка распределяется следующим образом: 6 часов лекции, 4 часа практических занятий, 85 часов самостоятельной работы, завершает курс – зачет.

Стандарт образования включает в себя следующие вопросы:

Тепловые и атомные электростанции. Типы тепловых и атомных электростанций. Теоретические основы преобразования энергии в тепловых двигателях. Паровые котлы и их схемы. Ядерные энергетические установки. Типы ядерных реакторов. Паровые турбины. Энергетический баланс ТЭС и АЭС.

Тепловые схемы ТЭС и АЭС.

Гидроэнергетические установки. Схемы использования гидравлической энергии. Процесс преобразования гидроэнергии в электрическую на различных типах гидроустановок. Современные проблемы комплексного использования гидроресурсов. Регулирование речного стока.

Проектирование и эксплуатация гидроэнергоустановок. Традиционная и малая гидроэнергетика.

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: солнечные, волновые, приливные электроустановки. Малые ГЭС. Вторичные ресурсы. Источники энергопотенциала; типы энергоустановок, социально-экономические аспекты, экономика, накопители энергии. Ресурсосберегающие технологии.

Необходимость возникновения нового курса «Общая энергетика» связана с обострением мировой энергетической ситуации. Появилась большая серия публикаций, посвященных современному состоянию и перспективам развития энергетического хозяйства. Некоторые из них представляют собой попытку обратить внимание широкой общественности на необходимость по-новому оценивать сущность происходящих в мире событий в сфере энергетики. Авторы других книг главное внимание уделяют прогнозированию развития энергетического хозяйства на ближайшие 20 – 30 лет и более отдаленную перспективу.

Основу третьей категории книг составляют вопросы повышения энергетической эффективности экономики, методы и пути экономии топлива, электроэнергии и теплоты в промышленности, на транспорте, в сельском и жилищнокоммунальном хозяйствах, в строительстве и в быту. Наконец, существует целый ряд книг по различным аспектам энергетики, охраны окружающей среды и энергосбережения. Именно комплексный подход к широкому кругу проблем энергетики послужил поводом для возникновения нового курса «Общая энергетика».

Учебное пособие для студентов специальности 100400 заочной формы обучения «Общая энергетика» представляет конспект лекций автора, где коротко и сжато раскрыты вопросы, включенные в стандарт образования, которые приведены выше, в соответствии с утвержденной программой курса. Данная работа, по мнению автора, облегчит усвоение студентами курса «Общая энергетика» при широком использовании основной и дополнительной литературы, указанной в ссылках. Укрепят знания ответы на вопросы для самопроверки, приведенные после каждой лекции, а также подготовка вопросов контрольного задания и решение предложенных задач.

Современное энергетическое хозяйство сложно и многогранно, оно быстро развивается. Создаются и внедряются принципиально новые типы энергетических установок, совершенствуется структура энергетического баланса, используется энергия новых, так называемых «нетрадиционных» источников энергии, в том числе энергия возобновляемых источников: энергия Солнца, геотермальная и ветровая энергия, энергия биомассы. Все это требует от современного молодого специалиста глубоких теоретических и экономических знаний во всех сферах энергетического хозяйства. Он должен уметь правильно оценивать энергетическую ситуацию, выбирать оптимальные пути (технические и экономические) энергоснабжения, в должной мере учитывая при этом экологические проблемы создания новых и эксплуатации существующих энергетических объектов.

Молодой специалист, приступающий к работе на объектах в области управления современным энергетическим хозяйством, должен владеть наряду с необходимыми знаниями в области проектирования, строительства и эксплуатации энергетических установок достаточно широким представлением о большинстве задач, которые приходится решать в области энергоснабжения, энергосбережения и охраны окружающей среды от загрязнения, возникающих при работе энергетических установок.

Энергетика как сфера деятельности человеческого общества является большой глобальной системой, включающей как подсистемы окружающую среду и различные отрасли народного хозяйства.

Понятия «энергетика» и «энергетическая наука» употребляются давно, однако вкладываемый в них в настоящее время смысл нельзя считать установившимся.

Под энергетикой, или энергетической системой, следует понимать совокупность больших естественных (природных) и искусственных (созданных человеком) систем, предназначенных для получения, преобразования, распределения и использования в народном хозяйстве энергетических ресурсов всех видов. Под энергетическими ресурсами понимаются материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, возможная для использования ее человеком.

Подчеркивается системный подход к энергетике, т. е. она рассматривается как большая система, включающая в себя на правах подсистем части других больших систем.

Энергетика имеет большое значение в жизни человечества. Уровень ее развития отражает уровень развития общества и возможности научнотехнического прогресса.

Три аспекта энергетики. Энергетика в ее современном состоянии и развитии должна рассматриваться в трех аспектах – техническом, социальном и экологическом.

Технический аспект энергетики характеризуется прежде всего огромными мощностями, которые получает человек, используя энергетический потенциал планеты. Так, мощность электростанций, существующих в настоящее время в мире, составляет около 2 млрд. кВт. Общая же мощность всех энергетических установок достигает 10 млрд. кВт. Для обеспечения этих мощностей человек ежегодно берет у природы не менее 40 – 50 млрд. т условного топлива (Под условным понимают такое топливо, при сгорании 1 кг которого выделяется 29,3 МДж теплоты). При этом КПД использования взятых у природы энергетических ресурсов не очень велик – не более 0,2 %. Отсюда возникает одна из основных задач энергетики - снижение потерь энергии на всех стадиях ее преобразования (от получения энергетических ресурсов до конечного их использования). Для того необходимо и улучшение оборудования, и более разумное использование полученной энергии, что уже выходит из сферы чисто технической и должно рассматриваться в социальном аспекте.

Снижение потерь при передаче, получении и распределении электрической энергии зависит в значительной степени от количества израсходованного металла, в основном алюминия. Допуская большие плотности тока в сечении провода (1,0 – 1,2 А/мм2 ), снижают расход алюминия, но увеличивают потери электроэнергии. Изменение мировой конъюнктуры в отношении цен на алюминий таково, что этот металл становится дешевле, поэтому в энергетике высокоразвитых стран появляется тенденция к резкому снижению плотностей тока (0,35 А/мм2 ).

Следовательно, стоимость алюминия непосредственно влияет на выбор сечения проводов линий электропередач, т. е. на определение технических характеристик электрической системы. Снижение потерь энергии путем применения энергосберегающих технологий, выработки тарифов на электроэнергию, которые бы стимулировали потребление энергии в «провалах» графика нагрузки и приводили бы к уменьшению этого потребления во время максимумов, определяется успешным решением социально-экономических задач.

Вопросы быстро нарастающего использования энергетических ресурсов планеты должны рассматриваться не только в техническом аспекте, но и в аспекте влияния энергетических установок и процессов добычи топлива на окружающую среду, т. е. в аспекте экологическом.

Органические топлива - уголь, нефть и природный газ – составляют сейчас и будут составлять в перспективе подавляющую часть всего энергопотребления. Образование органических топлив является результатом теплового, механического и биологического воздействия в течение многих столетий на останки растительного и животного мира, откладывавшиеся во всех геологических формациях. Все эти топлива имеют углеродную основу, и энергия высвобождается из них в процессе горения и образовании, главным образом, двуокиси углерода и других веществ (СО, Н2O, NOx, SOx ).

Извлечение из недр земли органических топлив оказывает серьезные негативные воздействия на окружающую среду. Проблемы, связанные с открытой и подземной добычей угля, известны практически каждому. Но существуют также и проблемы, связанные с извлечением нефти и природного газа. В первую очередь – это оседание почвы. Нефть и газ, скопившиеся в пористых породах под поверхностью земли, служат «подушкой», поддерживающей лежащую сверху породу. Когда эта «подушка» извлекается, земная поверхность в районе залегания нефти и газа опускается на глубину до 10 м.

В процессе сжигания топлива возникает много побочных веществ. При сжигании угля возникает значительное количество золы и шлака. Большую часть золы можно уловить, но не всю. Все отходящие газы потенциально вредны, даже пары воды и двуокись углерода. Эти газы поглощают инфракрасное излучение земной поверхности и часть его вновь отражают на Землю, создавая так называемый «парниковый эффект». Если уровень концентрации СО 2 в атмосфере Земли будет увеличиваться, могут произойти глобальные климатические изменения.

Расходование топлива относится не только к техническому и экологическому аспектам, но и в значительной мере к социальному аспекту. Так, 30% населения земного шара потребляет более 90% всей вырабатываемой на планете энергии, на долю же 70% населения, преимущественно в развивающихся странах, приходится менее 10% всей энергии. Между тем, уровень промышленности, состояние быта и развитие культуры теснейшим образом связаны с количеством используемой энергии.

Запасы энергии разных видов распределены на планете неравномерно и по количеству, и по возможности их реализации. В этом плане интересно сопоставить требуемое число скважин для добычи 500 млн.т нефти в разных странах. В США для этого необходимо 500 тысяч скважин, в России – 60 тысяч скважин, в Иране – только 600 скважин, в Саудовской Аравии – 300, в Кувейте

– 100 скважин. Многие из стран, потребляющих наибольшее количество энергии, используют импортируемые энергоносители. Так, Япония более 80% энергетических ресурсов (преимущественно нефть) ввозит из стран, лежащих в районе Персидского залива. Европейские страны получают оттуда же около 20% энергии. Не случайно происходящие в мире политические события происходят из-за возможности обладания источниками энергии, из-за жизненно важных энергетических интересов. Не случайно США объявляют район Персидского залива сферой своих жизненных интересов и отстаивают их путем военных действий в Ираке.

Созданные человеком энергетические установки, имеющие большие энергетические мощности, оказывают заметное влияние на естественные процессы, происходящие в биосфере. Это влияние во многих случаях носит негативный характер, который необходимо учитывать при проектировании энергообъектов. Так, построенная на границе Бразилии и Парагвая в настоящее время самая мощная в мире электростанция (Итайпу), имеющая 18 генераторов по 720 МВт, с общей мощностью 12960 МВт, вызвала ряд серьезных последствий в виде землетрясений, появление которых связано с сооружением мощной плотины и водохранилища, причем землетрясения были такой силы, что обычно принятая шкала Рихтера оказалась недостаточной для их оценки.

Другим примером может служить проект гидростанции в Гибралтаре, которая могла бы обеспечить дешевой энергией всю Европу. От сооружения гидростанции отказались, так как последствия его были бы очень тяжелыми и далеко идущими. Ожидалось, что после создания плотины Средиземное море изменит давление на дно, после чего изменится вулканическая деятельность во всем регионе. Отделение Средиземного моря от океана плотиной вызовет повышение его засоления и полную гибель всего живого, находящегося в море.

Изменение водного баланса приведет к тому, что море отойдет от берегов и такие города, как Ницца и Марсель во Франции, Бари в Италии, окажутся не приморскими городами, а городами, находящимися среди песчаной пустыни. Разумеется, при этом ухудшится климат не только района Средиземного моря, но и всей Европы. Все эти вместе взятые факторы и многие другие способствовали отказу от такого заманчивого в техническом и экономическом отношении сооружения.

В ряде стран, в первую очередь где широко развит туризм, остро стоит вопрос об изменении ландшафта сооружением линий электропередачи, труб электростанции и др., что отпугивает туристов. Во Франции, Австрии, Италии энергетиками проводятся специальные работы, определяющие влияние технических сооружений на ландшафт. В ряде случаев именно из-за этого влияния приходится менять технические решения. Например, снабжение юга Италии электроэнергией могло бы осуществляться восемью линиями существующего напряжения 400 кВ. Однако при этом потребуется большая площадь (большая полоса) отчуждения, а опоры и провода многочисленных линий электропередач не впишутся в ландшафт. Более приемлемым оказывается сооружение линии 1200 кВ вдоль автомобильной трассы, что нанесет минимальный эстетический урон окружающей среде. Таким образом, появляется новый вид негативного влияния на окружающую среду - эстетическое.

Энергетика, как и вся промышленность, оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду: каждый из объектов энергетики негативно влияет на экологию.

При строительстве ЛЭП необходима полоса отчуждения в среднем на 1 км ЛЭП 3 га; если напряжение 500 кВ и выше, то в два раза больше. Сильные электромагнитные поля оказывают вредное биологическое влияние на живые организмы. Появляются акустические шумы, происходит озонирование, и образуются окислы азота. Имеют место радиопомехи. Экологически важен вопрос о месте строительства ТЭС, АЭС и ГЭС и их мощности.

ТЭС рассеивают около 70% энергии сжигаемого топлива в окружающей среде с дымовыми газами и подогретой водой. В воздух с дымовыми газами попадают твердые частицы, сернистый ангидрид, ртуть, окись азота, углекислота и окиси металлов. Сбросные воды ТЭС подогреты на 8. 100С. Попадая в природные водоемы, они могут нарушать их тепловой баланс.

Современные АЭС обеспечивают безопасный уровень радиации внутри станции и в окружающей местности при нормальной ее работе. Однако совершенно ясны последствия аварий на АЭС и масштабы зон поражения радиоактивными выбросами. Поэтому вопрос о месте строительства АЭС на современном этапе требует тщательного исследования возможных последствий при авариях, а также разработки новых безопасных конструкций реакторов. Необходим также пересмотр вопроса о захоронении отходов сгорания ядерного горючего.

Сооружение ГЭС, особенно на равнинных реках и в хозяйственно освоенных районах, оказывает большое влияние на использование земель и водных ресурсов. В этих условиях остро стоит вопрос о мелководных зонах водохранилищ, которые в процессе эксплуатации ГЭС периодически подтопляются и осушаются. Искусственный гидрологический режим мелководных зон водохранилищ отрицательно сказывается на биосфере, в основном в результате нарушения кислородного режима. Кроме того, искусственные водохранилища могут существенно влиять на колебания уровня грунтовых вод и на климат смежных территорий. Ряд отрицательных экологических последствий создания крупных водохранилищ еще изучен недостаточно, однако следует отметить, что в США имеется 1220 ГЭС, их средняя мощность 70 МВт, а на территории бывшего СССР около 200 ГЭС, их средняя мощность 300 МВт. Среди них такие гиганты, как Саяно-Шушенская – 6400 МВт, Красноярская – 6000 МВт.

Рассмотренные влияния определенным образом отражаются на климате, меняя энергетику атмосферы, возможности управления которой пока в достаточной мере не выяснены.

Энергетическая наука. Из понятия энергетики вытекает понятие энергетической науки, предмет и методы ее изучения. Под энергетической наукой понимается система знаний о свойствах и взаимодействиях энергетических потоков, влиянии их на человеческое общество в социальном, экономическом и научно-техническом планах, влиянии на окружающую среду.

Энергетическая наука занимается изучением закономерностей процессов и явлений, прямо или косвенно связанных с получением необходимых для человека энергетических ресурсов и созданием установок, вырабатывающих, преобразующих и потребляющих различные виды энергии.

Развиваясь в тесной связи с электро-, тепло- и гидротехническими дисциплинами, а также многими другими научными дисциплинами, энергетическая наука требует применения математики, физики и автоматики. Энергетическая наука развивается в трех основных направлениях:

1) изучение закономерностей развития и оптимальных пропорций энергетики и электрификации, а также изучение природы и свойств больших развивающихся систем в энергетике. Это направление, имеющее своей целью совершенствование методов прогнозирования, планирования и эксплуатации систем энергетики, тесно связано с социальными процессами, экономикой страны;

2) совершенствование способов получения, преобразования, передачи, распределения и использования энергоресурсов и энергии различных видов; повышение КПД всех энергоустановок и уменьшение их неблагоприятного воздействия на природу и живые организмы;

3) создание новых методов и средств получения энергии и преобразование различных видов энергии в электрическую; разработка новых способов передачи электрической энергии и ее использование в стационарных и передвижных установках.

Будучи большой системой и взаимодействуя с подсистемами, энергетика в теоретическом аспекте связана с рядом научных дисциплин и обычно рассматривается состоящей из отдельных разделов. В этих разделах выделяют общую энергетику, управление энергетикой, электро-, гидро- и теплоэнергетику, атомную энергетику. К энергетике в широком плане относится также топливоснабжение, включающее в себя снабжение ископаемым топливом (углем, газом, торфом, нефтью, ядерным горючим).

Использование энергетических ресурсов. Энергия - всеобщая основа природных явлений, базис культуры и всей деятельности человека. В то же время энергия понимается как количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться одна в другую. По видам энергия подразделяется на химическую, механическую, электрическую, ядерную и т. д.

Возможная для практического использования человеком энергия сосредоточена в материальных объектах, называемых энергетическими ресурсами.

Из многообразия энергоресурсов, встречающихся в природе, выделяют основные, используемые в больших количествах для практических нужд. К ним относят органические топлива, такие как уголь, нефть, газ, а также энергию рек, морей и океанов, солнца, ветра, тепловую энергию земных недр (геотермальную) и т. д.

Энергоресурсы разделяют на возобновляемые и невозобновляемые. К первым относят энергоресурсы, непрерывно восстанавливаемые природой (вода, ветер и т. д.), а ко вторым – энергоресурсы, ранее накопленные в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся (например, каменный уголь).

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, тепловая энергия Земли, ядерная), называется первичной. Энергия, получаемая человеком после преобразования первичной энергии на специальных установках – станциях, называется вторичной (энергия электрическая, пара, горячей воды и т. д.).

В своем названии станции содержат указание на то, какой вид первичной энергии на них преобразуется. Например, тепловая электрическая станция (ТЭС) преобразует тепловую энергию (первичную) в электрическую энергию (вторичную), гидроэлектростанция (ГЭС) – энергию воды в электрическую, атомные электрические станции (АЭС) – атомную энергию в электрическую;

кроме того, первичную энергию приливов преобразуют в электрическую на приливных электростанциях (ПЭС), аккумулируют энергию воды – на гидроаккумулирующих станциях (ГАЭС) и т. д.

Получение энергии необходимого вида и снабжение ею потребителей происходит в процессе энергетического производства, в котором можно выделить пять стадий.

1. Получение и концентрация энергетических ресурсов: добыча и обогащение топлива, концентрация напора с помощью гидротехнических сооружений и т. д.

2. Передача энергетических ресурсов к установкам, преобразующим энергию; она осуществляется перевозками по суше и воде или перекачкой по трубопроводам воды, газа и т. д.

3. Преобразование первичной энергии во вторичную, имеющую наиболее удобную для распределения и потребления в данных условиях форму (обычно в электрическую энергию и тепловую).

4. Передача и распределение преобразованной энергии.

5. Потребление энергии, осуществляемое как в той форме, в которой она доставлена потребителю, так и в преобразованной.

Если общую энергию применяемых первичных энергоресурсов принять за 100 %, то полезно используемая энергия составит только 35–40 %; остальная часть теряется, причем большая часть в виде теплоты.

Потери энергии определяются существующими в настоящее время техническими характеристиками энергетических машин.

Различные виды топлива имеют существенно разные энергоемкости, величина которых приведена в таблице В.1.

ТИПЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Электрической станцией называется энергетическая установка, служащая для преобразования природной энергии в электрическую.

В зависимости от источника энергии различают (рисунок 1):

1. Тепловые электростанции (ТЭС);

2. Атомные электростанции (АЭС);

3. Гидроэлектрические станции (ГЭС);

4. Электростанции, использующие нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ) 1% 15% ТЭС 12% АЭС ГЕС НВИЭ 72%

Наибольшее распространение получили тепловые электрические станции (ТЭС). Они используют тепловую энергию, выделяемую при сжигании органического топлива: твердого, жидкого и газообразного (уголь, нефть, газ).

Тепловые и атомные электрические станции На тепловых электрических станциях электроэнергия вырабатывается вращающимся генератором, имеющим привод от теплового двигателя, чаще всего от паровой, реже – газовой турбины.

Коэффициент полезного действия современных ТЭС с паровыми турбинами достигает 40 %, с газовыми турбинами - не превышает 34 %. На ТЭС с паротурбинным приводом возможно использование любого вида топлива; газотурбинные станции используют только жидкое и газообразное. Паровая турбина не столь маневренна, как газовая.

По виду отпускаемой энергии паротурбинные ТЭС на органическом топливе подразделяются на конденсационные электрические станции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). На конденсационных электрических станциях установлены турбоагрегаты конденсационного типа, они производят только электроэнергию. Теплоэлектроцентрали отпускают потребителям электрическую и тепловую энергию с паром и горячей водой.

Схема паросиловой установки для выработки электроэнергии (КЭС): ПК- паровой котел; Т- паровая турбина; ЭГ- электрогенератор;

К- конденсатор; Н – насос; охлаждающая вода показана стрелочками Энергия топлива при сжигании в паровом котле (ПК) преобразуется в тепловую, которая используется для подогрева воды в котле и образования пара. Энергия водяного пара приводит во вращение турбину, соединенную с ротором электрогенератора. В генераторе механическая энергия превращается в электрическую.

Охлаждающая вода в результате прокачивания через конденсатор нагревается и затем сбрасывается обычно в водоем. Но имеется возможность использовать сбросную теплоту (q2) (которая составляет более половины всего количества теплоты, затраченной в цикле) для отопления, горячего водоснабжения и различных технологических процессов.

Схема паросиловой установки для совместной выработки тепловой и электрической энергии (ТЭЦ) Охлажденная вода, нагретая в конденсаторе, не выбрасывается в водоем, а прогоняется через отопительные приборы теплового потребителя (ТП) и, охлаждаясь в них, отдает полученную в конденсаторе теплоту. Это - ТЭЦ.

ТЭЦ связана с предприятием или жилым районом трубопроводами пара или горячей воды, и их чрезмерное удлинение вызывает повышенные тепловые потери. Поэтому ТЭЦ располагаются обычно непосредственно на предприятии, в жилом массиве или вблизи них.

КЭС связывают с потребителем только линии электропередачи, поэтому она может находиться вдали от потребителя, например, вблизи места добычи топлива.

Крупные КЭС, обеспечивающие электроэнергией целые промышленные районы, называются ГРЭС (государственные районные электростанции), их мощность составляет до 2/3 всей электрической мощности страны (таблица 1.1).

Основой технологического процесса паротурбинной ТЭС является термодинамический цикл Ренкина для перегретого пара, который подробнее рассмотрен в лекции 4. Цикл Ренкина состоит из подвода теплоты (q1 ) в парогенератор, отвода теплоты в конденсаторе (q2 ) и процессов расширения пара в турбине и повышения давления воды в насосах. Соответственно этому циклу схема простейшей конденсационной электростанции (рисунок 1.2) включает в себя котельный агрегат с пароперегревателем (ПК), турбоагрегат (Т), конденсатор (К) и насосы (Н) для добавления питательной воды и перекачки конденсата из конденсатора в парогенератор (конденсатный и питательные насосы).

Атомные электрические станции Атомные электрические станции преимущественно конденсационного типа - это те же тепловые электрические станции с паротурбинным приводом (рисунок 1.4.), но вместо парового котла на них используют ядерный реактор (Р). В реакторе происходит деление изотопов урана 235 (U235) и урана 238(U238) (рисунок 2.2). Цифрами обозначен атомный вес изотопа. Коэффициент полезного действия АЭС составляет 32 %.

Ядерное топливо обеспечивает значительную экономию органического топлива. Атомные электрические станции можно сооружать в любом месте.

Атомным электрическим станциям предсказывали большое будущее. По прогнозам, выработка электроэнергии на АЭС к 2000 году должна была достигнуть 32 % от всей выработки в стране, но авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года внесла серьезные коррективы в развитие атомной энергии не только нашей страны, но и всего мира. Взрыв на четвертом блоке ядерного реактора с утечкой радиации привел к радиоактивному заражению территории около тысячи квадратных километров. Авария нанесла значительный экономический и психологический урон. Она заставила критически переоценить уровень безопасности всех действующих и строящихся атомных электрических станций и отказаться от строительства новых. В настоящее время реализуются мероприятия по повышению уровня безопасности и надежности действующих АЭС.

Гидроэлектрические станции (ГЭС) Чтобы использовать водную энергию, необходимо построить на данном участке реки гидросиловую установку, в которой водная энергия преобразовывалась бы в механическую работу или электрическую энергию. В большинстве случаев в гидроустановке водная энергия превращается, в конечном счете, в электрическую энергию, поэтому такая установка называется гидроэлектрической силовой установкой, или гидроэлектрической станцией (ГЭС).

Схема приплотинной ГЭС с расположением плотины и здания станции в одном створе: 1 – здание станции; 2 – водосливная плотина; 3 – бетонная плотина Для использования энергии данного участка реки необходимо искусственно сконцентрировать падение реки в одном каком-либо месте (створе), т. е.

создать разность уровней воды, которую называют напором.

Разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов называется статическим напором НСТ.

Гидроэлектростанции обладают следующими достоинствами:

1. Высокая эффективность использования гидроэнергии благодаря большим значениям КПД турбин и генераторов. Полный КПД гидроагрегата превышает 90%.

2. Себестоимость вырабатываемой на ГЭС энергии в 5-10 раз меньше, чем на тепловых электростанциях.

3. Гидроагрегаты на ГЭС очень маневренны и могут быть поставлены под полную нагрузку в течение 1-2 мин.

4. Современные ГЭС – это полностью автоматизированные предприятия. На выработку энергии тратится в 15-20 раз меньше рабочей силы, чем на выработку того же количества электроэнергии на тепловых станциях.

5. Гидроэлектростанции более надежны в эксплуатации, чем тепловые станции, и обеспечивают высокую надежность снабжения электроэнергией всех потребителей.

6. При строительстве ГЭС решаются вопросы комплексного использования рек для судоходства, орошения, водоснабжения и другие, которые отдельно иногда решить не удается.

7. Гидроэлектростанции используют энергию рек, которая непрерывно возобновляется.

Однако гидроэлектростанции обладают и рядом существенных недостатков. При заполнении водохранилищ происходит затопление больших площадей сельскохозяйственных земель, затопление железных дорог, линий электропередач, линий связи, автодорог, населенных пунктов и пр. Наличие значительной водной поверхности вызывает сильное испарение и изменение климата, которое не всегда бывает благоприятным.

Гидроэлектростанции классифицируются по мощности:

мелкие до 0,2 МВт;

малые до 2,0 МВт;

средние до 20 МВт;

крупные свыше 20 МВт

низконапорные ГЭС (Н 10м) с величиной напора до 10 метров;

ГЭС среднего напора (10 H 100 м) от 10 до 100 м;

высоконапорные свыше 100 м.

В таблице 1.1 приведены крупнейшие электростанции России. Суммарная мощность этих электростанций составляет 18% всей генерирующей мощности электростанций страны.

Основным технико–экономическим показателем работы электрической станции является расход топлива на единицу отпущенной энергии. Для ведения экономических расчетов на единой базе введено понятие так называемого условного топлива. Теплотворная способность условного топлива принята равной 29,35 МДж / кг (7000 ккал / кг), т.е. близкой к теплотворной способности антрацита. В среднем по ТЭС удельный расход топлива на отпущенный кВт ч составляет 327 г условного топлива. Удельный расход условного топлива на отпуск 1 ГДж теплоты составил 41,32 кг.

Обобщенным показателем работы электростанции является себестоимость энергии. Для электрической энергии она составляла 0,6 – 1 коп / кВт ч, тепловой (на ТЭЦ) – около 0,5 рубля за 1 гДж в ценах 1986 года.

Итак, специалист-энергетик должен уметь правильно оценивать энергетическую ситуацию и выбирать оптимальные пути энергоснабжения объектов. Передача энергетических ресурсов к установкам, преобразующим энергию, может осуществляется путем транспорта нефти, газа и угля. Электрическая энергия может передаваться по линиям электропередач. Существует несколько критериев для выбора способа передачи энергии: удельная стоимость энергии, географические условия, технические характеристики и влияние на окружающую среду.

Вопросы для самопроверки

1. Какие типы электрических станций вы знаете?

2. Назовите преимущества и недостатки, величину КПД различных типов электрических станций.

3. На каком принципе работают ТЭС, АЭС и ГЭС?

4. Назовите основные элементы ГЭС? Как они классифицируются по мощности и по напору?

5. Перечислите основные элементы паросиловой установки ТЭС, АЭС.

6. Что такое условное топливо? Для чего вводится это понятие?

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

Существует несколько видов тепловых двигателей:

- двигатель внутреннего сгорания;

- паровая и газовая турбины;

- холодильные и компрессорные машины.

Во всех этих двигателях энергия топлива переходит в энергию газа (или пара). Расширяясь, газ совершает работу и при этом охлаждается, часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию.

Основные понятия и исходные положения термодинамики Предметом термодинамики является изучение законов превращения тепловой энергии в энергию механическую.

Термодинамической системой называется совокупность материальных тел, находящихся в механическом и тепловом взаимодействии друг с другом и с окружающими систему внешними телами («внешней средой»).

Выбор системы произволен и диктуется условиями решаемой задачи. Тела, не входящие в систему, называют окружающей средой. Систему отделяют от окружающей среды контрольной поверхностью (оболочкой). Так, например, для простейшей системы - газа, заключенного в цилиндре под поршнем, внешней средой является окружающий воздух, а контрольными поверхностями служат стенки цилиндра и поршень.

Механическое и тепловое взаимодействие термодинамической системы осуществляется через контрольные поверхности. При механическом взаимодействии самой системой или над системой совершается работа. В нашем примере механическая работа производится при перемещении поршня и сопровождается изменением объема. Тепловое взаимодействие заключается в переходе теплоты между отдельными телами системы и между системой и окружающей средой.

В общем случае система может обмениваться со средой и веществом, такая система называется открытой. Потоки газа или пара в турбинах и трубопроводах - примеры открытых систем. Если вещество не проходит через границы системы, то она называется закрытой. В дальнейшем мы будем рассматривать закрытые системы.

Свойства каждой системы характеризуются рядом величин, которые принято называть термодинамическими параметрами.

Давление обусловлено взаимодействием молекул рабочего тела с поверхностью и численно равно силе, действующей на единицу площади поверхности

где h - постоянная Больцмана, равная 1,38 10 -23 Дж/К.

Температура Т, определенная таким образом, называется абсолютной.

В системе СИ единицей температуры является кельвин (К); на практике широко применяется градус Цельсия (0С). Соотношение между абсолютной Т и стоградусной t температурами имеет вид Т= t + 273,15.

Удельный объем v – это объем единицы массы вещества. Если однородное тело массой М занимает объем V, то по определению v = V / М.

В системе СИ единица удельного объема 1м3/кг. Между удельным объемом вещества и его плотностью существует соотношение v=1/.

Изменение состояния термодинамической системы во времени называется термодинамическим процессом. Термодинамический цикл – это круговой процесс, осуществляемый термодинамической системой.

Термодинамический процесс называется равновесным, если все параметры системы при его протекании меняются достаточно медленно. В этом случае система фактически все время находится в состоянии равновесия с окружающей средой, чем и определяется название процесса.

Внутренняя энергия и передача энергии Под внутренней энергией будем понимать энергию хаотического движения молекул и атомов, включающую энергию поступательного, вращательного и колебательного движений как молекулярного, так и внутримолекулярного, а также потенциальную энергию сил взаимодействия между молекулами.

«РЕГИОНАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ТАРИФАМ И ЦЕНАМ КАМЧАТСКОГО КРАЯ ПОСТАНОВЛЕНИЕ № 16.06.2015 118 г. Петропавловск – Камчатский О внесении изменений в постановление Региональной службы по тарифам и ценам Камчатского края от 18.12.2014 № 573 «Об утверждении экономически обоснованных тарифов на электрическую энергию, поставляемую энергоснабжающими организациями Камчатского края потребителям Центрального энергоузла Камчатского края в 2015 году» В соответствии с Федеральным законом от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об. »

«Пособие по прогнозированию цен на природный газ для Украины на период до 2025 года Запорожье, 2011 Содержание Введение.1. Основные тенденции в изменении стоимости природного газа за последние 20 лет в мире и в Украине. Факты и тенденции.2. Прогнозирование цен на основные виды энергоресурсов в период до 2025 года в мире и в Украине. Обзор основных источников.3. Основные энергетические вызовы 21 века для Украины.4. Обзор основных факторов, влияющих на рост цен на основные виды энергоносителей в. »

«Р. В. РАДЧЕНКО А. С. МОКРУШИН В. В. ТЮЛЬПА ВОДОРОД В ЭНЕРГЕТИКЕ Учебное пособие Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Р. В. Радченко А. С. Мокрушин В. В. Тюльпа Водород В энергетике Рекомендовано методическим советом УрФУ в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по дисциплинам «Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики» и «Проектирование АЭС» для студентов всех. »

«Секция «Проблемы радиоэкологии и атомная энергетика»СЕКЦИЯ: ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭКОЛОГИИ И АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА (ВКЛЮЧАЯ ВОПРОСЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ, ХРАНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ И РЕАБИЛИТАЦИИ РАДИАЦИОННО-ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ, КОНТРОЛЬ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА ТЕРРИТОРИЯХ) ПРОБЛЕМЫ ВЫЧИТАНИЯ ФОНА ПРИ ИНДИВИДУАЛЬНОМ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ И РАДИАЦИОННОМ КОНТРОЛЕ НА ОТКРЫТОЙ МЕСТНОСТИ А.И. Григорьев1, В.В. Коваленко2, Ю.С. Ревяко3, Л.В. Панкратов4 ООО «ГЕОЛА», г. Красноярск, 2ФГУП. »

«Частное образовательное учреждение высшего профессионального образования «АКАДЕМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ» (ЧОУ ВПО «АИПЭ») Утвержден на заседании Ученого Совета АИПЭ Протокол № 5 от 07.04.2014 г. Председатель Ученого Совета АИПЭ Ректор АИПЭ Ковалева Т.В. «07» апреля 2014 г. ОТЧЕТ О РЕЗУЛЬТАТАХ САМООБСЛЕДОВАНИЯ Частного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Академический институт прикладной энергетики» Нижневартовск 2014г. Содержание 1. Общие сведения. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра теплоэнергетики ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА Методические указания и задания к контрольным работам для студентов направления подготовки 270800 «Строительство» профиля «Теплогазоснабжение и вентиляция» Казань 2014 УДК 536.7 ББК 22.37 А95 А95 Методические указания и задания к контрольным работам по дисциплине «Техническая термодинамика» для студентов направления подготовки. »

«Министерство образования и науки Российской Федерации Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Обнинский институт атомной энергетики С.Т. Лескин, А.С. Шелегов, В.И. Слободчук ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И КОНСТРУКЦИЯ РЕАКТОРА ВВЭР-1000 Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений Москва 2011 УДК 621.039.5(075) ББК 31.46я7 Л 50 Лескин С.Т., Шелегов А.С., Слободчук В.И. Физические особенности и конструкция реактора. »

«Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Школа № 109» Приложение № 1 Рабочая программа по предмету «Технология» 5 класс Составитель: Нестерова Н.Н. Нижний Новгород 2015 год 1. Пояснительная записка Технология — это наука о преобразовании и использовании материи, энергии и информации в интересах и по плану человека. Она включает изучение методов и средств преобразования и использования указанных объектов. В школе учебный предмет «Технология» — интегративная образовательная. »

«КОМИТЕТ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ТАРИФАМ ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 26 мая 2015 г. № 18/ О внесении изменений в постановление комитета Тульской области по тарифам от 27 марта 2015 года № 10/1 « О внесении изменений в постановление комитета Тульской области по тарифам от 18 декабря 2014 года № 48/1 «Об установлении цен (тарифов) на электрическую энергию для населения и приравненным к нему категориям потребителей по Тульской области» В соответствии с Федеральным законом от 26 марта 2003 года № 35-ФЗ «Об. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова Общие вопросы промышленной безопасности Учебное пособие Архангельск Издательский дом САФУ Составители Коробовский А.А., доцент, канд. техн. наук Богданов Е.А., доцент, канд. техн. наук Рецензенты Э.А. Пивоваров Заместитель руководителя Северо-Западного управления. »

«Министерство образования Иркутской области Усть-Илимский филиал Государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Иркутской области «Иркутский энергетический колледж» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ОГСЭ.02 ИСТОРИЯ в рамках программы подготовки специалистов среднего звена по специальности 40.02.01 Право и организация социального обеспечения Усть-Илимск, 2015 ПРИНЯТА Педагогическим советом филиала колледжа протокол №01 от 2015 года 01.09. Рабочая программа учебной дисциплины. »

«ВВЕДЕНИЕ Студенческая молодежь представляет собой особую социальную группу населения, объединенную определенными возрастными границами (17-25 лет), интенсивным умственным трудом процессом профессионального обучения, образом жизни и менталитетом. Студенты начальных курсов, в большинстве случаев, имеют биологические особенности, присущие подростковому возрасту. Биологическое формирование организма к 17-20 годам еще не полностью закончено. По данным экспертов ВОЗ процесс роста и развития некоторых. »

«Доклад на тему: «Особенности тарифного регулирования по технологическому присоединению (подключению) к системам инженерной инфраструктуры» В Чувашской Республике большое внимание уделяется поддержке малого и среднего бизнеса, нацеленной на облегчение условий технологического присоединения (подключения) пользователей к сетям инженерной инфраструктуры.1. Регулирование платы о технологическом присоединении к электрическим сетям Во исполнение Плана мероприятий («дорожной карты») «Повышение. »

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ЕДИНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РОССИИ» (РАО «ЕЭС РОССИИ») РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КАПИЛЛЯРНОМУ КОНТРОЛЮ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, НАПЛАВОК И ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ, МОНТАЖЕ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ. РД 153-34.1-17.461-00 Москва, 2000 г. АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ: В.В. Гусев, Ю.В. Котов, Л.А. Соколова, Н.А. Хапонен УТВЕРЖДЕНО: РАО «ЕЭС России» Первый. »

«Зарегистрировано в Минюсте России 28 ноября 2012 г. N 25948 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ТАРИФАМИ ПРИКАЗ от 11 сентября 2012 г. N 209-э/1 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАЗМЕРА ПЛАТЫ ЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРИСОЕДИНЕНИЕ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ Список изменяющих документов (в ред. Приказов ФСТ России от 27.12.2013 N 1747-э, от 01.08.2014 N 1198-э) В соответствии с Федеральным законом от 26 марта 2003 г. N 35-ФЗ Об электроэнергетике (Собрание законодательства Российской Федерации, 2003, N. »

«Минобрнауки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина» (ФГБОУ ВО «СГУ им. Питирима Сорокина») Л.Н. Губарь, А.В. Ермоленко Теория вероятностей и математическая статистика Учебное пособие Рекомендовано УМО по математике педвузов и университетов Волго-Вятского региона в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений Сыктывкар Издательство СГУ имени Питирима. »

«РЕГИОНАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ТАРИФАМ КИРОВСКОЙ ОБЛАСТИ РЕШЕНИЕ ПРАВЛЕНИЯ О сбытовых надбавках гарантирующего поставщика ОАО «ЭнергосбыТ Плюс» на 2015 год № 50/7-ээ-2015 от 30.12.2014 В соответствии с Федеральным законом от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике», постановлением Правительства Российской Федерации от 29.12.2011 № 1178 «О ценообразовании в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике» и Методическими указаниями по расчету сбытовых надбавок гарантирующих поставщиков и размера. »

«Отчёт для «Інституту місцевого розвитку» по теме Формирование топливно энергетических балансов городских систем теплоснабжения Украины с использованием местных видов топлива, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, как составляющая государственного и региональных энергетических балансов Василий Степаненко, председатель правления энергосервисной компании “Экологические Системы” 1. Введение Настоящий документ разработан по договору с благотворительной организацией “Институт городского. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского А.Ю. Петухов МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНЫХ И ПОЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Учебное пособие Нижний Новгород УДК 51-77 и 303.0 Автор и составитель: Петухов Александр Юрьевич, к. полит.н., руководитель НИЦ «Моделирования социальных и политических процессов», доцент кафедры истории и теории международных. »

«Казанский (Приволжский) федеральный университет Научная библиотека им. Н.И. Лобачевского Новые поступления книг в фонд НБ с 30 апреля по 18 мая 2015 года Казань Записи сделаны в формате RUSMARC с использованием АБИС «Руслан». Материал расположен в систематическом порядке по отраслям знания, внутри разделов – в алфавите авторов и заглавий. С обложкой, аннотацией и содержанием издания можно ознакомиться в электронном каталоге Неизвестный заголовок Материалы докладов X Международной молодежной. »

Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Источник:

metodichka.x-pdf.ru

Общая энергетика. Учебное пособие в городе Ростов-на-Дону

В представленном интернет каталоге вы имеете возможность найти Общая энергетика. Учебное пособие по разумной цене, сравнить цены, а также изучить прочие книги в категории Наука и образование. Ознакомиться с параметрами, ценами и обзорами товара. Транспортировка осуществляется в любой населённый пункт России, например: Ростов-на-Дону, Калининград, Томск.