Общая энергетика

Курсовые по энергетике
БН
Экология
Карта

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.

Единая энергетическая система (ЕЭС) РФ Российская энергетика сегодня - это порядка 600 тепловых, 100 гидравлических и 9 атомных электростанций. Функционирует несколько электростанций, использующих в качестве первичного источника солнечную, ветровую, гидротермальную, приливную энергию, но доля производимой ими энергии очень мала по сравнению с тепловыми, атомными и гидравлическими станциями (не превышает 1% от суммарно вырабатываемой энергии в ЕЭС РФ).

Электрические и тепловые сети Потоки электрической энергии, передаваемые на разных ступенях электрической системы от электростанций к потребителям, весьма различны и характеризуются различными уровнями напряжения и передаваемого тока. Оптимальные напряжения для передачи и распределения электроэнергии могут быть определены индивидуально для каждого потребителя или группы потребителей. При этом номинальные напряжения питания потребителей и соответствующие им номинальные генераторные напряжения или напряжения обмоток трансформаторов являются строго регламентированными.

Потребители электроэнергии

Федеральный оптовый рынок электрической энергии и мощности

 За организацию купли-продажи электроэнергии на оптовом рынке (торговой системы оптового рынка) отвечает специально созданное юридическое лицо – Некоммерческое партнерство “Администратор торговой системы оптового рынка электроэнергии и мощности”.

Нормативное регулирование ФОРЭМ

Тепловые электростанции

Атомные электростанции В 2002 году АЭС и концерн «Росэнергоатом» поставили на ФОРЭМ 131 148 млн. кВт-ч на сумму 61 263 млн. руб. по среднеотпускному тарифу 389,29 руб./МВтч, а в 2003 г. - 138 754 млн. кВтч на сумму 71 582 млн. руб. по среднеотпускному тарифу 429,91 руб./МВтч.

Топливо и его характеристики Классификация топлива Топливо – это горючие вещества, выделяющие при сжигании значительное количество теплоты, которая используется непосредственно в технологических процессах или преобразуется в другие виды энергии. К ним относятся полезные ископаемые органического происхождения – уголь, горючие газы, горючие сланцы, нефть, торф, а также древесина и растительные отходы.

Характеристики отдельных видов топлива Характеристики видов топлива находятся в зависимости от химического возраста этих топлив.

Тепловые и технологические схемы ТЭС Принципиальная тепловая схема ТЭС показывает основные потоки теплоносителей, связанные с основ­ным и вспомогательным оборудова­нием в процессах преобразования теплоты для выработки и отпуска электроэнергии и теплоты. Практически принципиальная тепловая схема сводится к схеме пароводяного тракта ТЭС (энергоблока), эле­менты которого обычно представляют в условных изображениях.

Описанные тепловые схемы являются в значительной мере типовыми и незначительно меняются с ростом единичной мощности и начальных параметров пара. Деаэратор и питательный насос делят схему регенеративного подогрева на группы ПВД (подогреватель высокого давления) и ПНД (подогреватель низкого давления). Группа ПВД состоит, как правило, из двух-трех подогревателей с каскадным сливом дренажей вплоть до деаэратора. Деаэратор питается паром того же отбора, что и предвключенный ПВД.

Компоновочные схемы ТЭС ТЭС по типу (структуре) тепловой схемы подразделяются на блочные и неблочные. При блочной схеме все основное и вспомогательное оборудованной установки не имеет технологических связей с оборудованием другой установки электростанции. На электростанциях на органическом топливе к каждой турбине пар подводится только от одного или двух соединенных с ней котлов. Паротурбинную установку, турбина которой питается паром от одного парового котла, называют моноблоком, при наличии двух котлов на одну турбину – дубль-блоком.

Основное и вспомогательное оборудование ТЭС К основному оборудованию ТЭС относятся паровые котлы (парогенераторы), турбины, синхронные генераторы, трансформаторы.

Турбины и генераторы Паровые турбины (ПТ) ТЭС комплектуются с электрическими генераторами: каждой турбине соответствует свой генератор. Мощность турбины КЭС выбирается в соответствии с мощностью блоков, а число их устанавливается по заданной мощности электростанции.

Конструкция паровых турбин. По направлению движения потока пара различают аксиальные ПТ, у которых поток пара движется вдоль оси турбины, и радиальные ПТ направление потока пара в которых перпендикулярно, а рабочие лопатки расположены параллельно оси вращения. В РФ строят только аксиальные ПТ.

Питательный насос (ПН) подаёт воду в паровой котел. ПН бывают поршневыми и центробежными как с электрическим, так и с паровым приводом, а также струйными -инжекторными. Давление, создаваемое ПН котлов с естественной циркуляцией, на 0,2-0,3 Мн/м2 (2-3 кгс/см2) больше давления в барабане котла. Напор ПН прямоточных котлов должен преодолеть гидравлическое сопротивление всего пароводянова тракта. ПН - важный элемент котельной установки, так как даже кратковременное прекращение подачи воды в котёл может привести к аварии.

Теоретические основы преобразования энергии в тепловых двигателях. Энергетические показатели цикла Ренкина Электрические станции на органическом топливе всегда используют перегретый пар. В настоящее время температура пара перед турбиной обычно достигает 540-560оС при давлении пара перед турбиной до 23,5 МПа.

Главные паропроводы и питательные трубопроводы ТЭС Основу полной тепловой схемы (ПТС) составляют главные трубопроводы ТЭС, к которым относятся главные паропроводы и главные питательные трубопроводы, обеспечивающие главные связи между основным оборудованием – котельными и турбинными агрегатами.

Системы регенеративного подогрева питательной воды и промежуточного перегрева Тепловая схема ТЭС является схемой пароводяного тракта, в который входит основное оборудование – паровой котел и паровая турбина, а также система регенеративного подогрева питательной воды вместе с трубопроводами и насосами, осуществляющие прокачку воды через цепочку подогревателей и подающим воду для питания котла при необходимом давлении.

Графики электрических нагрузок Потребляемая мощность меняется в течении суток, что объясняется переменным характером потребления и его структурой. Основную нагрузку дает промышленное потребление электроэнергии, которое складывается из потребления односменных, двухсменных и трехсменных предприятий.

Системы теплоснабжения. Графики тепловых нагрузок В России потребляется колоссальное количество теплоты для нужд промышленности и бытового потребления. При этом осуществляется линия на централизованное теплоснабжение, суть которого состоит в обеспечении теплотой ряда потребителей из одного источника. Укрупнение источников теплоты дает технические и экономические преимущества. Так, замена большого числа мелких отопительных котельных одной крупной районной котельной дает возможность применить мощные современные водогрейные котлы с высоким КПД, позволяющие существенно снизить численность обслуживающего персонала и загрязнение атмосферы вредными выбросами.

Гидроэлектростанции Гидроэлектрическая станция или гидроэлектростанция (ГЭС) - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического. оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

Атомная электростанция (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем (в основе 233U, 235U, 239Pu).

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Энергия солнца Солнечное излучение — экологически чистый и возобновляемый источник энергии. Запасы солнечной энергии огромны, годовое количество поступающей на Землю энергии составляет 1,05 • 1018 кВт/ч, из них 2 • 1017 кВт • ч приходится на поверхность суши. Из этого количества энергии 1,62 • 1016 кВт • ч в год могут быть использованы без ущерба для окружающей среды, что эквивалентно сжиганию 2 • 1012 т условного топлива (т. у. т.) в год. Последняя цифра в 60 раз превышает прогнозируемое на 2020 год производство всех видов энергоресурсов на земном шаре (34,2млрд. т. у. т.).

Преобразование солнечной радиации в электрический ток К концу XX столетия человечество разработало и освоило ряд принципов преобразования тепловой энергии в электрическую энергию. Их можно условно разделить на машинные и безмашинные методы. Последние часто называют методами прямого преобразования энергии, поскольку в них отсутствует стадия преобразования тепловой энергии в механическую работу.

От недостатков, присущих машинным преобразователям, в известной степени свободны энергоустановки с так называемыми безмашинными преобразователями: термоэлектрическими, термоэмиссионными и фотоэлектрическими (солнечные батареи), непосредственно преобразующими энергию солнечного излучения в электрический ток.

Геотермальная энергия В мире промышленное освоение геотермальных ресурсов началось после создания и пуска в Италии в 1916 г. геотермальной электростанции мощностью 7.5 МВт с тремя турбинами фирмы "Франко Този" мощностью по 2,5 МВт каждая. Однако широкое промышленное строительство геотермальных электростанций было развернуто только в 60-х гг. в США, Новой Зеландии, Японии, Исландии и других странах.

Энергия морей и океанов Энергия океана - огромный источник природных энергетических ресурсов. В числе основных установок, использующих энергию океана, рассматриваются: Приливные электростанции (ПЭС); Волновые электростанции (ВолЭС); Электростанции морских течений (ЭСМТ);

Биогаз В нетрадиционной энергетике особое место занимает переработка биомассы (органических сельскохозяйственных и бытовых отходов) метановым брожением с получением биогаза, содержащего около 70% метана, и обеззараженных органических удобрений. Чрезвычайно важна утилизация биомассы в сельском хозяйстве, где на различные технологические нужды расходуется большое количество топлива и непрерывно растет потребность в высококачественных удобрениях. Всего в мире в настоящее время используется или разрабатывается около 60-ти разновидностей биогазовых технологий.

Водородная энергетика Водород — самый распространённый элемент во Вселенной (92%). Он преимущественно составляет межзвездное вещество, формирует основную массу звезд. Наше Солнце, по меньшей мере, наполовину состоит из водорода. Собственно, звезды светят благодаря непрерывному термоядерному «сгоранию» водорода в недрах звезд и превращению его в инертный гелий. Своим существованием мы обязаны энергии сгорания водорода на Солнце. И когда запасы солнечного водорода иссякнут, жизнь на Земле станет невозможной — и потому, что погаснет наше светило, и потому, что не станет воды. Правда, иссякнут они, по заявлению ученых, лишь через 30 миллиардов лет. Так что на наш век хватит.

На главную