« Fizika - razred 11 »

Generacija električne energije

Električna energija se izvodi na električnim stanicama uglavnom uz pomoć elektromehaničkih indukcijskih generatora.
Postoje dvije glavne vrste elektrana: toplotni i hidroelektrični.
Ove elektrane razlikuju se od motora rotirajući rotore generatora.

Na termoelektranama izvor energije je gorivo: ugljen, plin, ulje, lož ulje, zapaljivi škriljac.
Vrezi za električne generatore pokreću pare i plinske turbine ili motori interna sagorijevanje.

Toplotna parna turbina elektrana - TE Najekonomičniji.

U pare kotlu prenosi se preko 90% energije koje se izlučuje gorivom.
U turbini se rotor prenosi kinetička energija mlaznog para.
Osovina turbine je čvrsto povezana na osovinu generatora.
Parni turbogeneratori su vrlo brzi: brzina rotora je nekoliko hiljada u minuti.

Učinkovitost termalnih motora povećava se s povećanjem početne temperature radne tekućine (pare, plina).
Stoga se ulazak u pamet ulazi u turbinu visokim parametrima: temperature - gotovo do 550 ° C i pritisak - do 25 MPa.
Koeficijent efikasnosti TE dostiže 40%. Većina energije se gubi zajedno sa vrućim otpadom.

Termoelektrane - CHP Omogućite značajan dio energije potrošenog para za upotrebu u industrijskim preduzećima i za potrebe domaćinstava.
Kao rezultat toga, efikasnost CHP dostiže 60-70%.
U Rusiji, CHP daje oko 40% svih električne energije i snabdevanje stotinama gradova sa električnom energijom.

Na hidroelektrane - HE Potencijalna energija vode koristi se za rotiranje rotora generatora.

Rotori električnih generatora pokreću hidraulične turbine.
Moć takve stanice ovisi o generiranom pljunutu i masnoj vodi koja prolazi kroz turbinu u svake sekunde.

Hidroelektrane daju oko 20% električne energije proizvedene u našoj zemlji.

Nuklearne elektrane - NPP Rusija daje oko 10% električne energije.

Korištenje električne energije

Glavni potrošač električne energije je industrija - 70% proizvedene električne energije.
Veliki potrošač je takođe prevoz.

Većina korištenog električne energije sada se pretvara u mehaničku energiju, jer Gotovo svi mehanizmi u industriji vođeni su elektromotorima.

Prijenos električne energije

Električna energija se ne može sačuvati u vagama.
Treba ga konzumirati odmah nakon prijema.
Stoga postoji potreba za prijenosom električne energije na velikim udaljenostima.

Prijenos električne energije povezan je s uočljivim gubicima, od tada električna energija Zagrijava žične linije dalekovoda. U skladu sa Zakonom JOULE - Lenze, potrošena energija na grijanju žičana žica određuje se formulom

gde
R. - linijski otpor,
U. - prenosiv napon,
R - Snaga struje izvora.

Sa vrlo dugom dužinom linije, prijenos energije može biti ekonomski nepovoljan.
Značajno smanjiti otpor linije R gotovo je vrlo teško, pa je potrebno smanjiti snagu trenutne I.

Budući da je snaga struje izvora p jednaka proizvodu trenutne čvrstoće i na naponu u, a zatim smanjite prenosenu snagu, morate povećati prenosni napon u dalekovodu.

Da biste to učinili, u velikim elektranama postavljate sve veće transformatore.
Transformator povećava napon u liniji istovremeno, koliko se puta trenutak smanji.

Što je duže dalekovod, to je profitabilnije koristiti viši napon. Generatori naizmjenična struja Prilagođavanje napona koji ne prelaze 16-20 kV. Viši napon zahtijevalo bi usvajanje složenih posebnih mjera za izoliranje namotaja i ostalih dijelova generatora.

To se postiže spuštanjem transformatora.

Smanjenje napona (i, u skladu s tim, povećanje trenutnog) vrši se u fazama.

Sa vrlo visokim naponom između žica, pražnjenje može započeti, što dovodi do gubitka energije.
Dopuštena amplituda napon izmjeničnog signala To bi trebalo biti takav da je s danim presjekom presjekanja gubitka energije zbog pražnjenja bilo beznačajno.

Električne stanice kombiniraju se sa visokonaponskim dalekovodima, formiraju zajedničku električna mrežana koji su potrošači povezani.
Takvo udruženje pod nazivom Power System omogućava distribuciju opterećenja potrošnje energije.
Power System osigurava neprekidnu opskrbu energijom potrošačima.
Sada u našoj zemlji postoji jedinstveni energetski sistem evropskog dela zemlje.

Korištenje električne energije

Potreba za električnom energijom se neprestano povećava i u industriji, u prevozu, u naučnim institucijama i u svakodnevnom životu. Možete zadovoljiti ovu potrebu na dva glavna načina.

Prva je izgradnja novih moćnih elektrana: toplotni, hidraulični i atomski.
Međutim, izgradnja velike elektrane zahtijeva nekoliko godina i visoki troškovi.
Pored toga, termoelektrane konzumiraju ne-obnovljive prirodne resurse: ugljen, ulje i plin.
Istovremeno primjenjuju veliku štetu na ravnoteži na našoj planeti.
Napredne tehnologije omogućavaju vam da udovoljite potrebama za električnom energijom na drugi način.

Drugo - efikasna upotreba električne energije: moderna fluorescentne lampe, Štedeći rasvjetu.

Visoke nade se nameću primitku energije koristeći kontrolirane termonuklearne reakcije.

Prioritet treba dati povećanju efikasnosti upotrebe električne energije, a ne povećanja snage elektrana.

Proizvodnja električne energije u svijetu danas igra ogromnu ulogu. Ona je štap državna ekonomija Bilo koja zemlja. Gigantske količine novca godišnje ulagaju se u proizvodnju i upotrebu električne energije i naučno istraživanjevezano za ovo. U svakodnevni život Konstantno se sukobljavamo sa njegovom akcijom, tako da moderna osoba mora imati ideju o glavnim procesima svog razvoja i potrošnje.

Kako dobiti struju

Proizvodnja električne energije provodi se iz ostalih vrsta pomoću posebnih uređaja. Na primjer, iz kinetića. Da biste to učinili, generator se koristi - uređaj koji mehanički rad pretvara u električnu energiju.

Ostali postojeći načini za dobijanje je, na primjer, transformacija zračenja svjetlosnog raspona sa fotoćelijama ili solarne baterije. Ili proizvodnja električne energije po hemijskoj reakciji. Ili upotreba potencijala radioaktivnog raspada ili rashladne tečnosti.

Proizvodi ga na elektranama, koji su hidraulički, atomski, termički, sunčani, vjetar, geotermalni i tako dalje. U osnovi, svi rade prema jednoj shemi - zbog energije primarnog prijevoznika, mehanička (rotacijska energija) generira određeni uređaj (rotacijski energija), a zatim se prenose u posebnu generatoru, gdje se proizvode elektrote.

Glavne vrste elektrana

Proizvodnja i distribucija električne energije u većini zemalja provodi izgradnju i rad termalnih elektrana - termoelektrane. Njihovo funkcioniranje zahtijeva veliku zalihu organskog goriva, čiji su proizvodni uvjeti od godine u godini komplicirani, a trošak raste. Koeficijent korisnog povratka goriva u TE-u nije previsok (u roku od 40%), a broj ekološki prljavog otpada je velik.

Svi ti faktori smanjuju izglede za takvu metodu razvoja.

Izrada električne energije hidroelektrane (hidroelektrane). Učinkovitost njih doseže 93%, troškovi od 1 kW / h jeftiniji je od ostalih načina. Prirodni izvor energije takvih stanica je praktično neiscrpno, broj zaposlenih minimalno je, lako ih je upravljati. Za razvoj ove industrije naša je zemlja priznati lider.

Nažalost, tempo razvoja ograničen je na ozbiljne troškove i dugoročnu izgradnju hidroelektrana povezanih sa njihovom daljinom iz velikih gradova i autoputa, sezonskih režima rijeka i teškim radnim uvjetima.

Pored toga, gigantski rezervoari pogoršavaju ekološku situaciju - poplava vrijedna zemljišta oko rezervoara.

Koristeći atomsku energiju

Danas proizvodnja, prijenos i upotreba električne energije proizvode nuklearne elektrane - nuklearne elektrane. Dogovoreni su gotovo istim principom kao i toplotni.

Glavni plus njih je potrebna mala količina goriva. Kilogram obogaćenog urana u njenom nastupu ekvivalentan je 2,5 hiljade tona uglja. Zbog toga se NPP teoretski mogu graditi u bilo kojem području, bez obzira na dostupnost obližnjih gorivnih resursa.

Trenutno su uranijumske rezerve na planeti mnogo veće od mineralnog goriva, a utjecaj nuklearnih elektrana minimalno je podložan radu bez problema.

Ogromni i ozbiljan nedostatak NPP-a je vjerojatnost užasne nesreće sa nepredvidivim posljedicama, zbog čega postoje vrlo ozbiljne sigurnosne mjere za njihov neprekinuti rad. Pored toga, proizvodnja električne energije u NPP-u regulirana je poteškoćama - i za njihovo pokretanje, a za cjelovite zaustavljanja će trajati nekoliko tjedana. A praktično nema tehnologije za odlaganje opasnog otpada.

Šta je električni generator

Proizvodnja i prijenos električne energije provode se zbog električnog generatora. Ovo je uređaj za pretvaranje bilo koje vrste energije (toplotne, mehaničke, hemijske) u električnu energiju. Princip njegove akcije izgrađen je na procesu elektromagnetske indukcije. EMF je induciran u dirigenta, koji se kreće u magnetsko polje, prelazi svoje magnetne linije napajanja. Dakle, dirigent može poslužiti kao izvor električne energije.

Osnova bilo kojeg generatora je sustav elektromagneta koji čine magnetsko polje i provodnike koji se presijecaju. Većina svih alternatora temelji se na upotrebi rotiranja magnetsko polje. Njezin nepomični dio naziva se stator, pomični - rotor.

Koncept transformatora

Transformator je elektromagnetski statički uređaj dizajniran da pretvori jedan trenutni sistem na drugi (sekundarni) uz pomoć elektromagnetske indukcije.

Prvi transformatori 1876. predložili su P. N. Apple. 1885. godine industrijski jednofazni uređaji razvili su mađarski naučnici. 1889-1891 Izmišljen je trofazni transformator.

Najjednostavniji jednofazni transformator sastoji se od čelične jezgre i par namotaja. Koriste se za distribuciju i prijenos električne energije, jer generatori elektrana proizvode ga na naponu od 6 do 24 kW. Prenošenje korisno na velike vrijednosti (od 110 do 750 kW). Za to su elektrane instalirani povećavajući transformatori.

Kako koristiti električnu energiju

Njen lavovski udio je u ponudi industrijskih preduzeća. Proizvodnja troši do 70% električne energije proizvedene u zemlji. Ova cifra značajno varira za pojedine regije, ovisno o klimatskim uvjetima i nivou industrijskog razvoja.

Još jedan trošak troškova je opskrba električnom prevozom. EIC Električne mreže su operativne trafostanice urbanih, međugradskih, industrijskih električnih vozila d.C.. Za izmjenični trenutni transport koriste se niže podstanice koje također troše elektrane.

Drugi sektor potrošnje električne energije je komunalna domaća ponuda. Potrošači su ovdje zgrade stambenih područja bilo kojeg naselja. Ovo su domovi i apartmani, administrativne zgrade, trgovine, institucije obrazovanja, nauke, kulture, zdravlja, ugostiteljstva itd.

Kako je prijenos električne energije

Proizvodnja, prijenos i upotreba električne energije - tri kita industrije. Nadalje, prenesite rezultirajuću moć potrošačima najteži zadatak.

"Putovanja" uglavnom je pomoću LP-zračne vojske moći. Iako kablovske linije sve više počinju koristiti.

Struja se proizvodi moćni agregati divovskih elektrana, a njegovi potrošači služe relativno malim prijemnici razbacanima kroz opsežnu teritoriju.

Postoji tendencija koncentracije moći zbog činjenice da se sa njihovim povećanjem relativnih troškova izgradnje elektrana, a, prema tome, troškovi nastalog kilovat-satra umanjuju.

Jednokrevetni kompleks

Brojni faktori utiču na odluku o postavljanju velike elektrane. Ovo je oblik i iznos raspoloživih resursa, dostupnost prevoza, klimatskih uvjeta, uključivanje u jedinstveni elektroenergetski sustav, itd., Najčešće se elektrana izgradila od velike žarišta potrošnje energije. Učinkovitost njenog premještanja na znatne udaljenosti utječe na uspješan rad jedinstvenog energetskog kompleksa ogromne teritorije.

Proizvodnja i prijenos električne energije moraju se pojaviti sa minimalna količina gubitak glavni razlog Što je grijanje žica, I.E. porast unutarnje energije dirigenta. Za očuvanje snage prenesene na velike udaljenosti, potrebno je povećati napon i smanjiti struju u žicama.

Šta je LEP.

Matematički proračuni pokazuju da su gubici u žicama na grijanju obrnuto proporcionalni na naponskom kvadratu. Zbog toga se električna energija na velike udaljenosti prenosi pomoću visokonaponskih dalekovoda sa LEP - visokonaponskim dalekovodima. Između njihovih žica napetost se izračunava s desetinama, a ponekad stotine hiljada volti.

Elektrane koji se nalaze u blizini jedni u drugima kombiniraju se u jedinstveni sistem elektroenergetskog sustava precizno koristeći LEP. Proizvodnja električne energije u Rusiji i njen transfer provodi centralizirana energetska mreža koja uključuje ogroman broj elektrana. Jedinstveno upravljanje sistemom garantuje stalnu predaju potrošačima električne energije.

Malo istorije

Kako se formirala jedinstvena električna mreža u našoj zemlji? Pokušajmo pogledati prošlost.

Do 1917. godine generacija električne energije u Rusiji provedena je nedovoljnim tempom. Zemlja zaostaje iza razvijenih susjeda, koji su negativno utjecali na ekonomiju i odbrambenu sposobnost.

Nakon oktobarske revolucije razvijen je projekat elektrifikacije Rusije Državna komisija Elektrificiranjem Rusije (skraćeno Goelro), na čelu sa G. M. Krzhizhanovskom. Više od 200 naučnika i inženjera sarađivalo je sa njom. Kontrola je izvedena lično V. I. Lenjin.

1920. godine "Plan elektrifikacije RSFSR" bio je spreman 10-15 godina. Uključio je obnovu bivšeg elektroenergetskog sustava i izgradnju 30 novih elektrana opremljenih modernim turbinama i kotlovima. Glavna ideja plana je korištenje divovskih domaćih hidroenergoresoura. Pretpostavlja se elektrifikacija i rekonstrukcija korijena čitave nacionalne ekonomije. Naglasak je donesen o rastu i razvoju teške industrije zemlje.

Poznati plan Goerlo

Od 1947., SSSR je postao prvi u Evropi i drugi producent električne energije na svijetu na svijetu. Zahvaljujući se Goello planu formiralo je što je prije moguće cijelu domaću ekonomiju. Proizvodnja i potrošnja električne energije u zemlji dostigla je kvalitativno novu razinu.

Provedba planirane postala je moguća zbog kombinacije nekoliko važnih faktora odjednom: visoki nivo Naučno osoblje zemlje sačuvalo se iz prevole revolucionarnih vremena materijalnog potencijala Rusije, centralizaciju političke i ekonomske moći, da vjeruje u vlasništvo ruskog naroda i utjelovljuje proglašene ideje.

Plan je dokazao efikasnost sovjetskog sistema centralizovane vlasti i vlade.

Rezultati plana

Godine 1935. usvojeni program je ispunjen i premašen. Izgrađeno je 40 elektrana, umjesto planiranih 30, snaga je uvedena gotovo tri puta više nego što je predviđeno u skladu s planom. 13 električnih centara sa kapacitetom od 100 hiljada kW svaki. Ukupni kapacitet ruskih hidroelektrana iznosio je oko 700.000 kW.

Tokom ovih godina podignuti su najveći predmeti od strateškog značaja, poput svjetski poznatog hE-h HE. Prema sažetim pokazateljima, jedinstveni sovjetski energetski sustav nadmašio je slične sustave najrazvijenijih zemalja novog i starog svjetla. Proizvodnja električne energije po Europi u tim godinama značajno zaostaje iza pokazatelja SSSR-a.

Razvoj sela

Ako revolucija u selima Rusije električna energija praktično nije postojala (male elektrane koje instaliraju veliki vlasnici zemljišta ne računaju), a zatim s primjenom Goelro plana korištenjem električne energije, poljoprivreda je dobila novi zamah za razvoj. Električni motori pojavili su se na mlinovima, pilanima, strojevima za čišćenje žitarica, što je doprinijelo modernizaciji industrije.

Pored toga, struja je čvrsto uključena u život građana i sela, doslovno izvlače "tamnu Rusiju" od mraka.

Proizvodnja električne energije (generacija) - Ovo je proces transformacije različitih vrsta energije u električnu u industrijskim objektima, nazvanim električnim stanicama. Trenutno postoje sljedeće vrste generacije:

Toplotna električna snaga. U ovom se slučaju električna energija pretvara toplinska energija Izgaranje organskih goriva. Termoelektrana uključuje termoelektrane (TE), koja su dvije glavne vrste:

Kondenzacija (Kes.Takođe koristi stare skraćenice greške). Kondenzacija nije kombinirana generacija električne energije;

Toplotni izborni (centra za grejanje),Chp). Kontrola kombinirane generacije električne i toplotne energije naziva se kombinovana generacija električne i toplotne energije;

KES i CHP imaju slične tehnološke procese. U oba slučaja postojibojlerAko gorivo spaljuje, a parovi pod pritiskom se zagrijavaju zbog puštanja topline. Zatim se servira grijana para uparna turbinagde se njegova termalna energija pretvara u energiju rotacije. Osovina turbine Rotira Rotorelektrični generator - Dakle, rotaciona energija se pretvara u električnu energiju koja se isporučuje na mrežu. Temeljna razlika CHP-a iz policajaca je taj dio grijanog pare u kotlu ide prema potrebama opskrbe topline;

Nuklearna energija. Oni uključuju nuklearne elektrane (Nuklearna postrojenja). U praksi se nuklearna moć često smatra budalom termoelektrane, jer je generalno, princip proizvodnje električne energije u NPP-u isti kao i na TE. U ovom slučaju, toplotna energija ne oslobađa tokom paljenja goriva, već prilikom dijeljenja atomskog jezgara unuklearni reaktor. Nadalje, ne može se osnovno različita od TE: Steam se zagrijava u reaktoru ulazi u parnu turbinu itd. Zbog nekih konstruktivnih karakteristika NPP-a, ne može se koristiti u kombiniranom treningu, iako su bili pojedinačni eksperimenti izveden u tom pravcu;

Hidroelektrana. Sadrži hidroelektrane (HE). U hidroelektrani u električnoj energiji se konvertira kinetička energija protoka vode. Da biste to učinili, uz pomoć brana na rijekama, kap nivoa vodenih površina umjetno je kreiran (itd. Gornji i donji Beyt). Voda pod djelovanjem gravitacije preplavljuje se iz gornje govedine do niže na posebnim tokovima, u kojima se nalaze vodene turbine, čiji sečivi se okreću s protokom vode. Turbina rotira rotor električnog generatora. Posebne vrste hidrokumulirajuće stanice (GESP) posebne su vrste hidroakumulacijske stanice. Ne mogu se smatrati generiranju objekata u čistom obliku, jer troše gotovo istu količinu električne energije kao što proizvode, ali takve stanice se vrlo efikasno suočavaju sa istovarom mreže u vrhuncu;

Alternativna energija. Sadrži metode za proizvodnju električne energije, imajući niz prednosti u odnosu na "tradicionalnu", ali iz različitih razloga nisu dobili dovoljno razmnožavanja. Glavne vrste alternativne energije su:

Vjetroelektrana - upotreba kinetičke energije vjetra za proizvodnju električne energije;

Helioenergy - dobivanje električne energije iz energije solarnih zraka;

Uobičajeni nedostaci vjetra i helionergije su relativni generatori sa niskim napajanjem sa svojim visokim troškovima. Također u oba slučaja, akumulacijski kapacitet je potreban za noć (za helioenergiju) i bez vjetra (za snagu vjetra);

Geotermalna energija - upotreba prirodne toplotezemlja Za generiranje električne energije. U suštini su geotermalne stanice uobičajene TE, na kojima izvor topline za grijanje pare nije kotao ili nuklearni reaktor, već podzemni izvori prirodne topline. Nedostatak takvih stanica je geografsko ograničenje njihove primjene: geotermalne stanice koštale su ventilatorno za izgradnju samo u regijama tektonske aktivnosti, gdje su prirodni izvori topline najpristupniji;

Vodonik energija - koristitivodonik kaoenergetski gorivo Ima velike perspektive: vodonik ima vrlo visokKPD. Izgaranje, njegov resurs je praktično neograničen, sagorijevanje vodonika apsolutno je ekološki prihvatljivo (proizvod izgaranja u atmosferi kisika je destilirana voda). Međutim, da u potpunosti zadovolji potrebe energije ljudske vodonike koja trenutno nije u stanju zbog visokih troškova proizvodnje čistog vodika i tehničkih problema svog prevoza u velikim količinama;

Također vrijedi napomenuti alternativne vrste hidroelektrana: plimski ival Energija. U tim slučajevima prirodna kinetička energija morskogplima i vjetrovival Respektivno. Širenje ovih vrsta električne energije ometa se potreba za podudaranjem previše faktora u dizajnu elektrane: potrebno je ne samo morska obala, već takva obala, na kojoj plima (i uzbuđenje mora) respektivno), bilo bi prilično snažno i konstantno. Na primjer, obalaCrno more Nije pogodan za izgradnju plimena elektrana, jer su kapi vodostaja crnog mora u plimu i plima minimalna.

Uvođenje

Ovo izdanje je dato opći O procesima proizvodnje, prijenosa i potrošnje električne i toplotne energije, međusobne komunikacije i objektivne obrasce ovih procesa, o različitim vrstama elektrana, njihove karakteristike, uvjeti zajedničkog rada i integrirane uporabe. U posebnom poglavlju razmatraju se pitanja uštede energije.

Električna i toplotna proizvodnja

Opće odredbe

Energija je kombinacija prirodnog, prirodnog i umjetnog, koju su stvorili sustavi osobe namijenjeni za dobivanje, transformaciju, distribuciju i upotrebu energetskih resursa svih vrsta. Energetski resursi su svi materijalni predmeti u kojima je energija koncentrirana za moguću upotrebu od strane njegove osobe.

Među raznim vrstama energije koju ljudi koriste, električna energija se odlikuje nizom značajnih prednosti. Ovo je relativna jednostavnost svoje proizvodnje, mogućnost prijenosa na vrlo velike udaljenosti, jednostavnost transformacije u mehaničku, termičku, svjetlost i drugu energiju, što električnu energetsku industriju čini u najvažnijem industriji ljudskog života.

Procesi koji se javljaju u proizvodnji, distribuciji, potrošnja električne energije su neraskidivo međusobno povezana. Takođe povezane i kombinirane instalacije, prijenos, distribucija i transformacija električne energije. Takve udruženja nazivaju se električnim elektroenergetskim sustavima (Sl. 1.1) i sastavni su dio energetskog sustava. U skladu s energetskim sustavom, oni nazivaju set električnih stanica, kotla, električnih i termičkih mreža međusobno povezanim i povezanim općenitom režimom u kontinuiranom procesu proizvodnje, transformacije i distribucije električne energije i topline sa općim upravljanjem ovim režimima .

Sastavni dio elektroenergetskog sustava je sustav napajanja, koji je kombinacija električnih instalacija namijenjenih da potrošačima pruže električnu energiju.

Slična definicija može se dati sustavom topline.

Toplinske električne stanice

Dobivanje energije iz goriva i energetskih resursa (TER) gorućim njima trenutno je najjednostavniji i najpovoljniji način za proizvodnju energije. Stoga se do 75% svih električne energije u zemlji proizvodi na termoelektranama (TE). Moguće je i zajednička generacija termalne i električne energije, na primjer, na termoelektranama (CHP) i njihovoj odvojenoj proizvodnji (Sl. 1.2).

Strukturna shema TE prikazana je na slici. 1.3. Rad se javlja na sledeći način. Sistem opskrbe gorivom 1 osigurava protok čvrstog, tečnog ili gasovitim gorivom na gorioniku 2 pare kotla 3. U skladu s tim priprema se pre-gorivo, na primjer, priprema se u skladu s tim, na primjer, ugljen je srušen u prašnjavu državu u Crosher 4, osušen i zasićen zrak, koji je ventilator puhanja 5 iz zračnog tolatora 6 kroz grijač 7 također se hranilo za gorioniku. Toplina koja se oslobađa u kotlovskom ložištu koristi se za zagrijavanje vode u izmjenjivačima topline 8 i formiranje pare. Voda se isporučuje na pumpu 9 nakon prolaska posebnog sistema za pročišćavanje vode. 10. Upravljajte bubanj 11 pri visokoj tlaku i temperaturi ulazi u paru turbine 12, gdje se parna energija pretvara u mehaničku energiju rotacije osovine turbine i električni generator 13. Sinkroni generator proizvodi promjenjivu trofaznu struju.. Radio paru u turbini kondenzaran je u kondenzatoru 14. Da bi ubrzao ovaj proces, hladna voda prirodnih ili umjetnih vodnih tijela koriste se ili posebne hladnjake - rashladne kule. Kondenzatne pumpe ponovo su se hranili na generator pare (bojler). Takav ciklus se naziva kondenzacijom. Elektrane koje koriste ovaj ciklus (CAC) proizvode samo električnu energiju. Na CHP-u, dio pare iz turbine zatvoren je na određenom pritisku na kondenzator i koristi se za potrebe potrošača topline.

Sl. 1.1.

G - Generatori električne energije; T - transformatori; P - električna opterećenja;

W - dalekovodne linije (LEP); AT - Autotransforms

Sl.1.2.

a - kombinirana proizvodnja; B - Odvojena proizvodnja

Sl.1.3.

Gorivo i njena priprema. TE koristi čvrsto, tečno ili gasovito organsko gorivo. Njegova opća klasifikacija prikazana je u tablici 1.1.

Tabela 1.1. Opća klasifikacija goriva

Gorivo u obrascu u kojem je izgoren, naziva se "radno gorivo". Sastav radnog goriva (kruti i tečno) uključuje: ugljik C, vodonik H, oksik O, azot n, pepeo A i vlagu W. Izražavanje goriva Komponente u procentima očekuju se od kilograma mase, dobija se jednadžba sastava radne mase goriva.

Sulper se naziva šišmiša i predstavlja dio ukupne količine sumpora u gorivo, preostali nezapaljivi dio sumpora dio je mineralnih nečistoća.

Prirodno gasovito gorivo sadrži: metan, etan, propan, butan, ugljikovodike, azot, ugljični dioksid. Posljednje dvije komponente su balast. Umjetno plinsko gorivo ima u svom sastavu metan, ugljični monoksid, vodonik, ugljični dioksid, vodenu paru, azotu, smole.

Glavna toplotna tehnika karakteristika goriva je toplina izgaranja, koja pokazuje koliko se topline u kilodzhouleu pušta prilikom paljenja jednog kilograma krutog, tečnog ili jednog kubnog metra plinovitog goriva. Najviša i mala toplina izgaranja se odlikuje.

Najveće toplotno sagorijevanje goriva naziva se količinom topline koja pušta gorivo u punom sagorijevanju, uz toplinu topline, koja je razdvojena tijekom kondenzacije vodene pare, koje se formiraju tokom paljenja.

Najniža toplina izgaranja razlikuje se od najveće činjenice da ne uzima u obzir toplinu utrošenu na formiranje vodene pare, koja se nalazi u proizvodima za izgaranje. Kada se izračunava, koristite nižu toplinu izgaranja, jer Toplina vodene pare beskorisno je izgubljena sa proizvodima za sagorijevanje koji odlaze u dimnoj cijevi.

Odnos najvišeg i niže topline izgaranja za operativni stroj za gorivo određuje jednadžbu

Da biste uporedili različite vrste goriva u smislu topline izgaranja, uvodi se koncept "uvjetnog goriva" (u. T.). Uvjetno se smatra gorivom, niža toplina sagorijevanja u kojoj je na radnoj masi 293 kJ / kg za čvrsto i tekuće gorivo ili 29.300 kJ / m3 za plinovito gorivo. U skladu s tim, svako gorivo ima svoj termički ekvivalent ovog \u003d QN / 29300.

Prijevod konzumiranja radnog prirodnog goriva u kondiciju vrši se jednadžbama

Vusl \u003d FL? W

kratak opis od odvojene vrste Gorivo je prikazano u tablici 1.2.

Tabela 1.2. Karakteristično za gorivo

Treba napomenuti i niska vrućina izgaranja u KJ / kg lož ulja - 38000 ... 39000, prirodni plin - 34.000 ... 36000, prolazni plin - 50000 ... 60000. Pored toga, ovo gorivo praktično ne sadrži nečistoće i mineralne nečistoće.

Prije hranjenja goriva u peći proizvode njenu pripremu. Posebno složen sustav za pripremu čvrstog goriva, koji dosljedno koristi čišćenje od mehaničkih nečistoća i stranih predmeta, drobljenja, sušenja, pripreme prašine, miješanje sa zrakom.

Sistem za pripremu tečnosti i posebno gasovitih goriva mnogo je lakši. Pored ovog goriva je ekološki prihvatljivo, to praktično nema pepeo.

Jednostavnost transporta, lakoća automatizacije procesa sagorijevanja, visoka izgaranje topline uzrokuje izglede za upotrebu u energetskom sektoru prirodnog plina. Međutim, rezerve ove sirovine su ograničene.

Pročišćavanje vode. Voda, što je toplotni nosač na TE, neprekidno cirkulira duž zatvorene konture. Istovremeno, pročišćavanje vode koje se isporučuje na bojler od posebnog je značaja. Kondenzat iz parne turbine (Sl.1.3) ulazi u sistem 10 pročišćavanja iz hemijskih nečistoća (čimmerizacija - HVO) i besplatnih gasova (dearacija). U tehnološkom ciklusu, kondenzat vodene kapice su neizbježni gubici. Stoga, iz vanjskog izvora 15 (ribnjak, reka) kroz unos vode, izrađen je od vodenog trakta. Voda koja ulazi u kotao je prethodno pregrijana u ekonomizernu (izmjenjivač topline) od 17 po postojećim proizvodima izgaranja.

Parni kotao. Kotao je generator pare na TE. Glavni dizajni prikazani su na slici.1.4.

Bojler bubnja ima čelični bubanj 1, na vrhu koje pare ide. Hranjiva voda se zagrijava u ekonomiji 2, koja se nalazi u rasponu odlaznih gasova i ulazi u bubanj. Kolektor 4 zatvara ciklus vodenog vode kotla. U komori peći 5 Gorivo gorivo na temperaturi od 1500 ... 20000 pruža kuhanu vodu. Prema čeličnim cijevima za podizanje 6, promjera 30 ... 90 mm i prekrivajući površinu toplinske komore, vode i pare ulaze u bubanj. Parovi s bubnja kroz tubularni superheater 7 poslužuju se u turbini. Parobroj se može izvesti u dva - tri koraka i dizajniran za dodatno grijanje i sušenje pare. Sistem je snizio cijevi 8 pomoću kojeg voda iz dna bubnja pada u kolektor.

Kotao tipa bubnja pruža prirodnu cirkulaciju smjese vode i pare zbog njihove različite gustoće.

Takav sistem omogućava vam pribavljanje pretresnih parametara pare (kritično stanje naziva se tačkom države u kojoj se razlika u nekretninama tečnosti i pare nestane: tlak je do 22,5 MPa, a gotovo više nego 20 MPa; Temperatura do 374 ° C (bez superheatra). Sa većim pritiskom, poremećaji prirodne vode i parom. Prisilna cirkulacija još nije pronašla upotrebu u moćnim bubnjim kotlovima zbog svoje složenosti. Stoga se kotlovi ove vrste koriste u elektroenergetskim jedinicama kapaciteta do 500 MW sa izlazom pare do 1600 tona na sat.

U kotlu vrste izravnog protoka, posebne pumpe vrše prinudnu cirkulaciju vode i pare. Hranjiva voda s pumpom 9 putem ekonomizatora 2 isporučuje se na cijevi isparivača 10, gdje se pretvara u paru. Kroz paru za pare, 7 parova ulazi u turbinu. Nedostatak bubnja i prisilnog cirkulacije i pare omogućavaju nam da dobijemo superkritične parametre pare: pritisak do 30 MPa i temperature do 590 ° C. To odgovara električnim jedinicama kapaciteta do 1200 MW i kapaciteta pare do 4000 t / h.

Kotlovi namijenjeni samo za opskrbu topline i instalirane u lokalnim ili okružnim kotlovnicama obavljaju se na istim principima o kojima se raspravlja gore. Međutim, parametri rashladne tečnosti, određeni zahtjevima potrošača topline, značajno se razlikuju od ranije rasprave (neki specifikacije Takvi kotlovi su prikazani u tablici 1.3).

Tabela 1.3. Tehnički podaci kotlova sistema grijanja

Na primjer, kotlovi pričvršćeni na zgrade omogućavaju upotrebu kotlova sa pritiskom u pari na 0,17 MPa i temperaturu vode do 1150C i maksimalna snaga Ugrađene kotlovnice ne bi trebalo prelaziti 3,5 MW pri radu na tečnom i plinovitim gorivu ili I, 7 MW pri radu na tvrdom gorivu. Kotlovi grijaćih sustava razlikuju se od vrste prijevoznika topline (vode, pare), u pogledu performansi i termičke snage, prema dizajnu (liveno željezo i čelik, rudarstvo i sl.).

Efikasnost generiranja ili sistema za proizvodnju pare vruća voda U velikoj mjeri određeni koeficijentom korisnih radnji (efikasnosti) kotla.

U opštem slučaju, efikasnost pare kotla i potrošnje goriva određena je izrazima:

Kg / s, (1.1)

gdje je HK efikasnost pare kotla,%; Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 - gubitak topline, respektivno, sa izduvnim gasovima, hemijskim neuporedivim, mehaničkim nerađivanim, na vanjskom hlađenju, s šljakom,%; B - Potpuna potrošnja goriva, kg / s; QC - toplota, percipirana radnom medijem u parnom kotlu, KJ / M; - Smješteno toplinom unošenju goriva ulazak u peć, KJ / kg.

Sl.1.4.

tip bubnja; B - Vrsta direktnog protoka

1- bubanj; 2 - Economyzer; 3 - raspon odlaznih gasova; 4 - Kolektor; 5 - Toplotna komora; 6 - divne cijevi; 7 - Superheater; 8 - cijevi za sudopere; 9 - pumpa; 10 - cijevi isparivača

Ako se toplina odlaznih gasova ne koristi, onda

i sa otvorenim sistemom za sušenje goriva iz iscrpljivih gasova

gde Nuh, Noh, - Entalpija, respektivno, odlazni gasovi, plinovi na mestu selekcije na sušenju i hladnom vazduhu, KJ / kg; R je udio gasova za sušenje; ? YX - višak zraka u odlaznim gasovima.

Entalpija plina na temperaturi T numerički je jednak količini topline, koji je povezan sa plinom u procesu zagrevanja od nule stepena Kelvin na temperaturu t na stalnom pritisku.

Sa otvorenim sistemom sušenja, svi podaci o gorivima odnose se na sušeno gorivo.

U ovom slučaju potrošnja sirovog goriva prilikom promjene vlage iz WD na WSUS

tamo gdje je VSH potrošnja sušenog softvera za gorivo (1.1), kg / s; WSUSH, WP je vlažnost sušenog i nebitnog goriva,%.

Kada vlažne promjene, najniža toplina izgaranja od:

KJ / kg (1.4)

Najniža toplina izgaranja odgovara količini topline koja je puštena gorivom u punom sagorijevanju bez uzimanja u obzir toplinu utrošenu na formiranje vodene pare, koje su u proizvodima za izgaranje.

Potpuna jednokratna toplina koja ulazi u gorivo

KJ / kg, (1.5)

gdje je najniža toplinska sagorijevanje goriva, KJ / kg; - Dodatna toplina, doprinela je kotlu zagrijana vani zrakom, eksplozijom pare itd., KJ / kg.

Za indikativne proračune.

Toplina, percipirana radnom medijem u pare kotlu

KJ / C, (1.6)

gdje je DP radni kapacitet kotla, kg / s; HE, HPV - Enthalpy od pregrijane pare i vodene vode, KJ / kg; ? QPK je dodatno percipirana toplina u prisustvu superheatra u kotlu, puhanju vode itd., KJ / s.

Za približne proračune? QPK \u003d 0,2 ... 0,3 DP (HE - HPV).

gde? Jednostruki pepeo sa proizvodima za izgaranje; NSHL - Entalpy Slag, KJ / kg; AR - radni pepeo sadržaj goriva,%.

Vrijednosti Q3, Q4, Q5, WP, AR date su u posebnoj literaturi, kao i u tutorials.

S čvrstim usvajanjem šljake možete uzeti? Vau \u003d 1,2 ... 1,25; ? UN \u003d 0,95; NSL \u003d 560 KJ / kg.

Pored toga, na temperaturi zraka ispred kotla, 300c \u003d 223 kJ / kg, a na temperaturi odlaznih gasova, 1200-ih Nuch \u003d 1256 kJ / kg.

Primjer izračuna. Odredite efikasnost i potrošnju goriva za parni kotao pod sljedećim uvjetima: DP \u003d 186 kg / s; Gorivo - sušeni Berezovski ugljen sa wsush \u003d 13%; Sistem otvorenog sušenja, R \u003d 0,34; Gas odabran na sušinju nema B \u003d 4000KJ / kg; Entalpy od pregrijane pare i hranljive vode, respektivno, HE \u003d 3449 KJ / kg, HPV \u003d 1086,5 kJ / kg.

Odluka. Ranije (1.4) određuje se niže toplotno sagorijevanje sušenog goriva.

Ovdje je WR \u003d 33% i \u003d 16200 kJ / kg usvojen softverom.

Preuzimanje (1.5)

pronalazimo softver (1.2)

Prema pronalaženju: Q3 \u003d 1%, Q4 \u003d 0,2%, Q5 \u003d 0,26% i uzimajući u obzir (1.7)

Da biste izračunali potrošnju goriva (1.6) mi nalazimo

Potrošnja goriva za (1.1)

Potrošnja sirovog goriva na WP \u003d 33% softvera (1.3) je

Parna turbina. Ovo je termički motor u kojem se parna energija pretvara u mehaničku energiju rotacije rotora (osovina) i radne oštrice pričvršćene na njega. Pojednostavljena shema uređaja za parno turbine prikazana je na slici.1.5. Na osovini 1 turbine, točkovi 2 su pričvršćene radnim noževima 3. Na ove lopate iz mlaznice 4, pare iz kotla pripada paljnom cjevovodu 5. Energija pare vodi do rotacije turbine i Rotacija osovine prenosi se kroz kvačilo 6 osovine 7 sinhronog generatora. Potrošena parom preko komore šalje se kondenzatoru.

Parne turbine u dizajnu podijeljene su na aktivne i reaktivne. U aktivnoj turbini (Sl.1.5b), jačinu V2 V2 na ulazu u radne noževe jednak je volumen V3 para prilikom napuštanja lopatica. Širenje količine pare od V1 do V2 javlja se samo u mlaznicama. Takođe mijenja i pritisak iz P1 do P2 i brzine pare iz C1 do C2. U ovom slučaju, pritisak pare na ulazu P2 i utičnicom P3 iz lopatica ostaje nepromijenjen, a brzina pare pada iz C2 u C3 zbog prijenosa kinetičkih energija par kurbinskih energije:

GP? (C2-C3) 2/2 GT? ST2 / 2,

gde gstr, gt - masa pare i rotora turbine; C2, C3, ST - brzina pare na ulazu i izlazu iz lopatica i brzinu premještanja rotora.

Dizajn lopatica reaktivne turbine je takav (Sl.1.5g) koji se pare proširuje ne samo u mlaznicama od V1 do V2, već i između lopatica rotora iz V2 do V3. Promjenjuje pritisak pare od P2 na P3 i brzinu pare iz C2 do C3. Od V2. p3 i u skladu s prvim zakonom termodinamičke osnovne jedinice za proširenje

gdje je f površina sečiva, m2; (P2 - P3) - razlika pritiska na ulazu i izlazu iz lopatica, PA; DS - pomicanje oštrice, m.

Istovremeno, rad koji se koristi za rotiranje rotora turbine. Dakle, u mlaznim turbinama, osim centrifugalnih snaga koje proizlaze iz promjene brzine pare, reaktivne snage uzrokovane širenjem pare primjenjuju se na noževe.

Moderne turbine obavljaju se i aktivnim i reaktivnim. U moćnim jedinicama parametri par na ulazu koji se približavaju vrijednostima od 30 MPa i 6000S. U ovom slučaju, isteknu pare iz mlaznice pojavljuje se brzinom što prelazi brzinu zvuka. To dovodi do potrebe za velikom brzinom rotacije. Postoje ogromne centrifugalne sile koje djeluju na rotirajuće dijelove turbine.

Gotovo rotacijska brzina rotora, zbog strukturnih karakteristika, i samo turbine i sinhroni generator, je 3000 1 / min. U ovom slučaju linearna brzina na krugu turbinskog kotača s promjerom jednog metra je 157 m / s. Pod ovim uvjetima čestice se uklapaju od površine kotača silom od 2500 puta veći od njihove težine. Inercijalna opterećenja smanjuju upotrebu brzine i koraka pritiska. Svaka faza ne daje svu energiju pare, već samo dio toga. To pruža optimalni toplinski talog na koracima, koji je 40 ... 80 kJ / kg na kružnom brzinu od 140 ... 210 m / s. Ukupni pogon za toplotnu ploču, operacije u modernim turbinama, iznosi 1400 ... 1600 kJ / kg.

Prema konstruktivnim razmatranjima, 5 ... 12 koraka je grupirano u jednom slučaju, koji se naziva cilindar. Moderna moćna turbina može imati cilindar visokog pritiska (CVD) sa pritiskom na paru na ulazu 15 ... 30 MPa, cilindar prosječnog pritiska (CSD) s pritiskom od 8 ... 10 MPa i cilindar nizak pritisak (CND) sa pritiskom 3 ... 4 MPa. Turbine sa kapacitetom do 50 MW obično se izvode u jednom cilindru.

Para provedena u turbini ulazi kondenzator za hlađenje i kondenzaciju. Rashladna voda sa temperaturom od 10 ... 15 ° C, što doprinosi intenzivnom kondenzaciji pare na cevasti izmjenjivač topline kondenzatora. U istoj svrsi pritisak u kondenzatoru se održava u roku od 3 ... 4 KPA. Hlađeni kondenzat se ponovo servira u kotlu (Sl.1.5), a hlađenje vode zagrijane na 20 ... 25 ° C uklanja se iz kondenzatora. Ako se voda za hlađenje zatvori od rezervoara, a zatim nepovratno resetira, sustav se naziva otvorenim direktnim protokom. U zatvorenim rashladnim sustavima voda se zagrijava u kondenzatoru isporučuje se crpnim pumpama - kule u obliku konusa. Od vrha rashladnog tornja od visine 40 ... 80 m voda teče, hlađenje do željene temperature. Tada voda ponovo ulazi u kondenzator.

Oba rashladna sistema imaju svoje prednosti i nedostatke i pronalaze upotrebu na elektranama.

Sl.1.5. Uređaj za parnu turbinu:

a - rotor turbine; B - dijagram aktivne turbine u tri koraka; B - rad pare na aktivnom nivou turbine; G je rad pare na reaktivnom nivou turbine.

1 - osovina turbine; 2 - diskovi; 3 - radne noževe; 4 - mlaznice; 5 - parna cijev; 6 - spojnica; 7 - osovina sinhronog generatora; 8 - Par kamere.

Turbine, u kojima su svi parovi filetirani u njima nakon izvođenja rada ulaze u kondenzator, nazivaju se kondenzacijom i koriste se za dobivanje mehaničke energije samo uz naknadnu transformaciju u električnu energiju. Takav ciklus naziva se kondenzacija, koja se koristi na GRES-u i policajcu. Primjer kondenzacijske turbine - K300-240 kapaciteta 300 MW s početnim parametrima pare 23,5 MPa i 600 ° C.

U termičkim turbinama, deo para je odabran na kondenzator i koristi se za zaceljenje vode, koji se zatim šalje u sistem opskrbe topline, administrativni, proizvodne zgrade. Ciklus se naziva toplina i koristi se na ChP-u i GRES-u. Na primjer, turbina T100-130 / 565 kapaciteta 100 MW do početnih parametara par 13 MPa i 5650C ima nekoliko podesivih pare.

Industrijske i termalne turbine imaju kondenzator i nekoliko odabira za podesive pare za potrebe topline i industrijske potrebe. Koriste se na ChP-u i GRES-u. Na primjer, turbina od 50 mW kapaciteta 50 MW do početnih parametara parova 13 MPa i 5650C pruža industrijski izbor pare po pritisku od 0,7 MPa.

Turbine sa bakanskim radom bez kondenzatora, a cijeli potrošeni parovi dolazi sa potrošačima i industrijskim i industrijskim potrošačima. Ciklus se naziva vatrostalno, a turbine se koriste na ChP-u i GRES-u. Na primjer, turbina R50-130 / 5 kapaciteta 50 MW do početnog pritiska pare 13 MPa i krajnji pritisak (povratni pritisak) od 0,5 MPa s nekoliko odabira pare.

Upotreba ciklusa toplote omogućava postizanje efikasnosti učinkovitosti na 70%, uzimajući u obzir toplinu za potrošače. U ciklusu kondenzacije, efikasnost je 25 ... 40%, ovisno o početnim parametrima pare i snage agregata. Stoga se policajac postavlja na mjesta za proizvodnju goriva, što smanjuje troškove prevoza, a CHP pristupa potrošačima toplote.

Sinhroni generatori. Dizajn i karakteristike ove mašine transformišu mehaničku energiju u električnu energiju detaljno se razmatraju u posebnim disciplinama. Stoga se ograničavamo na opće informacije.

Glavni elementi dizajna sinhronog generatora (Sl.1.6): Rotor 1, Rotor Namotavanje 2, stator 3, Namotač statora 4, karoserija 5, kaučelni agent 6 - DC izvor.

Rotor imuniteta strojeva velike brzine - turbogeneratori (N \u003d 3000 1 / min) izvodi se sa lista električnog čelika u obliku cilindra koji se nalazi na vratilu 7. Slopom strojevima - hidrogeneratori (N? 1500 1 / min) imaju progovorni rotor (prikazan isprekidanom linijom). U žljebovima na površini rotora nalazi se bakrena izolirana namotaja, povezana pomoću kliznih kontakata 8 (četke) na patogen. Stator je kompletan cilindar električnog čelika, na unutrašnjoj površini od kojih se tri fazne namota nalaze u žljebovima - A, B, C. Namotač vrši bakar izolovana žica, identično jedni drugima i imaju aksijalnu simetriju, okupiranje sektora od 120 °. Početak fazne namota A, B, sa izolatorima izvedeni su prema van, a krajevi namota X, Y, Z su povezani na ukupnu točku N - neutralno.

Rad generatora je sljedeći. Uzbuđivanje struje IB u namotavanju rotora stvara magnetni protok f, prelazeći namotavanje statora. Osovina generatora vozi turbinom. To osigurava jednoliku rotaciju magnetskog polja rotora s kutnom frekvencijom? \u003d 2? F, gdje je f frekvencija naizmjenične struje, 1 / s - Hz. Da biste dobili naizmjeničnu trenutnu frekvenciju od 50 Hz s brojem parova magnetnih stupova p, potrebna je frekvencija rotacije rotora N \u003d 60? F / P.

Na P \u003d 1, što odgovara inventivnom rotoru, n \u003d 3000 1 / min. Rotirajuće magnetsko polje prelazak na navijanje statora vodi do njih elektromotorna snaga (EMF). U skladu sa Zakonom elektromagnetske indukcije Instant Weetuma EDC-a

gdje je w broj okreta.

EMF u namotima statora podliježu sinkrono s promjenom magnetnog polja dok se rotor rotira.

Sl.1.6.

a - Dizajn generatora; B - shema ventila za navijanje;

u EMF-u na izlazima namotaja generatora

1 - Rotor; 2 - Namotavanje rotora; 3 - stator; 4 - Namotavanje statora; 5 - Slučaj; 6 - kauzativni agent; 7 - osovina rotora (osovina); 8 - Kontaktirani prstenovi

Sa jednoličnom rotacijom rotora i aksijalne simetrije namotaja statora, trenutne vrijednosti faze EDC-a su jednake:

gde jede - vrijednost ammplitude EMF.

Ako je električno opterećenje z u vanjskom krugu spojen na izlaze namotaja opseg generatora

gdje je napon na izlazima namotaja kada tekući i otpor namotaja statora ZVN teku u njih.

U praksi je prikladnije za upotrebu ne trenutnih, ali valjanih vrijednosti električne količine. Potrebni odnosi su poznati od toka fizike i teorijskih temelja elektrotehnike.

Rad generatora u velikoj mjeri ovisi o ubrizgavanju i hlađenju. Različiti sustavi pobude (neovisni i samoukući, električni i tiristor, itd.) Omogućuju vam promjenu vrijednosti IB-a i, prema tome, magnetskog toka F i EMF-a u namotajima statora. To omogućava podešavanje napona na izlazu generatora po određenim granicama (obično ± 5%).

Vrijednost aktivne snage date turbogeneratoru u električnu mrežu određuje se napajanjem na osovini turbine i uređuje se parom u turbini.

U procesu rada generatora, to se grijanje, prvenstveno zbog puštanja toplote u namotajima, pojednostavljenom strujom. Stoga je efikasnost rashladnog sustava od suštinskog značaja.

Mali generatori snage (1 ... 30 MW) imaju zračno hlađenje unutarnjih površina duž protočnog (otvorenog) ili regenerativnog (zatvorenog) kruga. Na srednjim generatorima (25 ... 100 MW) koristi se površinski hlađenje vodika na zatvorenoj shemi, što je efikasnije, ali zahtijeva upotrebu posebnih sigurnosnih mjera. Snažni generatori (više od 100 MW) imaju prisilni hidrogen, vodu ili ulje za hlađenje u ulje, u kojem se hladnjak pumpa pod pritiskom unutar statora, rotora, namotaja po posebnim šupljinama (kanalima).

Glavne tehničke karakteristike generatora: Nazivni napon na izlazu namotaja statora generatora, URA: 6.3-10.5-21 kV (najbolje vrijednosti odgovaraju snažnim generatorima); Nominalna aktivna snaga, Rno, MW; Nominalni faktor snage; Nominalna efikasnost, iznosi 90 ... 99%.

Ovi su parametri međusobno povezani:

Vlastite elektrane. Nisu sva električna i termička energija proizvedena na TE-u data potrošačima. Dio ostaje na stanici i koristi se za osiguranje njegovog rada. Glavni potrošači ove energije su: transport goriva i pripremni sustav; Vodoplate pumpe, zrak; Sistem za pročišćavanje vode, zrak, odlazni plinovi itd.; Grijanje, rasvjeta, ventilacija domaćinstava i industrijskih prostorija, kao i brojnih drugih potrošača.

Mnogi elementi vlastitih potreba pripadaju prvoj kategoriji po pouzdanosti napajanja. Stoga su povezani, barem na dva neovisna izvora energije, na primjer, na izvore na njihovoj stanici i na elektroenergetski sistem.

Sklopke. Električna energija generirana od strane generatora prikuplja se na distributivnom uređaju (RU), a zatim se distribuira između potrošača. Da biste to učinili, pronalaženje namotaja generatora generatora putem posebnih preklopnih uređaja (prekidači, diskontnektori itd.) Sa krutim ili fleksibilnim vodičima (gume) pričvršćeni su na kolektivne kante. Svaka veza s RU provodi se pomoću posebne ćelije koja sadrži potreban komplet opreme. Od prenosa, distribucije i stvaranja električne energije, a njegova potrošnja događa se s različitim naponima, na stanici postoji nekoliko ru. Na nazivom napona generatora, na primjer, izvodi se napon generatora 10,5 kV. Obično se nalazi u zgradi stanice, a dizajn je zatvoren (CRA). Na ovaj ru povezao je pažljivo smještene potrošače. Da biste prenijeli električnu energiju nad dalekovodom (LEP) na velike udaljenosti i veze s ostalim stanicama i sustavom, potrebno je koristiti napon od 35 ... 330 kV. Takva se veza vrši uz pomoć pojedinca RU, obično otvorenog izvršenja (u redu), gdje ste instalirani. Da biste povezali kupce vlastitih potreba - Rusn. Sa gumama, ruski električna energija direktno i prepunim transformatorima prenosi se potrošačima u elektranu.

Slični principi koriste se u distribuciji toplotne energije proizvedene od strane CHP-a. Posebni sakupljači, parni cjevovodi, pumpe pružaju opskrbu topline industrijskim i komunalnim potrošačima, kao i u sistemu vlastitih potreba.

Teško je precijeniti vrijednost električne energije. Radije, mi podsvjesno podcjenjujemo. Napokon, gotovo cijelo okruženje američkih djela radi iz mreže. O elementarnom osvjetljenju i ne govoriti. Ali proizvodnja električne energije praktično ne zanima. Odakle dolazi i koliko je sačuvano (i općenito moguće sačuvati) električnu energiju? Koliko košta proizvodnje električne energije? I koliko je sigurno za ekologiju?

Ekonomski značaj

Iz školskog klupa znamo da je oprema za električnu energiju jedan od glavnih faktora za dobivanje visoke produktivnosti. Elektroprivreda - štap svih ljudskih aktivnosti. Ne postoji niti jedna industrija koja bi bez nje.

Razvoj ove industrije svjedoči o visokoj konkurentnosti države, karakterizira stopu rasta proizvodnje robe i usluga i gotovo je uvijek pružaju problematični sektor ekonomije. Troškovi proizvodnje električne energije često se bave značajnim početnim ulaganjima koje će se isplatiti dugi niz godina. Uprkos svim svojim resursima, Rusija nije izuzetak. Napokon, značajan udio privrede upravo je energetski intenzivna industrija.

Statistika nam govori da u 2014. godini proizvodnja električne energije od strane Rusije još nije dostigla nivo Sovjetske 1990. godine. U odnosu na Kinu i Sjedinjene Države Ruske Federacije proizvodi - respektivno - za 5 i 4 puta manje električne energije. Zašto se to događa? Specijalisti tvrde da je to očigledno: najveći neprodukcijski troškovi.

Koji troši struju

Naravno, odgovor je očigledan: svaka osoba. Ali sada smo zainteresirani za industrijske vage i stoga su ti sektori prvenstveno potrebne električne energije. Glavni udio pada na industriju - oko 36%; Kompleks goriva i energije (18%) i stambeni sektor (nešto više od 15%). Preostalih 31% proizvedene električne energije pada na neproduktivne industrije, željeznički prijevoz i gubitke u mrežama.

Trebalo bi se imati na umu da, ovisno o regiji, struktura potrošnje značajno varira. Dakle, u Sibiru se zaista više od 60% električne energije koristi industrijskim i gorivnim i energetskim kompleksom. Ali u evropskom dijelu zemlje u kojoj se nalazi veći broj naselja, najmoćniji potrošač je stambeni sektor.

Elektrane - osnova industrije

Proizvodnja električne energije u Rusiji osigurava skoro 600 elektrana. Svaka snaga prelazi 5 MW. Ukupni kapacitet svih elektrana je 218 GW. Kako dobijamo električnu energiju? Vrste elektrana koriste se u Rusiji:

• termički (njihov udio u ukupnom količini proizvodnje iznosi oko 68,5%);
• hidraulična (20,3%);
• atomic (gotovo 11%);
• alternativa (0,2%).

Kada su u pitanju alternativni izvori električne energije, nomanske slike s vjetrenjače i sunčane baterije. Ipak, pod određenim uvjetima i lokalitetima su najpovoljnije vrste proizvodnje električne energije.

Toplinske elektrane

Povijesno, termoelektrane (TE) zauzimaju glavno mjesto u proizvodnom procesu. U Rusiji, pružanje proizvodnje električne energije TE klasificirane su prema takvim znakovima:

• izvor energije - organsko gorivo, geotermalna ili solarna energija;
• vrsta proizvedene energije je toplina, kondenzacija.

Drugi glavni pokazatelj je stepen sudjelovanja u pokrivanju rasporeda elektrofrukture. Evo osnovnih TE-a sa minimalnom upotrebom od 5000 sati godišnje; pola (nazivaju se i manevriraju) - 3000-4000 sati godišnje; Vrhovi (koristi se samo u maksimalnim satima opterećenja) - 1500-2000 sati godišnje.

Tehnologija proizvodnje energije iz goriva

Naravno, uglavnom proizvodnja, prijenos i upotreba električne energije od strane potrošača događaju se zbog TE organskog goriva. Odlikuju se tehnologijom proizvodnje:

• parna turbina;
• dizel;
• plinska turbina;
• parkazy.

Parno turbinske instalacije su najčešće. Oni rade na svim vrstama goriva, uključujući ne samo ugljen i plin, već i gorivo, treset, škriljac, ogrjev i drveni otpad, kao i proizvode za obradu.

Organsko gorivo

Najveća proizvodnja električne energije čini Surgut Gres-2, koji je najmoćniji ne samo na teritoriji Ruske Federacije, već i na cjelokupnom Euroazijskom kontinentu. Rad na prirodnom plinu, izdaje do 5.600 MW električne energije. A Reftinskaya Gres je 3.800 MW iz najvećeg kapaciteta ugljena. Više od 3000 MW može dati i Kostroma i Surgut Gres-1. Treba napomenuti da se skraćenica GRES-a nije promijenila od vremena Sovjetskog Saveza. Dešili se kao državna elektrana na državnoj četvrti.

Tokom reforme industrije, proizvodnja i distribucija električne energije za TPP treba pratiti tehnička reprodukcija postojećih stanica, njihovu rekonstrukciju. Takođe su među prioritetnim zadacima izgradnja novog kapaciteta za proizvodnju električne energije.

Električna energija iz obnovljivih izvora

Struja dobivena pomoću hidroelektrana bitan je element stabilnosti jedinstvenog državnog elektroenergetskog sustava. To su hidroelektrane koje mogu povećati proizvodnju proizvodnje električne energije.

Veliki potencijal ruske hidroelektrane je da se gotovo 9% svjetskih rezervi vode nalazi na teritoriji zemlje. Ovo je drugo mjesto na svijetu prisustvom hidroresoura. Zemlje kao što su Brazil, Kanada i Sjedinjene Države ostale su iza. Proizvodnja električne energije u svijetu na štetu HE-a pomalo je komplicirana činjenicom da su najpovoljnija mjesta za njihovu izgradnju značajno uklonjena iz naselja ili industrijskih preduzeća.

Međutim, zbog električne energije proizvedene na HE, zemlja može uštedjeti oko 50 miliona tona goriva. Ako je upravljao cjelokupni potencijal hidroelektrana, Rusija bi mogla uštedjeti do 250 miliona tona. A ovo je ozbiljna ulaganja u ekologiju zemlje i fleksibilnu snagu energetskog sistema.

Hidrostika

Izgradnja HE rješava mnoga pitanja koja nisu povezana sa proizvodnjom energije. Ovo je stvaranje vodovodnih i odvodnih sistema čitavih regija i izgradnju mreže za navodnjavanje, tako neophodno za poljoprivredu i kontrolu poplava, itd. Potonji, usput, ima važno značenje za sigurnost ljudi .

Proizvodnja, prijenos i distribucija električne energije trenutno je 102 hidroelektrana, koja prelazi 100 MW. Ukupni kapacitet ruske hidro instalacije približava se 46 GW.

Zemlje za proizvodnju električne energije redovno čine njihove ocjene. Dakle, Rusija je sada traje 5. mjesto u svijetu za razvoj električne energije iz obnovljivih izvora. Najznačajniji objekti trebaju biti HE ZEYSKAYA (nije samo prvih izgrađenih na dalekom istoku, već i prilično moćno - 1330 MW), kaskada elektrana Volzhsko-Kama (opća proizvodnja i prijenos električne energije je Više od 10,5 GW), hidroelektrana Bureal (2010 MW), itd. Zasebno bih htio primijetiti kavkašku HE. Od rijetkih desetaka radova u ovoj regiji, dodijeljeno je novo (već naručeno) kašhatau HE sa kapacitetom više od 65 MW.

Posebna pažnja zaslužene geotermalne hidroelektrane. To su vrlo moćne i mobilne stanice.

Najmoćnija hesija

Kao što je već napomenuto, proizvodnja i upotreba električne energije ometa se udaljenost velikih potrošača. Ipak, država je zauzeta razvojem ove industrije. Ne samo da su rekonstruisani dostupni, ali se grade nove hidroelektrane. Moraju savladati planinske rijeke Kavkaza, više vodene urlalne rijeke, kao i resurse poluotoka Kole i Kamčatke. Među najmoćnijima napominjemo nekoliko hidroelektrana.

Sayano-Shushenskaya. P. S. Faudu izgrađen je 1985. na rijeci Yenisei. Njegov trenutni kapacitet još nije dostigao procijenjene 6000 MW u vezi s rekonstrukcijom i popravkom nakon nesreće za 2009. godinu.

Proizvodnja i potrošnja električne energije KRASNOYARSK HE dizajnirana je za krajnje tvornicu aluminija Krasnojarsk. Ovo je jedini "klijent" naručen 1972. HE. Njegova izračunata snaga je 6000 MW. Krasnoyarskaya HE jedina na kojoj je ugrađen brod. Omogućuje redovnu otpremu na rijeci Yenisei.

Bratskaya HE puštena je u rad u udaljenom 1967. godini. Brana se preklapaju sa rijekom Hangarom u blizini Bratsk-a. Poput Krasnojarskog HE, bratske radove za potrebe bratske aluminijske biljke. Ostavlja sa svih 4500 MW električne energije. Pa čak i ovaj hidrostatički pjesnik Evtushenko posvećen pjesmi.

Rijeka bijesa bila je smještena još jedna HE - Ust-Ilimskaya (snaga samo preko 3.800 MW). Njegova je izgradnja počela 1963. godine, a završila 1979. godine. Istovremeno, započela je proizvodnja jeftine električne energije za osnovne potrošače: Irkutsk i bratske aluminijske biljke, avionsku avioni u Irkutsku.

HE HOLZHSKAYA nalazi se sjeverno od Volgograda. Njegova kapacitet je skoro 2600 MW. Ova najveća hidroelektrana u Europi djeluje od 1961. godine. Nedaleko od Togliatti djeluje najstarije "staro" iz glavnih hidroelektrana - Zhigulevskaya. Pušteno je u rad 1957. godine. Moć hidroelektrana u 2330 MW pokriva potrebe središnjeg dijela Rusije, Urala i srednje Volge.

Ali proizvodnja električne energije potrebna za potrebe dalekog istoka pruža HE Burya. Može se reći da je ona potpuno "mlada" - puštanje u pogon samo 2002. godine. Instalirani kapacitet ove HE - 2010 MW električne energije.

Eksperimentalna morska hesija

Višestruki okean i mornarički uvari imaju hidroenergetski potencijal. Na kraju krajeva, visina razlika tokom plime u većini njih prelazi 10 metara. To znači da možete proizvesti ogromnu količinu energije. 1968. otvorena je oksipozna eksperimentalna plimna stanica. Njegova kapacitet je 1,7 MW.

Miran atom

Ruska nuklearna energija je potpuna tehnologija ciklusa: od vađenja urana ruda do proizvodnje električne energije. Danas na 10 NPP-a nalaze se 33 elektrane. Ukupni instalirani kapacitet je nešto više od 23 MW.

Maksimalan broj nuklearnih elektrana na struju razvijen je u 2011. godini. Slika je bila 173 milijarde kW / h. Proizvodnja električne energije po glavi stanovnika Atomske stanice porasla je za 1,5% u odnosu na prethodnu godinu.

Naravno, prioritetni smjer razvoja atomske energije je sigurnost rada. Ali u borbi protiv globalnog zagrijavanja nuklearnih elektrana igraju značajnu ulogu. Stalno govori okoliš, koji naglašavaju da je samo u Rusiji moguće smanjiti emisiju ugljen-dioksid Atmosfera je 210 miliona tona godišnje.

Nuklearna snaga razvijena je uglavnom na sjeverozapadu i u evropskom dijelu Rusije. U 2012. godini sve NPP-ove razvijene su oko 17% svih generiranih električne energije.

Nuklearne elektrane Rusije

Najveći NPP Rusije nalazi se u regiji Saratov. Godišnji kapacitet balakovog NPP-a iznosi 30 milijardi kW / h električne energije. Na Beloyarsk NPP (Sverdlovsk region) sada samo treći blok djeluje. Ali omogućava vam da ga nazovete jednim od najmoćnijih. 600 MW električne energije dobiva se zbog reaktora na brzim neutronima. Vrijedno je napomenuti da je to bila prva jedinica na svijetu sa brzim neutronima postavljenim za proizvodnju električne energije na industrijskom obimu.

Biliban NPP instaliran je na Chukotku, koja proizvodi 12 MW električne energije. A Kalinin NPP se može smatrati nedavno izgrađenim. Njena prva jedinica naručena je 1984. godine, a posljednja (četvrta) samo u 2010. godini. Ukupna snaga svih elektrana je 1000 MW. 2001. godine izgrađena je i naručena nuklearna elektrana Rostov. Od trenutka povezivanja druge snage - u 2010. godini - njegov instalirani kapacitet premašio je 1000 MW, a faktor iskorištavanja napajanja bio je 92,4%.

Energija vjetra

Ekonomski potencijal energije vjetra Rusije procjenjuje se na 260 milijardi kW / h godišnje. Ovo je gotovo 30% cijele proizvedene električne energije danas. Moć svih prozora koji posluju u zemlji je 16,5 MW energije.

Posebno povoljni za razvoj ove industrije, takve regije poput obale okeana, podnožja i planinskih područja Urala i Kavkaza posebno su povoljni.