« Fyzika - stupeň 11 »
Výroba elektřiny
Elektřina se provádí v elektrických stanicích především pomocí elektromechanických indukčních generátorů.
Existují dva hlavní typy elektráren: tepelné a vodní elektrárny.
Tyto elektrárny se liší motorovými rotujícími rotorovými generátory.
Na tepelných elektrárnách je zdroj energie palivo: uhlí, plyn, olej, topný olej, hořlavé břidlice.
Elektrické generátorové rotory jsou poháněny parní a plynovými turbínami nebo motory s vnitřním spalováním.
Tepelné parní turbíny elektrárny - TPP Nejekonomičtější.
V parním kotli se vysílá více než 90% energie vylučovaných palivem.
V turbíně je kinetická energie proudové páře přenášena rotorem.
Hřídel turbíny je pevně připojen k hřídeli generátoru.
Parní turbogenerátory jsou velmi vysokou rychlostí: Rychlost rotoru je několik tisíc za minutu.
Účinnost tepelných motorů se zvyšuje se zvýšením počáteční teploty pracovní tekutiny (pára, plyn).
Proto se pára vstupující do turbíny nastaví na vysoké parametry: teploty - téměř až 550 ° C a tlak - až 25 MPa.
Koeficient účinnosti TPP dosáhne 40%. Většina energie je ztracena spolu s horkou odpadní páru.
Tepelné elektrárny - ChP Povolit významnou část energii stráveného páru k použití v průmyslových podnicích a pro potřeby domácností.
Výsledkem je, že účinnost CHP dosáhne 60-70%.
V Rusku, ChP dává asi 40% veškeré elektřiny a dodává stovky měst s elektřinou.
Na vodní elektrárny - HPP Potenciální energie vody se používá k otáčení rotorů generátorů.
Rotory elektrických generátorů jsou poháněny hydraulickými turbíny.
Síla takové stanice závisí na generované tlakové přehradě a hmotnost vody procházející turbínou v každé sekundě.
Vodní elektrárny poskytují asi 20% elektřiny vyrobené v naší zemi.
Jaderné elektrárny - JE Rusko dává asi 10% elektřiny.
Použití elektřiny
Hlavním spotřebitelem elektřiny je průmysl - 70% vyrobené elektřiny.
Přeprava je také velký spotřebitel.
Většina použitých elektřiny se nyní otáčí na mechanickou energii, protože Téměř všechny mechanismy v průmyslu jsou poháněny elektromotory.
Přenos elektřiny
Elektřina nemůže být zachována v šupinách.Mělo by být spotřebováno ihned po obdržení.
Proto je potřeba přenos elektřiny na dlouhé vzdálenosti.
Přenos elektřiny je spojena se znatelnými ztrátami, protože elektřina Ohřívá drátové vedení elektrických vedení. V souladu se zákonem Joule - Lenza je energie spotřebovaná na ohřevu drátových vodičů stanovena vzorcem
kde
R. - odpor vedení,
U. - přenášené napětí,
R. - proudový zdrojový výkon.
S velmi dlouhou délkou linky může být přenos energie ekonomicky nevýhodné.
Výrazně snížit odpor linie R je téměř velmi obtížné, proto je nutné snížit pevnost proudu I.
Vzhledem k tomu, že výkon současného zdroje P se rovná produktu proudu síla I na napětí U, potom snížit přenášený výkon, je třeba zvýšit přenášené napětí v přenosovém vedení.
Chcete-li to udělat, ve velkých elektrárnách nastavíte rostoucí transformátory.
Transformátor zvyšuje napětí v čáře současně, kolikrát se proud sníží.
Čím delší přenosová vedení, tím více ziskové používat vyšší napětí. Generátory střídavý proud Přizpůsobte napětí, které nepřesahují 16-20 kV. Vyšší napětí by vyžadovalo přijetí komplexních zvláštních opatření pro izolaci vinutí a jiných částí generátorů.
Toho je dosaženo snížením transformátorů.
Snížení napětí (a tedy zvýšení proudu) se provádí ve fázích.
S velmi vysokým napětím mezi vodiči může vypouštění začít, což vede ke ztrátě energie.
Přípustná amplituda střídavé napětí Mělo by být takové, že s danou průřezovou plochou energetické ztráty energie v důsledku výboje byla zanedbatelná.
Elektrické stanice jsou kombinovány s vysokonapěťovým vedením, tvořící společný elektrická síťkteré spotřebitelé jsou připojeni.
Taková asociace s názvem Power System umožňuje šířit zatížení spotřeby energie.
Systém napájení zajišťuje spotřebitelům nepřerušované dodávky energie.
Nyní v naší zemi existuje jednotný energetický systém Evropské části země.
Použití elektřiny
Potřeba elektřiny neustále zvyšuje jak v průmyslu, v dopravě, ve vědeckých institucích a v každodenním životě. Tuto potřebu můžete uspokojit dvěma hlavními způsoby.
První je výstavba nových výkonných elektráren: tepelné, hydraulické a atomové.
Konstrukce velké elektrárny však vyžaduje několik let a vysoké náklady.
Kromě toho, tepelné elektrárny konzumují neobnovitelné přírodní zdroje: uhlí, olej a plyn.
Zároveň aplikují velké škody na rovnováze na naší planetě.
Pokročilé technologie vám umožní uspokojit potřeby elektřiny jiným způsobem.
Za druhé - efektivní využití elektřiny: moderní zářivky, Úsporné osvětlení.
Vysoké naděje jsou uloženy na přijetí energie pomocí řízených termonukleárních reakcí.
Priorita by měla být věnována zvýšení účinnosti využívání elektřiny, a ne zvýšení výkonu elektráren.
Výroba elektřiny ve světě dnes hraje obrovskou roli. Je to tyč. státní ekonomika jakákoliv země. Obří částky peněz jsou každoročně investovány do výroby a využívání elektřiny a vědecký výzkumsouvisející s tímto. V každodenní život Jsme neustále konfrontováni se svou činností, takže moderní člověk musí mít představu o hlavních procesech svého vývoje a spotřeby.
Jak získat elektřinu
Výroba elektřiny se provádí z jiných typů pomocí speciálních zařízení. Například z kinetic. K tomu bude generátor použit - zařízení, které převádí mechanický provoz do elektrické energie.
Další stávající způsoby, jak získat, je například transformace záření světelného rozsahu s fotobuňkami nebo solární baterií. Nebo výroba elektřiny chemickou reakcí. Nebo použití potenciálu radioaktivního rozpadu nebo chladiva.
Vyrábí ho na elektrárnách, které jsou hydraulické, atomové, tepelné, slunné, větrné, geotermální a tak dále. V podstatě všichni pracují podle jednoho schématu - v důsledku energie primárního nosiče, je mechanická (rotační energie) generována specifickým zařízením (otočná energie), poté přenášejí do speciálního generátoru, kde se vyrábějí elektrotech.
Hlavní typy elektráren
Výroba a distribuce elektřiny ve většině zemí se provádí stavbou a provozem tepelných elektráren - tepelných elektráren. Jejich fungování vyžaduje velké zásoby organického paliva, jejichž výrobní podmínky z roku do roku jsou komplikované a náklady roste. Koeficient užitečného návratu paliva v TPP není příliš vysoký (do 40%) a počet ekologicky špinavého odpadu je velký.
Všechny tyto faktory snižují vyhlídky na takový způsob vývoje.
Nejvýkonnější výroba elektřiny pomocí vodních elektráren (vodní elektrárny). Účinnost je dosáhne 93%, cena 1 kW / h je levnější než jiné způsoby. Přírodní zdroj energie těchto stanic je prakticky nevyčerpatelný, počet zaměstnanců je minimálně, snadno se řídí. Pro rozvoj tohoto odvětví je naše země uznávaným vůdcem.
Bohužel, tempo vývoje je omezen na vážné náklady a dlouhodobou konstrukci vodních elektráren spojených s jejich odlehlostí z velkých měst a dálnic, sezónní říční režimy a obtížné pracovní podmínky.
Kromě toho, obrovské nádrže zhoršují ekologickou situaci - povodeň cenné pozemky kolem zásobníků.
Pomocí atomové energie
V současné době, výroba, přenos a využívání elektřiny vyrábí jaderné elektrárny - jaderné elektrárny. Jsou uspořádány téměř stejným principem jako tepelně.
Hlavní plus je je nutné malé množství paliva. Kilogram obohaceného uranu ve svém výkonu je ekvivalentní 2,5 tisíci tuny uhlí. Proto jsou NPP teoreticky postaveny v jakékoli oblasti, bez ohledu na dostupnost blízkých zdrojů paliva.
V současné době jsou zásoby uranu na planetě mnohem větší než minerální palivo a dopad jaderných elektráren je minimálně podléhá bezproblémovému provozu.
Obrovský a vážný nedostatek NPP je pravděpodobnost strašné nehody s nepředvídatelnými důsledky, což je důvod, proč existují velmi závažná bezpečnostní opatření pro jejich nepřerušovanou práci. Kromě toho je výroba elektřiny na jaderné npp regulována s obtížemi - jak pro jejich zahájení, tak pro úplné zastávky budou trvat několik týdnů. A neexistuje prakticky žádná technologie likvidovat nebezpečný odpad.
Co je to elektrický generátor
Výroba elektřiny a převodovky se provádějí v důsledku elektrického generátoru. Jedná se o zařízení pro přeměnu všech typů energie (tepelné, mechanické, chemické) do elektrických. Princip jeho akce je postaven na procesu elektromagnetické indukce. EMF je indukován v vodiči, který se pohybuje v magnetickém poli, překračuje své výkonové magnetické vedení. Proto může vodič sloužit jako zdroj elektřiny.
Základem jakéhokoliv generátoru je systém elektromagnetů tvořících magnetické pole a vodiče, které se protínají. Většina alternátorů je založena na použití otáčení magnetické pole. Jeho nehybná část se nazývá stator, pohyblivý - rotor.
Koncepce transformátoru
Transformátor je elektromagnetické statické zařízení určené k převodu jednoho proudového systému na druhý (sekundární) pomocí elektromagnetické indukce.
První transformátory v roce 1876 byly navrženy P. N. Apple. V roce 1885, průmyslové jednofázové spotřebiče byly vyvinuty maďarskými vědci. V 1889-1891. Třífázový transformátor byl vynalezen.
Nejjednodušší jednofázový transformátor se skládá z ocelového jádra a pár vinutí. Používají se pro distribuci a přenos elektřiny, protože generátory elektráren produkují při napětí 6 až 24 kW. Přenosné prospěšné při velkých hodnotách (od 110 do 750 kW). Za tímto účelem jsou elektrárny instalovány rostoucí transformátory.
Jak používat elektřinu
Podíl jí lva je na dodávkách průmyslových podniků. Výroba spotřebovává až 70% elektřiny vyrobené v zemi. Toto číslo se významně liší pro jednotlivé oblasti, v závislosti na klimatických podmínkách a úrovni průmyslového vývoje.
Další náklady na výdaje jsou dodávkou elektrické dopravy. EIC výkonová mřížka jsou provozní rozvodny městských, meziměstských, průmyslových elektrických vozidel používajícími dC.. Pro střídavou přepravu proudu se používají nižší rozvodny, které také spotřebovávají elektrárny.
Dalším sektorem spotřeby elektřiny je komunální domácí zásoba. Spotřebitelé Zde jsou budovy obytných oblastí všech osad. Jedná se o domy a apartmány, administrativní budovy, obchody, instituce vzdělávání, vědy, kultura, zdraví, stravování atd.
Jak je přenos elektřiny
Výroba, přenos a využití elektřiny - tři velryby průmyslu. Navíc sdělit výslednou mocí spotřebitelů je nejobtížnějším úkolem.
"Cesty" je to především pomocí LP-vzduchových linek moci. Ačkoli kabelové vedení se stále více začínají používat.
Elektřina je vyráběna silnými agregáty obřích elektráren a její spotřebitelé slouží poměrně malým přijímačům rozptýlenou přes rozsáhlé území.
Existuje tendence soustředit se v důsledku skutečnosti, že se zvýšením relativních nákladů na výstavbu elektráren, a v důsledku toho se sníží náklady na výsledný kilowatthodin.
Jediný mocný komplex
Řada faktorů ovlivňuje rozhodnutí umístit velkou elektrárnu. Jedná se o formu a množství dostupných zdrojů, dostupnost dopravy, klimatických podmínek, zařazení do jediného výkonového systému, atd., Nejčastěji je elektrárna postavena od velkého ohniska spotřeby energie. Účinnost jeho převodu na značné vzdálenosti ovlivňuje úspěšný provoz jediného energetického komplexu obrovského území.
Provozování elektřiny a přenos minimální množství ztráta hlavní důvod což je ohřev vodičů, tj. Zvýšení vnitřní energie vodiče. Pro zachování výkonu přenášeného na dlouhé vzdálenosti je nutné zvýšit napětí a snížit proud v drátech.
Co je LEP.
Matematické výpočty ukazují, že ztráty v drátech na vytápění jsou nepřímo úměrné napěťovému čtverci. To je důvod, proč se elektřina na dlouhé vzdálenosti přenáší pomocí vysokonapěťových elektrických vedení s vedením vysokého napětí. Mezi jejich dráty se napětí počítá s desítkami a někdy i stovky tisíc voltů.
Elektrárny umístěné v blízkosti navzájem jsou kombinovány do jediného napájecího systému přesně pomocí LEP. Výroba elektřiny v Rusku a jeho převod provádí centralizovanou energetickou síť, která zahrnuje obrovské množství elektráren. Unified Management systému zaručuje neustálé podání spotřebitelům elektřiny.
Trochu historie
Jak se vytvořila jednotná elektrická síť v naší zemi? Zkusme se podívat do minulosti.
Do roku 1917 byla výroba elektřiny v Rusku provedeno nedostatečným tempem. Zbytky zaostává za vyspělými sousedy, která nepříznivě ovlivnila schopnost ekonomiky a obrany.
Po říjnové revoluci byl vyvinut projekt elektrifikace Ruska Státní komise Elektrifikačním Ruskem (zkráceně společností Goelro) v čele s G. M. Krzhizhanovsky. Více než 200 vědců a inženýrů s ní spolupracovalo. Kontrola byla provedena osobně V. I. Lenin.
V roce 1920 byl "elektrifikační plán RSFSR" připraven po dobu 10-15 let. Zahrnoval obnovu bývalého energetického systému a výstavbu 30 nových elektráren vybavených moderních turbín a kotlů. Hlavní myšlenkou plánu je používat obří domácí hydroenergoresours. Bylo předpokládáno elektrifikace a rekonstrukce kořenů celého národního hospodářství. Důraz byl kladen na růst a rozvoj těžkého průmyslu země.
Slavný plán Goerlo.
Od roku 1947 se SSSR stala první v Evropě a druhý výrobce elektřiny na světě na světě. Díky plánu Goello byl vytvořen co nejdříve celá domácí ekonomika. Výroba a spotřeba elektřiny v zemi dosáhla kvalitativně nové úrovně.
Provádění plánovaného se stalo z důvodu kombinace několika důležitých faktorů najednou: vysoká úroveň Vědecký personál země, konzervovaný z předevolučních dob hmotného potenciálu Ruska, centralizace politické a ekonomické moci, věřit majetku ruských lidí a ztělesňují prohlásil nápady.
Plán prokázal účinnost sovětského systému centralizované moci a vlády.
Výsledky plánu
V roce 1935 byl přijatý program splněn a překročen. Místo plánovaných 30 byly postaveny elektrárny 40 elektráren, výkon byl zaveden téměř třikrát více, než se předpokládalo podle plánu. 13 Elektrická střediska s kapacitou 100 tisíc kW. Celková kapacita ruských vodních elektráren činila asi 700 000 kW.
Během těchto let byly postaveny největší objekty strategického významu, jako je světově proslulý DNIEPER HPP. Podle souhrnných ukazatelů, jednotný sovětský energetický systém překonal podobné systémy nejrozvinutějších zemí nového a starého světla. Výroba elektřiny podle Evropy v těchto letech významně zaostává za ukazatele SSSR.
Vývoj obce
Pokud revoluce ve vesnicích Ruska elektřina neexistovala prakticky (malé elektrárny instalované velkými majiteli půdy se nepočítají), pak s implementací goelro plánu využíváním elektřiny, zemědělství obdrželo nový impuls k rozvoji. Elektromotory se objevily na mlýnech, pily, stroje pro čištění zrna, které přispěly k modernizaci průmyslu.
Kromě toho je elektřina pevně zahrnuta do života občanů a obce, doslova vytáhl "temné Rusko" z temnoty.
Výroba elektřiny (generace) - Jedná se o proces transformace různých typů energie do elektrotechniku \u200b\u200bv průmyslových objektech, tzv. Elektrárny. V současné době existují následující typy generace:
Tepelné elektrické energie. V tomto případě je elektrická energie převedena termální energie Spalování organických paliv. Tepelný energetický průmysl zahrnuje tepelné elektrárny (TPP), které jsou dva hlavní druhy:
Kondenzace (Kes.Také používal staré zkratky gres). Kondenzace není kombinovaná generace elektrické energie;
Teplotní volební (středisko tepla,Chp.). Kontrola kombinované generace elektrické a tepelné energie se nazývá kombinovaná generace elektrické a tepelné energie;
KES a CHP mají podobné technologické procesy. V obou případech jekotelkde se palivo spálí a páry pod tlakem se zahřívají v důsledku uvolněného tepla. Dále se podává vyhřívaná páraparní turbínakde je tepelná energie převedena na energii otáčení. Turbínový hřídel otáčí rotorelektrický generátor - Rotační energie je tedy převedena na elektrickou energii, která je dodávána do sítě. Základním rozdílem CHP z COP je, že část páry ohřívané v kotli jde na potřeby zásobování tepla;
Nukleární energie. Tyto zahrnují jaderné elektrárny (NUKLEÁRNÍ ROSTLINA). V praxi je jaderná energie často považována za blázen tepelného elektrického energetického průmyslu, protože obecně je zásada výroby elektřiny na JE TPP stejná jako na TPP. V tomto případě není tepelná energie uvolněna během spalování paliva, ale při dělení atomových jader vnukleární reaktor. Dále, systém výroby elektřiny není zásadně odlišný od TPP: pára se zahřívá v reaktoru, vstupuje do parní turbíny atd. Vzhledem k některým konstruktivním vlastnostem JE, je to nerentabilní použít v kombinovaném cvičení, i když jednotlivé experimenty byly v tomto směru;
Vodní síla. Zahrnuje vodní elektrárny (HPP). V hydroční elektrické energie je konvertována kinetická energie průtoku vody. K tomu, s pomocí přehrad na řekách uměle vytváří kapku hladiny povrchu vody (T. N. Horní a Lower Beyfig). Voda za působení gravitace přetéká z horního hovězího masa na nižší na speciálních tokech, ve kterých jsou umístěny vodní turbíny, jejichž lopatky jsou spřádané tokem vody. Turbína otáčí rotor elektrického generátoru. Zvláštní druh hydro-akumulačních stanic (GESP) je zvláštní druh hydrocumulačních stanic. Nemohou být považovány za vytváření zařízení v jeho čisté formě, protože spotřebovávají téměř stejné množství elektřiny, jak oni produkují, ale tyto stanice jsou velmi účinně vyrovnány s vykládkou sítě v špičkových hodinách;
alternativní energie. Zahrnuje metody výroby elektřiny, které mají řadu výhod ve srovnání s "tradičním", ale z různých důvodů neobdrží dostatečnou propagaci. Hlavní typy alternativní energie jsou:
Síla větru - použití větrné kinetické energie pro výrobu elektřiny;
Helioenergy. - získání elektrické energie z energie solárních paprsků;
Společné nevýhody větru a helioenergie jsou relativní nízkoenergetické generátory s vysokými náklady. Také v obou případech je nutná akumulační kapacita pro noc (pro helioenergie) a bezlepý (pro větrné moci);
Geotermální energie - použití přírodního teplaZemě Generovat elektrickou energii. V podstatě jsou geotermální stanice obvyklým TPPS, na kterých je zdroj tepla pro zahřívání páru kotle nebo jaderný reaktor, ale podzemní zdroje přírodního tepla. Nevýhodou těchto stanic je geografický limit jejich použití: geotermální stanice stojí ventilativně, aby vybudovala pouze v regionech tektonické aktivity, tj. Tam, kde jsou nejpřístupnější zdroje tepla;
Vodíková energie - použitívodík tak jakoenergetické palivo Má velké perspektivy: vodík má velmi vysokýKPD. Spalování, jeho zdroj je prakticky neomezený, spalování vodíku je naprosto šetrné k životnímu prostředí (spalovací produkt v atmosféře kyslíku je destilovaná voda). S cílem plně uspokojit potřeby lidské vodíkové energie v současné době v pozici v důsledku vysokých nákladů na výrobu čistého vodíku a technických problémů jeho přepravy ve velkém množství;
Stojí také za zmínku alternativní typy vodíky: přílivový amávat Energie. V těchto případech přírodní kinetická energie námořníchslapy a větrůmávat resp. Šíření těchto typů elektrické energie je omezen potřebou odpovídat příliš mnoha faktorům v konstrukci elektrárny: není nutné nejen mořský pobřeží, ale takové pobřeží, na kterém přílivu (a vzrušení moře, Respektive) by byl poměrně silný a konstantní. Například pobřežíČerné moře Není vhodný pro konstrukci přílivových elektráren, protože kapky hladiny vody Černého moře do přílivu a příliv je minimální.
Úvod
Toto vydání je uvedeno všeobecné O procesech výroby, přenosu a spotřeby elektrické a tepelné energie, vzájemné komunikace a objektivních vzorců těchto procesů, o různých typech elektráren, jejich charakteristiky, podmínky společného díla a integrovaného použití. V samostatné kapitole se uvažují o úsporách energie.
Elektrická a tepelná výroba
Obecná ustanovení
Energie je kombinací přírodního, přírodního a umělého, vytvořeného osobním systémům určeným pro získání, transformaci, distribuci a využívání energetických zdrojů všeho druhu. Energetické zdroje jsou všechny materiální předměty, ve kterých je energie soustředěna na možné použití jeho osobou.
Mezi různými typy energie používanými lidmi se elektřina odlišuje řadou významných výhod. Jedná se o relativní jednoduchost jeho výroby, možnost přenosu až po velmi dlouhé vzdálenosti, jednoduchost transformace na mechanické, tepelné, lehké a jiné energie, která činí elektrický energetický průmysl v nejdůležitějším průmyslu lidského života.
Procesy, které se vyskytují ve výrobě, distribuci, spotřebě elektrické energie, jsou neoddělitelně vzájemně provázány. Také vzájemně provázané a kombinované instalace, přenos, distribuce a transformaci elektřiny. Taková sdružení se nazývají elektrické elektrické systémy (obr. 1.1) a jsou nedílnou součástí energetického systému. V souladu s energetickým systémem nazývají soubor elektrických stanic, kotelních, elektrických a tepelných sítí propojených a propojených obecnou činností režimu v kontinuálním procesu výroby, transformace a distribuce elektřiny a tepla s obecným řízením těchto režimů .
Nedílnou součástí elektrického energetického systému je napájecí systém, který je kombinací elektrických instalací určených k poskytování spotřebitelů s elektrickou energií.
Podobnou definici může být podáván systémem napájení tepla.
Tepelné elektrické stanice
Získání energie z palivových a energetických zdrojů (ter) spalováním je v současné době nejjednodušší a nejdostupnější způsob, jak vyrábět energii. Proto se až 75% veškeré elektřiny v zemi vyrábí v tepelných elektrárnách (TPP). Je možné jak společnou generaci tepelné a elektrické energie, například na tepelných elektráren (CHP) a jejich oddělené produkce (obr. 1.2).
Strukturální schéma TPP je znázorněn na Obr. 1.3. Práce nastane následovně. Systém přívodu paliva 1 poskytuje tok pevné, kapalné nebo plynné palivo k hořáku 2 parního kotle 3. Pre-palivo se připraví, je také připraveno, například, například uhlí je rozdrceno na prašný stav v Crusher 4, suší se a nasycený vzduchem, který je foukání ventilátorem 5 ze vzduchového tolátora 6 přes ohřívač 7 je také přiváděn do hořáku. Teplo uvolněné v kotli Fireboxu se používá k ohřevu vody v tepelných výměnících 8 a tvorbě páry. Voda je dodávána do čerpadla 9 poté, co je předán speciální systém úpravy vody. 10. Dvojice bubnu 11 při vysokém tlaku a teplotě vstupuje do parní turbíny 12, kde je parní energie přeměněna na mechanickou energii otáčení hřídele turbíny a elektrický generátor 13. Synchronní generátor vytváří variabilní třífázový proud.. Pára pracující v turbíně je kondenzována v kondenzátoru 14. Pro urychlení tohoto procesu se použije studená voda přírodních nebo umělých vodních útvarů nebo speciální chladiče - chladící věže. Kondenzační čerpadla opět přiváděná do parního generátoru (kotle). Takový cyklus se nazývá kondenzace. Elektrárny používající tento cyklus (CAC) produkují pouze elektrickou energii. Na ChP je část páru z turbíny uzavřena při určitém tlaku na kondenzátor a je používán pro potřeby spotřebitelů tepla.
Obr. 1.1.
G - generátory elektřiny; T - transformátory; P - elektrické zatížení;
W - elektrické vedení (LEP); AT - AutoTransformers.
Obr.1.2.
a - kombinovaná produkce; B - Samostatná produkce
Obr.1.3.
Paliva a její přípravu. TPP používá pevné, kapalné nebo plynné organické palivo. Jeho obecná klasifikace je uvedena v tabulce 1.1.
Tabulka 1.1. Obecná klasifikace paliva
Palivo ve formě, ve které je spáleno, se nazývá "pracovní palivo". Složení pracovního paliva "zahrnuje: uhlík C, vodík H, kyslík O, dusík N, popel A a vlhkost W. Vyjádření paliva Součásti v procentech se očekává, že se získá jeden kilogram hmotnosti, je získána rovnice složení pracovní hmotnosti paliva.
Síra se nazývá pálka a tvoří část celkového množství síry v palivu, zbývající nehořlavou součástí síry je součástí nerostných nečistot.
Přírodní plynné palivo obsahuje: metan, ethan, propan, butan, uhlovodíky, dusík, oxid uhličitý. Poslední dvě komponenty jsou předřadník. Umělé plynové palivo má v jeho kompozici metanu, oxid uhelnatý, vodík, oxid uhličitý, vodní pára, dusík, pryskyřice.
Hlavní tepelná inženýrská charakteristika paliva je teplo spalování, které ukazuje, kolik tepla v kilodzhouhres se uvolňuje při spalování jeden kilogram pevné látky, kapaliny nebo jednoho kubického měřiče plynného paliva. Rozlišuje se nejvyšší a nízké teplo spalování.
Nejvyšší teplo spalování paliva se nazývá množství tepla uvolněného palivem v plném spalování, s teplem tepla, které byly odděleny během kondenzace vodní páry, které jsou vytvořeny během hoření.
Nejnižší teplo spalování se liší od nejvyššího skutečnosti, že nebere v úvahu teplo vynaložené na tvorbu vodní páry, které jsou ve spalovacích produktech. Při výpočtu použijte nižší teplo spalování, protože Teplo vodní páry je zbytečně ztraceno se spalovacími produkty, které odcházejí v kouřové trubce.
Vztah nejvyššího a nižšího tepla spalování pro palivový provoz je určen rovnicí
Pro porovnání různých typů paliv z hlediska spalování je zaveden koncept "podmíněné paliva" (u. T.). Podmíněná je považována za palivo, nižší teplo spalování, jejichž spalování je 293 kJ / kg pro pevné a kapalné palivo nebo 29 300 kJ / m3 pro plynné palivo. V souladu s tím má každé palivo svůj vlastní tepelný ekvivalent tohoto \u003d QN / 29300.
Překlad spotřeby pracovního přírodního paliva do podmíněné rovnice
Vusl \u003d fl? W.
stručný popis oddělené druhy Palivo je uvedeno v tabulce 1.2.
Tabulka 1.2. Charakteristika paliva
Mělo by být také poznamenáno nízké teplo spalování v KJ / kg palivového oleje - 38000 ... 39000, zemní plyn - 34 000 ... 36000, procházející plyn - 50000 ... 60000. Kromě toho tento palivo prakticky neobsahuje vlhkost a nerostné nečistoty.
Před krmením paliva v peci produkují jeho přípravu. Zvláště komplexní systém pro přípravu tuhého paliva, který důsledně používá čištění z mechanických nečistot a cizích předmětů, drcení, sušení, přípravy prachu, míchání se vzduchem.
Systém pro přípravu kapaliny a zejména plynných paliv je mnohem jednodušší. Kromě tohoto paliva je šetrné k životnímu prostředí, prakticky nemá popel.
Jednoduchost přepravy, snadnost automatizace spalovacích procesů, vysoké spalování tepla způsobuje vyhlídky pro použití v energetickém sektoru zemního plynu. Rezervy tohoto suroviny jsou však omezené.
Úprava vody. Voda, je tepelným nosičem na TPP, kontinuálně cirkuluje podél uzavřeného obrysu. Zároveň je zvláště důležitá čištění vody dodávané do kotle. Kondenzát z parní turbíny (obr.1.3) vstupuje do systému 10 purifikace z chemických nečistot (chimmerizace - HVO) a volných plynů (odvzdušnění). V technologickém cyklu je kondenzát vodního uzávěru nevyhnutelné ztráty. Z externího zdroje 15 (rybník, řeka) přes příjmu vody 16 je tedy vyrobeno z vodního traktu. Voda vstupující do kotle je předehřátí v ekonomizéru (výměník tepla) ze 17 stávajícími spalovacími produkty.
Parní kotel. Kotel je parní generátor na TPP. Hlavními návrhy jsou uvedeny na obr. 4.4.
Drum kotle má ocelový buben 1, v horní části které pára jde. Výživná voda se zahřívá v ekonomice 2, který se nachází v rozsahu odchozích plynů a vstupuje do bubnu. Sběratel 4 zavírá cyklus kotle. V komoře pece 5 spalovacích paliv při teplotě 1500 ... 20000 poskytuje vařící vodu. Podle ocelových zvedacích trubek 6, mající průměr 30 ... 90 mm a pokrytí povrchu tepelné komory, vody a pára vstupují do bubnu. Páry z bubnu přes trubkový superheater 7 se podávají v turbíně. Parník může být prováděn ve dvou - třístupňových a navržen pro další vytápění a sušení páry. Systém má snížené trubky 8, kterým voda ze dna bubnu spadne do kolektoru.
Kotel typu bubnu zajišťuje přirozenou cirkulaci vodní a parní směsi v důsledku jejich různé hustoty.
Takový systém umožňuje získat opakské parametry páry (kritický stav se nazývá bod stavu, ve kterém je rozdíl ve vlastnostech kapaliny a pára zmizí: tlak je až 22,5 mPa a téměř ne než 20 MPa; Teplota do 374 ° C (bez přehřátí). S větším tlakem je narušena přírodní cirkulace vody a pára. Nucená oběh dosud nebyla nalezena používání v silných válcích kotlů v důsledku jeho složitosti. Kotle tohoto typu se proto používají v napájecích jednotkách s kapacitou až 500 mW s výstupem páry do 1600 tun za hodinu.
V kotli typu přímého průtoku provádějí speciální čerpadla nucené cirkulace vody a páry. Výživná voda s čerpadlem 9 přes Economizer 2 je dodávána do výparníku 10, kde se otočí do páry. Prostřednictvím stárlé páry vstupuje do turbíny 7 párů. Nedostatek bubnu a nuceného cirkulace vody a páru nám umožňují získat nadkritické parametry páry: tlak do 30 MPa a teploty do 590 ° C. To odpovídá výkonovým jednotkám s kapacitou až 1200 mW a parní kapacity až 4000 t / h.
Kotle určené pouze pro zásobování tepla a instalovány v místních nebo okresních kotliových domech se provádějí na stejných zásadách, které jsou diskutovány výše. Parametry chladicí kapaliny, určené požadavky spotřebitelů tepla, se však významně liší od dříve diskutovaných (některé specifikace Takové kotle jsou uvedeny v tabulce 1.3).
Tabulka 1.3. Technické údaje kotlů topných systémů
Například kotle připojené k budovám umožňují použití kotlů s dvojicím tlakem na 0,17 MPa a teplotu vody do 1150 ° C a maximální výkon Vestavěné kotlové místnosti by neměly překročit 3,5 MW při práci na kapalném a plynném palivu nebo I, 7 MW při práci na pevném palivu. Kotle topných systémů se liší od typu tepla nosiče (voda, páry), z hlediska výkonu a tepelného výkonu, podle konstrukce (litiny a oceli, těžba a stan, atd.).
Účinnost parní generace nebo přípravy systému horká voda Do značné míry určené koeficientem užitečných akcí (účinnosti) kotle.
V obecném případě je účinnost parního kotle a spotřeby paliva určena výrazy:
Kg / s, (1.1)
kde hK je účinnost parního kotle,%; Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 - ztráta tepla, respektive s výfukovými plyny, chemickými nesrovnatelnými, mechanickými unjited, na vnějším chlazení, s struskou,%; B - Plná spotřeba paliva, kg / s; QC - teplo, vnímané pracovním médiem v parním kotli, kJ / m; - Umístěné teplo vstupující do paliva vstupující do pece, KJ / kg.
Obr.1.4.
a - typ bubnu; B - Typ přímého průtoku
1- buben; 2 - EconomyZer; 3 - rozsah odchozích plynů; 4 - Sběratel; 5 - Tepelná komora; 6 - zvedací trubky; 7 - SuperHeater; 8 - Umyjené potrubí; 9 - čerpadlo; 10 - Trouby výparníku
Pokud se teplo odchozích plynů nepoužívá, pak
a s otevřeným systémem sušení paliva od exhausable plyny
kde NUH, NOTB, - entalpie, resp. Odchozí plyny, plyny na místě výběru na sušení a studeném vzduchu, KJ / kg; R je podíl plynů pro sušení; ? YX - přebytek vzduchu v odchozích plynech.
Entalpie plynu při teplotě T je číselně rovna množství tepla, které je spojeno s plynem v procesu zahřívání z nuly stupňů kelvinu na teplotu T při konstantním tlaku.
S otevřeným sušícím systémem se všechny údaje o palivech vztahují na sušené palivo.
V tomto případě spotřeba surového paliva při výměně vlhkosti z WD na WSUS
kde VSH je spotřeba sušeného palivového softwaru (1.1), kg / s; WSUSH, WP je vlhkost sušených a irelevantního paliva,%.
Když vlhké změny, nejnižší teplo spalování od:
KJ / kg (1.4)
Nejnižší teplo spalování odpovídá množství tepla uvolňovaného palivem v plném spalování, aniž by bylo zohledněno tepla vynaložené na tvorbu vodní páry, které jsou ve spalovacích produktů.
Plné jednorázové teplo vstupující do paliva
KJ / kg, (1.5)
kde je nejnižší spalování tepla paliva, KJ / kg; - Doplňkové teplo, přispěl k kotli zahřátému venku vzduchem, parním výbuchem atd., KJ / kg.
Pro orientační výpočty.
Teplo, vnímáno pracovním médiem v parním kotli
KJ / C, (1.6)
kde dp je provozní kapacita kotle, kg / s; HPP, HPV - Entalpie přehřáté páry a zásobovací vody, KJ / kg; Qpk je navíc vnímán teplo v přítomnosti přehřátečného v kotli, foukání vody atd., KJ / s.
Pro přibližné výpočty? QPK \u003d 0,2 ... 0,3 DP (HPP - HPV).
kde? Unifing popel se spalovacími produkty; NSHL - nátěrová struska, KJ / kg; AR - Pracovní popílek obsah paliva,%.
Hodnoty Q3, Q4, Q5, WP, AR jsou uvedeny ve speciální literatuře, stejně jako v tutorials..
S pevným osvojením strusky, můžete si to vzít? Wow \u003d 1,2 ... 1,25; ? un \u003d 0,95; NSL \u003d 560 kJ / kg.
Kromě toho, při teplotě vzduchu před kotlem, 300C \u003d 223 kJ / kg a při teplotě odchozích plynů, 1200S NUCH \u003d 1256 kJ / kg.
Příklad výpočtu. Určete účinnost a spotřeba paliva pro parní kotel za následujících podmínek: DP \u003d 186 kg / s; Palivo - sušené berezovsky uhlí s wsush \u003d 13%; Otevřený systém sušení, R \u003d 0,34; Plyn vybraný na sušení nemá b \u003d 4000KJ / kg; Nádoby přehřáté páry a výživné vody, respektive HPP \u003d 3449 KJ / kg, HPV \u003d 1086,5 kJ / kg.
Rozhodnutí. Dříve (1.4) se stanoví nižší spalování tepla sušeného paliva.
Zde WR \u003d 33% a \u003d 16200 kJ / kg přijatý softwarem.
Převzetí (1.5)
najdeme software (1.2)
Podle nalezení: Q3 \u003d 1%, Q4 \u003d 0,2%, Q5 \u003d 0,26% a při zohlednění (1.7)
Pro výpočet spotřeby paliva softwaru (1.6) najdeme
Spotřeba pohonných hmot pro (1.1)
Spotřeba surového paliva na WP \u003d 33% softwaru (1.3) je
Parní turbína. Jedná se o tepelný motor, ve kterém se parní energie promění v mechanickou energii otáčení rotoru (hřídele) a pracovní lopatky k němu. Zjednodušený schéma zařízení parní turbíny je znázorněno na obr. 4.5. Na hřídeli 1 turbíny jsou kola 2 připevněna s pracovními lopatkami 3. Na těchto lopatách z trysky 4, pára z kotle patřícího do parního potrubí 5. Energetita páry vede k otáčení turbíny a Rotace hřídele je přenášena spojkou 6 hřídele 7 synchronního generátoru. Závislá pára přes komoru 8 je odeslána do kondenzátoru.
Parní turbíny v designu jsou rozděleny do aktivní a reaktivní. V aktivní turbíně (obr.1.5b) se objem V2 V2 u vchodu do pracovních lopatek rovná objemu dvojice V3 při opuštění lopatek. Rozšíření objemu páry ze strany V1 až V2 se vyskytuje pouze v tryskách. Také mění tlak z P1 na P2 a rychlost páry z C1 až C2. V tomto případě zůstává tlak páry na vstupu P2 a výstupu P3 z lopatek beze změny a rychlost páry klesne z C2 až C3 v důsledku přenosu kinetických energií dvojice kotoučových turbín:
Gp? (C2-C3) 2/2 gt? ST2 / 2,
kde GP, GT - hmotnost páry a oběžného kola turbíny; C2, C3, ST - rychlost páry na vstupu a výstupu z lopatek a rychlost pohybu oběžného kola.
Konstrukce lopatek reaktivní turbíny je takový (obr.1.5g), že pára se expanduje nejen v tryskách od V1 až V2, ale také mezi lopatkami oběžného kola z V2 až V3. Změní tlak páry z P2 až P3 a rychlosti páry z C2 až C3. Od v2.
kde f je oblast čepele, m2; (P2 - p3) - tlakový rozdíl u vchodu a výstupu z lopatek, pa; DS - pohyb čepele, m.
Současně práce používaná k otáčení oběžného kola turbíny. Tak, v proudových turbínách, kromě odstředivých sil vyplývajících ze změny rychlosti pohybu páry, reaktivní síly způsobené expanzí páry jsou aplikovány na lopatky.
Moderní turbíny jsou prováděny jak aktivní, tak reaktivní. V silných jednotkách se pár parametrů na vstupu blíží hodnotám 30 MPa a 6000C. V tomto případě dochází k vypršení páře z trysky rychlostí překročení rychlosti zvuku. To vede k potřebě vysoké rychlosti otáčení. Na rotujících částech turbíny působí obrovské odstředivé síly.
Prakticky rotační rychlost rotoru vzhledem k konstrukčním prvkům, jak samotná turbína a synchronní generátor, je 3000 1 / min. V tomto případě je lineární rychlost na kruhu turbínového kola o průměru jednoho metru 157 m / s. Za těchto podmínek se částice tendenci odtrhnout od povrchu kola s silou 2500krát vyšší než jejich hmotnost. Inerciální zatížení snižují použití rychlostních a tlakových kroků. Každá fáze nedostane veškerou energii páry, ale pouze částí. To poskytuje optimální headpad na kroky, což je 40 ... 80 KJ / kg při kruhové rychlosti 140 ... 210 m / s. Celkový ovladač Headpad, operace v moderních turbínách, je 1400 ... 1600 kJ / kg.
Podle konstruktivních úvah je 5 ... 12 kroků seskupeno v jednom případě, který se nazývá válec. Moderní výkonná turbína může mít vysokotlaký válec (CVD) s tlakem páry na vstupu 15 ... 30 MPa, válec průměrného tlaku (CSD) s tlakem 8 ... 10 MPa a válec nízký tlak (CND) s tlakem 3 ... 4 MPa. Turbíny s kapacitou až 50 MW se obvykle provádějí v jednom válci.
Pára strávená v turbíně vstupuje do kondenzátoru pro chlazení a kondenzaci. Chladicí voda s teplotou 10 ... 15 ° C, což přispívá k intenzivnímu parní kondenzaci k trubkovému výměníku tepla kondenzátoru. Pro stejný účel je tlak v kondenzátoru udržován do 3 ... 4 kPa. Ochlazený kondenzát se opět podává v kotli (obr.1,5) a chladicí voda zahřátá na 20 ... 25 ° C se odstraní z kondenzátoru. Pokud je voda pro chlazení uzavřena ze zásobníku a pak neodvolatelně resetován, systém se nazývá otevřený přímý průtok. V uzavřených chladicích systémech je voda zahřátá v kondenzátoru dodávána čerpacími čerpadly - kuželovité věže. Z horní části chladicí věže z výšky 40 ... 80 m voda protéká dolů, chlazení na požadovanou teplotu. Pak se voda opět vstupuje do kondenzátoru.
Obě chladicí systémy mají své výhody a nevýhody a najít použití na elektrárnách.
Obr.1.5. Zařízení pro parní turbíny:
a - oběžná kola turbíny; B - diagram třístupňové aktivní turbíny; B - Práce páry v aktivní úrovni turbíny; G je práce páry v reaktivní úrovni turbíny.
1 - hřídel turbíny; 2 - Disky; 3 - pracovní lopatky; 4 - trysky; 5 - Parní trubka; 6 - Spojka; 7 - Hřídel synchronního generátoru; 8 - Fotoaparát pár.
Turbíny, ve kterých všechny páry filety v nich po provedení práce vstupují do kondenzátoru, se nazývají kondenzace a slouží k získání mechanické energie pouze s následnou transformací do elektrické. Takový cyklus se nazývá kondenzace, která se používá na Gres a COP. Příklad kondenzační turbíny - K300-240 s kapacitou 300 MW s počátečními parametry páry 23,5 MPa a 600 ° C.
V termálních turbínách, část dvojice je vybrána do kondenzátoru a slouží k hojení vody, která je pak zasílána do systému zásobování tepla rezidenční, správní, výrobní budovy. Cyklus se nazývá teplo a používá se na ChP a Gres. Například turbína T100-130 / 565 s kapacitou 100 MW k počátečním parametrům dvojice 13 MPa a 5650c má několik nastavitelných výběru páry.
Průmyslové a tepelné turbíny mají kondenzátor a několik parních nastavitelných výběrů pro teplo a průmyslové potřeby. Používají se na ChP a Gres. Například 50 MW turbína s kapacitou 50 MW k počátečním parametrům dvojice 13 MPa a 5650c poskytuje průmyslový výběr páry při tlaku 0,7 MPa.
Turbíny s odpadovou činností bez kondenzátoru a celé strávené páry jsou dodávány s tepelnými a průmyslovými spotřebiteli. Cyklus se nazývá refrakterní a turbíny se používají na ChP a Gres. Například turbína R50-130 / 5 s kapacitou 50 MW k počátečnímu tlaku parní 13 MPa a konečný tlak (zpětný tlak) 0,5 MPa s několika výběrem páry.
Použití tepelného cyklu umožňuje dosáhnout účinnosti účinnosti na 70%, s ohledem na tepelnou dovolenou spotřebitelům. V kondenzačním cyklu je účinnost 25 ... 40% v závislosti na počátečních parametrech páry a výkonu agregátů. COP je proto umístěn do výrobních míst pro výrobu paliva, což snižuje náklady na dopravu a CHP se přiblíží spotřebitelům tepla.
Synchronní generátory. Konstrukce a charakteristika tohoto stroje transformační mechanickou energii do elektrických jsou podrobně považovány za speciálních disciplín. Proto se omezujeme na obecné informace.
Hlavní prvky konstrukce synchronního generátoru (obr.1.6): Rotor 1, navíjení rotoru 2, stator 3, vinutí statoru 4, těleso 5, příčinná činidlo 6 - DC zdroj.
Imunitní rotor vysokorychlostních strojů - turbogenerátory (n \u003d 3000 1 / min) se provádí z listu elektrické oceli ve formě válce umístěného na hřídeli 7. Zpomalení strojů - hydrogenerátory (n? 1500 1 / min) mít mluvený rotor (zobrazený tečkovanou čarou). V drážkách na povrchu rotoru se nachází izolovaný vinutí mědi, připojené pomocí posuvných kontaktů 8 (kartáče) k patogenu. Stator je kompletní válec elektrické oceli, na vnitřním povrchu, z nichž tři fázové vinutí jsou umístěny v drážkách - A, B, C. Vinutí se provádí měď izolovaný drát, s nimiž se s nimi mají axiální symetrie, okupační sektory 120 °. Začátek fázové vinutí A, B, s izolátory jsou odvozeny směrem ven a konce vinutí X, Y, Z, jsou připojeny k celkovému bodu N - neutrální.
Provoz generátoru je následující. Excitační proud IB v navíjení rotoru vytváří magnetický průtok f, křížení vinutí statoru. Hřídel generátoru je poháněn turbínou. To zajišťuje rovnoměrné otáčení magnetického pole rotoru s úhlovou frekvencí? \u003d 2? F, kde F je frekvence střídavého proudu, 1 / S - Hz. Pro získání střídavého kmitočtu 50 Hz s počtem párů magnetických pólů p, frekvence otáčení rotoru je nutná n \u003d 60? F / P.
V p \u003d 1, což odpovídá rotoru podle vynálezu, n \u003d 3000 1 / min. Rotující magnetické pole přes vinutí statoru vede k nim elektromotorický výkon (EMF). V souladu se zákonem elektromagnetické indukční okamžité hodnoty EDC
kde w je počet zatáček.
EMF ve vinutí statoru podléhá synchronně se změnou magnetického pole, protože rotor otáčí.
Obr.1.6.
design generátoru; B - Schéma navíjení;
v EMF na výstupech vinutí generátoru
1 - Rotor; 2 - vinutí rotoru; 3 - stator; 4 - vinutí statoru; 5 - případ; 6 - Kauzativní činidlo; 7 - Hřídel rotoru (osa); 8 - Kontaktní kroužky
S jednotnou rotací rotoru a axiální symetrie vinutí statoru jsou okamžité hodnoty fáze EDC stejné:
kde jíst - hodnota ammplituda EMF.
Pokud je elektrické zatížení Z ve vnějším obvodu připojen k výstupům vinutí statoru generátoru
kde je napětí na výstupech vinutí, když proud I a odolnost vinutí statoru ZVN do nich proudí.
V praxi je vhodnější použít ne okamžité, ale platné hodnoty elektrické množství. Potřebné vztahy jsou známy z průběhu fyziky a teoretických základů elektrotechniky.
Provoz generátoru do značné míry závisí na režimu excitace a chlazení. Různé excitační systémy (nezávislé a samo-excitační, elektrické a tyristory atd.) Umožňují změnit hodnotu IB a následně magnetický tok F a EMF ve vinutí statoru. To umožňuje nastavit napětí na výstupech generátoru v určitých mezích (obvykle ± 5%).
Hodnota aktivního výkonu daného turbogenerátoru do elektrické sítě je stanovena výkonem hřídele turbíny a je regulována páru v turbíně.
V procesu provozu generátoru je vytápění, především v důsledku uvolňování tepla ve vinutí, zefektivněném proudu. Proto je nezbytná účinnost chladicího systému.
Malé generátory energie (1 ... 30 MW) mají vzduchové chlazení vnitřních povrchů podél průtoku (otevřeného) nebo regeneračního (uzavřeného) obvodu. Na střední elektrické generátory (25 ... 100 MW) se používají povrchové chlazení vodíku na uzavřeném schématu, což je efektivnější, ale vyžaduje využití speciálních bezpečnostních opatření. Výkonné generátory (více než 100 mW) mají nucené vodíkové, vodní nebo olejové chlazení, ve kterém je chladič čerpán pod tlakem uvnitř statoru, rotoru, vinutí speciálními dutinami (kanály).
Hlavní technické vlastnosti generátorů: jmenovité napětí na výstupu vinutí statoru generátoru, uRA: 6,3-10,5-21 kV (nejlepší hodnoty odpovídají silnějším generátorům); Jmenovitý aktivní výkon, Rno, MW; Jmenovitý výkon; Jmenovitá účinnost ve výši 90 ... 99%.
Tyto parametry jsou propojeny:
Vlastní elektrárny. Ne všechny elektrické a tepelné energie vyrobené na TPP jsou poskytovány spotřebitelům. Část zůstává na stanici a slouží k zajištění jeho práce. Hlavními spotřebiteli této energie jsou: systém přepravy paliva a přípravy; čerpadla zásobování vodou, vzduch; Systém čištění vody, vzduch, odchozích plynů atd.; Topení, osvětlení, větrání domácností a průmyslových prostor, stejně jako řada dalších spotřebitelů.
Mnoho prvků vlastních potřeb patří do první kategorie spolehlivostí napájení. Proto jsou spojeny, alespoň na dvě nezávislé zdroje energie, například pro zdroje na jejich stanici a do energetického systému.
Rozváděče. Elektřina generovaná generátory se shromažďuje na distribučním zařízení (RU) a pak rozděluje mezi spotřebitele. K tomu, nalezení vinutí generátorů generátorů prostřednictvím speciálních spínacích zařízení (spínače, odpínače atd.) S pevnými nebo pružnými vodiči (pneumatiky) jsou připojeny k kolektivním koše. Každé spojení s RU se provádí pomocí speciální buňky obsahující potřebnou soupravu zařízení. Od převodu, distribuce a generace elektřiny, a jeho spotřeba se vyskytuje s různými napětím, je na stanici několik ru. Na jmenovitém napětí generátorů, například 10,5 kV se provádí napětí generátoru. Obvykle se nachází ve stanici stanice a design je uzavřen (CRP). K tomuto ŽU připojenému se úzce umístěným spotřebitelům. Pro přenos elektřiny přes elektrické vedení (LEP) na dlouhé vzdálenosti a spoje s jinými stanicemi a systémem je nutné použít napětí 35 ... 330 kV. Takový odkaz se provádí pomocí individuálního RU, obvykle otevřeného provádění (v pořádku), kde jste nainstalováni. Pro připojení zákazníků vlastních potřeb - Rusn. S pneumatikami, ruská elektřina přímo a přes snižující transformátory jsou přenášeny spotřebitelům v elektrárně.
Podobné principy se používají při distribuci tepelné energie produkované CHP. Speciální kolektory, parní potrubí, čerpadla poskytují zásobování tepla průmyslovým a komunálním spotřebitelům, jakož i v systému vlastních potřeb.
Je těžké přeceňovat hodnotu elektřiny. Spíše to podhodně podceňujeme. Koneckonců, téměř celé prostředí USA pracuje ze sítě. O elementárním osvětlení a ne mluvit. Výroba elektřiny však prakticky nezajímá. Odkud pochází a jak je zachována (a obecně, je možné zachovat) elektřinu? Kolik stojí výroba elektřiny? A jak bezpečný je pro ekologii?
Ekonomický význam
Z školní lavice víme, že elektrické elektrické zařízení je jednou z hlavních faktorů pro získání vysoké produktivity. Elektrický energetický průmysl - tyč všech lidských činností. Neexistuje jeden průmysl, který by to udělal bez něj.
Vývoj tohoto odvětví svědčí o vysoké konkurenceschopnosti státu, charakterizuje tempo růstu výroby zboží a služeb a je téměř vždy poskytována problémovým sektorem ekonomiky. Náklady na výrobu elektřiny jsou často řešeny z významných počátečních investic, které budou platit již mnoho let. Navzdory všem svým zdrojům není Rusko výjimkou. Koneckonců, značný podíl ekonomiky je přesně energeticky náročná průmyslová odvětví.
Statistiky nám říkají, že v roce 2014 dosud nedosáhla výroby elektřiny Ruskem na úrovni sovětského roku 1990. Ve srovnání s Čínou a Spojených států Ruské federace produkuje - v 5 a 4 krát méně elektřiny. Proč se tohle děje? Specialisté tvrdí, že je to zřejmé: nejvyšší výrobní náklady.
Kdo spotřebovává elektřinu
Odpověď je samozřejmě zřejmá: každá osoba. Ale teď se zajímáme o průmyslové váhy, a proto tyto sektory, které jsou primárně nezbytnou elektřinou. Hlavní podíl spadá na průmysl - asi 36%; Palivový a energetický komplex (18%) a rezidenční sektor (o něco více než 15%). Zbývajících 31% vyrobené elektřiny spadá na neproduktivní průmysl, železniční dopravu a ztráty v sítích.
Je třeba mít na paměti, že v závislosti na regionu se spotřeba struktura významně liší. Takže v Sibiři se opravdu více než 60% elektřiny používá průmysl a komplex paliva a energie. V evropské části země, kde se nachází větší počet osad, nejmocnějším spotřebitelem je rezidenční sektor.
Elektrárny - základem průmyslu
Výroba elektřiny v Rusku je poskytována téměř 600 elektráren. Každé napájení přesahuje 5 mW. Celková kapacita všech elektráren je 218 GW. Jak dostaneme elektřinu? Typy elektráren se používají v Rusku:
- tepelné (jejich podíl na celkovém objemu výroby je asi 68,5%);
- hydraulický (20,3%);
- atomová (téměř 11%);
- alternativa (0,2%).
Pokud jde o alternativní zdroje elektřiny, nomanic obrázky s větrnými mlýny přijít na mysl a sunny baterie. Za určitých podmínek a lokalit však jsou nejpříznivější typy výroby elektřiny.
Tepelné elektrárny
Historicky, tepelné elektrárny (TPP) zabírají hlavní místo ve výrobním procesu. V Rusku jsou poskytování výroby elektřiny TPPS klasifikovány podle těchto značek:
- zdroj energie - organické palivo, geotermální nebo solární energie;
- typ produkce energie je teplo, kondenzace.
Dalším významným ukazatelem je stupeň účasti na pokrytí harmonogramu elektrofúrku. Zde jsou základní TPP s minimálním využitím 5000 hodin ročně; napůl jedna (jsou také volána manévrovatelná) - 3000-4000 hodin ročně; Peaks (používané pouze při maximálním zatížení) - 1500-2000 hodin ročně.
Technologie výroby energie z paliva
Samozřejmě, zejména výroba, přenos a využívání elektřiny spotřebitelům dochází v důsledku organického paliva TPP. Vyznačují se výrobní technologií:
- parní turbína;
- diesel;
- plynová turbína;
- parkov.
Nejčastější jsou parní turbíny. Pracují na všech typech paliva, včetně nejen uhlí a plynu, ale také palivem, rašeliniště, břidlice, palivovým dřevem a dřevem odpadu, stejně jako zpracovatelské výrobky.
Organické palivo
Největší výroba elektřiny je účtována Surgut Gres-2, což je nejvýkonnější nejen na území Ruské federace, ale také na celém euroasijském kontinentu. Práce na zemním plynu, záleží na 5 600 mW elektřiny. A Reftinskaya Gres je 3 800 mW od největší kapacity uhlí. Více než 3000 mW může také poskytnout kostroma a Surgut Gres-1. Je třeba poznamenat, že zkratka Gres se od doby Sovětského svazu nezměnila. Decryls jako státní okresní elektrárna.
Během reformy průmyslu by výroba a distribuce elektřiny na TPP měly doprovázet technické re-vybavení stávajících stanic, jejich rekonstrukce. Také mezi prioritními úkoly jsou konstrukci nové kapacity výroby energie.
Elektřina z obnovitelných zdrojů
Elektřina získaná s použitím vodních elektráren je základním prvkem stability jednotného stavového napájení. Jedná se o vodní elektrárny, které mohou zvýšit výrobu výroby elektřiny.
Velkým potenciálem ruské vodní sítě je, že na území země se nachází téměř 9% světových vodovodních zásob. Toto je druhé místo ve světě přítomností hydroresours. Země, jako je Brazílie, Kanada a Spojené státy zůstaly pozice. Výroba elektřiny na světě na úkor HPP je poněkud komplikovaná tím, že nejpříznivější místa pro jejich stavbu jsou výrazně odstraněny z osad nebo průmyslových podniků.
Vzhledem k elektřině vyrobené na HPP však může země ušetřit asi 50 milionů tun paliva. Pokud byl celý potenciál hydropower řízen, Rusko by mohlo ušetřit až 250 milionů tun. A to je vážná investice do ekologie země a flexibilní síly energetického systému.
Hydrostace
Výstavba HPP řeší mnoho otázek, které nesouvisí s výrobou energie. Jedná se o vytvoření vodovodních a odvodňovacích systémů celých regionů a výstavba zavlažovacích sítí, tak nezbytné pro zemědělství a kontrolu povodních, atd. Ten, mimochodem, má významný význam pro bezpečnost lidí .
Výroba, přenos a distribuce elektřiny je v současné době 102 hydroelektrického posilovače řízení, což přesahuje 100 MW. Celková kapacita vodních instalací Ruska se blíží 46 GW.
Země výroby elektřiny pravidelně představují jejich hodnocení. Rusko nyní trvá 5. místo na světě, aby rozvíjel elektřinu z obnovitelných zdrojů. Nejvýznamnější objekty by měly být Zeyskaya HPP (to není jen první z těch, kteří jsou postaveni na Dálném východě, ale také poměrně silný - 1330 MW), kaskáda elektráren Volzhsko-Kama (obecná výroba a přenos elektřiny je Více než 10,5 GW), vodní elektrárny bufea (2010 MW), atd. Odděleně bych chtěl poznamenat Kavkazská HPP. Z několika desítek prací v tomto regionu byl přidělen nový (již uvedený) Kashhatau HPP s kapacitou více než 65 MW.
Zvláštní pozornost zaslouží geotermální vodní elektrárny. Jedná se o velmi silné a mobilní stanice.
Nejsilnější hes
Jak již bylo uvedeno, výroba a používání elektřiny brání odlehlost velkých spotřebitelů. Stát však obsadil rozvojem tohoto odvětví. Nejen jsou rekonstruovány dostupné, ale jsou postaveny nové vodní elektrárny. Musí zvládnout horské řeky Kavkazu, multi-vodu Ural řek, stejně jako zdroje poloostrova Kola a Kamčatka. Mezi nejsilnějším poznamenáváme několik vodních elektráren.
Sayano-Shushenskaya. P. S. FAUD byl postaven v roce 1985 na řece Yenisei. Jeho současná kapacita dosud nedosáhla odhadovaného 6000 mW v souvislosti s rekonstrukcí a opravou po nehodě 2009.
Výroba a spotřeba elektřiny KRASNOYARSK HPP je určena pro výrobu hliníku Krasnoyarsk. Jedná se o jediný "klient" uvedený v roce 1972 HPP. Jeho vypočtený výkon je 6000 mW. Krasnoyarskaya HPP je jediná, na které je nainstalována loď. Poskytuje pravidelnou přepravu na řece Yenisei.
Bratskaya HPP byl vložen do provozu ve vzdáleném roce 1967. Její přehrada překrývá řeku hangáru u Bratska. Stejně jako Krasnoyarsk HPP, bratrsky pracuje pro potřeby bratrské hliníkové rostliny. Odchází všech 4500 mW elektřiny. A dokonce i tento hydrostatický básník Evtushenko věnovaný básni.
Hněv řeka byla umístěna další HPP - Ust-Ilimskaya (moc přes 3 800 MW). Jeho stavba začala v roce 1963 a skončila v roce 1979. Současně začala výroba levné elektřiny pro základní spotřebitele: Irkutsk a bratrské hliníkové rostliny, Irkutsk letadlový podnik.
Volzhskaya HPP se nachází severně od Volgogradu. Jeho kapacita je téměř 2600 mW. Tato největší vodní elektrárna v Evropě působí od roku 1961. Nedaleko od Togiatti provozuje nejstarší "starý" z hlavních vodních elektráren - Zhigulevskaya. V roce 1957 bylo uvedeno do provozu. Síla vodních elektráren v 2330 MW pokrývá potřeby centrální části Ruska, uralu a střední volgy.
Výroba elektřiny potřebná pro potřeby Dálného východu poskytuje Burya HPP. Lze říci, že je zcela "mladá" - uvedla do provozu pouze v roce 2002. Instalovaný výkon tohoto HPP - 2010 MW elektřiny.
Experimentální mořští HES.
Vícenásobný oceán a námořní zátoky mají vodní potenciál. Koneckonců, výškový rozdíl během přílivu ve většině z nich přesahuje 10 metrů. To znamená, že můžete vytvořit obrovské množství energie. V roce 1968 byla otevřena okysličená experimentální přílivová stanice. Jeho kapacita je 1,7 MW.
Mirny Atom.
Ruská jaderná energie je plnou technologií cyklu: od těžby uranových rud k výrobě elektřiny. Dnes je v 10 NPP 33 napájení. Celková instalovaná kapacita je o něco více než 23 mW.
V roce 2011 byl vyvinut maximální počet elektřin jaderných elektráren. Obrázek byla 173 miliard kw / h. Produkce elektřiny na obyvatele atomové stanice vzrostly o 1,5% ve srovnání s předchozím rokem.
Směsi priority vývoje atomové energie je samozřejmě bezpečnost provozu. V boji proti globálnímu oteplování jaderných elektráren hrají významnou roli. Neustále mluví environmentology, kteří zdůrazňují, že pouze v Rusku je možné snížit emise oxid uhličitý Atmosféra je 210 milionů tun ročně.
Jaderná energie byla vyvinuta především na severozápadě a v Evropské části Ruska. V roce 2012 byly všechny NPP vyvinuty asi 17% všech generovaných elektřiny.
Jaderné elektrárny Ruska
Největší JE Ruska se nachází v regionu Saratov. Roční kapacita NPP Balakovo je 30 miliard kw / h elektřiny. Na Beloyarsk NPP (Sverdlovsk region) nyní funguje pouze třetí blok. Ale umožňuje vám zavolat jeden z nejsilnějších. 600 mW elektřiny se získá v důsledku reaktoru na rychlé neutrony. Stojí za zmínku, že to byla první výkonová jednotka na světě s rychlým neutronům nastavena na výrobu elektřiny v průmyslovém měřítku.
Biliban NPP je instalován na Chukotce, která produkuje 12 MW elektřiny. A Kalinin NPP lze považovat za nedávno postavený. Její první jednotka byla uvedena v roce 1984 a poslední (čtvrté) pouze v roce 2010. Celkový výkon všech elektrických jednotek je 1000 mW. V roce 2001 byla postavena a pověřena jaderná elektrárna Rostov. Od chvíle připojování druhé výkonové jednotky - v roce 2010 - jeho instalovaná kapacita překročila 1000 MW a faktor využití výkonu byl 92,4%.
Větrná energie
Ekonomický potenciál větrné energie Ruska se odhaduje na 260 miliard kw / h ročně. To je téměř 30% celé elektřiny vyrobené dnes. Síla všech oken působících v zemi je 16,5 mW energie.
Zvláště příznivé pro rozvoj tohoto průmyslu takové regiony jako pobřeží oceánů, úpatí a hornatých oblastí Uralu a Kavkaze jsou zvláště příznivé.
