« Fizika - razred 11 »
Močna generacija
Električna energija se izvaja na električnih postajah predvsem s pomočjo elektromehanskih indukcijskih generatorjev.
Obstajata dve glavni vrsti elektrarn: toplotna in hidroelektrarna.
Te elektrarne se razlikujejo z motorji Rotorji generatorja.
Na termoelektrarnah je vir energije gorivo: premog, plin, nafta, kurilno olje, gorljivi skrilavec.
Električni generatorji poganjajo parne in plinske turbine ali motorje notranja zgorevanje.
Elektrarne toplote parne turbine - TPP Najbolj ekonomičen.
V parnem kotlu se prenaša več kot 90% energije, ki ga izloča gorivo.
V turbini se kinetična energija jet pare prenaša z rotorjem.
Turbinska gred je strogo priključena na generatorsko gred.
Parne turbogeneratorji so zelo visoke hitrosti: hitrost rotorja je več tisoč na minuto.
Učinkovitost toplotnih motorjev se poveča s povečanjem začetne temperature delovne tekočine (pare, plin).
Zato se para, ki vstopa v turbino, prilagodimo na visoke parametre: temperature - skoraj do 550 ° C in tlak - do 25 MPa.
Koeficient učinkovitosti TPP doseže 40%. Večina energije se izgubi skupaj z vročimi odpadki.
Termalne elektrarne - CHP Dovoli pomemben del energije izrabljenega para za uporabo v industrijskih podjetjih in za gospodinjske potrebe.
Kot rezultat, učinkovitost SPTE dosega 60-70%.
V Rusiji SPP daje približno 40% vse električne energije in oskrbi na stotine mest z električno energijo.
Na The hidroelektrarne - HE Potencialna energija vode se uporablja za rotacijo rotorjev generatorjev.
Rotorje električnih generatorjev poganjajo hidravlične turbine.
Moč take postaje je odvisna od nastalega tlačnega jezu in mase vode, ki poteka skozi turbino v vsakem sekundi.
Hidroelektrarne dajejo približno 20% proizvedene električne energije v naši državi.
Jedrske elektrarne - NPP Rusija daje približno 10% električne energije.
Uporaba električne energije
Glavni porabnik električne energije je industrija - 70% proizvedenega električne energije.
Velik potrošnik je tudi prevoz.
Večina uporabljene električne energije se zdaj obrača v mehansko energijo, ker Skoraj vse mehanizme v industriji poganjajo elektromotorji.
Prenos električne energije
Električne energije ni mogoče ohraniti v tehtnicah.Treba je porabiti takoj po prejemu.
Zato obstaja potreba po prenosu električne energije na dolge razdalje.
Prenos električne energije je povezan z opaznimi izgubami, saj elektrika Ogreva žične linije električnih vodov. V skladu z zakonodajo Joule - Lenza se energija, porabljena na ogrevanju žičnih žic, določi s formulo
kje
R. - line upor,
U. - prenosna napetost,
R. - trenutna izvorna moč.
Z zelo dolgo dolžino linije je lahko prenos energije ekonomsko neugoden.
Znatno zmanjšanje upornosti linije R je skoraj zelo težko, zato je treba zmanjšati moč trenutnega I.
Ker je moč trenutnega izvora P enaka produktu trenutne trdnosti I na napetosti u, nato pa zmanjšate preusmerjeno moč, morate povečati prenosno napetost v prenosni liniji.
Če želite to narediti, v velikih elektrarnah, ste vzpostavili vse večje transformatorje.
Transformator hkrati poveča napetost v vrstici, kolikokrat se je tok zmanjšal.
Daljša menjalna linija, bolj donosna uporaba višje napetosti. Generatorji izmenični tok Prilagodite napetosti, ki ne presegajo 16-20 kV. Višja napetost bi zahtevala sprejetje kompleksnih posebnih ukrepov za izolacijo navitij in drugih delov generatorjev.
To se doseže z zniževanjem transformatorjev.
Zmanjšanje napetosti (in ustrezno, povečanje števila) se izvaja v fazah.
Z zelo visoko napetostjo med žicami se lahko začne izpust, kar vodi do izgube energije.
Dovoljena amplituda aC napetost. Takšna bi morala biti taka, da je bila z danim presečnim območjem izgube energije energije zaradi razrešnice nepomembne.
Električne postaje so kombinirane z visokonapetostnimi močmi, ki tvorijo skupno električno omrežjepotrošniki so povezani.
Takšno združenje, imenovano Električni sistem omogoča distribucijo obremenitev porabe energije.
Sistem električne energije zagotavlja neprekinjeno oskrbo z energijo potrošnikom.
Zdaj v naši državi obstaja en energetski sistem evropskega dela države.
Uporaba električne energije
Potreba po električni energiji se nenehno povečuje tako v industriji, v prometu, v znanstvenih ustanovah in v vsakdanjem življenju. To potrebo lahko zadovoljite z dvema glavnima načinama.
Prva je gradnja novih močnih elektrarn: toplotno, hidravlično in atomsko.
Vendar pa gradnja velike elektrarne zahteva več let in visokih stroškov.
Poleg tega toplotne elektrarne porabijo neobnovljive naravne vire: premog, nafta in plin.
Hkrati pa uporabljajo veliko škodo na ravnotežju na našem planetu.
Napredne tehnologije vam omogočajo, da zadovoljite potrebe po električni energiji na drug način.
Druga - Učinkovita raba električne energije: moderno fluorescentne sijalke, Shranjevanje razsvetljave.
Visoka upanja se uvedejo prejemanju energije z uporabo nadzorovanih termonuklearnih reakcij.
Prednost je treba dati povečanje učinkovitosti uporabe električne energije in ne povečanje moči elektrarn.
Proizvodnja električne energije na svetu danes igra veliko vlogo. Ona je palica državno gospodarstvo Vsaka država. Velike količine denarja se vsako leto vlagajo v proizvodnjo in uporabo električne energije in znanstvena raziskavapovezane s tem. V vsakdanje življenje Nenehno se soočamo s svojim delovanjem, zato mora imeti sodobna oseba idejo o glavnih procesih njegovega razvoja in potrošnje.
Kako dobiti elektriko
Proizvodnja električne energije se izvaja iz drugih vrst s posebnimi napravami. Na primer, iz kinetične. Če želite to narediti, se generator uporablja - naprava, ki pretvarja mehansko delovanje v električno energijo.
Drugi obstoječi načini za pridobitev je, na primer, preoblikovanje sevanja svetlobnega območja s fotoceli ali sončno baterijo. Ali proizvodnja električne energije po kemijski reakciji. Ali uporabo potenciala radioaktivnega razpadanja ali hladilne tekočine.
Proizvaja ga na elektrarnah, ki so hidravlični, atomski, toplotni, sončni, veter, geotermalni, in tako naprej. V bistvu, vsi delajo po eni shemi - zaradi energije primarnega prevoznika, mehansko (rotacijsko energijo) generira s posebno napravo (vrtenje energije), nato prenesena na poseben generator, kjer se proizvaja elektrote.
Glavne vrste elektrarn
Proizvodnja in distribucija električne energije v večini držav izvede gradnja in delovanje termoelektrarn - termoelektrarn. Njihovo delovanje zahteva veliko stalež ekološkega goriva, katerih proizvodni pogoji iz leta v leto so zapleteni, stroški pa naraščajo. Koeficient koristnega vračanja goriva v TPP ni previsok (v 40%), število okoljsko umazanih odpadkov pa je veliko.
Vsi ti dejavniki zmanjšujejo možnosti takšne metode razvoja.
Največje ekonomsko proizvodnja električne energije s hidroelektrarnami (hidroelektrarne). Učinkovitost dosega 93%, stroški 1 kW / h pa je cenejši od drugih načinov. Naravni vir energije takšnih postaj je praktično neizčrpen, število zaposlenih je minimalno, enostavno upravljati. Za razvoj te industrije je naša država priznana vodja.
Na žalost je hitrost razvoja omejen na resne stroške in dolgoročno gradnjo hidroelektrarn, povezanih z njihovo oddaljenostjo iz velikih mest in avtocest, sezonskih rečnih rečnih rečnih in težkih delovnih pogojev.
Poleg tega so ogromni rezervoarji poslabšali okoljske razmere - poplavne dragocene zemljišča okoli rezervoarjev.
Z uporabo atomske energije
Danes se proizvodnja, prenos in uporaba električne energije proizvajajo jedrske elektrarne - jedrske elektrarne. Urejeni so skoraj z enakim načelom kot toplotni.
Glavni plus jih je majhna količina zahtevanega goriva. Kilogram obogatenega urana v njegovi uspešnosti je enak 2,5 tisoč tonam premoga. Zato so jedrske elektrarne teoretično lahko zgrajene na katerem koli področju, ne glede na razpoložljivost bližnjih virov goriva.
Trenutno so rezerve urana na planetu veliko večje od mineralnega goriva, vpliv jedrskih elektrarn pa je minimalno izpostavljen nemoteno delovanje.
Ogromna in resna pomanjkljivost NEK je verjetnost strašne nesreče z nepredvidljivimi posledicami, zato obstajajo zelo resne varnostne ukrepe za njihovo neprekinjeno delo. Poleg tega je proizvodnja električne energije na NEK urejena s težavami - tako za njihovo uvedbo, in za popolne postanke bo trajalo več tednov. In praktično ni tehnologije, ki bi razpolagala z nevarnimi odpadki.
Kaj je električni generator
Proizvodnja in prenosa električne energije se izvajajo zaradi električnega generatorja. To je naprava za pretvorbo vseh vrst energije (toplotne, mehanske, kemične) v električne. Načelo njegovega delovanja je zgrajeno na procesu elektromagnetne indukcije. EMF je inducirano v vodniku, ki se premika v magnetno polje, prečka svoje močnostne magnetne linije. Tako lahko vodnik služi kot vir električne energije.
Osnova katerega koli generatorja je sistem elektromagnetnih elementov, ki tvorijo magnetno polje, in vodniki, ki se križajo. Večina vseh alternatorjev temelji na uporabi vrtenja magnetno polje. Njegov neskončni del se imenuje stator, premični rotor.
Koncept transformatorja
Transformator je elektromagnetno statično napravo, ki je namenjena pretvorbi enega trenutnega sistema na drugo (sekundarno) s pomočjo elektromagnetne indukcije.
Prvi transformatorji leta 1876 je predlagal P. N. Apple. Leta 1885 so madžarski znanstveniki razvili industrijske enofazne aparate. Leta 1889-1891. Trifazni transformator je bil izumljen.
Najenostavnejši enofazni transformator je jeklene jekla in par navitij. Uporabljajo se za distribucijo in prenos električne energije, saj ga proizvajalci elektrarn proizvajajo pri napetosti od 6 do 24 kW. Prenos je koristno pri velikih vrednostih (od 110 do 750 kW). Za to so elektrarne nameščene naraščajoče transformatorje.
Kako uporabljati elektriko
Njena levji delež je na dobavi industrijskih podjetij. Proizvodnja porabi do 70% proizvedene električne energije v državi. Ta številka se bistveno razlikuje za posamezne regije, odvisno od podnebnih razmer in ravni industrijskega razvoja.
Drugi stroški stroškov je dobava električnega prevoza. EIC Električna omrežja so operativne postaje mestnih, medkrajevnih, industrijskih električnih vozil, ki uporabljajo d.C.. Za prevoz izmeničnega toka se uporabljajo spodnje postaje, ki porabijo tudi elektrarne.
Še ena sektor porabe električne energije je komunalna domača dobava. Potrošniki so tukaj stavbe stanovanjskih območij vseh naselij. To so domovi in \u200b\u200bapartmaji, upravne zgradbe, trgovine, ustanove izobraževanja, znanost, kultura, zdravje, catering itd.
Kako je prenos električne energije
Proizvodnja, prenos in uporaba električne energije - tri kite industrije. Poleg tega je, da je nastala moč potrošnikom najbolj težka naloga.
»Potuje« je predvsem s pomočjo LP-Air linije moči. Čeprav se kabelske linije vse bolj začenjajo uporabljati.
Električna energija se proizvaja močnim agregatom ogromnih elektrarn, njegovi potrošniki pa služijo relativno majhnimi sprejemniki, ki so razpršeni po obsežnem ozemlju.
Obstaja težnja, da se koncentrira moč zaradi dejstva, da s povečanjem relativnih stroškov izgradnje elektrarn, in posledično, stroški nastale kilovatne ure zmanjšajo.
Enoten kompleks
Številni dejavniki vplivajo na odločitev o postavljanju velike elektrarne. To je oblika in znesek razpoložljivih virov, razpoložljivost prevoza, podnebne razmere, vključitev v en sam električni sistem itd., Najpogosteje je elektrarna zgrajena od velikih žarišč porabe energije. Učinkovitost prenosa na precejšnje razdalje vpliva na uspešno delovanje enotnega energetskega kompleksa ogromnega ozemlja.
Proizvodnja in prenos električne energije se morata pojaviti z najmanjša količina izguba glavni razlog Kar je ogrevanje žic, tj. Povečanje notranje energije dirigenta. Da bi ohranili moč, ki se prenaša na dolge razdalje, je treba povečati napetost in zmanjšati tok v žicah.
Kaj je lep.
Matematični izračuni kažejo, da so izgube v žicah na ogrevanju obratno sorazmerne s kvadratom napetosti. Zato se električna energija na dolge razdalje prenaša z uporabo visokonapetostnih vodnih vodov z lep-visokonapetostnimi močmi. Med žicami se napetost izračuna z več deset, včasih na stotine tisoč voltov.
Električne rastline, ki se nahajajo blizu drug drugega, so združene v en sam sistem, natančno uporabljajo lep. Proizvodnja električne energije v Rusiji in njen prenos izvaja centralizirano energetsko omrežje, ki vključuje veliko število elektrarn. Uničeno upravljanje sistema zagotavlja stalno predložitev potrošnikom električne energije.
Malo zgodovine
Kako je bilo enotno električno omrežje v naši državi oblikovano? Poskusimo pogledati v preteklost.
Do leta 1917 je bila proizvodnja električne energije v Rusiji izvedena z nezadostno hitrostjo. Država zaostaja za razvitimi sosedami, ki je negativno vplivala na gospodarstvo in obrambno zmogljivost.
Po oktobrski revoluciji je bil razvit projekt elektrifikacije Rusije Državna komisija Z elektrifikacijo Rusije (skrajšano s strani Goelro), ki ga je vodil G. M. Krzhizhanovsky. Z njo je sodelovalo več kot 200 znanstvenikov in inženirjev. Nadzor je bil opravljen osebno V. I. Lenin.
Leta 1920 je bil "elektrifikacijski načrt RSFSR" pripravljen za 10-15 let. Vključil je obnovo nekdanjega energetskega sistema in izgradnjo 30 novih elektrarn, opremljenih s sodobnimi turbinami in kotli. Glavna ideja načrta je uporaba ogromnih domačih hidroenergorezov. Predvidevana je bila elektrifikacija in korenska rekonstrukcija celotnega nacionalnega gospodarstva. Poudarek je bil na rasti in razvoju težke industrije države.
Znani načrt Goello.
Od leta 1947 je ZSSR postal prvi v Evropi in drugi proizvajalec električne energije na svetu na svetu. Zahvaljujoč načrtu Goello je bil oblikovan čim prej celotno domače gospodarstvo. Proizvodnja in poraba električne energije v državi je dosegla kvalitativno novo raven.
Izvajanje načrtovanega je postalo možno zaradi kombinacije več pomembnih dejavnikov naenkrat: visoka stopnja Znanstveno osebje države, ohranjeno iz pred-revolucionarnih časov materialnega potenciala Rusije, centralizacije politične in gospodarske moči, da bi verjeli v lastnino ruskega ljudstva in poosebljanje razglašenih idej.
Načrt je dokazal učinkovitost sovjetskega sistema centralizirane moči in vlade.
Rezultati načrta
Leta 1935 je bil sprejet program izpolnjen in presežen. Namesto načrtovanih 30 elektrarn je bilo zgrajenih 40, moč je bila uvedena skoraj trikrat več, kot je bilo predvideno v skladu z načrtom. 13 Električni centri z zmogljivostjo 100 tisoč kW. Skupna zmogljivost ruskih hidroelektrarn je znašala približno 700.000 kW.
V teh letih so bili postavljeni največji predmeti strateškega pomena, kot je svetovno znani Dneper HE. Po združenih kazalnikih je poenoteni sovjetski energetski sistem presegel podobne sisteme najbolj razvitih držav nove in stare svetlobe. Proizvodnja električne energije v Evropi v teh letih bistveno zaostaja za kazalniki ZSSR.
Razvoj vasi
Če se revolucija v vasih Rusije ne obstaja (male elektrarne, ki jih nameščajo veliki lastniki zemljišč, ne štejejo), nato pa z izvajanjem načrta Goelro z uporabo električne energije, kmetijstvo prejelo nov zagon za razvoj. Elektromotorji so se pojavili na mlinih, žagah, strojih za čiščenje zrn, ki so prispevali k posodobitvi industrije.
Poleg tega je električna energija trdno vključena v življenje državljanov in vasi, dobesedno izvleče "temno Rusijo" iz mraka.
Proizvodnja električne energije (generacija) - To je proces preoblikovanja različnih vrst energije v električne v industrijskih objektih, imenovanih električne postaje. Trenutno obstajajo naslednje vrste generacije:
Toplotno električno moč. V tem primeru se električna energija pretvori termalna energija Izgorevanje organskih goriv. Termalna energija vključuje termoelektrarne (TPP), ki so dve glavni vrsti:
Kondenzacija (Kes.Uporabljajo se tudi stare kratice Gres). Kondenzacija ni kombinirana proizvodnja električne energije;
Toplotni volilni (toplotni center,CHP.). Nadzor kombinirane generacije električne in toplotne energije se imenuje kombinirana proizvodnja električne in toplotne energije;
KES in SPTE imajo podobne tehnološke procese. V obeh primerih jekotlovKjer je gorivo požgano, se pari pod tlakom segrejejo zaradi sproščene toplote. Nato se vgrajena para postrežeparna turbinakjer se njegova toplotna energija pretvori v energijo vrtenja. Turbinska gred vrti rotorelektrični generator - Tako se rotacijska energija pretvori v električno energijo, ki je na voljo v omrežje. Temeljna razlika CHP iz COP je ta del pare, ogrevanega v kotlu, gre na potrebe oskrbe s toploto;
Nuklearna energija. Tej vključujejo jedrske elektrarne (Jedrska elektrarna). V praksi je jedrska energija pogosto šteje za norec toplotne elektroenergetske industrije, saj je na splošno načelo proizvodnje električne energije v NPP enako kot na TPP. V tem primeru se toplotna energija med sežiganjem goriva ne sprosti, temveč pri delitvi atomske jederjedrski reaktor. Nadalje, shema proizvodnje električne energije ni bistveno drugačna od TPP: Para se ogreva v reaktorju vstopi v parno turbino itd. Zaradi nekaterih konstruktivnih značilnosti NEK, je nedonosno uporabljati v kombiniranem vadbi, čeprav so bili posamezni poskusi v tej smeri;
Hidropower.. Vključuje hidroelektrarne (HE). V hitrejšo energijo v električni energiji se pretvori kinetična energija pretoka vode. Če želite to narediti, s pomočjo jezov na rekah umetno ustvarja kapljico vodnih površin (T. N. Zgornje in spodnje beyfig). Voda pod delovanjem gravitacije se preliva iz zgornjega govedine na nižje na posebne tokove, v katerih se nahajajo vodne turbine, katerih rezila se vrtijo z pretokom vode. Turbina se vrti rotor električnega generatorja. Posebna vrsta hidro-akumulacijskih postaj (GESP) so posebna vrsta hidroakumulacijskih postaj. Ne morejo se šteti za ustvarjanje zmogljivosti v svoji čisti obliki, saj porabijo skoraj enako količino električne energije, kot jih proizvajajo, vendar se takšne postaje zelo učinkovito spopadajo z razkladanjem omrežja v vrhunski uri;
alternativna energija. Vključuje metode za proizvodnjo električne energije, ki imajo številne prednosti v primerjavi z "tradicionalnimi", vendar iz različnih razlogov, ki niso prejele zadostnega razmnosa. Glavne vrste alternativne energije so:
Vetrna energija - uporaba vetrne kinetične energije za proizvodnjo električne energije;
Helioenergy. - pridobivanje električne energije iz energije sončnih žarkov;
Pogoste pomanjkljivosti vetra in helioenergy so relativni generatorji z nizkimi močmi z visokimi stroški. Tudi v obeh primerih, je akumulacijska zmogljivost potrebna za noč (za helioenergy) in brez vetrnih (za vetrno moč);
Geotermalna energija - uporaba naravne toploteZemlja Ustvariti električno energijo. V bistvu so geotermalne postaje običajne TPP, na katerih je vir toplote za ogrevanje pare ni kotla ali jedrski reaktor, temveč podzemni viri naravne toplote. Pomanjkljivost takih postaj je geografska meja njihove uporabe: geotermalne postaje stanejo venterateralno za izgradnjo samo v regijah tektonske dejavnosti, to je, kjer so naravni viri toplote najbolj dostopni;
Vodikov energija - Uporabavodik sodiščeenergija goriva Ima odlične perspektive: vodik je zelo visokKPD. Zgorevanje, njegov vir je praktično neomejen, sežiganje vodika je popolnoma okolju prijazno (produkt izgorevanja v atmosferi kisika je destilirana voda). Vendar pa, da v celoti izpolnjujejo potrebe humane vodikove energije, ki trenutno ni v položaju zaradi visokih stroškov proizvodnje čistega vodika in tehničnih problemov njenega prevoza v velikih količinah;
Prav tako je vredno omeniti alternativne vrste hidroelektrarne: tIDAL. inwave. Energija. V teh primerih je naravna kinetična energija morske energijeplima in vetroviwave. oziroma. Širjenje teh vrst električne energije je ovira, da je treba uskladiti preveč dejavnikov pri oblikovanju elektrarne: nujno ni le morska obala, ampak taka obala, na kateri je plima (in razburjenje morja, oziroma), bi bilo precej močno in stalno. Na primer, obalaČrno morje Ni primerna za izgradnjo plimskih elektrarn, saj so kapljice nivoja vodnega morja v plimovanje in plima minimalne.
Uvod
Ta izdaja je podana general. O procesih proizvodnje, prenosa in porabe električne in toplotne energije, medsebojne komunikacije in objektivni vzorci teh procesov, o različnih vrstah elektrarn, njihove značilnosti, pogojev skupnega dela in integrirane uporabe. V ločenem poglavju se upoštevajo vprašanja varčevanja z energijo.
Električna in toplotna proizvodnja
Splošne določbe
Energija je kombinacija naravnih, naravnih in umetnih, ki jih ustvari osebni sistemi, namenjeni za pridobitev, transformacijo, distribucijo in uporabo energetskih virov vseh vrst. Energetski viri so vsi materialni predmeti, v katerih je energija koncentrirana za možno uporabo njene osebe.
Med različnimi vrstami energije, ki jih uporabljajo ljudje, se električna energija odlikuje številne pomembne prednosti. To je relativna preprostost njegove proizvodnje, možnost prenosa na zelo dolge razdalje, preprostost transformacije v mehansko, toplotno, svetlobo in drugo energijo, zaradi česar je električna energija industrija v najpomembnejši industriji človeškega življenja.
Procesi, ki se pojavljajo v proizvodnji, distribuciji, porabi električne energije, so neločljivo povezani. Prav tako medsebojno povezane in kombinirane instalacije, prenos, distribucija in transformacija električne energije. Takšna združenja se imenujejo elektroenergetski sistemi (sl. 1.1) in so sestavni del energetskega sistema. V skladu z energetskim sistemom, ki jih imenujejo sklop električnih postaj, kotlov, električnih in termalnih omrežij, ki so med seboj povezani in povezani z ravnijo režima v stalnem procesu proizvodnje, transformacije in distribucije električne energije in toplote z generalnim upravljanjem teh načinov .
Sestavni del elektroenergetskega sistema je sistem oskrbe z električno energijo, ki je kombinacija električnih instalacij, namenjenih zagotavljanju potrošnikom z električno energijo.
Podobno opredelitev lahko daje sistem za oskrbo toplote.
Toplotne električne postaje
Pridobivanje energije iz goriva in energetskih virov (TER) s sežiganjem jih je trenutno najenostavnejši in najbolj dostopni način za proizvodnjo energije. Zato je do 75% vse električne energije v državi proizvedena na termoelektrarnah (TPP). Možno je, da je skupna generacija toplotne in električne energije, na primer, na termoelektrarnah (SPTE) in njihovi ločeni proizvodnji (Sl. 1.2).
Strukturna shema TPP je prikazana na sl. 1.3. Delo se pojavi na naslednji način. Sistem za oskrbo z gorivom 1 zagotavlja pretok trdnih, tekočega ali plinastega gorilnika na gorilnik 2 pare kotla 3. Pripravljen je v skladu s tem, da je pripravljen ustrezno, na primer, premog je zdrobljen na prašno stanje v Crusher 4, posušeno in nasičeno z zrakom, ki je ventilator za pihanje 5 iz zračnega tolatorja 6 skozi grelec 7, se napaja tudi v gorilnik. Toplota, sproščena v kurilniku kotla, se uporablja za ogrevanje vode v izmenjevalcih toplote 8 in tvorbo pare. Voda se dobavi črpalki 9, ko je poslan poseben sistem za čiščenje vode. 10. par bobna 11 pri visokem tlaku in temperaturi vstopa v parno turbino 12, kjer se parna energija pretvori v mehansko energijo vrtenja turbinske gredi in električni generator 13. Sinhroni generator proizvaja spremenljiv trifazni tok.. Parna, obdelana v turbini, je kondenzirana v kondenzatorju 14. Za pospešitev tega procesa se uporabljajo hladna voda naravnega ali umetnega vodnega telesa, ki se uporabljajo ali posebni hladilniki - hladilni stolpi. Črpalke za kondenzato se ponovno napajajo v parni generator (kotla). Tak cikel se imenuje kondenzacija. Elektrarne z uporabo tega cikla (CAC) proizvajajo samo električno energijo. Pri SPTE je del pare iz turbine zaprt pri določenem tlaku na kondenzator in se uporablja za potrebe potrošnikov toplote.
Sl. 1.1.
G - Električni generatorji; T - Transformatorji; P - Električne obremenitve;
W - Power Lines (LEP); AT - AUTOTRANSFORMERS.
Sl.1.2.
- kombinirana proizvodnja; B - Ločena proizvodnja
Slika.1.3.
Gorivo in njegovo pripravo. TPP uporablja trdno, tekoče ali plinasto organsko gorivo. Njegova splošna klasifikacija je prikazana v tabeli 1.1.
Tabela 1.1. Splošna klasifikacija goriva
Gorivo v obliki, v kateri je zažgano, se imenuje "delovno gorivo". Sestava delovnega goriva (trdna in tekočina) vključuje: ogljik C, vodik H, kisik O, dušik N, pepel A in vlage W. izražajo gorivo Komponente v odstotkih se pričakujejo v en kilogram mase, se pridobiva enačba sestave delovne mase goriva.
Žveplo se imenuje BAT in je del skupne količine žvepla v gorivu, preostali negorljiv del žvepla je del mineralnih nečistoč.
Naravna plinasto gorivo vsebuje: metan, etan, propan, butan, ogljikovodiki, dušik, ogljikov dioksid. Zadnji dve komponenti sta balast. Umetno plinsko gorivo ima v sestavi metana, ogljikovega monoksida, vodika, ogljikovega dioksida, vodne pare, dušika, smole.
Glavna toplotna inženirska značilnost goriva je toplota izgorevanja, ki kaže, koliko toplote v kilodzhoules se sproščajo, ko se perejo en kilogram trdne, tekočine ali enega kubičnega metra plinastega goriva. Odlikuje se najvišja in nizka toplota zgorevanja.
Najvišja toplotna izgorevanje goriva se imenuje količina toplote, ki jo gori gorivo v svojem polnem izgorevanju, s toploto toplote, ki so bile ločene med kondenzacijo vodne pare, ki nastanejo med sežiganjem.
Najnižja toplota zgorevanja se razlikuje od najvišjega dejstva, da ne upošteva topline, porabljene za nastanek vodne pare, ki so v produktih izgorevanja. Pri izračunani uporabi nižje toplote zgorevanja, ker Toplota vodne pare je neuporabno izgubljena z izdelki izgorevanja, ki zapuščajo v dimni cevi.
Odnos najvišje in spodnje toplote izgorevanja za obratovalni stroj za gorivo določa enačba
Za primerjavo različnih vrst goriva v smislu toplote zgorevanja je uveden koncept "pogojnega goriva" (u. T.). Pogojno se šteje za gorivo, spodnja toplota zgorevanja, katerih na delovnem mase je 293 kJ / kg za trdno in tekoče gorivo ali 29.300 kJ / m3 za plinasto gorivo. V skladu s tem ima vsako gorivo lastno toplotno ekvivalent tega \u003d QN / 29300.
Prevajanje porabe delovnega naravnega goriva v pogojno je narejeno z enačbo
VUSL \u003d FL? W.
Kratek opis ločene vrste Gorivo je prikazano v tabeli 1.2.
Tabela 1.2. Značilnost goriva
Opozoriti je treba tudi na nizko toploto izgorevanja v KJ / kg kurilnega olja - 38000 ... 39000, zemeljski plin - 34.000 ... 36000, mimo plina - 50000 ... 60000. Poleg tega to gorivo praktično ne vsebuje vlage in mineralnih nečistoč.
Pred hranjenjem goriva v peči proizvajajo njeno pripravo. Posebej zapleten sistem za pripravo trdnega goriva, ki dosledno uporablja čiščenje iz mehanskih nečistoč in tujih predmetov, drobljenja, sušenja, priprave prahu, mešanje z zrakom.
Sistem za pripravo tekočega in zlasti plinastih goriv je veliko lažji. Poleg tega goriva je okolju prijazno, praktično nima pepela.
Preprostost prevoza, enostavnost avtomatizacije procesov zgorevanja, visoko toplotno izgorevanje povzroča možnosti za uporabo v energetskem sektorju zemeljskega plina. Vendar pa so rezerve te surovine omejene.
Čiščenje vode. Voda, ki je termalni nosilec na TPP, nenehno kroži vzdolž zaprtega konture. Hkrati je čiščenje vode, ki je dobavljeno kotla, je še posebej pomembno. Kondenzat iz parne turbine (Sl.1.3) vstopi v sistem 10 čiščenja iz kemičnih nečistoč (chimmerizacija - HVO) in prosti plini (odzračevanje). V tehnološkem ciklu je kondenzat z vodnim pokrovčkom neizogibna izguba. Zato je iz zunanjega vira 15 (ribnik, reka) skozi vnos vode 16 izdelan iz vodnega trakta. Voda, ki vstopa v kotel, se predgreje v ekonomizatorju (toplotni izmenjevalniku) 17 z obstoječimi produkti izgorevanja.
Parni kotel. Kotel je parni generator na TPP. Glavni modeli so predstavljeni na sliki ..4.
Kotel boben ima jekleni boben 1, na vrhu pare. Hranilna voda se segreva v gospodarstvu 2, ki se nahaja v območju odhodnih plinov, in vstopi v boben. Zbiralec 4 zapre cikel parnega voda kotla. V komori peči 5 gorivo gorivo pri temperaturi 1500 ... 20000 zagotavlja vrelo vodo. Glede na jeklene dvižne cevi 6, ki imajo premer 30 ... 90 mm in pokriva površino toplotne komore, voda in pare v boben. Pari iz bobna skozi cevasto superheater 7 se postrežejo v turbini. Parnilnik lahko izvedemo v dveh - tri-stopinjski in zasnovan za dodatno ogrevanje in sušenje pare. Sistem je znižal cevi 8, s katerim voda iz dna bobna pade v zbiralnik.
Kotel tipa bobna zagotavlja naravno kroženje z mešanico vode in paro zaradi njihove različne gostote.
Tak sistem vam omogoča, da dobite prefične parametre pare (kritično stanje se imenuje točka države, v kateri je razlika v lastnostih tekočine in pare izgine: tlak je do 22,5 MPa, in skoraj nič več od 20 MPa; Temperatura do 374 ° C (brez superheaterja). Z večjim pritiskom je motena naravna cirkulacija vode in pare. Prisilni promet še ni našla uporabe v močnih bobnih kotlih zaradi njegove kompleksnosti. Zato se kotli te vrste uporabljajo v energetskih enotah z zmogljivostjo do 500 MW s paro izhodom do 1600 ton na uro.
V kotlu tipa neposrednega toka, posebne črpalke izvajajo prisilno kroženje vode in pare. Hranilna voda s črpalko 9 preko ekonomizatorja 2 je dobavljena cevi za izparilnik 10, kjer se spremeni v paro. S pomočjo pare Steam, 7 parov vstopi v turbino. Pomanjkanje bobna in prisilnega kroženja vode in pare nam omogočajo, da dobimo superkritične parametre pare: tlak do 30 MPa in temperature do 590 ° C. To ustreza močnim enotam z zmogljivostjo do 1200 MW in pare-zmogljivosti do 4000 t / h.
Kotli, namenjeni samo za oskrbo s toploto in vgrajenimi v lokalnih ali okrožnih kotlovnicah, se izvajajo na enakih zgoraj navedenih načelih. Vendar pa se parametri hladilne tekočine, ki jih določajo zahteve potrošnikov toplote, bistveno razlikujejo od predhodno razpravljenih (nekatere specifikacije Takšni kotli so prikazani v tabeli 1.3).
Tabela 1.3. Tehnični podatki kotlov ogrevalnih sistemov
Na primer, kotli, pritrjeni na zgradbe, omogočajo uporabo kotlov s parnim tlakom na 0,17 MPa in temperaturo vode do 1150 ° C in največja moč Vgrajeni kotlovnice ne smejo presegati 3,5 MW pri delu na tekočem in plinastem gorivu ali I, 7 MW pri delu na trdem gorivi. Kotli ogrevalnih sistemov se razlikujejo od vrste nosilca toplote (voda, pare), v smislu učinkovitosti in toplotne energije, v skladu z zasnovo (litega železa in jekla, rudarstvo in šotor, itd).
Učinkovitost sistema za proizvodnjo pare ali priprave vroča voda V veliki meri določen s koeficientom koristnih ukrepov (učinkovitost) kotla.
V splošnem primeru je učinkovitost pare kotla in porabe goriva določena z izrazom:
Kg / s, (1.1)
kjer je HK učinkovitost pare kotla,%; Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 - Izguba toplote, z izpušnimi plini, kemičnim neprimerljivim, mehanskim nezajem, na zunanjem hlajenju z žlindrom,%; B - Polna poraba goriva, KG / s; QC - toplota, ki jo dojemal delovni medij v parnem kotlu, kJ / m; - Nahaja se toplota, ki vstopa v gorivo, ki vstopa v peč, kJ / kg.
Sl.1.4.
a - tip bobna; B - Tip neposrednega pretoka
1-boben; 2 - Gospodarstvo; 3 - obseg odhodnih plinov; 4 - Zbiralec; 5 - Toplotna komora; 6 - Dvižne cevi; 7 - Superheater; 8 - Potonske cevi; 9 - črpalka; 10 - Cevi izparilnika
Če se toplota odhodnih plinov ne uporablja, potem
in z odprtim sistemom sušenja goriva z izčrpanimi plini
kjer nuh, notb, - entalpy, oziroma, odhajajoči plini, plinov na kraju izbire na sušenju in hladnem zraku, KJ / kg; R je delež plinov za sušenje; yx - presežek zraka v odhodnih plinih.
Enttalpy plina pri temperaturi T je numerično enak količini toplote, ki je priključena na plin v postopku segrevanja od nič od stopenj Kelvin na temperaturo T pri stalnem tlaku.
Z odprtim sistemom sušenja se vsi podatki o gorivu nanašajo na suho gorivo.
V tem primeru poraba surovega goriva pri spreminjanju vlažnosti iz WD na WSUS
kjer je VSH poraba programske opreme za suho gorivo (1.1), kg / s; WSUSH, WP je vlažnost posušenega in nepomembnega goriva,%.
Ko vlažne spremembe, najnižja toplota izgorevanja od:
KJ / kg (1.4)
Najnižja toplota izgorevanja ustreza količini toplote, ki jo gori gorivo v svojem polnem izgorevanju, ne da bi upoštevali toploto, porabljeno za tvorbo vodne pare, ki so v produktih izgorevanja.
Popolna toplota za enkratno uporabo goriva
KJ / kg, (1.5)
kje je najnižja toplotna izgorevanje goriva, KJ / kg; - dodatno toploto, ki je prispevala k kotla, ki se ogreva zunaj z zrakom, parnim eksplozijo itd., KJ / kg.
Za okvirne izračune.
Toplote, ki jo dojemal delovni medij v parnem kotlu
KJ / C, (1.6)
kjer je DP operacijska zmogljivost kotlov, kg / s; HE, HPV - Enthalpy pregrete pare in dobavne vode, KJ / kg; QPK je dodatno zaznana toplota v prisotnosti superheaterja v kotla, pihanja vode itd., KJ / s.
Za približne izračune? QPK \u003d 0,2 ... 0,3 DP (HE - HPV).
kjer? Unigovanje pepela z izgorevalnimi izdelki; NSHL - Entlapy žlindra, KJ / kg; Vsebnost delovnega pepela v gorivu,%.
Vrednote Q3, Q4, Q5, WP, Ar so podani v posebni literaturi, kot tudi v vaje.
S trdnim posvojitvijo žlindre lahko vzamete? Wow \u003d 1.2 ... 1.25; ? Un \u003d 0,95; NSL \u003d 560 kJ / kg.
Poleg tega, pri temperaturi zraka pred kotel, 300C \u003d 223 kJ / kg, in pri temperaturi odhodnih plinov, 1200s Nucer \u003d 1256 kJ / kg.
Primer izračuna. Določite učinkovitost in porabo goriva za parni kotla pod naslednjimi pogoji: DP \u003d 186 kg / s; Gorivo - suho Berezovsky premog z Wsush \u003d 13%; odprt sistem sušenja, R \u003d 0,34; Plin, izbran na sušenju, ni B \u003d 4000kj / kg; Entalpy of pregreta parna in hranljiva voda, HE \u003d 3449 kJ / kg, HPV \u003d 1086,5 kJ / kg.
Sklep. Prej (1.4) se določi nižja toplotna izgorevanje suhega goriva.
Tukaj, WR \u003d 33% in \u003d 16200 kJ / kg, ki ga je sprejela programska oprema.
Jemanje (1.5)
našli smo programsko opremo (1.2)
Po mnenju: Q3 \u003d 1%, Q4 \u003d 0,2%, Q5 \u003d 0,26% in upošteva (1.7)
Za izračun porabe goriva programske opreme (1.6) najdemo
Poraba goriva za (1.1)
Poraba surovega goriva na WP \u003d 33% programske opreme (1.3) je
Parna turbina. To je termični motor, v katerem se parna energija spremeni v mehansko energijo vrtenja rotorja (gred) in delovnih rezin, pritrjenih nanj. Poenostavljena shema naprave pare turbine je prikazana na sliki.1.5. Na gredi 1 turbine, kolesa 2 pritrjena z delovnimi rezilami 3. Na teh lopatah iz šobe 4, pare iz kotla, ki pripada parnemu plinovodu 5. Strelec pare vodi do rotacije turbine in Rotacija gredi se prenaša skozi sklopko 6 gredi 7 sinhronega generatorja. Izrabljena para skozi komoro 8 se pošlje kondenzatorju.
Parne turbine pri oblikovanju so razdeljene na aktivno in reaktivno. V aktivni turbini (Sl.1.5B) je prostornina V2 V2 na vhodu v delovne lopatice enaka prostornine par v3, ko zapušča rezila. Širitev prostornine pare iz V1 do V2 se pojavi samo v šobah. Obstaja tudi spremeni tlak P1 do P2 in hitrost pare iz C1 do C2. V tem primeru se tlak pare na vstopu P2 in vtičnico P3 iz rezil ostane nespremenjen, hitrost pare pade s C2 do C3 zaradi prenosa kinetičnih energij par turbinskih rezil:
Gp? (C2-C3) 2/2 GT? ST2 / 2,
kjer gp, gt - masa pare in rotor turbine; C2, C3, ST - hitrost pare na vhodu in vtičnici iz nožev in hitrost premikanja rotorja.
Oblikovanje rezil reaktivne turbine je tak (Sl.1.5G), da para razširi ne samo v šobe iz V1 do V2, ampak tudi med rezila rotorja iz V2 do V3. Spreminja tlak pare iz P2 do P3 in hitrost pare iz C2 do C3. Od v2.
kjer je F območje rezila, m2; (P2 - P3) - Razlika tlaka na vhodu in izhod iz nožev, PA; DS - Premikanje rezila, m.
Ob istem času, delo, ki se uporablja za vrtenje rotorja turbine. Tako se v reaktivnih turbinah poleg centrifugalnih sil, ki izhajajo iz spremembe hitrosti gibanja pare, reaktivne sile, ki jih povzroča širitev pare, nanašajo na nože.
Sodobne turbine se izvajajo tako aktivne kot reaktivne. V močnih enotah parametri para na vhodu, ki se približujejo vrednostim 30 MPa in 6000C. V tem primeru se iztek pare iz šobe pojavi pri hitrosti, ki presega hitrost zvoka. To vodi do potrebe po visoki hitrosti vrtenja. Obstajajo velike centrifugalne sile, ki delujejo na rotirajočih delih turbine.
Praktično hitrost rotacije rotorja zaradi strukturnih značilnosti, tako sama turbina kot sinhron generator, je 3000 1 / min. V tem primeru je linearna hitrost na krogu turbinskega kolesa s premerom enega metra 157 m / s. Pod temi pogoji se delci odmaknejo od površine kolesa s silo 2500-krat višje od njihove teže. Inercialne obremenitve zmanjšajo uporabo korakov hitrosti in tlaka. Vsaka faza ni dana vse energije pare, ampak le del tega. To zagotavlja optimalno vročino na korakih, ki je 40 ... 80 kJ / kg pri krožni hitrosti 140 ... 210 m / s. Celoten gonilnik toplote, operacije v sodobnih turbinah, je 1400 ... 1600 kJ / kg.
Po konstruktivnih vidikih, 5 ... 12 korakov so združene v enem primeru, ki se imenuje valj. Sodobna močna turbina ima lahko visokotlačni cilinder (CVD) s parnim pritiskom na vstopu 15 ... 30 MPa, jeklenka povprečnega tlaka (CSD) s tlakom 8 ... 10 MPa in valj nizek pritisk (CND) s tlakom 3 ... 4 MPa. Turbine z zmogljivostjo do 50 MW se običajno izvajajo v enem valju.
Para, porabljena v turbini, vstopi v kondenzator za hlajenje in kondenzacijo. Hladilna voda s temperaturo 10 ... 15 ° C, ki prispeva k intenzivni parni kondenzaciji na cevasto toplotni izmenjevalnik kondenzatorja. Za isti namen se tlak v kondenzatorju ohrani v 3 ... 4 kPa. Ohlajen kondenzat je spet postrežen v kotlu (Sl.1.5), in hladilno vodo, ogrevano na 20 ... 25 ° C, se odstrani iz kondenzatorja. Če je voda za hlajenje zaprta iz rezervoarja in nato nepreklicno ponastavi, se sistem imenuje odprt neposreden pretok. V zaprtih hladilnih sistemih je voda, ogrevana v kondenzatorju, dobavljena s črpalnimi črpalkami - stožčastimi stolpi. Z vrha hladilnega stolpa z višine 40 ... 80 m voda teče navzdol, hlajenje do zahtevane temperature. Potem se voda ponovno vnese kondenzator.
Oba hladilnih sistemov imata prednosti in slabosti ter našli uporabo na elektrarnah.
Sl.1.5. Naprava Parne turbine:
a - rotor turbine; B - Diagram tristopenjske aktivne turbine; B - delo pare na aktivni ravni turbine; G je delo pare v realilni ravni turbine.
1 - turbinska gred; 2 - diski; 3 - Delovne rezila; 4 - šobe; 5 - parna cev; 6 - spenjanje; 7 - gred sinhronega generatorja; 8 - par kamere.
Turbine, v katerih se vsi pari, ki so v njih, po opravljanju dela, vnesejo kondenzator, se imenujejo kondenzacija in se uporabljajo za pridobivanje mehanske energije le s kasnejšo transformacijo v električne. Takšen cikel se imenuje kondenzacija, ki se uporablja na GROS in COP. Primer kondenzacijske turbine - K300-240 z zmogljivostjo 300 MW z začetnimi parametri pare 23,5 MPa in 600 ° C.
V termalnih turbinah, del par je izbran za kondenzator in se uporablja za zdravljenje vode, ki se nato pošlje v sistem oskrbe toplote stanovanjskih, administrativnih, proizvodne stavbe. Cikel se imenuje toplota in se uporablja na SPTE in GRES. Na primer, TUBINA T100-130 / 565 z zmogljivostjo 100 MW na začetne parametre para 13 MPa in 5650C ima več nastavljivih parnih izbir.
Industrijske in termalne turbine imajo kondenzator in več izbirnih parov za toplotne in industrijske potrebe. Uporabljajo se na SPTE in Gres. Na primer, 50 MW turbina z zmogljivostjo 50 MW na začetne parametre par 13 MPa in 5650C zagotavlja industrijski izbor pare pri tlaku 0,7 MPa.
Turbine z delom zapiranja brez kondenzatorja in celotne porabljene pare prihajajo s toplotnimi in industrijskimi potrošniki. Cikel se imenuje ognjevarne, turbine pa se uporabljajo na SPTE in GRES. Na primer, R50-130 / 5 turbina z zmogljivostjo 50 MW do začetnega tlaka pare 13 MPa in končni tlak (zadnji tlak) 0,5 MPa z več parnimi izbirami.
Uporaba toplotnega cikla omogoča doseganje učinkovitosti učinkovitosti na 70%, ob upoštevanju toplotnega dopusta za potrošnike. V kondenzacijskem ciklu je učinkovitost 25 ... 40%, odvisno od začetnih parametrov pare in moči agregatov. Zato je COP nameščen na območjih proizvodnje goriva, ki zmanjšuje stroške prevoza, CHP pa se približuje potrošnikom toplote.
Sinhroni generatorji. Oblikovanje in značilnosti tega stroja, ki pretvarjata mehansko energijo v električne, se podrobno obravnavajo v posebnih disciplinah. Zato se omejujemo na splošne informacije.
Glavni elementi zasnove sinhronega generatorja (Sl.1.6): Rotor 1, Navijališče rotorja 2, Stator 3, Stator navitje 4, Body 5, K vzdolžni agent 6 - DC Vir.
Rdeči rotorji za visoke hitrosti - turbogeneratorji (N \u003d 3000 1 / min) se izvedejo iz lista električnega jekla v obliki valja, ki se nahaja na gredi 7. Stroji za upočasnitev - hidrogeneratorji (N? 1500 1 / min) imajo govorni rotor (prikazano s pikčasto črto). V utorih na površini rotorja se nahaja bakreno izolirano navitje, priključeno z drsnimi stiki 8 (ščetke) na patogenu. Stator je popoln valj električnega jekla, na notranji površini, katerih trifazni naviskanja se nahajajo v utorih - A, B, C. Navijanja je izvedena baker izolirana žica, enaka drug drugemu in imajo aksialno simetrijo, zasedajo sektorje 120 °. Začetek faznih navitja A, B s pomočjo izolatorjev so izpeljani navzven, konci navitij X, Y, Z so povezani s skupno točko N - nevtralno.
Delovanje generatorja je naslednje. Excitation Tok Ib v navitje rotorja ustvarja magnetni tok F, ki prečka statorsko navijanje. Generatorska gred poganja turbina. To zagotavlja enotno rotacijo magnetnega polja rotorja z kotno frekvenco? \u003d 2? F, kjer je f frekvenca izmeničnega toka, 1 / s-Hz. Za pridobitev frekvence izmeničnega toka 50 Hz s številom parov magnetnih palic P, je potrebna frekvenca vrtenja rotorja N \u003d 60? F / P.
Na p \u003d 1, ki ustreza inventivnim rotorjem, n \u003d 3000 1 / min. Vrtljivo magnetno polje, ki prečka navijanje statorja, vodi do njih elektromotivna moč (EMF). V skladu z zakonodajo elektromagnetne indukcijske instant vrednosti EDC
kjer je w število zavojev.
EMF v navitjih statorja je predmet sinhrono s spremembo magnetnega polja, ko rotor se vrti.
Sl.1.6.
a - oblikovanje generatorja; B - shema navijanja;
v EMF na izhodih navitih generatorjev
1 - Rotor; 2 - navitje rotorja; 3 - Stator; 4 - navijanje statorja; 5 - primer; 6 - vzročno sredstvo; 7 - gred rotorja (os); 8 - Kontaktne obroče
Z enakomerno vrtenje rotorja in aksialne simetrije statorskih navitjev so trenutne vrednosti faze EDC enake:
kje jesti - vrednost ammplitata EMF.
Če je električna obremenitev z v zunanjem vezju priključena na izhode navitih stolpcev generatorja
kje je napetost na izhodih navitja, ko se v njih izteka tok I in odpornost navijanja statorja ZVN.
V praksi je bolj priročno za uporabo, ki ni takojšnja, vendar veljavne vrednosti električne količine. Potrebni odnosi so znani iz fizike fizike in teoretične temelje elektrotehnike.
Delovanje generatorja je v veliki meri odvisno od načina vzbujanja in hlajenja. Različni sistemi vzbujanja (neodvisni in samostojni, električni in tiristor itd.) Omogočajo, da spremenite vrednost IB in posledično magnetni tok F in EMF v statorskih navitjih. To omogoča nastavitev napetosti pri izhodih generatorja pri določenih mejah (običajno ± 5%).
Vrednost aktivne moči, ki je dana turbogeneratorju v električno omrežje, je določena z močjo na turbinski gred in jo regulira para v turbini.
V procesu delovanja generatorja se ogreva, predvsem zaradi sproščanja toplote v navitjih, poenostavljenem toku. Zato je učinkovitost hladilnega sistema bistvena.
Majhen generatorji električne energije (1 ... 30 MW) imajo zračno hlajenje notranjih površin vzdolž pretoka (odprtega) ali regenerativnega (zaprtega) vezja. Na srednje močnih generatorjih (25 ... 100 MW) se uporablja površinsko hlajenje vodika na zaprti shemi, kar je bolj učinkovito, vendar zahteva uporabo posebnih varnostnih ukrepov. Zmogljivi generatorji (več kot 100 MW) imajo prisilni vodik, vodo ali olje, v katerem se hladilnik črpa pod tlakom v statorju, rotorju, navitja s posebnimi votlinami (kanali).
Glavne tehnične značilnosti generatorjev: nazivna napetost na izhodu statorskega navijanja generatorja, URA: 6.3-10,5-21 kV (najboljše vrednosti ustrezajo močnejšim generatorjem); Nominalna aktivna moč, RNO, MW; Nazivni faktor moči; Nominalna učinkovitost, ki znaša 90 ... 99%.
Ti parametri so med seboj povezani:
Lastne elektrarne. Nobena električna in toplotna energija, proizvedena na TPP, se ne dajejo potrošnikom. Del ostane na postaji in se uporablja za zagotovitev njenega dela. Glavni potrošniki te energije so: sistem prevoza in priprave goriva; Vodne črpalke, zrak; Sistem čiščenja vode, zrak, odhajajoči plini itd.; Ogrevanje, razsvetljava, prezračevanje gospodinjskih in industrijskih prostorov ter številni drugi potrošniki.
Mnogi elementi lastnih potreb spadajo v prvo kategorijo z zanesljivostjo oskrbe z električno energijo. Zato so povezani, vsaj na dva neodvisnega vira energije, na primer na vire na svoji postaji in v sistem električne energije.
Stikalo. Električna energija, ki jo proizvajajo generatorji, se zbirajo na distribucijski napravi (RU), nato pa se razdeli med potrošnike. Če želite to narediti, najti navitja generatorjev generatorjev s posebnimi stikalnimi napravami (stikala, odklopniki, itd) s togimi ali prilagodljivimi vodniki (pnevmatike) so pritrjeni na kolektivne posode. Vsaka povezava z RU se izvede s posebno celico, ki vsebuje potreben komplet opreme. Ker se prenos, distribucija in proizvodnja električne energije, in njena poraba pojavi z različnimi napetostmi, je na postaji več RU. Na nazivni napetosti generatorjev, na primer, 10,5 kV, se izvaja napetost generatorja. Običajno se nahaja v stavbi postaje, oblikovanje pa je zaprto (CRA). Na to RU, ki je povezan s potrošniki. Če želite predati električno energijo preko električne energije (LEP) na dolge razdalje in povezave z drugimi postajami in sistemom, je treba uporabiti napetost 35 ... 330 kV. Takšna povezava se izvaja s pomočjo posamezne RU, običajno odprtega izvajanja (Ok), kjer ste nameščeni. Povezati stranke lastnih potreb - RuSn. Z pnevmatikami se ruska električna energija neposredno in z zniževanjem transformatorjev posreduje potrošnikom v elektrarni.
Podobna načela se uporabljajo pri distribuciji toplotne energije, ki jo proizvaja SPTE. Posebni kolektorji, parni cevovodi, črpalke zagotavljajo oskrbo s toploto industrijskim in komunalnim potrošnikom, pa tudi v sistemu lastnih potreb.
Težko je preceniti vrednost električne energije. Namesto tega ga podzavestno podcenjujemo. Konec koncev, skoraj celotno okolje ZDA dela iz električnega omrežja. O osnovni razsvetljavi in \u200b\u200bne govorite. Toda proizvodnja električne energije praktično ne zanima. Kje prihaja in kako ohranjena (in na splošno, je mogoče ohraniti) elektriko? Koliko stane proizvodnja električne energije? In kako varna je za ekologijo?
Gospodarski pomen
Iz šolske klopi vemo, da je električna energija ena od glavnih dejavnikov za pridobitev visoke produktivnosti. Električna energija - palica vseh človeških dejavnosti. Brez tega ne bi bilo nobene enote industrije.
Razvoj te industrije pričakuje visoko konkurenčnost države, označuje stopnjo rasti proizvodnje blaga in storitev, in je skoraj vedno zagotovljena s problematičnim sektorjem gospodarstva. Stroški proizvodnje električne energije so pogosto obravnavani iz pomembnih začetnih naložb, ki se bodo odplačale že več let. Kljub vsem svojim virom Rusija ni izjema. Konec koncev, velik delež gospodarstva je natanko energetsko intenzivne industrije.
Statistika nam pove, da proizvodnja električne energije v Rusiji še ni dosegla ravni Sovjetskega leta 1990. V primerjavi s Kitajsko in Združenimi državami Ruske federacije proizvajajo - v 5 in 4-krat manjšo električno energijo. Zakaj se to dogaja? Strokovnjaki trdijo, da je to očitno: najvišje neproizvodne stroške.
Ki porabi elektriko
Seveda je odgovor očiten: vsaka oseba. Zdaj pa nas zanima industrijske lestvice, zato ti sektorji, ki so predvsem potrebne električne energije. Glavni delež pade na industrijo - približno 36%; Kompleks goriva in energije (18%) in stanovanjski sektor (nekaj več kot 15%). Preostalih 31% proizvedene električne energije spada na neproduktivne industrije, železniški promet in izgube v omrežjih.
Upoštevati je treba, da je, odvisno od regije, struktura potrošnje bistveno razlikuje. Torej, v Sibiriji je resnično več kot 60% električne energije, ki jih industrija in gorivo in energetski kompleks. Toda v evropskem delu države, kjer se nahaja večje število naselij, je najmočnejši potrošnik stanovanjski sektor.
Elektrarne - osnova industrije
Proizvodnja električne energije v Rusiji zagotavlja skoraj 600 elektrarn. Vsaka moč presega 5 MW. Skupna zmogljivost vseh elektrarn je 218 GW. Kako dobimo elektriko? Vrste elektrarn se uporabljajo v Rusiji:
- termal (njihov delež v skupni obseg proizvodnje je približno 68,5%);
- hidravlična (20,3%);
- atomsko (skoraj 11%);
- alternativa (0,2%).
Ko gre za alternativne vire električne energije, izvirajo Nomaške slike z vetrnimi vetrnimi sunny baterije. Kljub temu so pod določenimi pogoji in lokacijami najugodnejše vrste proizvodnje električne energije.
Toplotne elektrarne
V preteklosti, termoelektrarne (TPP) zavzemajo glavno mesto v proizvodnem procesu. V Rusiji, ki zagotavljajo proizvodnjo električne energije, so TPP razvrščene po takih znakih:
- vir energije - organsko gorivo, geotermalno ali sončno energijo;
- vrsta proizvedene energije je toplota, kondenzacija.
Še en glavni kazalnik je stopnja udeležbe pri pokrivanju urnika elektrofruljanja. Tu so osnovne TPPS z minimalno uporabo 5000 ur na leto; Pol-ena (imenujejo se tudi manevrirane) - 3000-4000 ur na leto; Vrhovi (uporabljajo samo pri največjih časih obremenitve) - 1500-2000 ur na leto.
Tehnologija proizvodnje energije iz goriva
Seveda, predvsem proizvodnja, prenos in uporaba električne energije s strani potrošnikov nastanejo zaradi organske goriva TPP. Odlikuje jih proizvodna tehnologija:
- parna turbina;
- diesel;
- plinska turbina;
- parky.
Naprave za parne turbine so najpogostejše. Delajo na vseh vrstah goriva, vključno ne le premoga in plina, ampak tudi gorivo, šoto, skrilavca, drva in lesene odpadke, kot tudi predelovalne izdelke.
Organsko gorivo
Največja proizvodnja električne energije predstavljajo Gres-2, ki je najmočnejša ne le na ozemlju Ruske federacije, temveč tudi na celotni evroazijski celini. Delo na zemeljskem plinu, to izda do 5.600 MW električne energije. Reftinskaya Gres je od največje zmogljivosti premoga 3.800 MW. Več kot 3000 MW lahko da tudi Kostroma in Gres - 1. Opozoriti je treba, da se okrajšava GRES od časov Sovjetske zveze ni spremenila. To dešifrira kot elektrarna države.
Med reformo industrije bi morala proizvodnja in distribucija električne energije na TPP spremljati tehnična ponovna oprema obstoječih postaj, njihovo obnovo. Tudi med prednostnimi nalogami so gradnja novih zmogljivosti za proizvodnjo energije.
Električna energija iz obnovljivih virov
Električna energija, dobljena z uporabo hidroelektrarn, je bistveni element stabilnosti enotnega državnega energetskega sistema. To je hidroelektrarn, ki lahko povečajo proizvodnjo proizvodnje električne energije.
Velik potencial ruske hidroelektrarne je, da je skoraj 9% svetovnih vodnih rezerv na ozemlju države. To je drugo mesto na svetu ob prisotnosti hydroress. Države, kot so Brazilija, Kanada in Združene države Amerike, so ostale za seboj. Proizvodnja električne energije na svetu na račun HE je nekoliko zapletena zaradi dejstva, da so najugodnejša mesta za njihovo gradnjo bistveno odstranjena iz naselij ali industrijskih podjetij.
Vendar pa zaradi električne energije, proizvedene na HE, lahko država prihrani približno 50 milijonov ton goriva. Če je bil upravljan celoten potencial hidroelektrarne, bi Rusija lahko prihranila do 250 milijonov ton. In to je resna naložba v ekologija države in prilagodljivo moč energetskega sistema.
Hidrostacija
Gradnja HE rešuje številna vprašanja, ki niso povezane s proizvodnjo energije. To je oblikovanje vodovodnih in drenažnih sistemov celotnih regij, in izgradnjo namakalnih omrežij, ki so potrebni za kmetijstvo, in nadzor poplav, itd Slednje, po tem, da ima pomemben pomen za varnost ljudi .
Proizvodnja, prenos in distribucija električne energije je trenutno 102 hidroelektrarna, ki presega 100 MW. Skupna zmogljivost ruskih hidrostalacij se približuje 46 GW.
Države proizvodnje električne energije redno predstavljajo svoje ocene. Tako je Rusija zdaj 5. mesto na svetu, da razvije električno energijo iz obnovljivih virov. Najpomembnejši predmeti bi morali biti ZEYSKAYA HE (to ni le prva od tistih, ki so zgrajene na Daljnem vzhodu, temveč tudi precej močna - 1330 MW), kaskada Volzhsko-kame elektrarne (splošna proizvodnja in prenos električne energije je Več kot 10,5 GW), Buria Hidroelektrarne (2010 MW), itd ločeno, rad bi omeniti kavkaški HE. Od nekaj deset del v tej regiji je bila dodeljena nova (že naročila) KASHATAU HE z zmogljivostjo več kot 65 MW.
Posebna pozornost si zaslužijo geotermalne hidroelektrarne. To so zelo močne in mobilne postaje.
Najmočnejši HES
Kot je bilo že ugotovljeno, proizvodnjo in uporabo električne energije ovirajo oddaljenost večjih potrošnikov. Kljub temu je država zasedena z razvojem te industrije. Ne samo, da so rekonstruirani, vendar se gradijo nove hidroelektrarne. Morajo obvladati gorske reke kavkaza, multi-vodne reke, kot tudi vire polotoka Kola in Kamchatka. Med najmočnejšimi, smo opazili več hidroelektrarn.
Sayano-Shushenskaya. P. S. FAUDE je bila zgrajena leta 1985 na reki Yenisei. Njegova trenutna zmogljivost še ni dosegla ocenjenega 6000 MW v zvezi z rekonstrukcijo in popravilom po nesreči iz leta 2009.
Proizvodnja in poraba električne energije Krasnoyarsk HE je namenjena za tovarno Krasnoyarsk aluminija. To je edina "stranka", ki jo je HE naročil HE. Njena izračunana moč je 6000 MW. Krasnoyarskaya HE je edini, na katerem je nameščena ladja. Zagotavlja redno pošiljanje na reki Yenisei.
HE Bratskaya je začela delovati v oddaljenem 1967. Njen jez prekriva reko Hangar v bližini Bratsku. Tako kot Krasnoyarsk HE, bratska dela za potrebe bratske aluminijeve rastline. On izpušča vse 4500 MW električne energije. In celo ta hidrostalacijski pesnik EvTushenko posvečen pesmi.
Jeza je bila na voljo še en HE - Ust-Ilimskaya (moč le več kot 3.800 MW). Njegova gradnja se je začela leta 1963 in končala leta 1979. Hkrati se je začela proizvodnja poceni električne energije za osnovne potrošnike: Irkutsk in bratske aluminijaste rastline, Irkutsk letala Enterprise.
Volzhskaya HE se nahaja severno od Volgograda. Njegova zmogljivost je skoraj 2600 MW. Ta največja hidroelektrarna v Evropi deluje od leta 1961. Nedaleč od Toggliatti upravlja najstarejši "stari" iz glavnih hidroelektrarn - Zhigulevskaya. Udeležen je bil leta 1957. Moč hidroelektrarn v 2330 MW pokriva potrebe osrednjega dela Rusije, Urala in Srednje Volge.
Toda proizvodnja električne energije, ki je potrebna za potrebe Daljnega vzhoda, zagotavlja HE Burya. Lahko se rečemo, da je popolnoma "mlada" - zagon je potekal šele leta 2002. Nameščena zmogljivost tega električne energije HE - 2010 MW.
Eksperimentalna morska HES.
Več oceanskih in pomorskih zalivov imata hidroelektrarno. Navsezadnje je razlika v višini med plima v večini od njih presega 10 metrov. To pomeni, da lahko ustvarite ogromno energijo. Leta 1968 je bila odprta kisinosna eksperimentalna plimalna postaja. Njegova zmogljivost je 1,7 MW.
Mirny Atom.
Ruska jedrska energija je celovita tehnologija cikla: od ekstrakcije urana rude do proizvodnje električne energije. Danes je 33 napajalnih enot pri 10 npps. Skupna vgrajena zmogljivost je nekoliko več kot 23 MW.
Največje število jedrskih elektrarn električne energije je bilo razvito v letu 2011. Slika je bila 173 milijard kW / h. Proizvodnja električne energije na prebivalca Atomske postaje se je v primerjavi s predhodnim letom povečala za 1,5%.
Seveda je prednostna smer razvoja atomske energije varnost delovanja. Toda v boju proti globalnemu segrevanju jedrskih elektrarn igra pomembno vlogo. Nenehno govori okoljske naloge, ki poudarjajo, da je le v Rusiji mogoče zmanjšati emisije ogljikov dioksid Atmosfera je 210 milijonov ton na leto.
Jedrska energija je bila razvita predvsem na severozahodu in v evropskem delu Rusije. V letu 2012 so bile vse NPP razvila približno 17% vse proizvedene električne energije.
Jedrske elektrarne Rusije
Največji NPP Rusije se nahaja v regiji Saratov. Letna zmogljivost NEK Balakova je 30 milijard kW / H električne energije. Na Beloyarsk NPP (Sverdlovsk regija) zdaj samo 3. blok deluje. Vendar vam omogoča, da jo pokličete enega najmočnejših. 600 MW električne energije se pridobiva zaradi reaktorja na hitro nevtronov. Omeniti je treba, da je bila prvotna elektrarna na svetu s hitrimi nevtroni, ki je nastala za proizvodnjo električne energije v industrijskem obsegu.
Biliban NPP je nameščen na Chukotka, ki proizvaja 12 MW električne energije. In Kalinin NPP se lahko pred kratkim zgradili. Njena prva enota je bila naročila leta 1984, zadnji (četrti) pa le leta 2010. Skupna moč vseh napajalnih enot je 1000 MW. V letu 2001 je bila zgrajena in naročena jedrska elektrarna Rostov. Od trenutka priključitve druge elektrarne - v letu 2010 - je njena nameščena zmogljivost presegla 1000 MW, in faktor porabe energije je bil 92,4%.
Vetrna energija
Gospodarski potencial vetrne energije Rusije je ocenjen na 260 milijard kW / h na leto. To je skoraj 30% celotne proizvedene električne energije danes. Moč vseh operacijskih sistemov Windows, ki delujejo v državi, je 16,5 MW energije.
Posebej ugodno za razvoj te industrije, kot so obala oceanov, vznožc in gorskih območij Urala in Kavkaza so še posebej ugodne.
