13

Содержание

• Введение
• Тепло Энерго Централь (ТЭЦ)
• Принцип работы каменноугольной тепловой электростанции
• Типы ТЭС и их особенности
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения условий его жизни.

История цивилизации -- история изобретения все новых и новых методов преобразования энергии, освоения ее новых источников и в конечном итоге увеличения энергопотребления.

Первый скачок в росте энергопотребления произошел, когда человек научился добывать огонь и использовать его для приготовления пищи и обогрева своих жилищ. Источниками энергии в этот период служили дрова и мускульная сила человека. Следующий важный этап связан с изобретением колеса, созданием разнообразных орудий труда, развитием кузнечного производства. К XV в. средневековый человек, используя рабочий скот, энергию воды и ветра, дрова и небольшое количество угля, уже потреблял приблизительно в 10 раз больше, чем первобытный человек. Особенно заметное увеличение мирового потребления энергии произошло за последние 200 лет, прошедшие с начала индустриальной эпохи, -- оно возросло в 30 раз и достигло в 2001 г. 14,3 Гт у.т/год. Человек индустриального общества потребляет в 100 раз больше энергии, чем первобытный человек, и живет в 4 раза дольше.

В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.

В то же время энергетика -- один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу, гидросферу, биосферу и на литосферу.

Электрическая станция - энергетическая установка, служащая для преобразования какого-либо энергии в электрическую. Тип электрической станции определяется, прежде всего, видом энергоносителя. Наибольшее распространение получили тепловые электрические станции (ТЭС), на которых используется тепловая энергия, выделяемая при сжигании органического топлива (уголь, нефть, газ и др.). На тепловых электростанциях вырабатывается около 76% электроэнергии, производимой на нашей планете. Это обусловлено наличием органического топлива почти во всех районах нашей планеты; возможностью транспорта органического топлива с места добычи на электростанцию, размещаемую близ потребителей энергии; техническим прогрессом на тепловых электростанциях, обеспечивающим сооружение ТЭС большой мощностью; возможностью использования отработавшего тепла рабочего тела и отпуска потребителям, кроме электрической, также и тепловой энергии (с паром или горячей водой) и т.п.

Тепло Энерго Централь (ТЭЦ)

ТЭС вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива. Основными видами топлива для ТЭС являются природные ресурсы - газ, мазут, реже уголь и торф.

Разновидностью тепловой электро станции (ТЭС) является теплоэнергоцентраль (ТЭЦ) - тепловая электростанция, вырабатывающая не только электроэнергию, но и тепло, которое в виде горячей воды по тепловым сетям приходит в наши батареи. Путь энергии от электростанции до квартиры.

В машинном зале тепловой электростанции установлен котел с водой. При сгорании топлива вода в котле нагревается до нескольких сот градусов и превращается в пар. Пар под давлением вращает лопасти турбины, турбина в свою очередь вращает генератор. Генератор вырабатывает электрический ток. Электрический ток поступает в электрические сети и по ним доходит до городов и сел, поступает на заводы, в школы, дома, больницы. Передача электроэнергии от электростанций по линиям электропередачи осуществляется при напряжениях 110-500 киловольт, то есть значительно превышающих напряжения генераторов. Повышение напряжения необходимо для передачи электроэнергии на большие расстояния. Затем необходимо обратное понижение напряжения до уровня, удобного потребителю. Преобразование напряжения происходит в электрических подстанциях с помощью трансформаторов. Через многочисленные кабели, проложенные под землей, и провода, натянутые высоко над землей, ток бежит в дома людей. А тепло в виде горячей воды поступает из ТЭЦ по теплотрассам, также находящимся под землей.

Особенностью теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) является то, что отработанный в турбине пар или горячая вода затем используются для отопления и горячего водоснабжения промышленной и коммунальной сферы. ТЭЦ строятся преимущественно в крупных городах, поскольку эффективная передача пара или горячей воды из-за высоких тепловых потерь в трубах возможна на расстоянии не более 20-25 км. Кроме того, чтобы уменьшить потери тепла, ТЭЦ необходимо дополнять небольшими подстанциями, которые должны размещаться вблизи от потребителя. При всех указанных недостатках ТЭЦ представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и тепла, в связи с чем суммарный коэффициент полезного использования топлива повышается до 70-76%.

Рисунок 1.

Обозначения на рисунке 1:

Градирня - устройство для охлаждения воды на электростанции атмосферным воздухом.

Котел паровой - закрытый агрегат для получения пара на электростанции посредством нагревания воды. Нагрев воду осуществляется посредством сжигания топлива (на саратовских ТЭЦ - газа).

ЛЭП - линия электропередачи. Предназначена для передачи электричества. Различают воздушные ЛЭП (провода, протянутые над землей) и подземные (силовые кабели).

Принцип работы каменноугольной тепловой электростанции

Рисунок 2.

1. Запас угля

Уголь из шахты подается в угольную вагонетку с опрокидывающим кузовом, где он измельчается до размера 5 см.

Уголь перерабатывается и по конвейерной ленте поставляется на электростанцию.

2. Угольная мельница

Затем уголь растирается или измельчается в тонкомолотый порошок, смешанный с воздухом, и подается в бойлер или в паровой котел для горения.

3. Бойлер

Смесь воздуха с парами горючего сразу же возгорается в бойлере.

Миллионы литров очищенной воды прокачиваются через испарительные трубы котла.

Сильная жара от сжигаемого угля превращает очищенную воду испарительных трубах котла в пар, который в свою очередь запускает турбины для создания электричества.

4. Осадитель, вытяжная труба

При сжигании уголь выделяет углекислый газ (СО₂), сернистый ангидрит (SO₂) и окиси азота (NO₂).

Эти газы удаляются из бойлера.

Зольный остаток, который получается из грубых обломков, которые падают на дно бойлера, удаляется.

Очень легкая зольная пыль находится в бойлере вместе с горячими газами. Электростатический прибор для осаждения пыли из воздуха (огромный воздушный фильтр) удаляет 99,4% зольной пыли до того, как топочные газы рассеются в атмосфере

5. Турбогенератор

Вода в испарительных трубах котла нагревается из бойлера и превращается в пар

Пар высокого давления из бойлера поступает в турбину (огромный цилиндр с тысячей лопастей воздушного винта)

Как только пар достигает лопастей турбины, он заставляет турбину быстро вращаться

Воздушная турбинка заставляет вращаться ось внутри генератора, в свою очередь образуя электрический ток

6. Конденсатор и система водяного охлаждения

Охлажденная вода подается в установку и циркулирует по конденсаторам, которые охлаждают пар, который отводится из турбины

Пар из турбины также проходит по конденсаторам по отдельным от охлажденной воды трубам

Холодная вода нагревается за счет пара, который превращается из газообразного в жидкое состояние, а именно в чистую воду, и опять циркулирует обратно в бойлер для того, чтобы опять начать процесс образования электричества

Охлажденная вода, теперь теплая за счет теплообменников в конденсаторе, удаляется из установки

7. Водоочистная станция водоснабжения

Для снижения коррозии вода, которая используется в испарительных трубах котла, должны быть очищенная

Другие системы очистки природных вод на станции собирают воду, которая необходима для очистки труб и другого оборудования и осаждается в результате процесса очищения и других процессов.

Сбрасываемая вода откачивается в отстойные пруды

8. Осадитель, зольная система

Зола, которая накапливается на пластинах осадителя ,удаляется и собирается в огромных хопперах, или накопителях

Зольная пыль и зольный остаток удаляются со станции и вывозятся на места захоронения отходов или отстойные пруды

В зависимости от рыночного спроса зольная пыль, которая производится на трех станциях TransAlta, продается для нужд цементной промышленности, а именно для строительства.

9. Электроподстанция, преобразователь, трансмиссионные подводящие

При образовании электричества преобразователи увеличивают напряжение так, чтобы оно могло подаваться через трансмиссионные подводящие

Как только электричество подается на электроподстанции города или населенного пункта, напряжение, которое протекает по трансмиссионным подводящим, уменьшается и затем уменьшается повторно для доставки электричества потребителям.

Типы ТЭС и их особенности

На рис. 3 представлена классификация тепловых электрических станций на органическом топливе.

Рис.3. Типы электростанций на органическом топливе

Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные (ПТУ), на которых тепловая энергия используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращения ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора. В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь, мазут, природный газ.

ПТУ, имеющие в качестве привода электрогенераторов конденсационные турбины и не использующие тепло отработавшего пара для снабжения тепловой энергией внешних потребителей, называются конденсационными электростанциями. ПТУ, оснащённые теплофикационными турбинами и отдающие тепло отработавшего пара промышленным или коммунально-бытовым потребителям, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).

ТЭС с приводом электрогенератора от газовой турбины называются газотурбинными электростанциями (ТЭС с ГТУ - газотурбинная установка).В камере сгорания ГТУ сжигают газ или жидкое топливо; продукты сгорания с температурой 750-900С поступают в газовую турбину, вращающую электрогенератор. КПД таких ТЭС с ГТУ обычно составляет 30-33 %, мощность - до нескольких сотен МВт. ГТУ обычно применяются для покрытия пиков электрической нагрузки.

ТЭС с парогазотурбинной установкой, состоящей из паротурбинного и газотурбинного агрегатов, называется парогазовой электростанцией (ТЭС с ПГУ, а часто - ПГУ ). КПД которой может достигать 56-58 %. ТЭС с ГТУ или ПГУ могут отпускать тепло внешним потребителям, то есть работать как ТЭЦ.

Немаловажную роль среди тепловых установок играют конденсационные электростанции (КЭС). Простейшая принципиальная схема КЭС, работающей на угле, представлена на рис.4. Топливо поступает в топку парогенератора (парового котла) 1, имеющего систему трубок, в которых циркулирует химически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры 400--650°С и под давлением 3--24 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину 2. Параметры пара зависят от мощности агрегатов. Далее одна часть пара полностью используется в турбине для выработки электроэнергии в генераторе 3 и затем поступает в конденсатор 4, а другая отбирается от промежуточных ступеней турбины и используется для подогрева питательной воды в подогревателях 6 и 9. Конденсат насосом 5 через деаэратор 7 и далее питательным насосом 8 подается в парогенератор. Тепловые конденсационные электростанции имеют невысокий кпд (35-- 40%), так как большая часть энергии теряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора.

Рис.4. Принципиальная схема КЭС

1 - паровой котел; 2 - паровая турбина; 3 - электрический генератор; 4 - конденсатор; 5 - конденсатный насос; 6 - подогреватели низкого давления; 7 - деаэратор; 8 - питательный насос; 9 - подогреватели высокого давления; 10 - дренажный насос.

Заключение

В данной работе рассмотрены виды тепловых электрических станций. Особое внимание уделено теплоцентралям (ТЭЦ) и каменноугольной теплоэлектростанциям. Отмечены особенности принципов работы каждого из этих видов ТЭС, а так же основные параметры характеризующие их. Представлены их принципиальные схемы и рисунки.

Электроэнергетика обладает рядом особенностей, обусловливающих необходимость сохранения в ближайшей перспективе необходимость сохранения преимущественно государственного управления его функционированием и развитием. К ним относятся :

особая важность для населения и всей экономики обеспечения надежного энергоснабжения;

высокая капиталоемкость и сильная инерционность развития электроэнергетики;

монопольное положение отдельных предприятий и систем по технологическим условиям, а также вследствие сложившейся в нашей стране высокой концентрации мощностей электроэнергетики;

отсутствие необходимых для рыночной экономики резервов в производстве и транспорте энергоресурсов:

высокий уровень опасности объектов электроэнергетики для населения и природы.

Только учтя вышеперечисленные особенности электроэнергетики можно подходить к решению политических, экономических и социальных проблем и постановке целей в будущем планировании.

Список использованной литературы

1. http://exkavator.ru

2. http://domen.ru

3. http://referat.students.ru

3. Аметистов Е.В. «Основы современной энергетики» (эл.учебник) 2004г