Энергетика Казахстана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Учебное заведение

Реферат

Тема: «Энергетика Казахстана»

Павлодар



Введение

Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики, электрификации. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда машинным. Но подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации (оборудование, приборы, ЭВМ) имеет электрическую основу.

Человечеству электроэнергия нужна, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, их долговечности.

Российская энергетика сегодня - это тепловых, гидравлических, атомных электростанций.



Гидроэлектростанции

Гидроэлектрическая станция, гидроэлектростанция (ГЭС), комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию. По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.

В состав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения. Состав гидротехнических сооружений зависит от высоты напора и установленной мощности. У русловой ГЭС здание с размещенными в нём гидроагрегатами служит продолжением плотины и вместе с ней создаёт напорный фронт. При этом с одной стороны к зданию ГЭС примыкает верхний бьеф, а с другой - нижний бьеф. Подводящие спиральные камеры гидротурбин своими входными сечениями закладываются под уровнем верхнего бьефа, выходные же сечения отсасывающих труб погружены под уровнем нижнего бьефа.

В соответствии с назначением гидроузла в его состав могут входить судоходные шлюзы или судоподъёмник, рыбопропускные сооружения, водозаборные сооружения для ирригации и водоснабжения. В русловых ГЭС иногда единственным сооружением, пропускающим воду, является здание ГЭС. В этих случаях полезно используемая вода последовательно проходит входное сечение с мусорозадерживающими решётками, спиральную камеру, гидротурбину, отсасывающую трубу, а по специальным водоводам между соседними турбинными камерами производится сброс паводковых расходов реки. Для русловых ГЭС характерны напоры до , к простейшим русловым ГЭС относятся также ранее строившиеся сельские ГЭС небольшой мощности. На крупных равнинных реках основное русло перекрывается земляной плотиной, к которой примыкает бетонная водосливная плотина и сооружается здание ГЭС. Такая компоновка типична для многих отечественных ГЭС на больших равнинных реках. Волжская ГЭС им. го съезда КПСС - самая крупная среди станций руслового типа.

При более высоких напорах оказывается нецелесообразным передавать на здание ГЭС гидростатичное давление воды. В этом случае применяется тип плотиной ГЭС, у которой напорный фронт на всём протяжении перекрывается плотиной, а здание ГЭС располагается за плотиной, примыкает к нижнему бьефу. В состав гидравлической трассы между верхним и нижним бьефом ГЭС такого типа входят глубинный водоприёмник с мусорозадерживающей решёткой, турбинный водовод, спиральная камера, гидротурбина, отсасывающая труба. В качестве дополнит, сооружений в состав узла могут входить судоходные сооружения и рыбоходы, а также дополнительные водосбросы Примером подобного типа станций на многоводной реке служит Братская ГЭС на реке Ангара.

Несмотря на снижение доли ГЭС в общей выработке, абсолютные значения производства электроэнергии и мощности ГЭС непрерывно растут вследствие строительства новых крупных электростанций. В в мире насчитывалось свыше действующих и строящихся ГЭС единичной мощностью и выше, причём из них -- на территории бывшего Советского Союза.

Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливноэнергетическими ресурсами их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значительные, удельные капиталовложения на установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.

Особенности

1. Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.

2. Турбины ГЭС допускают работу во всех режимах от нулевой до максимальной мощности и позволяют медленно изменять мощность при необходимости, выступая в качестве регулятора выработки электроэнергии.

3. Сток реки является возобновляемым источником энергии.

4. Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое, чем тепловых станций.

5. Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей, чем тепловые станции.

6. Водохранилища часто занимают значительные территории, но примерно с 1963 г. начали использоваться защитные сооружения (Киевская ГЭС), которые ограничивали площадь водохранилища, и, как следствие, ограничивали площадь затопляемой поверхности (поля, луга, поселки).

7. Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.

8. Водохранилища ГЭС, с одной стороны, улучшают судоходство, но с другой требуют применения шлюзов для перевода судов с одного бьефа на другой.

9. Водохранилища делают климат более умеренным.

Малые ГЭС Казахстана малые гидроэлектростанции мощностью менее 25 МВт, расположенные на территории республики Казахстан.

Казахстан, в связи с наличием горного рельефа в южной и восточной части страны, обладает существенным гидроэнергетическим потенциалом. Реки региона принадлежат к бассейну реки Иртыш в восточной и северной части страны, реки Урал в западной части страны, реки Сырдарья и рек бассейна озера Балхаш в южной части страны. Гидроэнергетический потенциал используется несколькими крупными и средними ГЭС -- Бухтарминская ГЭС, Усть-Каменогорская ГЭС и Шульбинская ГЭС на Иртыше, Капчагайская ГЭС на реке Или, Чардаринская ГЭС на Сырдарье, а также находящаяся в процессе строительства Мойнакская ГЭС на реке Чарын.

Алматинский каскад

Расположен в Алматинской области, на реках Большая и Малая Алматинка. Состоит из 11 малых ГЭС общей мощностью , введённых в период года. Собственник каскада -- государственное АО «Алматинские электрические станции». Возможно развитие каскада за счёт создания двух малых ГЭС общей мощностью МВт.

Лениногорский каскад

Расположен в Восточно-Казахстанской области, на реках Громотуха и Тихая. Состоит из двух действующих ГЭС общей мощностью и нескольких ныне не функционирующих ГЭС, введённых в годах. Собственник каскада ТОО «Риддер ГЭС».

Каратальский каскад

Расположен в Алматинской области, на реке Каратал. Состоит из четырёх действующих и нескольких проектируемых ГЭС. В случае полного развития, каскад должен состоять из ГЭС.

Каратальская ГЭС

Строительство ГЭС началось в году, пущена в году, строительство завершено в году. Мощность ГЭС , среднегодовая выработка . В здании ГЭС установлено вертикальных гидроагрегата с радиально-осевыми турбинами, работающими при расчётном напоре . Турбины приводят в действие гидрогенераторы мощностью по . Производитель гидроагрегатов - венгерская фирма Ganz. Собственник ГЭС АО «Казцинк»

Каратальская ГЭС-2

Начало строительства ГЭС апреля года, окончание строительства сентября года. ГЭС деривационного типа, расположена ниже Каратальской ГЭС (осуществляет водозабор из её отводящего канала).

Состав сооружений ГЭС:

- железобетонный водозаборный узел, с тремя металлическими затворами;

- железобетонный деривационный канал сечением м, протяженностью ;

- железобетонный напорный бассейн с аванкамерой, шугосбросом и затворами;

- два железобетонных турбинных водовода сечением м и длиной м каждый;

- здание ГЭС;

- ОРУ ;

- железобетонный отводящий канал сечением м, длиной ;

- холостой водосброс длиной с водобойным колодцем;

- делитель с затворами;

- земляной сбросной канал сечением м и длиной .

Мощность ГЭС , среднегодовая выработка млн . В здании ГЭС учтановлено два гидроагрегата мощностью по 2 МВт, работающих на расчетном напоре при общем расходе воды . Поставщик оборудования -- французская фирма SA «Mecamidi». ОРУ однотрансформаторное. Проект ГЭС разработан ТОО «Казгидро». Собственник станции -- ТОО «Каскад Каратальских ГЭС».

Каратальская ГЭС-3

Начало строительства ГЭС февраль года, окончание строительства -- декабря года. Расположена ниже Каратальской ГЭС-2 и осуществляет водозабор из её отводящего канала. ГЭС деривационного типа.

Состав сооружений ГЭС:

- водоприемник;

- деривационный канал длиной ;

- напорный бассейн;

- турбинные водоводы;

- здание ГЭС;

- отводящий канал;

- делитель сбросной;

- холостой сброс;

- ОРУ .

Мощность ГЭС , в здании ГЭС установлены три гидроагрегата. Поставщик оборудования -- китайская фирма «Шанли». Проект ГЭС разработан ТОО «Казгидро». Собственник станции ТОО «Каскад Каратальских ГЭС».

Каскад ГЭС на реке Иссык

Расположен в Енбекшиказахском районе Алматинской области. Включает в себя ГЭС - действующую, строющуюся и проектируемую. Собственник каскада - ТОО «ЭнергоАлем». В настоящее время введена в строй ГЭС, осуществляется строительство ГЭС и проектирование ГЭС.

Иссыкская ГЭС-2

Пущена ноября года. Расположена на км ниже селезащитной плотины Иссыкского озера на территории Иле-Алатауского государственного национального природного парка Состав сооружений ГЭС:

- водозаборное сооружение;

- отстойник с песколовкой и промывным каналом;

- деривационный трубопровод;

- здание ГЭС;

- отводящий канал.

Мощность ГЭС, среднегодовая выработка - . Стоимость проекта составила .



Талгарская ГЭС

Расположена на реке Талгар. Мощность ГЭС . В здании ГЭС установлены гидроагрегата с горизонтальными радиально-осевыми турбинами РО-15-ГМ-84, произведёнными заводом «Уралгидромаш» в году. Турбины приводят в действие генераторы СНГ мощностью по , производства ЛТГЗ (сейчас ООО «Электротяжмаш-Привод»). Напорный трубопровод и трубопровод холостого водосброса металлические, длиной и м соответственно. Собственник -- АО «Алматинские электрические станции». Планируется проведение работ по реконструкции ГЭС с увеличением её мощности до МВт.

Сергеевская ГЭС

Расположена на реке Ишим, в качестве напорного сооружения используется плотина Сергеевского водохранилища. Мощность . В здании ГЭС установлены две гидротурбины с генераторами ВГСП мощностью по МВт.

Меркенская ГЭС-3

Расположена на реке Мерке в в Меркенском районе Жамбылской области. Мощность , среднегодовая выработка , стоимость сооружения млн тенге. ГЭС пущена декабря года.

Другие малые ГЭС

Зайсанская ГЭС ; в здании ГЭС установлены гидроагрегата с горизонтальными радиально-осевыми турбинами , произведёнными заводом «Уралгидромаш» в году. Турбины приводят в действие генераторы СГГ мощностью по , производства ЛТГЗ (сейчас ООО «Электротяжмаш-Привод»).

Аксуская ГЭС , пущена после восстановления и реконструкции в начале 2008 года;

Успенская ГЭС (Успеновская ГЭС) ; в здании ГЭС установлены гидроагрегата с вертикальными поворотно-лопастными турбинами ПЛ-245-ВБ-120, произведёнными заводом «Уралгидромаш» в году. Турбины приводят в действие генераторы ВСГП мощностью по , производства завода «Уралэнергомаш».

Антоновская ГЭС , в здании ГЭС установлены 2 гидроагрегата с вертикальными поворотно-лопастными турбинами ПЛ, произведёнными заводом «Уралгидромаш» в 1960 году. Турбины приводят в действие генераторы ВГСП мощностью по ;

электроэнергия казахстан гидроэлектростанция мощность

Георгиевская ГЭС ;

Урджарская ГЭС ; в здании ГЭС установлен гидроагрегат с горизонтальной радиально-осевой турбиной, произведённой австрийским заводом в году. Генератор фирмы «Сименс Шукерт».

Саркандская ГЭС им. Мелиса Разбекова ; построена (восстановлена) в году частным предпринимателем Мелисом Разбековым, после селя в 1982 году ГЭС в городе Сарканде была полностью разрушена. В кризисные годах электроэнергии на район выделяли в размере в сутки. Практически несколько лет люди пользовались маленькими дизельными станциями и свечями. В 1996 году, местным предпринимателем Мелисом Разбековым было принято решение, построить новую ГЭС, на базе разрушенной старой станции. В течение двух лет шло строительство, и в апреле года ГЭС дала первый ток. Впервые в истории суверенного Казахстана, была посроена ГЭС. Мелис Разбеков был награждён президентской медалью Астана за вклад в экономику страны. Только через лет, была построены следующие частные ГЭС - Каратальские ГЭС и Аксуская ГЭС.



Проектируемые малые ГЭС

Каскад на реке Чиже

Общая мощность ГЭС каскада . Расположение -- Ескельдинский район Алматинской области. Планируется создание ГЭС:

Головная в каскаде плотинно-деривационная ГЭС. Осуществляет регулирование стока с помощью водохранилища полной ёмкостью млн., полезной ёмкостью .

деривационные ГЭС, ГЭС, ГЭС.

Каскад на реке Борохудзир

Общая мощность ГЭС каскада . Расположение -- Панфиловский район Алматинской области. Планируется создание деривационных ГЭС:

ГЭС-1 мощностью , средногодовой выработкой , напором

ГЭС-2 мощностью , средногодовой выработкой , напором ;

ГЭС-3 мощностью , средногодовой выработкой , напором .



Производство электроэнергии

Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет электроэнергии. К сожалению, выработка большинства электростанций не достигает установленной мощности. Выработка по типу электростанций распределяется следующим образом:

- ТЭС (тепловые электростанции)

- КЭС (конденсационная электростанция)

- ТЭЦ (теплоэлектроцентраль)

- ГТЭС (газотурбинная электростанция)

- ГЭС (гидроэлектростанции)

Около электроэнергии в Казахстане вырабатывается из угля, из гидроресурсов, -- из газа и из нефти.

Тепловая энергетика

Основной объем электроэнергии в Казахстане вырабатывают тепловых электростанций, работающих на углях Экибастузского, Майкубинского, Тургайского и Карагандинского бассейнов. Крупнейшая из построенных в Казахстане ГРЭС Экибастуза энергоблоков с установленной мощностью 500 МВт каждый, однако в настоящее время располагаемая мощность станции составляет МВт. Наибольшую выработку электроэнергии осуществляет Аксуйская (Ермаковская) ГРЭС. В году эта станция выработала всей электроэнергии, произведённой в Казахстане.

Атомная энергия

Единственная атомная электростанция в Казахстане находилась в городе Актау с реактором на быстрых нейтронах с мощностью в . АЭС работала в годах. В настоящий момент атомная энергия в Казахстане не используется, несмотря на то, что запасы (по данным МАГАТЭ) урана в стране оценены в тысяч тонн. Основные залежи находятся на юге Казахстане (ЮКО и Кызылординская области), западе в Мангыстау, на севере Казахстана (месторождение Семизбай).

Сейчас рассматривается вопрос о строительстве новой атомной электростанции мощностью в г. Актау. В стране эксплуатируются около исследовательских ядерных реакторов.

Гидроэлектроэнергия

В Казахстане имеются значительные гидроресурсы, теоретически мощность всех гидроресурсов страны составляют млрд в год. Основные реки: Иртыш, Или и Сырдарья. Экономически эффективные гидроресурсы сосредоточены в основном на востоке (горный Алтай) и на юге страны. Крупнейшие ГЭС: Бухтарминская, Шульбинская, Усть-Каменогорская (на реке Иртыш) и Капчагайская (на реке Или) обеспечивающие потребностей страны.

В Казахстане планируется увеличение использования гидроресурсов в среднесрочном периоде. В декабре г. была запущена в эксплуатацию[3]Мойнакская ГЭС (), проектируются Булакская ГЭС (), Кербулакская ГЭС () и ряд малых ГЭС.

Нетрадиционные возобновляемые источники

Удельный вес возобновляемых энергоресурсов не более суммарной выработки электроэнергии.

Ветровая энергетика

Ветровая энергетика в Казахстане не развита, несмотря на то, что для этого есть подходящие природные условия. Например, в районе Джунгарских ворот и Чиликского коридора, где средняя скорость ветра составляет от до

В декабре г. в Жамбылской области была введена в эксплуатацию первая в Казахстане ветроэлектростанция - Кордайская ВЭС (первая очередь), мощность .

Солнечная энергетика

Использование солнечной энергии в Казахстане также незначительно, при том, что годовая длительность солнечного света составляет часов в год, а оцениваемая мощность на в год.

Потребление электроэнергии

Потребители электроэнергии:

промышленность

домашние хозяйства

сектор услуг транспорт

сельское хозяйство

Электрические сети

Общая протяжённость электрических сетей общего пользования в Республике Казахстан составляет:

сети с напряжением тыс. км (в настоящее время эксплуатируются на напряжении )

сети с напряжением более тыс. км

сети с напряжением более тыс. км

сети с напряжением около тыс. км

сети с напряжением более тыс. км

сети с напряжением -- около тыс.

При передаче и распределении электроэнергии имеются большие потери

Линии электропередачи и распределительные сети Казахстана разделены на 3 части: две на севере и одна на юге, каждая из которых соединена с какой-либо внешней энергетической системой (Единой энергетической системой России на севере и Объединённой энергетической системой Средней Азии на юге). Соединяются эти системы между собой только одной линией. В настоящее время ведётся строительство второй линии, соединяющей Северную и Южную энергосистемы и рассматривается возможность строительства линии, соединяющей Западную энергосистему с Северной.



Заключение

Учитывая результаты существующих прогнозов по истощению к середине - концу следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля (которого, по расчетам, должно хватить на 300 лет) из-за вредных выбросов в атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии интенсивного развития реакторов размножителей хватит не менее чем на 1000 лет можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные и гидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальными источниками электроэнергии.

Неоспорима рольэнергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы прямо или косвенно больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.

Потребление энергии важный показатель жизненного уровня. За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. В наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ.

Энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, "черных дырах", вакууме, это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днем Энергетики.

Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.



Литература

1. Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова Энергетика сегодня и завтра. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-344 с.

2. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. - М.: Наука и техника, 1997.-110 с.

3. Энергетические ресурсы мира/ Под ред. П.С.Непорожнего, В. И. Попкова. - М.: Энергоатомиздат, 1995.-232 с.

Размещено на Allbest.ru