curs 1

Introducere. Concepte generale și definiții.

Consumul de energie este o condiție esențială pentru existența omenirii. Disponibilitatea consumului de energie la prețuri accesibile a fost întotdeauna esențială pentru nevoile umane, creșterea duratei și de a îmbunătăți condițiile vieții sale.

Istoria civilizației - povestea inventarea mereu noi metode de conversie a energiei, dezvoltarea unor noi surse de ea și, ca urmare, creșterea consumului de energie.

În lumea de astăzi, energia este baza pentru dezvoltarea industriilor de bază care determină progresul producției sociale. În toate țările industrializate, rata de energie înainte de ritmul de dezvoltare a altor industrii.

În același timp, energie - una din sursele de impact negativ asupra mediului și a oamenilor.

Energie - obiecte materiale, care sa concentrat posibilitatea de a utiliza energia.

Energie - evaluarea cantitativă a diferitelor forme de mișcare a materiei, care pot fi transformați unul in altul

Energie - zona activității economice economice și umane, un set de subsisteme naturale și artificiale mari, care servesc pentru a converti, distribuția și utilizarea resurselor energetice de toate tipurile.

Scopul său este de a furniza energie prin conversia energiei naturale primare în secundar, de exemplu în energie electrică sau termică.

producția de energie are loc adesea în mai multe etape:

și obținerea concentrației de resurse energetice, de exemplu este îmbogățirea producției, prelucrării și a combustibilului nuclear;

transferul de resurse pentru centralele electrice, cum ar fi livrarea de păcură la centralele termice;

transformare folosind energie primară într-o putere secundară, cum ar fi energia chimică a cărbunelui în energie electrică și energie termică;

transferul de consumatori de energie secundare, cum ar fi linii electrice

Sistemul de alimentare (grid) - într-un sens general agregate Resursele energetice de toate tipurile, precum și metode și mijloace pentru producerea acestora, transformarea, distribuția și utilizarea, că consumatorii de furnizare cu toate tipurile de energie.

Sistemul de alimentare include un sistem

petrol și gaze,

energia nucleară și altele.

În mod normal, toate aceste sisteme împreună în țară ca un sistem energetic unificat pe scara de câteva zone - în rețeaua de energie electrică unită.

Combinarea sistemelor individuale de alimentare cu energie într-un singur sistem este, de asemenea, numit tăierea transversală a complexului de combustibil și energie. aceasta se datorează în primul rând interschimbabilitatea diferitelor tipuri de resurse energetice și de energie.

De multe ori, o grilă într-un sens restrâns să înțeleagă set de centrale electrice, rețele termice și electrice care mod comun procesele de producție continue interconectate și legate de conversie, transport și distribuție a energiei electrice și termice, care permite gestionarea centralizată a unui astfel de sistem.

În lumea de astăzi, alimentarea cu energie electrică a consumatorilor este produsă de centralele electrice care pot fi aproape de consumatori sau pot fi scoase de pe acestea pe distanțe lungi. În ambele cazuri, transmisia de putere se realizează prin liniile de înaltă tensiune.

Cu toate acestea, în cazul utilizatorilor de la distanță de transmisie a puterii este necesar să se efectueze la o tensiune ridicată. și între ele pentru a construi ridicarea și coborârea substație. Prin aceste stații prin intermediul liniilor de energie electrică se conectează între ele să funcționeze în paralel cu o sarcină comună, de asemenea, prin conducte elemente de încălzire termică folosind distanțe doar mult mai mici interrelaționează PCCE și cazan.

Totalitatea tuturor acestor elemente se numește grila. în această asociere, există avantaje tehnice și economice semnificative:

o reducere semnificativă a costurilor de energie electrică și termică;

îmbunătățind semnificativ fiabilitatea de energie electrică și alimentare cu energie termică;

îmbunătățirea eficienței diferitelor tipuri de centrale electrice;

reducerea centralelor de rezervă necesare.

Un astfel de avantaj imens în utilizarea sistemelor energetice a condus la faptul că, încă din 1974, cu mai puțin de 3% din cantitatea totală de energie electrică din lume a fost produs lucrat separat plante. De atunci, capacitatea sistemelor de alimentare a crescut în mod continuu, și de la mai mici pentru a crea un sistem puternic unite

utilități electrice - este un subsistem de energie, care să acopere producția de energie electrică de la centralele electrice și livrarea către consumatori a liniei de alimentare.

Elementele sale centrale sunt centralele electrice, care sunt de obicei clasificate în funcție de tipul de energie primară utilizată și de tipul de traductor utilizat în acest scop. Trebuie remarcat faptul, că prevalența unui anumit tip într-o anumită stare de putere depinde în primul rând de disponibilitatea resurselor. Energia electrică poate fi împărțită în tradiționale și neconvențional.

O trăsătură caracteristică a energiei electrice tradiționale este de lungă durată și bine stabilit, a trecut un test de lungă într-o varietate de condiții de funcționare. Ponderea majoră a energiei electrice din lume este produsă în centralele electrice tradiționale, identitatea lor [2] Energia electrică este de multe ori mai mare de 1000 MW. energie electrică tradițională este împărțită în mai multe zone. [3]

În această industrie, producția de energie electrică produsă de centralele termoelectrice (CTE), este utilizat pentru această energie chimică a combustibililor fosili. Acestea sunt împărțite în:

instalație de turbină cu abur, în care energia este transformată prin intermediul sistemului de turbine cu abur;

centrală electrică turbine cu gaz, în care energia este transformată prin intermediul unității turbină cu gaz;

centrale electrice cu ciclu combinat, în care energia este transformată prin instalație combinată cu ciclu

Energia termică la nivel global raspandita printre speciile convenționale produse 39% din producția de energie electrică din lume pe baza de petrol, de cărbune - 27%, gaz - 24%, adică doar 90% din puterea totală de ieșire din toată lumea [5]. Energie din țări precum Polonia și Africa de Sud se bazează aproape în întregime pe utilizarea cărbunelui și Țările de Jos - gaze. O proporție foarte mare de energie termică în China, Australia, Mexic.

În această industrie, electricitatea este produsă de centralele hidroelectrice (HPP), folosește pentru aceasta se scurge apa.

HPP este răspândită în mai multe țări - în Norvegia și Brazilia, toată producția de energie electrică vine la ei. Lista țărilor în care proporția de generare a HPP depășește 70%, include câteva zeci.

Un sector în care energia electrică este produsă în centralele nucleare (CNE), utilizând în acest scop energia unei reacție nucleară în lanț, mai ales uraniu.

Pentru generarea de energie nucleară în proporție excelează Franța, aproximativ 80%. De asemenea, predomină în Belgia, Republica Coreea și alte câteva țări. Liderii mondiali în producția de energie electrică la centralele nucleare sunt SUA, Franța și Japonia

Cele mai multe zone ale industriei de energie alternativă bazată pe principii foarte tradiționale, dar energia primară în ele sunt fie surse de importanță locală, cum ar fi energia eoliană, geotermală, sau surse sunt în stadiul de dezvoltare, cum ar fi celulele de combustibil, sau surse, care pot fi utilizate în viitor, cum ar fi energia de fuziune.

Caracteristici ale energiei alternative

costuri extrem de mari de capital de construcție (de exemplu, pentru producția de energie solară a plantelor de 1000 MW este necesară pentru a acoperi oglinzi foarte scumpe în zona de aproximativ 4 kilometri pătrați)

Unitate de putere mică.

Direcția de energii alternative [3]:

Instalarea de celule de combustibil

De asemenea, puteți evidenția importantă datorită conceptului lor de masă - putere mică. acest termen este general acceptat energia consumată terminylokalnaya împreună cu ea, generarea distribuită, putere independentă, și altele. Cele mai frecvente așa-numita capacitate de putere de până la 30 MW, cu o capacitate unitară de 10 MW. Acestea includ ambele tipuri ecologice de energie, centralele de mai sus și mici folosind combustibili fosili, cum ar fi centralele electrice pe diesel (inclusiv mică putere marea lor majoritate, de exemplu în România - circa 96%), centralele electrice pe bază de gaze naturale, turbine cu gaz diesel redus de energie și combustibil gazos.

GOST 24291-90 energiei electrice și a rețelei electrice. Termeni și definiții

Rețeaua electrică - un set de substații, switchgears și interconectarea liniilor de transmisie sunt proiectate pentru transmisie și distribuție a energiei electrice.

Rețeaua electrică permite distribuirea centralelor electrice, distanța de transport, parametrii de conversie a energiei electrice (tensiune, curent) la stațiile și distribuția acestuia în zona de până la consumatorii de energie imediat.

rețeaua electrică de sisteme moderne de putere sunt mai multe etape, care este, de energie electrică trece printr-un număr mare de transformări în calea surselor de energie electrică pentru clienții săi. De asemenea, pentru rețelele electrice moderne sunt caracterizate prin multi-mode, prin care se înțelege o varietate de elemente de încărcare a rețelei în baza de zi cu zi și anuale, precum și o mare varietate de moduri care decurg din retragerea diferitelor elemente de rețea în întreținerea programată și când sunt oprite. Acestea și alte trăsături caracteristice ale sistemelor electrice moderne fac structura și configurația lor foarte complexă și diversă.

Viața omului modern este legat de utilizarea pe scară largă nu numai de energie electrică, ci și de căldură. Pentru a face oamenii să se simtă confortabil acasă, la locul de muncă, în orice loc public, toate camerele trebuie să fie încălzite și alimentate cu apă caldă pentru uz casnic. Din moment ce este direct legată de sănătatea umană în țările dezvoltate condiții adecvate de temperatură în diferite tipuri de instalații sunt reglementate de normele și standardele [sanitare. Aceste condiții pot fi puse în aplicare în majoritatea lumii numai atunci când alimentarea constantă a obiectului de încălzire (de căldură) o anumită cantitate de căldură, care depinde de temperatura exterioară, care apa caldă de la temperatura finală este cel mai des utilizat în consumatori de circa 80-90 ° C, De asemenea, în diferite procese industriale pot fi necesare așa-numitul proces de abur cu o presiune de 1-3 MPa. In general, orice obiect cu sistem de alimentare cu energie termică este asigurată constând din:

sursă de căldură, cum ar fi cazan;

rețea de încălzire, de exemplu de la conductele de apă fierbinte sau abur;

receptor de căldură precum radiatoare de apă.

O trăsătură caracteristică a termoficarea este prezența unei rețele de încălzire extinsă, care furnizează numeroase clienți (fabrici, clădiri, locuințe rezidențiale, etc.). două tipuri de surse sunt utilizate pentru termoficare:

combinată de căldură și energie (CHP), care poate genera și energie electrică;

sălile cazanelor, care sunt împărțite în:

sistem de încălzire numit descentralizat în cazul în care sursa de căldură și receptor de căldură este aproape aliniat, care este, de rețea termică, sau foarte puțin, sau deloc. O astfel de încălzire poate fi individual, când în fiecare cameră sunt dispozitive de încălzire separate, cum ar fi electrice sau locale, cum ar fi încălzirea unei clădiri folosind propriul cazan mic. De obicei cazan astfel capacitatea de încălzire nu depășește 1 Gcal / h (1,163 MW). Puterea de căldură individuale surse de căldură este, de obicei, destul de mic și este determinată de nevoile proprietarilor respectivi. Forme de încălzire descentralizate:

Electrice, care este împărțit în:

rețea termică - un complex de inginerie de construcții de construcții care servește pentru transportul căldurii prin intermediul mediului de încălzire sau a vaporilor de apă din sursa, sau centrala de cogenerare la căldură consumatorilor.

Din colectoarele de apă directă la rețea prin conductele principale de căldură apă caldă este alimentat în așezările. conducte de căldură Trunk au o ramură, care este atașat la punctele de distribuție a energiei termice, care este în echipamente de schimb de căldură către autoritățile de reglementare care furnizează consumatorilor alimentare cu căldură și apă caldă. heat pipe adiacente cazan de cogenerare și pentru a îmbunătăți fiabilitatea punți termice conecta cu supape de oprire, care permit căldură neîntreruptă chiar și la defecțiuni și reparații ale secțiunilor individuale ale rețelelor termice și a surselor de căldură. Astfel, rețeaua termică a oricărui oraș este un set complex de conducte de încălzire, surse de căldură și consumatori.

Deoarece cele mai multe dintre sursele de energie și căldură tradiționale emit energie din resurse neregenerabile, probleme de producție, prelucrare și livrare a combustibilului sunt extrem de importante în sectorul energetic. În utilizarea tradițională a energiei sunt două tipuri distincte fundamental de combustibil: organice și nucleară.

combustibil natural este gazul natural. artificiale:

Folosirea combustibilului nuclear în locul organice și este principala diferență de bază de la instalații de cogenerare. Combustibilul nuclear este produs din uraniu natural, care este minat:

În minele (Franța, Niger, Africa de Sud);

În carieră (Australia, Namibia);

Metoda de leșiere subterane (SUA, Canada, România).

Pentru utilizare în centralele nucleare are nevoie de îmbogățire a uraniului, astfel încât acesta este trimis la instalația de îmbogățire post-minieră, după prelucrarea la care 90% din uraniu sărăcit este trimis la depozitare, în timp ce 10% este îmbogățit cu un procent mic (3-5% pentru reactoarele de putere). dioxid de uraniu îmbogățit este dirijat spre o instalație specială în cazul în care este fabricat dintr-un pelete cilindrice [16], care sunt plasate în lungime tub de zirconiu sigilat de aproape 4 metri, bare de combustibil (pile de combustie). Câteva sute de elemente de combustibil pentru ușurința utilizării combinate într-un ansamblu de combustibil, ansamblul de combustibil.