Енергетика як учасник водогосподарського комплексу (151503)

Посмотреть архив целиком














Енергетика як учасник водогосподарського комплексу


План


  1. Основні поняття про енергетичне використання річок

  2. Повний, технічний і економічний потенціал річок

  3. Енергетична система

  4. Схеми гідроелектростанцій

  5. Теплова і атомна електроенергетика

Література




1. Основні поняття про енергетичне використання річок


В сучасних умовах гідроенергетика – один із найважливіших компонентів водогосподарських комплексів. Вона несе основну долю затрат при їх створенні і експлуатації.

В природному стані річковий потік безперервно виконує роботу і за певний проміжок часу розвиває потужність N = A / t.

В міжнародній системі одиниць СІ ця потужність визначається формулою


N = 9,81 Q H , кВт,


де Q – витрата, м3/с; Н – напір, м.

Величина енергії Е = N T, кВт/год.

Витрата води в річці приймається для середнього за водністю року (Q50%). Для раціонального використання енергії потоку необхідно зосередити падіння води в будь-якому одному місці. Для цього будуються спеціальні гідротехнічні споруди (греблі, дериваційні водоводи і т.п.), які утворюють перепад рівнів, тобто напір.

Частина напору втрачається на переміщення води у верхньому б’єфі, тому діючий напір брутто на ГЕС буде меншим статичного.

При характеристиці гідроенергетики, як учасника водогосподарського комплексу, важливе значення має встановлена потужність ГЕС


NВСТ = 9,81 QГЕС H а , а = г т ,


де а – коефіцієнт корисної дії агрегату; т – коефіцієнт корисної дії гідротурбіни; г – коефіцієнт корисної дії гідрогенератора.


2. Повний, технічний і економічний потенціал річок


Повний потенціал, це повна теоретична сума енергії всіх поверхневих вод або річкового стоку, яку можна розрахувати за залежністю Е = N T.

Технічний потенціал, це частина повного потенціалу, яку можна використати на сучасному технічному рівні. Він вираховується за природними водними ресурсами за виключенням неминучих втрат, які пов’язані з фільтрацією і випаровуванням, а також забраних об’ємів води на різні потреби. Величина технічного потенціалу залежить від рівня технічного розвитку використання гідроресурсів водотоку.

Економічний потенціал, це та частина гідроресурсів, використання якої є економічно доцільним.


3. Енергетична система


Сукупність гідравлічних, теплових, атомних і інших електростанцій, які працюють на загальну електричну мережу, називається енергетичною системою.

В останні роки великого значення набули промислові енергетичні системи, до яких приєднуються і сільськогосподарські споживачі електроенергії. Однак в районах, які значно відділені від великих промислових енергосистем, особливо в районах інтенсивного зрошення, створюють невеликі енергосистеми, які в подальшому приєднуються до великих промислових енергосистем.

Об’єднання енергетичних систем сприяє: підвищенню надійності і безперебійності постачання електроенергії споживачам; підвищенню якості електроенергії у відношенні якості напруги і частоти електричного струму; зменшенню сумарної встановленої потужності електростанції завдяки не співпаданню в часі максимального навантаження окремих споживачів електроенергії; зниженню резервної потужності; досягненню оптимального використання електростанцій і підвищенню їх маневреності; зниженню собівартості електроенергії за рахунок більш дешевого її виробництва.

Кожна енергетична система повинна мати резервну потужність, яка приймається 6...15 % максимального навантаження. Ця потужність необхідна для сприйняття надпланових підвищень навантаження, заміни агрегатів і т.п.

Графіки навантаження.

Графік електричного навантаження – це графік зміни необхідної потужності для будь-якого споживача.

Графік навантаження енергосистеми – це графік сумарного навантаження споживачів, об’єднаних в єдину система.

В залежності від тривалості розрізняють добові і річні графіки навантаження.

Добові графіки навантаження характеризуються:

  • величиною добового виробництва електроенергії


ЕДОБ =  Nіtі , кВт . год,


де Nі і tі – відповідно, потужність і час і-ого періоду доби;

  • величиною середньодобової потужності


NСР = ЕДОБ / 24 =  Nіtі / 24.


- величиною максимальної і мінімальної потужності, NМАКС і NМІН ;

- коефіцієнтом нерівномірності,  = NМАКС / NСР.

Виробництво електроенергії за заданим графіком навантаження всіх споживачів називається покриттям графіка навантаження.

Для цього покриття об’єм виробництва електроенергії електростанціями повинен змінюватись. Це ускладнює їх роботу і знижує їх коефіцієнт корисної дії. Для згладжування графіків навантаження споживачів електроенергії об’єднують в енергосистеми, запроваджують пільгові тарифи на електроенергію в нічні години, переводять енергоємні виробництва на цілодобову роботу. Вирівнюванню графіків навантаження сприяє розвиток машинного зрошення, якщо роботу насосних станцій пристосувати до періодів провалів графіків.

У районах, де спостерігається напруження з подачею пікової електроенергії, будують гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС). Вони в години провалів графіка навантаження працюють в насосному режимі, а в години піків – в турбінному.


4. Схеми гідроелектростанцій


В різноманітних природних умовах приходиться будувати різні ГЕС за способом створення напору і його величини, встановленої потужності, роллю ГЕС у водогосподарському комплексі та енергосистемі, типом конструкцій і складом гідротехнічних споруд.

За напором ГЕС поділяються на: низьконапірні (до 25 м), середньо напірні (25...80 м) і високонапірні (більше 80 м).

За потужністю: 1 категорія (більше 1 млн. кВт), 2 категорія (301 тис...1 млн. кВт), 3 категорія (51...300 тис. кВт) і 4 категорія (менше 51 тис. кВт).

За роллю в енергосистемі: регулюючі (здійснюють добове регулювання стоку, покривають нерівномірну частину графіка навантаження) і не регулюючі (працюють за витратою водотоку в базисній частині графіка навантаження).

За роллю в народному господарстві: галузеві (працюють для окремих галузей або окремих підприємств) і в складі ВГК ( працюють на багатьох учасників ВГК).

За матеріалом греблі: земляні, камінно-накидні, залізобетонні.

За способом створення напору: гребельні і дериваційні

Гребельні ГЕС поділяються на руслові і пригреблеві. В руслових ГЕС машинний будинок приймає участь у створення напору разом з греблею. Він сприймає тиск води зі сторони верхнього б’єфу. Такі ГЕС будують на рівнинних річках з невеликим похилом (Дніпровський каскад).

В при гребельних ГЕС в створенні напору приймає участь лише гребля. Такі ГЕС в основному будують на передгірських і гірських ділянках річок (Бухтармінська, Братська, ДніпроГЕС).

В дериваційних ГЕС напір створюється деривацією (напірною чи безнапірною). Такі ГЕС будують на гірських річках з великим падінням русла по довжині (Фархадська ГЕС на р. Сир-Дар’ї, каскад ГЕС Кубань-Калауської системи).

В післявоєнний період в світовій практиці стали будувати ГАЕС і приливні електростанції (ПЕС). На думку спеціалістів потужність таких ГЕС повинна складати 10..15 % потужності державної енергосистеми.


5. Теплова і атомна електроенергетика


На відміну від гідроенергетики, теплова і атомна енергетика відноситься до водоспоживачів. Безповоротне водоспоживання там складає 5,1 %. Основу енергетики України складають теплові і атомні електростанції потужністю 2...4 млн. кВт з блоками по 150...1000 тис. кВт.

На ТЕС припадає близько 60 % сумарної потужності електростанцій країни. Ці електростанції працюють переважно на органічному паливі – вугіллі, нафті, газі. При згоранні палива в атмосферу попадає летючий попіл, сірчистий та сірчаний ангідриди, фтористі сполуки, газоподібні сполуки неповного згорання. За рахунок теплоти, яка утворюється при згоранні палива, вода перетворюється в пару (t = 5500) і при надходженні в парову турбіну перетворює теплову енергію в механічну. Електрична енергія виробляється генераторами парових турбін. Надалі, відпрацьована пара охолоджується. У водойми безперервно надходить підігріта на 8...120 вода. Це призводить до теплового забруднення водойми. Стічні води ТЕС забруднені, вони містять в собі ванадій, нікель, фтор, феноли і нафтопродукти.

В умовах великого дефіциту палива великого значення набуває атомна енергетика. В Україні атомна енергетика почала свій відлік з моменту введення в експлуатацію першого енергоблоку Чорнобильської АЕС (1977 рік).

Згідно плану розвитку атомної енергетики колишнього СРСР, на території України повинно було збудовано 9 АЕС. В період з 1977 по 1989 роки були введені в експлуатацію 16 енергоблоків загальною потужністю 48 МВт. на п’яти АЕС: Запорізькій, Рівненській, Хмельницькій, Чорнобильській і Південноукраїнській. Проекти будівництва Чигиринської і Харківської АЕС були анульовані через серйозні геологічні помилки.

Чорнобильська катастрофа різко змінила ставлення до “мирного атому” і значно змінила плани атомобудівників.

Необхідні витрати води для ТЕС визначають за потужністю агрегатів і їх типу, а також в залежності від кількості пари, що відбирається для потреб інших підприємств. Орієнтовно можна рахувати, що на 1 кВт встановленої потужності витрачається 0,16...0,45 м3/год води. Більші значення відносяться до теплових станцій невеликої потужності (до 300 тис. кВт).


Случайные файлы

Файл
153224.rtf
finans.doc
161963.rtf
27322.rtf
3577-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.