Экзаменационные ответы по дисциплине «Общая энергетика»
Первый принцип термодинамики
Первое начало термодинамики - представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.
В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным. Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил.
1.2 Идеальный цикл Ренкина паросиловой установки
В цикле Ренкина охлаждение влажного пара в конденсаторе производится до превращения его в воду.
Цикл Ренкина состоит из следующих процессов:
4-1 – процесс парообразования в котле при постоянном давлении;
1-2 – процесс адиабатного расширения пара в турбине;
2-3 – процесс конденсации влажного пара в конденсаторе с отводом теплоты с помощью охлаждающей воды;
3-4 – процесс адиабатного сжатия воды в насосе от давления
1.3 Технологическая схема тепловой электростанции, работающей по циклу Ренкина
Преобразование энергии органического или ядерного топлива в механическую при помощи водяного пара осуществляется в паровых силовых установках, которые являются базой современной крупной энергетики.
В паровом котле 1 вода превращается в перегретый пар, который по паропроводу поступает в турбину 2, где происходит его адиабатное расширение с совершением технической работы, приводящей во вращательное движение ротор электрического генератора 3. Затем пар поступает в конденсатор 4, который представляет собой трубчатый теплообменник. В конденсаторе при помощи охлаждающей воды от пара отнимается теплота парообразования и пар переходит в жидкость, которая с помощью насоса 5 подаётся в паровой котёл 1. В дальнейшем цикл повторяется.
1.4 Типы электростанций.
Атомные электростанции (АЭС)
Тепловые электростанции (ТЭС)
Гидроэлектрические станции (ГЭС)
Ветроэлектростанции (ВЭС)
Геотермальные электростанции
Солнечные электростанции (СЭС)
Гелио станции (с паровым котлом)
Химические электростанции.
Тепловые конденсационные электростанции (кэс)
На тепловых электростанциях химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в котле в энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат. Механическая энергия вращения турбины преобразуется генератором в электрическую.
Топливом для электростанций служат уголь, торф, сланцы, газ, мазут.
Основными особенностями КЭС являются:
удалённость от потребителей электроэнергии, что определяет в основном выдачу электроэнергии на высоких и сверхвысоких параметрах;
блочный принцип построения электростанций.
Мощность КЭС обычно такова, что каждая из них может обеспечивать электроэнергией крупный район страны. Поэтому существует еще одно название этих электростанций - государственная районная электростанция (ГРЭС).
Уголь подается в топливный бункер 1, а из него — в дробильную установку 2, где превращается в пыль. Угольная пыль поступает в топку парогенератора (парового котла) 3, 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 4
КЭС имеют КПД = 40 - 42%, который в основном определяется тепловыми потерями в пароводяном контуре.
Современные КЭС оснащаются энергоблоками 200 … 1200 МВт. Применение крупных агрегатов позволяет обеспечить быстрое наращивание мощности станции, приемлемую себестоимость электроэнергии.
Однако КЭС обладают и рядом существенных недостатков:
тепловое загрязнение атмосферы;
электромагнитное загрязнение, обусловленное влиянием линий высокого и сверхвысокого напряжения;
загрязнение гидросферы (тёплая вода, охлаждающая конденсатор);
влияние на литосферу, сказывающееся в извлечении больших масс топлива из земли, захоронение продуктов сгорания (зола и шлаки).