Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Ноября 2011 в 20:11, курсовая работа
Человечеству нужна тепловая энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Соответственно, запасы традиционных природных топлив (угля, нефти, природного газа и мазута) не бесконечны.
Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники тепловой энергии (энергия ветра и солнца), причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, а также с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.
ВВЕДЕНИЕ…………........................................…………............................3
1. Описание сущности технологии …………..........................................4
2. Основные способы получения энергии …………...............................6
3. Нетрадиционные источники энергии…………..................................10
4. Тепловые сети и потери при передаче тепловой энергии …………....12
5. Оценка жизненного цикла как инструмент планирования затрат….15
6. Производство и потребление тепловой энергии, себестоимость…….16
7. Спрос на тепловую энергию…………..………………………………..18
8. Альтернатива производства тепловой энергии………………………..21
9. Теплоснабжение………………………………………………………....22
10. Проблема взаимодействия теплоэнергетики
и окружающей среды……………………………………………………...27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..28
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………..29 ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………..30
Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители электроэнергии могут находиться на значительном расстоянии от станции.
Теплоэлектроцентраль отличается от конденсационной станции установленной на ней специальной теплофикационной турбиной с отбором пара. На ТЭЦ одна часть пара полностью используется в турбине для выработки электроэнергии в генераторе 5 и затем поступает в конденсатор 6, а другая, имеющая большую температуру и давление (на рис. штриховая линия), отбирается от промежуточной ступени турбины и используется для теплоснабжения. Конденсат насосом 7 через деаэратор 8 и далее питательным насосом 9 подается в парогенератор. Количество отбираемого пара зависит от потребности предприятий в тепловой энергии.
Коэффициент полезного действия ТЭЦ достигает 60—70%.
Такие станции строят обычно вблизи потребителей — промышленных предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают на привозном топливе.
Рассмотренные тепловые электростанции по виду основного теплового агрегата —паровой турбины — относятся к паротурбинным станциям. Значительно меньшее распространение получили тепловые станции с газотурбинными (ГТУ), парогазовыми (ПГУ) и дизельными установками.
Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (сокращенно ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль. Для выработки 1 кВт-ч электроэнергии затрачивается несколько сот граммов угля. В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару. В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору. Вал турбины жестко соединен с валом генератора.
Современные паровые турбины для ТЭС — весьма совершенные, быстроходные, высокоэкономичные машины с большим ресурсом работы. Их мощность в одновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не предел. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, т. е. имеют обычно несколько десятков дисков с рабочими лопатками и такое же количество, перед каждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Давление и температура пара постепенно снижаются.
КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной температуры рабочего тела. Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до 550 °С и давление —до 25 МПа. Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром.
По мнению ученых в основе энергетики ближайшего будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на не возобновляемых ресурсах. Но структура ее изменится. Должно сократиться использование нефти.
Начнется использование пока
еще не тронутых гигантских
запасов дешевых углей,
К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Природе, чтобы создать эти запасы, потребовались миллионы лет, израсходованы они будут за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить разграбления земных богатств. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хватить на века.
Ученые предостерегают: разведанных
запасов органического топлива
при нынешних темпах роста
энергопотребления хватит
К местным видам топлива относятся в первую
очередь торф и дрова.
Общие запасы торфа на территории Российской
Федерации оцениваются в размере 162,7 млрд.
т (при влажности 40%). Наиболее обеспечены
торфяными ресурсами северные районы
европейской части страны, Западной Сибири,
Урала и Северо-Запада страны.
Торф является
природным ресурсом, запасы которого могут
при соответствующих условиях возобновляться.
Ежегодный прирост торфа на болотах России
составляет 250 млн. т (при влажности 40%).
Благодаря
низкой трудоёмкости и энергоёмкости
добычи топливного торфа, простоте транспортных
схем и коротким расстояниям вывозки торф
сохраняет конкурентоспособность (в ряде
регионов) с другими видами ввозимого
твёрдого топлива. Кроме того, торф характеризуется
низким содержанием серы и золы, что обеспечивает
невысокий уровень вредных выбросов при
его сжигании. В 2000 году на электростанциях
России было использовано 1,7 млн. т торфа.
Прогнозируются следующие показатели
производства и использования в энергетике
торфа на период до 2020 года:
Такой вид топлива, как дрова, в настоящее
время используют более 5 млн. семей. На
эти цели расходуется свыше 50 млн. м³ древесины.
Централизованно топливоснабжающими
предприятиями реализуется около 6 млн.
м³ дров. Для ликвидации дефицита этого
топлива необходимо обеспечить поддержание
существующих мощностей по заготовке
дров и создание новых на базе лесохозяйственных,
лесопромышленных и топливных предприятий.
Важным местным
видом топлива, особенно в целях теплоснабжения,
являются городские бытовые отходы. Необходимо
создать условия для включения их в топливно-энергетический
баланс и решения одновременно экологических
проблем.
Децентрализованные потребители могут
использовать также древесные и сельскохозяйственные
отходы.
Для преодоления
отставания России в использовании возобновляемых
источников энергии, сохранения запасов
истощаемого органического топлива для
будущих поколений, существенного улучшения
энергоснабжения удаленных от электросетей
населенных пунктов, а также улучшения
экологической обстановки в экологически
напряженных районах необходимо:
Расчетный
анализ содержания тепловой
энергии в приходной и расходной
частях энергетического баланса может
быть выполнен на основе следующих соотношений:
* содержание
химической энергии, теплота
Qп = Мr*10-6,
где М - расход материального потока за рассматриваемый промежуток времени (час, год), кг или м3;
г - удельная химическая
энергия, энергия фазовых превращений,
ккал/кг или ккал/м3;
* теплосодержание материальных потоков, Гкал,
QM = Mc Т*10-6,
где с - массовая или объемная удельная теплоемкость материального потокаМ;
Т - температура
потока, °С;
* расход теплоты на отопление, Гкал,
QOT = qoV(TBH-Toc)t*10-6,
где q0 - объемная отопительная характеристика объекта;
V- внешний объем объекта, м3;
Твн, Toc - температуры внутри и вне объекта,
°С;
t - рассматриваемый промежуток времени,
ч;
* тепловой
эквивалент электрической
Q = W*0,86*10-6 ,
где W - подведенная
(потребленная) за рассматриваемый
промежуток времени (час, год) электрическая
энергия, кВт.
Нетрадиционные источники энергии
Одним из нетрадиционных источников энергии является тепловая энергия океана.
Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности (361 млн. км2) занимают моря и океаны. Так, тепловая (внутренняя) энергия, имеет величину около 1026 Дж.
Кинетическая
энергия океанских течений
Последние
десятилетие характеризуется
Почти
все источники энергии в какой-
Было
бы неплохо исключить эти
Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.
И
хотя то в одной, то в другой стране
появляются экспериментальные рефлекторы-
В
значительно более широких
Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовление аппаратуры, их перевозки.
Существует
также водородная энергетика.
Водород, самый простой и легкий из всех химических элементов, можно считать идеальным топливом. Он имеется всюду, где есть вода. При сжигании водорода образуется вода, которую можно снова разложить на водород и кислород, причем этот процесс не вызывает никакого загрязнения окружающей среды. Водородное пламя не выделяет в атмосферу продуктов, которыми неизбежно сопровождается горение любых других видов топлива: углекислого газа, окиси углерода, сернистого газа, углеводородов, золы, органических перекисей н т. п. Водород обладает очень высокой теплотворной способностью: при сжигании 1 г водорода получается 120 Дж тепловой энергии, а при сжигании 1 г бензина – только 47 Дж.
Водород можно транспортировать и распределять по трубопроводам. Трубопроводный транспорт топлива – самый дешевый способ дальней передачи энергии.
Водород может служить и химическим сырьем во многих отраслях промышленности, например при производстве удобрений и продуктов питания, в металлургии и нефтехимии. Его можно использовать и для выработки электроэнергии на местных тепловых электростанциях.
Учитывая результаты существующих
прогнозов по истощению к середине – концу
следующего столетия запасов 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.
Уже началось удорожание нефти, поэтому
тепловые электростанции на этом топливе
будут вытеснены станциями на угле.
На рисунке 4 представлены источники и
виды энергии, и, соответственно, типы
установок.
Тепловые сети