Экономичность энергетических установок

ЭКОНОМИЧНОСТЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК [c.59]

Развитие теплоэнергетики всегда шло в двух основных направлениях — повышение тепловой экономичности и надежности тепловых двигателей, увеличение единичной мощности агрегатов и мощности электростанций. В настоящее время располагаемые ресурсы органического топлива не обеспечивают необходимого увеличения производства электроэнергии. В будущем дефицит топлива будет увеличиваться и повышение тепловой экономичности энергетических установок становится еще более важной задачей. Увеличение объема производства электроэнергии требует дальнейшего увеличения мощности энергетических агрегатов и электростанций. Эти же тенденции характерны и для атомной энергетики, удельный вес которой к концу столетия станет значительным. На рис. 1 показаны тенденции роста единичных мощностей турбоагрегатов Nfn электростанций, использующих как органическое (/), так и ядерное топливо (2). [c.13]

Развитие энергетики характеризуется неуклонным ростом единичных мощностей агрегатов и повышением параметров пара в паросиловом цикле. Это снижает удельные капитальные затраты и повышает экономичность энергетических установок. Так, при переходе от параметров пара 38,2 бар и 450° С к 127,4 бар и 565° С за счет повышения к. п. д. цикла экономится 14% топлива, расходуемого на производство единицы энергии, а при Последующем повышении давления от 127,4 до 235 бар получается экономия еще на 4% (Л. 1]. [c.7]

Как известно, одним из наиболее существенных методов повышения экономичности энергетических установок является применение пара высоких параметров. В связи с этим возникает необходимость расширения области исследования свойств водяного пара высоких параметров. [c.4]

Повышение экономичности энергетических установок в настоящее время достигается главным образом путем увеличения параметров пара и единичной мощности агрегатов. [c.5]

Оптимальный режим. Оптимальный режим работы ядерной энергетической установки зависит от конкретных условий ее использования, а также от экономических факторов. В отличие от тепловых электростанций топливная составляющая стоимости вырабатываемой электроэнергии на атомных электростанциях значительно меньше остальных составляющих (в частности, существенно меньше капитальные затраты на единицу установленной мощности). Поэтому атомная электростанция будет наиболее экономичной в том случае, если ее мощность будет максимальной, так как при этом капитальные затраты на единицу установленной мощности будут наименьшими, а стоимость вырабатываемой электроэнергии минимальной. Для других ядерных энергетических установок требование максимальной мощности имеет еще большее значение. Таким образом, можно считать, что оптимальные условия работы ядерной энергетической установки характеризуются наибольшим значением отношения полезной работы, производимой ядерной энергетической установкой, к капитальным затратам, т. е. максимальной мощностью установки. [c.592]

Другим путем повышения экономичности ГТУ, особенно мощных энергетических установок, является применение [c.206]

В 30-х годах советское машиностроение создало новые типы судовых энергетических установок. Модернизированные паровые машины двукратного расширения с клапанным парораспределением наклонного типа мощностью от 200 до 500 л. с. и судовые водотрубные котлы с поверхностью нагрева 70— 85 и 160 стали устанавливать на новых колесных пароходах различного назначения. Конструктивные особенности этих установок, их относительная экономичность, широкий диапазон оборотов паровой машины и возможность получения большого крутящего момента при пуске обусловили их широкое применение на речных судах. [c.285]

Техническое перевооружение и реконструкция электростанций в целях создания технического уровня их эксплуатации, повышения надежности, экономичности и ресурса действующих и вновь проектируемых энергетических установок являются важнейшими задачами энергомашиностроения на современном этапе научно-технического прогресса. Необходимые показатели надежности невозможно получить без использования основных достижений в области материаловедения и физики металлов в части разработки методов индивидуальной диагностики надежности и ресурса конструкционных материалов с учетом их фактического состояния. Любая конструкция с точки зрения надежности, должна сохранять способность воспринимать значительные нагрузки при наличии повреждений. Возникающие в деталях энергооборудования повреждения могут быть усталостными трещинами, трещинами ползучести, трещинами, связанными с коррозионным растрескиванием. В обеспечении надежности играет роль разработка систем диагностики состояния металла. Выбор материала, обеспечение его высокой трещиностойкости и разработка системы диагностики вновь вводимого оборудования проводятся с учетом результатов анализа повреждаемости аналогичных узлов длительно работающего оборудования. [c.3]

В качестве одного из наиболее интересных и важных проявлений научно-технического прогресса в энергетике выступает тенденция роста взаимозаменяемости видов используемой энергии, энергетических установок и энергетических ресурсов. Сущность этой тенденции заключается в возрастании технической возможности и вместе с тем разной экономичности использования [c.20]

Вода (HjO) является наиболее распространенным теплоносителем и в достаточной мере удовлетворяет указанным выше требованиям. Она используется также в качестве рабочего тела в большинстве существующих ядерных энергетических установок и является незаменимым теплоносителем нижней ступени комбинированных энергетических циклов. Хороший растворитель многих веществ — вода позволяет создавать установки с использованием растворов урановых солей одновременно в качестве ядерного топлива и теплоносителя. Основной ее недостаток — высокое давление пара при сравнительно небольших температурах (1 ата при 99° С и 225,5 ата при 374,2 С). Это вызывает дополнительные трудности при создании паросиловых установок высокой экономичности. Присутствие в воде растворенных солей, удаление которых довольно сложно, также является недостатком. Особо высокие требования предъявляются к обессоливающим устройствам первого контура. [c.20]

Одним из основных источников повышения экономичности тепловых установок является уменьшение потерь тепла с уходящими газами. В настоящее время температура уходящих газов в крупных энергетических и промышленных котельных агрегатах составляет 120—160° С, а в небольших промышленных печах — 500—1300° С. Соответственно потери тепла с уходящими газами при составлении теплового баланса этих установок по низшей теплоте сгорания топлива колеблются от 5—7% до 25—60%. Например, в широко распространенных промышленных, ком- [c.3]

Возможности повышения экономичности, надежности и ресурса работы современных энергетических установок (паровых и газовых турбин энергоблоков, парогенераторов, подогревателей, теплообменников различного назначения, котельных и печных агрегатов) в значительной мере зависят от совершенства применяемой термоизоляции. Проблемы экономии энергии и увеличения работоспособности теплонапряженных элементов конструкций, использование дорогостоящих теплоизоляционных материалов и изделий из них приводят к возрастанию требований к методам расчета и оптимизации параметров термоизоляции, к достоверности получаемых этими методами результатов. [c.3]

В табл. 2 приведены показатели тепловой экономичности (к. п. д.) энергетических установок конденсационной, раздельной и комби- [c.57]

После коррозии проблема сварки занимает основное место при изготовлении элементов конструкций ядерных энергетических установок. Возможно, это связано с тем, что сварка внедрялась позднее, чем другие процессы, и поэтому находится сейчас в стадии развития. Сначала в большинстве ядерных энергетических установок применялись болтовые соединения, клепка или горячая посадка. Эти методы мало пригодны при производстве таких изделий, как фланцы турбин и паровых котлов высокого давления, для которых гораздо экономичнее использовать сварку. Конструкции соединений, которые могут быть быстро (и экономично) сварены и проконтролированы, сравнительно недавно заменили болтовые соединения. В табл. 7.2 приведены категории и приблизительное число мест сварки, условия работы и типичные стали, используемые в современном производстве. [c.68]

Ввиду особенностей производства электроэнергии решающими факторами энергетических установок являются надежность производства и экономичность его. Эти требования могут быть выдержаны лишь при условии правильного выбора водного режима и связанного с ним метода водообработки. Рост параметров и мощностей паросиловых установок заставляет искать новые решения этих вопросов и делает проблему водообработки наряду с металлом котлов и турбин проблемой № 1 в энергетических установках как на органическом, так особенно на ядерном топливах. [c.3]

Экономичность парогазовых установок (ПГУ) вызывает интерес к ним как у нас, так и в США, Швеции, Франции и других странах. В США в 1963 г. пущен блок стационарной энергетической установки мощностью, 200 Мет. [c.267]

Как уже указывалось выше, от совершенства термодинамического цикла зависит предел достижимой тепловой экономичности энергетической установки, но одновременно от характеристики цикла зависят основные требования к его рабочему телу. Поэтому сравнительный анализ термодинамических циклов обычно предшествует рассмотрению требований к рабочему телу, тепловых схем и конструктивных характеристик отдельных элементов энергетических установок. [c.20]

С точки зрения возможности достижения максимальной тепловой экономичности одноступенчатого цикла представляет интерес рассмотрение циклов на рабочих телах с высокой критической температурой (прежде всего жидких металлов), в которых процесс генерации пара происходит при максимальной температуре цикла. Применение жидкостей с высокой температурой кипения при сравнительно низких давлениях пара обеспечивает ряд преимуществ энергетических установок. Более низкое давление (по сравнению с водяным паром) облегчает и упрощает конструкции оборудования. Более благоприятное соотношение теплоемкости жидкой фазы и теплоты парообразования позволяет получить высокий к. п. д. без регенеративного подогрева конденсата. Относительно малая теплоемкость паровой фазы позволяет не прибегать к перегреву пара без существенного снижения к. п. д., что невозможно на водяном паре. [c.21]

Бинарный цикл также может быть эффективным средством повышения тепловой экономичности и циклов мощных энергетических установок на химически реагирующих газовых смесях и некоторых других специфических установок. [c.39]

Экономичность опреснительных установок определяется двумя главными факторами дополнительным расходом топлива в энергетической установке, связанным с работой опреснителей, и затратами на амортизацию. При этом, как правило, стремление снизить расход топлива за счет усложнения опреснителей ведет к увеличению их стоимости. Отысканию условий, при которых наилучшим образом удовлетворяются эти противоречивые требования, посвящен 18. Здесь мы рассмотрим только методы оценки расхода тепла и топлива на опреснительную установку и укажем пути, которые позволяют достигнуть наименьших значений этих расходов. В связи с этим термин экономичность в дальнейшем изложении будет характеризовать лишь расход тепла и топлива. [c.37]

Кроме того, проявляется тенденция объединения по тепловой схеме хвостовых частей котла и турбины с целью изыскания дополнительных средств повышения экономичности блока в целом . При таком подходе следует рассматривать совместно основные две потери энергетических установок потери с уходящими газами котла и с водой, охлаждающей конденсаторы турбин. Задача сводится к построению тепловой схемы блока, обеспечивающей минимальное в данных условиях значение суммы обеих тепловых потерь. [c.224]

При работе на газе экономичность приводных и энергетических установок при стандартных для США параметрах атмосферного воздуха 26,6° С и 99,61 ama можно приблизительно оценить следующими величинами [c.15]

До настоящего времени основная часть (до 80%) электрической энергии вырабатывается на тепловых и атомных электростанциях. Ведущая роль этих электростанций сохранится и в будущем . Источниками тепловой энергии на таких электростанциях служат главным образом природное химическое топливо (уголь, нефть, газ) и ядерное горючее. В качестве энергетических установок на тепловых (и атомных) электростанциях служат паротурбинные установки (ПТУ). Широкое применение ПТУ в энергетике связано с их надежностью, большим ресурсом работы и отсутствием компрессора для сжатия рабочего тела — водяного пара до высоких давлений. Однако экономичность ПТУ ограничена. Даже при сверхкритических тепловых параметрах водяного пара эффективный к.п.д. ПТУ едва достигает 40%. К недостаткам ПТУ относятся также большой удельный расход тепла (около 2000 ккал/кВт-ч) на производство электроэнергии, большие габариты, значительный удельный вес (10 кг/кВт), невысокая надежность поверхностей нагрева парогенераторов, большие удельные объемы водяного пара в последних ступенях турбины, ограничивающие единичную мощность машины, большое время запуска (несколько суток), большие потери циркуляционной воды (до 3,6 кг/кВт-ч) в градирнях и др. Кроме того, мощные энергетические ПТУ, работающие на природном химическом топливе (уголь, мазут), являются крупными источниками вредных выбросов (пылевидные частицы, окислы азота, сернистые соединения) в атмосферу и тепловых выбросов в водоемы. [c.4]

Непрерывный рост нашей энергетики, необходимость снижения эксплуатационных расходов и получения максимальной экономии топлива требуют создания высокоэкономичных энергетических установок с одновременным укрупнением единичных мощностей. В настоящее время осваиваются блоки мощностью 300 тыс. кет с котлом производительностью 950 г/ч, на параметры пара 240 ата и 565/565° С. Изготавливаются паровые турбины мощностью 500, 800 и 1000 кет. Но дальнейшее укрупнение мощности и повышение параметров пара связаны со значительными трудностями. Увеличение габаритов оборудования сопряжено с усложнением в строительной части фундаментов, перекрытий и зданий. Поэтому впредь развитие энергетики СССР должно базироваться не только на увеличении единичных мощностей и параметров, но и на относительном уменьшении габаритов энергооборудования. Вместе с тем должна повышаться экономичность его работы. Наиболее прогрессивным решением этой задачи является применения комбинированных парогазовых установок, работающих по бинарному циклу [Л. 1—4]. [c.3]

На основе анализа условий работы конденсаторов, существенно влияющих на экономичность энергетического цикла паротурбинных установок, наметилось несколько возможных направлений улучшения теплотехнических характеристик их трубчатых поверхностей теплообмена (в том числе интенсификация процесса конвективной теплоотдачи от внутренней стенки труб к охлаждающей воде). [c.106]

Повышение начальных параметров пара паротурбинных установок с 90 ата, 540° С до 240 ата, 560° С, а также увеличение единичной мощности блока котел—турбина со 100 до 300 тыс, кет дают снижение удельного расхода топлива на 12—14%. Дальнейшее повышение начальных параметров пара до 300 ата, 650° С приведет к дополнительному снижению удельного расхода топлива всего лишь на 4%. Таким образом, дальнейшие возможности повышения экономичности паросиловых установок, являющихся в настоящее время основным видом энергетических двигателей, ограничены. [c.213]

Газотурбинные электростанции в СССР в качестве самостоятельных энергетических установок получили ограниченное распространение. Серийные газотурбинные установки (ГТУ) обладают невысокой экономичностью, потребляют, как правило, высококачественное топливо (жидкое или газообразное). При малых капитальных затратах на сооружение они характеризуются высокой маневренностью, поэтому в некоторых странах, например в США, их используют в качестве пиковых энергоустановок. ГТУ имеют по сравнению с паровыми турбинами повышенные шумовые характеристики, требующие дополнительной звукоизоляции машинного отделения и воздухозаборных устройств. Воздушный компрессор потребляет значительную долю (50—60%) внутренней мощности газовой турбины. Вслед- [c.293]

К камерам сгорания современных энергетических установок предъявляется большое число различных требований, регламентирующих их экономичность, надежность и ограниченный выброс вредных веществ (экологические требования). При проектировании энергетических установок обеспечить пытаются все требования, но не всегда это удается. [c.56]

К важнейшим эксплуатационным показателям газотурбинных энергетических установок относятся надежность и экономичность. В зависимости от диспетчерского графика (режима) ГТУ может находиться в работе резерве плановом останове на техническом обслуживании ремонте капитальном ремонте простое после аварии. [c.155]

Для паропроводов новых энергетических установок обеспечению надежной, экономичной и безопасной эксплуатации на длительный срок службы 300. .. 400 тыс. ч способствует сложившаяся в последнее [c.260]

В связи с этим для энергетических установок все шире применяется природный газ, а также жидкое топливо, что значительно повышает экономичность строительства и эксплуатации тепловых электростанций. [c.186]

Создание мощных и экономичных энергетических установок требует и в настоящее время преодоления еще многих научных и технических трудносгеГп [c.9]

Одним из эффективных путей повышения экономичности энергетических установок и уменьшения габаритов теплообменных аипаратстз является повышение температуры рабочего тела — теплоносителя. По этой причине все чаще стали использоваться жидкометаллические теплоносители, которые по сравнению с другими жидкостями-теплоносителями имеют ряд преимуществ [1]. В настоящее время в качестве жидкометаллических теплоносителей используются главным образом щелочные металлы и их эвтектические сплавы, так как они, обладая хорошими теплофизическими свойствами, имеют довольно низкую температуру плавления, сравнительно высокую критическую температуру и слабо взаимодействуют с конструкционными материалами, широко применяемыми в технике. [c.68]

Развитие атомной энергетики в ССО осуществляется для удовлетворения потребностей народного хозяйства в злектроэнергии, в теплофикации городов и промышленных объектов, энергообеспечении в перспективе ряда энергоемких технологических процессов (в металлургии, химии). В предстоящие годы суммарная мощность атомных энергетических установок различного назначения должна удваиваться примерно в каждые 8-10 лет. Основу атомной энергетики в СССР и за рубежом в настоящее время составляют атомные электростанции с реакторами на тепловых нейтронах корпусного и канального типа (водо-водяные энергетические реакторы - ВВЭР, реакторы больщой мощности кипящие - РБМК) и на быстрых нейтронах (корпусного типа - БН). Реакторы на тепловых нейтронах обладают сравнительно высокой экономичностью, реакторы на быстрых нейтронах - высоким коэффициентом использования и воспроизводства ядерного топлива. Единичная мощность этих реакторов непрерывно возрастает, достигая к настоящему времени 1000 1500 МВт. [c.5]

Внешние энергетические связи заводов могут заключаться в выдаче на сторону избытков горячей воды от охлаждения производимой продукции, горючих отходов и т. п. Если установки завода используют только сортированное топливо, то отсевы его могут направляться для экономичного сжигания на соседние производства (например, для запрессовки мелочи в сырьевую массу, идущую на обжиг строительной керамики, или в печи для получения цементного клинкера). Преимущества внешнего кооперирования должны быть использованы в полной мере. После максимального повышения экономичности теплоиспользующих установок основное внимание должно быть уделено рациональному составлению графиков производства н потребления тепла. Графики должны быть составлены не только для возможно большего совпадения их в течение суток, но и с учетом годового теплопотребления. Должны учитываться характерные летние, зимние и весенне-осенние суточные графики расхода тепла, их длительность в течение года, а также графики расходов в праздничные дни. С точки зрения использования вторичных энергоресурсов благоприятными теплопотребителями являются нагреватели питательной воды котельных или химических водоочисток, так как они требуют низкопотенциальных теплоносителей с невысокой температурой и характеризуются относительным постоянством потребления как в течение суток, так и в течение всего года. [c.329]

Вопросы обработки воды для нужд паросиловых установок, являвшиеся в начале XX в. малозначительной частной проблемой, преследовавшей в основном борьбу с кальциевой жесткостью в паровых котлах, превратились в настоящее время в самостоятельную научно-техническую дисциплину. Она охватывает большой комплекс физико-химических процессов, без надлежащего изучения которых невозможно добиться надежной и экономичной работы энергетических установок и большого числа промышленных объектов. Рост и развитие этой дисциплины вызваны развитием теплоэнергетики как на органическом, так и на ядерном топливах, неуклонцым ростом параметров энергетических установок и резким повышением мощности агрегатов резко повысились требования к качеству питательной воды также и для различных теплообменных установок. [c.3]

В реакторах на быстрых нейтронах используются в качестве теплоносителей жидкие металлы, возможно использование газов (гелия, углекислоты), расплавов солей. В МГД-преобразовате-лях энергии, термоэмиссионных, термоэлектрических и других преобразователях так же будут находить применение неводяные теплоносители. Высокотемпературные реакторы с газовым охлаждением будут использоваться с газотурбинными установками замкнутого цикла, в которых рабочим телом будут неводяные теплоносители. Более высокая экономичность таких мощных энергетических установок обеспечит уменьшение загрязняющих выбросов в атмосферу земли. [c.4]

Следует при этом заметить, что в ряде случаев максимальная тепловая экономичность цикла не является определяюш,им или единственным критерием при выборе его рабочего тела. Так, при выборе оптимального цикла и тепловой схемы атомных энергетических установок решающее значение имеют характеристики топливного цикла и специфические требования к рабочим телам и теплоносителям, связанные с их поведением в активной зоне в первом, а иногда и во втором контуре ядерпой установки. [c.20]

Комбинированные циклы могут быть средством повышения тепловой экономичности ряда новых типов энергетических установок. Целесообразность совмещения достоинств гелия как рабочего тела цикла замкнутой ГТУ с высокотемпературным газо-охладждаемым реактором и достоинств конденсационного цикла углекислоты (или другого низкокипящего вещества) привела к разработке нового типа комбинированной установки [32], цикл которой изображен на рис. 25. Особенность этого цикла состоит в том, что в области высоких температур при относительно низком давлении работает инертный газ, а в нижней ступени используется конденсационный цикл низкокипящего рабочего тела, обеспечивая низкую среднетермодинамическую температуру отвода тепла. [c.42]

Газотурбостроенне длительное время развивалось по пути достижения высокой тепловой экономичности, которую можно было бы противопоставить экономичности паротурбинных энергоблоков. Однако до сих пор этой проблемы решить не удалось, и развитие газовых турбин применительно к большой энергетике в основном направлено на создание пиковых ГТУ. С целью совершенствования этих установок уже в недалеком будущем будут применяться высокотемпературные газовые турбины с начальной температурой 1500 К и выше. Но даже ири таких температурах ГТУ, выполненные по простым схемам, по экономичности не могут конкурировать с паротурбинными блоками. Вопрос же о целесообразности создания ГТУ с высоким к. п. д., выполненных по сложным схемам, находится, как и вопрос выбора параметров пара, в тесной связи с перспективами развития других энергетических установок, в частности комбинированных. [c.252]

Энерготехнологические ПГТУ с высокотемпературным ядер-ным реактором перспективны для применения в металлургии (доменное производство), нефтехимии (пиролиз нефти), химии (производство окислов азота и азотной кислоты), для высокотемпературной газификации малоценных (бурых) углей с жидким шлако-удалением и синтеза из получаемого газа стандартного энергетического жидкого топлива — метанола (метилового спирта) — непосредственно на месте добычи угля (например, канско-ачин-ского угля). Метанол-энергоноситель может быть доставлен с места производства в любой район страны с помощью наиболее экономичного вида транспорта жидкого топлива — по трубопроводу. Использование метанола — чистого топлива — для энергетических установок (в том числе и для ПГТУ), котельных и автомобильного транспорта позволит радикально решить проблему предотвращения вредных выбросов в окружающую среду. [c.8]

Современное развитие транспортной техники связано со значительным увеличением скорости, силы тяги и необходимостью применения очень мощных, но легких и компактных силовых установок с высокими к.п.д. и надежностью работы. Уже нередко мощности двигателей транспортных установок соответствуют мощности небольших электростанций. Например, мощность энергетических установок некоторых судов в настоящее время составляет 30 тыс. кВт, а в ближайшем будущем она может достигнуть 100 тыс. и даже больше. Тенденция увеличения мощности силовых установок транспорта, особенно морского флота, сохранится и в будущем. При таких огромных мощностях обычные дизельные и паротурбинные двигатели уже не могут отвечать принципиально новым требованиям, предъявляемым к современным транспортным энергетическим установкам. На смену им и должны нрийти более экономичные, более легкие, компактные и простые, более надежные парогазотурбинные двигатели. [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...