Проблемы теплоэнергетики

Реферат на тему
«Проблемы теплоэнергетики. Пути решения»



























2016
Содержание

Введение
3
1
История возникновения теплоэнергетики
4
2
Проблемы теплоэнергетики
7
3
Пути решения проблем в теплоэнергетике
12
Вывод
14
Список использованной литературы
15






















Введение

     Появление теплоэнергетики, как и появление любой инойсферы техники, возникло ответом на появившиеся перед обществом, на конкретном этапе его формирования, вопрос, решением вставшей перед ним задачи. 
     Потребность в новом источнике энергии считается следствием кризиса гидроэнергетики, а именно- кризиса энергетики водяного колеса, который уже к 18 веку не разрешал удовлетворить потребность производства.
     Под теплоэнергетикой понимается сфера теплотехники, которая занимается переустройством теплоты в иныеформы энергии, основнымтипомв механическую и через нее в электрическую. Вершинунынешней энергетики сопоставляют тепловые электростанции (далее ТЭС), применяющие для этого химическую энергию органического топлива.
     Целью и объектом работы является теплоэнергетика.
     Для полученияназначенной цели в работе были установленытакие задачи, как:
     а) определить история возникновения теплоэнергетики;
     б) проанализировать проблемы теплоэнергетики;
     в) рассмотреть пути решения проблем в теплоэнергетике.
     










1 История возникновения теплоэнергетики
     
     Для всех двигателей требуется разбирать степень их зависимости от локальных (местных) условий деятельности и степени их вероятных использований для всевозможных нужд промышленности. Двигатели, мало зависят от местных условий (обусловливается энергоемкостью источника энергии) и всеобщего в его технической эксплуатации (набор конструктивных форм двигателя), считается универсальным. [5, с.14]
     Поэтому водяное колесо, которое взаимосвязано с определенным местом, не может относиться к универсальному двигателю промышленности и транспорта, но все же он является универсальным в своем техническом использовании, потому что он дает потребителю наиболее удобную работу в непрерывном и равномерном движении, в виде вращения. 
     Из эксплуатационной практики водоподъемных установок видно, что всасывание для поднятия воды выше определенной высоты невозможно. Этот вывод, почерпнутых из наблюдений, наносит солидный удар по псевдонаучные претензии схоластов, как будто «природа не терпит пустоты». Это было окончательно опровергнуто в 1643 году итальянским ученым Э. Торричелли, был определен уровень атмосферного давления.
     Яркие опыты Отто фон Герике, который состоялся в Магдебурге в 1672 году (когда восемь лошадей были не в состоянии отделить полушария, формируется шар, в котором был откачан воздух), привлекли внимание ученых и изобретателей 17 века атмосферного давления. Действительно, в сравнении с граммами или десятками граммов, сослался на 1см2 ветра или водяных колес, 1кг на 1 см считается «большая сила». Под силой понимается освобождение энергии из локальных зависимостей. [1, с.103]
     Задача заключается в работе вакуумного или избыточного давления, чтобы создать разность энергетических потенциалов, что дает потенциальную возможность получить работу.
     Тепловое расширение твердых тел был известен в течение длительного времени. В 17-м веке, было обнаружено тепловое расширение жидких тел и газов. Изменение объема жидких тел при изменении температуры используется в производстве из первых жидкостных термометров.[1, с.115]
     Появился последний этап на базе тепловых двигателей, а именно изучение свойств водяного пара. Еще до нашей эры люди познали о свойствах упругости водяного пара, который получается при кипении воды в замкнутом пространстве: в начале 16 века Леонардо да Винчи сделал набросок паровой пушки, указывая на то, что она была изобретена Архимедом. В середине 16 века в трудах Кардано была отмечена способность пара конденсироваться. 
     Тем не менее, знания о свойствах водяного пара были не очень точными. В 18 веке многие ученые полагали пар воздухом, который отделялся от воды при нагреве. [5, с.22]
     В своих экспериментах по изучению удельного объема водяного пара в 1601 году, итальянец Джамбаттиста Делла Порта представил, вероятность восстановления давление водяного пара на его поверхности, и необходимость кипятить всю воду, была поднята с помощью использования отдельного сосуда-парогенератора, предтечей парового котла. Позднее, в 1623 году, француз Соломон деКо обрисовал«страшную силу» пара, которая смогла бы сломить металлическую емкость и бросить на высокий фонтан воды. [5, с.28]
     Поэтому, такой путь привел к использованию тепловой энергии или «движущая сила огня».
     Знания в области теории теплоты были в то время очень поверхностны. Термодинамика является наукой взаимного превращения тепловой и механической энергии, которые начали только развиваться с середины 19 века. Таким образом, возникновение практической теплоэнергетики была основана на познание сложных явлений и свойств, к которым относятся атмосферное давление, расширение газов от жары, упругость водяного пара производят путем кипячения воды и конденсацией пара при охлаждении. Такая информация еще не была усовершенствована, но они дали толчок к практике, а практика, в свою очередь, создала предпосылки для обобщения проверенных опытом знаний. [1, с.129]
     Преодолеть зависимость от местных условий и, скорее всего, концентрацию больших емкостей, полностью зависит от свойств источника энергии и энергоемкости источника энергии. Топливо источника тепловой энергии, которое имеет, по сравнению с другими известными источниками высочайшей энергоемкостью. Таким образом, поиск нового двигателя неизбежно повлекло за собой тепловой двигатель.
     Следовательно, перехода от гидроэнергетики к теплоэнергетике делится на три этапа: [5, с.37]
     а)двигатель неотделим от исполнительного механизма (или рабочей машины);
     б) двигатель конструктивно отличается от рабочей машины - потребителя энергии, но еще не делаетсясовершенно самостоятельным;
     в)двигатель становится универсальным.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
2 Проблемы теплоэнергетики
     
     Теплоэнергетика является отраслью знаний и промышленного производства, охватывающая теорию и практику получения, преобразования и применения тепловой энергии во всех сферах народного хозяйства. [2]
     Тепловые энергетические установки относятся к основе современных тепловых и атомных электростанций, систем теплоснабжения и энергоемких технологий. 
     Величина вырабатывания тепловых электростанций и систем устанавливает в целом уровень технологического прогресса в каждой стране. Это убедительно представляет сегодняшнее состояние энергетики в российском государстве. [3]
     Совместный кризис в нашей экономике, которые вызвали замедление технологического прогресса привело к тому, что в России на производство единицы электрической энергии тратится практически в 1,5 раза выше, и на отопление 1м2 жилья в 2 раза больше, чем в соответственных странах за рубежом. 
     Тепловая энергетикароссийского государства в течение некоторого времени находится в плохом состоянии. Актуальные проблемы тепловой энергетики российского государства приведены ниже: [3]
     а)небольшоевложение в переоборудование существующих мощностей;
     б)недостатокотечественных инноваторских способов и высокоеизнашиваниеглавных фондов;
     в) неоптимальный баланс топлива и коэффициент полезного действия отечественного оборудования весьманевелик;
     г)использованиеустарелых решений в тепловой энергетике;
     д)рассредоточение регулирования энергетическими предприятиями.
     Из истории российского государства известно, что было время, когда темпы развития и инновации в тепловой энергетикероссийского государствапревысило развитых стран. Но после раскола СССР, тепловая энергетическая промышленность начала прибывать в угнетение, начала постепенно отставать от развитого мира.
     Следовательно, примерно половина всего функционирующего оборудования электростанций устарело. Замещение  оборудования на новые, современные энергоблоки не проводится.
     Создание и введениеновейшего очень эффективного оборудования тепло-электростанций (далее ТЭС) иначала современной энергетики отстают. Например, работы по разработке паротурбинных энергетических установок с электрическим КПД примерно 45%, а вот за рубежом деятельно разрабатываются аналогичные агрегаты с КПД выше 50%. [2] Не сделано необходимым переход на сжигание твердого топлива. 
     В сегодняшний момент почти 2/3 от тепловых электростанций, работающие на природном газе, где запасы исчерпываются. Ненатуральное содействие внутренних цен на природный газ значительно ниже, чем в Западной Европе, наносит огромные экономические убытки. Кроме того, разрушается угольная промышленность, где себестоимость добычи угля превосходит цену газа.[3]
     Наличествует в российском государстве небольшая величина производительности труда, плохоеприменениеглавного теплоэнергетического оборудования способствуют повышению энергоемкости ВВП России (рис. 1). [4]

Рисунок 1 - График энергетической емкости ВВП за 2014 год
     Из графика видно, что энергетическая емкость ВВП российского государстванаиболее высокая и является 0,39 т.усл.топл/тыс.евро. Энергетическая емкость ВВП российского государства на 95% выше энергетической емкости ВВП Китая, также в 3 раза выше стран ЕС, Японии и США.
     Одна из главных проблем тепловой энергетики, как уже говорилось раньше, считается применение устарелого оборудования и, разумеется, высокий уровень износа. Из-за этого, российское государство обладает низким уровнем КПД тепло-электростанций, как показано на рисунке 2,плохое электроснабжение предприятий и населения, в том числе высокий уровень отходов топливных ресурсов и увеличиваются потери, что приводит к неэффективности рынка.[4]

Рисунок 2 - График КПД ТЭС разнообразных стран на 2014 год, %
     
     Как видно из графика, наибольшая эффективность тепловых электростанций в Японии, за которой следуют страны ЕС, США, Китай и на последнем месте Россия, которая имеет самую низкую эффективность. Это можно объяснить тем, что в российском государстве применяются ТЭС, которые не подверглись модернизированности. На рисунке 3 показано баланс удельного веса тепловых электростанций, которые эксплуатируются более 40 лет. За 2014 год количество таких ТЭС сопоставляет больше 50%. [4]
     Если в российском государстве решили реализовать инновационный проект строительства новых генерирующих мощностей, использованием устаревшей системы инноваций, которые характеризуются низким уровнем эффективности по сравнению с мировыми аналогами. Следовательно, действенность тепловых энергетических предприятий не увеличивается, как изображено на рисунке 4.[4]

Рисунок 3 - График частей ТЭС со сроком эксплуатации более 40 лет, %

Рисунок 4 - График КПД существующего оборудования на 2014 год, %
     
     Имеющийся топливное соотношение тепловой энергетики российской федерации изображен на рисунке 5.[4]
     Данное размещение топлива в российской федерации считается неоптимальным по таким основаниям, как:[3]
     а)российское государствосильно зависит от газа;
     б)ресурсы угля практически не применяются;
     в)оптимальным источникам энергии не уделяется надлежащего внимания.

Рисунок 5 - Топливное соотношение формирования тепловой энергии по типам генерации
     
     себестоимость оборудования в российской федерации для строительства тепловых электростанций наиболее высокая по сопоставлению с развитыми странами, как показано на рисунке 6.[4]

Рисунок 6 - График сопоставления себестоимостей строительства 1кВт введенной мощности угольной ТЭС, в$
     
3Пути решения проблем в теплоэнергетике
     
     Чтобы улучшить систему питания нужно ввести такие новшества, как:[3]
     а) ввод в эксплуатацию угольный энергоблок мощностью 500-660МВт на супер-сверхкритические параметры пара;
     б) внедрить парогазовые установки мощностью 500-600МВт, где КПД должно быть приблизительно 60%;
     в) использовать блоки угля с ЦКС мощностью 600МВт со сверхкритическими параметрами пара;
     г) эксплуатация опытно-промышленных ПГУ с газификацией для выработки электроэнергии и тепла, в том числе чтобы сосредоточиться на формирование когенерации;
     д) ввести современные технологии очистки газа от воздействия вредных веществ.
     В данное время, в законодательной базе для отдельных теплоэнергетических организаций нет ничего рассудительного, так как они равны энергии, в котором нет одобрительных законов для осуществления инновационного формирования отрасли. 
     Для подведения итогов, можно сделать такие выводы, как: [3]
     а) Россия является самой энергоемкой страной;
     б) у России существует высокий износ энергетического оборудования;
     в) КПД тепловых электростанций российского государства очень низок;
     г) оборудование новых заводов в российском государстве существенно отстает от лучших аналогов по уровню эффективности, а именно КПД;
     д) стоимость оборудования в российском государстве выше аналогов в других странах.
     Из выше сказанного следует, что модернизация тепловой энергетики, в том числе формирования инноваций и их введения требуемых для теплоэнергетических организаций для решения обозначенных проблем.
     


























Вывод
     
     В условиях тяжелейшего кризиса, тепловая энергосистема российского государства требует срочной модернизации наличествующихтепло-электростанций и систем теплового снабжения. В ожидании промышленного роста требуется в кратчайшие сроки не только компенсировать падение мощности ТЭС, а также увеличение мощности систем энергоснабжения не менее чем на 30-40%. Для этого необходимо в самом быстром порядке возродитьроссийское энергомашиностроение, разработать современные газотурбинные строительства и производстваболее эффективных парогазовых установок, укрепить научно-исследовательскиекомпанииданного профиля.
     Актуальной считается проблема разработкинаиболее эффективных систем теплоснабжения городов на основе комбинированного производства тепловой энергии.
     Это необходимо для того, чтобы гарантировать высокую надежность и экологичность подобных систем.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
Список использованной литературы
     
     1. Боякова Т.А. История электротехники и электроэнергетики. Учеб.пособие / Т.А. Боякова, С.А. Бояков.  – Красноярск : ИПК СФУ, 2015. – 242 с.
     2. Долгиев М.М. Проблемы и перспективы развития тепловой энергетики в современных условиях.// Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 5: Экономика. № 4, 2011. – С.4-8.
     3. Майбурова Д.Д. Актуальность модернизации на основе инновационных технологий в теплоэнергетике России.// Достижения вузовской науки. № 19, 2015. – С.176-180.
     4. Россия в цифрах. 2016: Крат.стат. сб. – М.: Росстат, 2016. – 62 с.
     5. Шакирова Е.А. История энергетики. Курс лекций для студентов. – М.: МГИУ, 2014. – 78 с.
     
     
1


.......................