ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

ENERGY EFFICIENCY OF THE PRODUCTION OF ELECTRIC AND HEAT ENERGY

Olga Ilyina

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

Dmitry Karev

educator, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Эффективность любого энергетического процесса характеризует насколько полное преобразование энергии происходит. При производстве электрической и тепловой энергии коэффициент полезного действия показывает, насколько полно используется энергия горения топлива.

ABSTRACT

The efficiency of any energy process characterizes how complete the transformation of energy takes place. In the production of electrical and thermal energy, the efficiency shows how fully the energy of fuel combustion is used.

Ключевые слова: тепловая энергия, сжигание топлива, теплофикация, цикл Ренкина, теплоэлектроцентраль, электростанция, эффективность.

Keywords: thermal energy, fuel combustion, district heating, Rankine cycle, combined heat and power plant, power plant, efficiency.

Жизнь современного человека немыслима без энергии. Чем дальше человечество развивается, тем больше энергии ему требуется для жизни. В последнее время приходит понимание, что запасы ископаемого топлива и прочих ресурсов конечны. Истощаются доступные месторождения удобного в использовании природного газа.

Твердое топливо (преимущественно каменный и бурый уголь, торф) используется менее широко, чем природный газ, поскольку эксплуатация станций и котельных на твердом топливе существенно сложнее. Плюс добавляется сильная загрязненность дымовых газов твердотопливных энергетических предприятий. Прежде всего это твердые пылевые частицы, образовавшиеся при сжигании твердого топлива. При камерном сжигании 95% золы уносится с уходящими газами.

Разрабатываются [2, с. 24] новые технологии использования нетрадиционных источников энергии, таких как солнечная энергия, энергия ветра и прочие. Эти источники кажутся бесплатными, однако, по факту получается, что пока использовать их удается только в узких рамках. Во-первых, все эти виды энергии непостоянны, зачастую, непредсказуемы на большей территории нашей страны. А человек не хочет зависеть от капризов погоды.

В последнее время экологические службы предприятий и государственные кабинеты являются важными звеньями энергетики. Идет большая работа не увеличение эффективности использования топлива при производстве и использовании энергии. Увеличение энергоэффективности предприятий позволит экономить энергетические ресурсы.

Особенно это касается предприятий энергетики, на которой производится тепловая и электрическая энергия для различных нужд. Чем больше удается сэкономить ресурсов, тем меньше будет затрачено топлива для производства того же количества энергии [4, с. 92].

Изучается, рассматривается и используется множества различных технологий для производства энергии при сжигании ископаемого топлива. Когда наша страна переживала бум всеобщей электрификации, активно строились электростанции на твердом топливе и мазуте. Практически все они работают по классическому циклу Ренкина на перегретом паре. Этот цикл паротурбинных установок зарекомендовал себя с лучшей стороны и используется повсеместно.

Для увеличения коэффициента полезного действия цикла Ренкина используется максимально возможные параметры водяного пара на входе в турбину, а также максимально низкие параметры на выходе из нее.

Для увеличения КПД применяется регенеративный подогрев питательной воды в цикле. Когда поблизости к станции имеется теплофикационный потребитель (город, например), то целесообразно использовать теплофикационный цикл, когда теплота конденсации пара после турбины не теряется в окружающую среду, а полезно используется на нужды теплофикации. Для повышения энергоэффективности станций применяются различные комбинированные циклы. Например, газотурбинные установки. В этих циклах работают две турбины.

Централизованная электрогенерация в России началась с плана ГОЭЛРО, государственного плана электрификации страны, реализованного после 1917 года. В рамках этой программы было построено множество предприятий. До Первой мировой войны [1, с.303] в нашей стране насчитывалось порядка трех сотен городских электростанций, функционировало более 9 тысяч малых частных энергетических установок.

Оборудование электростанций и теплоэлектроцентралей подвергается постоянным модернизациям и ремонтам для поддержания оборудования и систем в работоспособном состоянии. Проводятся замены трубных пучков подогревателей и котлов, заменяются насосные и вентиляционные агрегаты, подвергаются реконструкции турбоагрегаты.

Для повышения эффективности использования топлива реализуются когенерационные и тригенерацияонные установки. Производство электроэнергии на теплопотреблении используется на теплоэлектроцентралях давно, и позволяет максимально снизить потери энергии в окружающую среду, поскольку все тепло направляется в теплофикационные установки. Максимальная эффективность когенерационной установки достигается при максимальном использовании тепловой энергии [3, с. 67].

Повышение эффективности энергетического оборудования является важной задачей энергосбережения. Чем меньше будет потерь энергии при электрической и тепловой генерации, тем меньше топлива будет затрачиваться на производство. Повышение эффективности оборудования любой станции даже на доли процента приводит к существенному снижению затрат топлива.

Список литературы:

1. Кирпичникова И. М. Анализ становления большой и малой электрогенерации Южного Урала // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2020. №4.
2. Семенов В.Г. Теплофикация в современных рыночных условиях, Информационная система по теплоснабжению, www.rosteplo.ru, 2012г.
3. Максимов М. О. Эффективность выработки тепловой энергии когенерационными установками за счет максимального использования тепла // Глобус: технические науки. 2021. №2 (38).
4. Ситас В. И., Кикоть Е. А., Федюхин А. В., Деревянко О. В. Оценка показателей технико-экономической эффективности теплофикации в современных рыночных условиях // Computational nanotechnology. 2018. №2.