Характеристика энергетического производства

Организация производства

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Особенности производственного процесса в энергетике

Процесс производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии является непрерывным. Все необходимые операции для нормального протекания производственного процесса – контроль, регулирование, подача топлива, воды, выдача энергии – производятся во время работы без остановки агрегата. Отсюда вытекает практическая невозможность работы на склад.

Для поддержания постоянного соответствия между потреблением энергии и ее производством, обеспечения бесперебойного энергоснабжения потребителей в электроэнергетике необходимы резервные мощности.

Особое значение имеет автоматизация технологических процессов в связи со сложностью управления и повышению требований к обеспечению надежности работы.

Отличительной чертой производственных процессов в энергетике является динамичность, заключающаяся и в скорости протекания процессов, и в постоянном изменении нагрузки под влиянием различных факторов.

Специфической особенностью энергетики является постоянно повторяющийся характер ее связи со всеми отраслями.

Процесс взаимодействия между энергетикой и народным хозяйством в целом выражается в том, что само материальное производство все больше становится процессом энергетическим. Производственные режимы промышленности, транспорта, сельского хозяйства непосредственно определяют режим работы энергосистем.

Углубление электрификации объясняется качественными преимуществами электроэнергии по сравнению с другими видами энергии.

В современных условиях энергетика выступает как сложная совокупность больших, непрерывно развивающихся производственных систем, созданных для получения, преобразования, распределения и использования в народном хозяйстве природных энергетических ресурсов и энергии всех видов.

Организация производства энергетических предприятий определяется как система действий, имеющих целью производство энергии по заданному графику, при соблюдении установленных качественных показателей энергии, с минимально возможными затратами энергетических, трудовых и денежных ресурсов и при максимально возможном (по техническим и экономическим соображениям) использовании энергетического оборудования.

 

Характеристика энергетического производства

 

Энергетическое производство включает три основные фазы: производство энергии, ее распределение и потребление. Первые две фазы составляют процесс энергоснабжения. Производство энергии осуществляется электрическими станциями; распределение (транспорт) энергии осуществляют энергетические сети. В целом процесс энергоснабжения осуществляется энергетическими системами, объединяющийся в единый производственно - транспортный комплекс электростанции и сети.

Фаза энергопотребления (третья) осуществляется энергопотребляющими установками потребителей, включающими приемные установки (понизительные подстанции), местные распределительные сети и энергоприемники (токоприемники), преобразующие электрическую энергию в те виды энергии, которые необходимы для осуществления технологических процессов промышленного производства или других целей.

Аппаратом распределения (транспорта) энергии в энергетической системе являются электрические и тепловые сети.

Электрическая сеть состоит из линий, передающих электроэнергию на заданные расстояния (от электростанций до потребителей), и подстанций, понижающих напряжение, и распределяющих энергию, передаваемую линиями на подстанции, между потребителями.

Линии электропередач можно разделить (по функциональному назначению) на две большие группы:

межсистемные линии, которые выполняют функцию транспорта энергии между энергосистемами и отдельными предприятиями. Это обычно линии высокого напряжения – 750 кВ, 500 кВ, 330 кВ, 220 кВ, редко 110 кВ;

распределительные линии – доводящие энергию до потребителей. Это обычно линии 6-10 кВ, 35 кВ, редко 110кВ, если потребителями являются предприятия промышленности, транспорта, сельского хозяйства и прочие. Для коммунально-бытовых потребителей распределительные линии бывают напряжением 220 В, 380 В, 6-10 кВ.

Обслуживанием ЛЭП и подстанций занимается предприятия электрических сетей (ПЭС). В ведении этих предприятий находятся также трансформаторные подстанции (ТП) и распределительные устройства (РП). Они трансформируют электроэнергию с высокого (110,35,6-10 кВ) на низкое, потребительское, напряжением 220-380 В и распределяют ее в районах и микрорайонах города для жилых и общественных зданий.

В качестве транспортных элементов ЭЭС рассматривают ЛЭП, районные понизительные подстанции и высоковольтные сети 110-35 кВ. Распределительные сети более низких напряжений следует рассматривать в составе энергопотребляющих установок.

Тепловые сети осуществляют передачу и распределение тепловой энергии. Они делятся по виду теплоносителя на водяные и паровые. Задачей тепловых сетей является распределение тепловой энергии внутри отдельных районов теплоснабжения. Тепловые сети не могут быть отнесены к общесистемным элементам (как электрические сети 500-35 кВ).

Предприятия тепловых сетей (ПТС) эксплуатируют магистральные и распределительные паро- и теплопроводы в городах и населенных пунктах. Основными видами электростанций являются тепловые (топливные), атомные, гидростанции и прочие (солнечные, геотермальные, приливные, ветряные и т. д.)

Электрические станции, осуществляющие производство электроэнергии различают по следующим типам.

Атомные электростанции (АЭС) являются тепловыми, но в отличие от топливных ТЭС используют в качестве первичного ресурса не органическое топливо, а атомную энергию природного или обогащенного урана.

Основным оборудованием АЭС являются атомные реакторы, котлы и паровые турбоагрегаты.

Гидроэлектростанции (ГЭС) используют для выработки электроэнергии гидроэнергетические ресурсы, которые в отличие от топливных, являются возобновляемыми. Энергетической базой ГЭС является водохранилище, создаваемое сооружением подпорной плотины в заданном створе водотока (реки).

Основным оборудованием ГЭС являются гидроагрегаты (гидравлические турбины, связанные с общим валом, обычно вертикальным) с электрическим генератором.

Различают следующие виды гидроэлектростанция: по напору – высоконапорные (горные) и низконапорные (равнинные); по зарегулированности водотока – с суточным, сезонным, годовым, многолетним регулированием; по мощности и т. д.

Тепловые электростанции (ТЭС) используют в качестве электрических ресурсов различные виды ископаемых (органических) топлив (твердых, жидких и газообразных): угли, торф, сланцы, нефть (мазут), природный газ.

Основным оборудованием ТЭС являются паровые котлы и паровые турбоагрегаты (паровые турбины, связанные общим валом с электрическими генераторами), работающие раздельно или соединенные в энергетические блоки (котел – турбоагрегат).

Тепловые электростанции строятся двух типов: чисто конденсационные электростанции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). КЭС отпускают в электрическую сеть только электроэнергию, вырабатываемую турбоагрегатами при работе турбин по конденсационному циклу. ТЭЦ производят электрическую и тепловую энергию. Электрическая энергия вырабатывается на ТЭЦ турбоагрегатами при работе турбин по теплофикационному циклу. Тепловая энергия отпускается в отработавшем паре, поступающем из промежуточных отборов или конечного (противодавленческого) отбора турбин.

Тепловые электростанции в зависимости от начального давления пара (перед турбогенераторами) делятся на:

ТЭС низкого давления (13-25 ата). Практически не применяются, хотя в связи с тенденциями к созданию на предприятиях собственных маломощных источников энергии могут возникнуть вновь;

ТЭС среднего давления (25-45 ата). Считаются устаревшими, но кое – где еще сохранились. Как правило, на этих станциях проводилась реконструкция;

ТЭС высокого давления (90 ата);

ТЭС сверхвысокого давления (130-240 ата).

Все эти тенденции к росту начального давления пара вызваны стремлением к повышению экономичности. Согласно II закону термодинамики, внутренний относительный КПД теплового цикла зависит от соотношения начального и конечного теплосодержания рабочего тела, в данном случае – водяного пара. Поэтому чем выше начальное давление и глубже вакуум в конденсаторе паровой турбины, тем выше КПД производства энергии. (Однако даже теоретически он не может быть выше 44-45 %. )

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) различаются по типам установленных на них турбоагрегатов на:

противодавленческие (типа Р), пройдя которые пар подается потребителям тепловой энергии;

противодавленческие турбины с регулируемым производственным отбором (типа ПР);

турбины с регулируемыми отборами пара и конденсацией, в том числе с одним производственным отбором пара давлением 5-13 ата (0,12-0,25 Мпа) (типа П);

с одним теплофикационным отбором пара давлением 1,2-2,5 ата /0,12-0,25 МПа) – (типа Т);

с двумя отборами - производственным и теплофикационным – (типа ПТ).