Основы энергосбережения (стр. 4 из 15)
Нормирование расхода топлива и энергии обязано обеспечить установление технически и экономически прогрессивных норм расхода топлива и энергии. Система прогрессивных норм расхода топлива и энергии включает соответствующие текущие и перспективные нормы для технологических процессов, установок, оборудования, продукции, электробытовых приборов, некоторых видов работ и услуг.
Энергетическое обследование предприятий, учреждений, организаций, расположенных на территории Республики Беларусь, проводится в целях оценки эффективности использования топливно-энергетических ресурсов и обеспечения их экономии. Обязательному энергетическому обследованию подлежат предприятия, учреждения, организации, если годовое потребление ими топливно-энергетических ресурсов составляет более 1,5 тысячи тонн условного топлива.
В третьей главе устанавливаются экономические и финансовые механизмы энергосбережения. Финансирование мероприятий по энергосбережению осуществляется за счет средств республиканского и местных бюджетов, республиканского фонда «Энергосбережение», средств юридических и физических лиц, направляемых добровольно на эти цели, а также других источников в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь.
Ответственности за нарушение законодательства об энергосбережении посвящается четвертая глава Закона. Юридические и физические лица, виновные в нарушении законодательства об энергосбережении, несут ответственность в соответствии с законодательством Республики Беларусь.
В Директиве № 3 (Экономия и бережливость - главные факторы экономической безопасности государства ) от 14 июня 2007 г отмечается, что в стране не создана система экономии материальных ресурсов, снижающая конкурентоспособность экономики, эффективность использования всех видов топлива, энергии, сырья, материалов и оборудования. Экономное расходование тепла, электроэнергии, природного газа, воды и других ресурсов не стало нормой жизни для каждой белорусской семьи, каждого человека.
Для достижения экономической безопасности государства даются поручения Совету Министров Республики Беларусь и Национальной академии наук Беларуси и предлагается следующие меры
1. Обеспечить энергетическую безопасность и энергетическую независимость страны.
2. Принять кардинальные меры по экономии и бережливому использованию топливно-энергетических и материальных ресурсов во всех сферах производства и в жилищно-коммунальном хозяйстве;
3. Совету Министров Республики Беларусь определить и довести государственным органам и иным государственным организациям показатели по экономии ресурсов на текущий год и доводить им такие показатели ежегодно;
4. Ускорить техническое переоснащение и модернизацию производства на основе внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий и техники;
5. Повысить эффективность научно-технической и инновационной деятельности;
6. Обеспечить стимулирование экономии топливно-энергетических и материальных ресурсов;
7. Широко пропагандировать среди населения необходимость соблюдения режима повсеместной экономии и бережливости;
8. Установить эффективный контроль за рациональным использованием топливно-энергетических и материальных ресурсов;
9. Повысить ответственность руководителей государственных органов и иных организаций, граждан за неэффективное использование топливно-энергетических и материальных ресурсов, имущества.
Глава 2. Виды, способы получения, преобразования и использования энергии. Нетрадиционные источники энергии
Тепловые, атомные и гидравлические электрические станции
Тепловая электростанция
Тепловая электростанция (ТЭС), вырабатывает электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива (Рис. 2). Основные типы ТЭС: паротурбинные (преобладают), газотурбинные и дизельные. К ТЭС условно относят атомные и геотермальные электростанции.
Основным показателем энергетической эффективности электростанции является коэффициент полезного действия (КПД) по отпуску электрической энергии, называемый абсолютным электрическим коэффициентом полезного действия электростанции. Он определяется отношением отпущенной (выработанной) электроэнергии к затраченной энергии (теплоте сожженного топлива). Он составляет 35-40 %
Топливо сгорает в топочной камере парового котла с выделением теплоты. Эта теплота передается рабочему телу - воде, превращая ее сначала в насыщенный пар, а затем в перегретый и обладающий большой энергией.
Паровой котел представляет собой систему теплообменников (поверхностей нагрева), в которых производится в требуемом количестве пар заданных параметров из непрерывно поступающей воды за счет теплоты, получаемой при сжигании органического топлива.
Энергия пара приводит во вращение ротор паровой турбины. Расширяясь в ступенях турбины, пар совершает работу. Механическая энергия вращения вала турбины передается электрогенератору, вырабатывающему электроэнергию, которая после повышения напряжения в трансформаторе направляется по линиям электропередачи к потребителю.
Продукты сгорания, пройдя через газовый тракт котла и отдав свою теплоту поверхностям нагрева котла, поступают в систему очистки дымовых газов, а затем дымососом подаются в дымовую трубу и далее рассеиваются в атмосфере. Зола, уловленная в системе очистки, вместе со шлаком, образующимся в топочной камере, направляется на золоотвал.
Отработавший в турбине пар подается в конденсатор, где конденсируется, отдавая тепло охлаждающей воде, перекачиваемой циркуляционным насосом из охладителей, в качестве которых служат градирни, пруды-охладители или естественные водоемы – озера, реки, водохранилища.Конденсатор - теплообменный аппарат, предназначенный для превращения, отработавшего в турбине пара, в жидкое состояние. Конденсация[6] пара сопровождается выделением теплоты, затраченной ранее на испарение жидкости, которая отводится с охлаждающей водой. За счет резкого уменьшения удельного объема пара создается низкое давление отработавшего пара (вакуум). Чем ниже температура охлаждающей воды и чем больше ее расход, тем более глубокий вакуум можно получить в конденсаторе. Образующийся конденсат откачивается из конденсатора конденсатным насосом и поступает в котел. В результате цикл замыкается.
Атомная электростанция
Рисунок 3. Схема атомной электростанции
Атомная электростанция (АЭС)- электростанция, на которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую (Рис. 3). На АЭС теплота, выделяющаяся в ядерном реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, в основном 233U, 235U, 239Pu, преобразуется в электрическую энергию так же, как и на обычных тепловых электростанциях. При делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается около 22,5 МВт•ч энергии, что эквивалентно энергии, получающейся при сжигании 2,8 тонны условного топлива. АЭС составляет основу ядерной энергетики. Тепловые схемы атомных электростанций зависят от типа реактора, вида теплоносителя, состава оборудования. Тепловые схемы могут быть одно-, двух- и трехконтурными.
Гидроэлектростанция
Гидроэлектростанция (ГЭС), электростанция, преобразующая механическую энергию потока воды в электрическую энергию посредством гидравлических турбин, приводящих во вращение электрические генераторы (Рис. 4). Мощность крупнейших гидроэлектростанций до нескольких ГВт. В состав гидроэлектростанции входят водохранилище, подводящий водовод, регулятор расхода воды, гидротурбина, электрогенератор, система контроля и управления параметрами генератора, электрораспределительная система.
Рисунок 4. Схема гидроэлектростанции
Мощность водного потока может быть оценена следующими образом: пусть Q – объем воды, поступающей в рабочий орган гидроэнергетической установки в единицу времени (расход, измеряемый в м3/c ), H – высота падения жидкости (напор, измеряемый в метрах), r – плотность воды (кг/м3 ), g – ускорение силы тяжести (9,8 м/с2). Тогда мощность водного потока P определяется по формуле
Основным рабочим органом гидроэнергетической установки, непосредственно преобразующим энергию движущейся воды в кинетическую энергию своего вращения, является гидротурбина[7]. Коэффициент полезного действия гидротурбины составляет до 90%. Гидротурбины бывают двух типов: 1) активные гидротурбины, рабочее колесо которых вращается в воздухе натекающим на его лопасти потоком воды; 2) реактивные гидротурбины, рабочее колесо которых полностью погружено в воду и вращается в основном за счет разности давлений перед и за колесом Величина КПД реальных турбин колеблется от 50 % для небольших агрегатов до 90 % для больших энергоустановок.
Конденсационные электростанции и теплоэлектроцентрали.
Тепловые электрические станции (ТЭС) можно разделить на конденсационные электрические станции (КЭС), производящие только электроэнергию (они называются также ГРЭС - государственные районные электростанции), и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) - электрические станции с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии.