Šiluminės elektrinės

 ŠILUMINĖS ELEKTRINĖS Elektrine vadinamas įrenginys, kuriame gamtos išteklių energija verčiama elektra. Elektrinės būna šiluminės, kur naudojama organinio kuro cheminė energija, atominės - jose naudojama atomo branduolio skilimo energija, taip pat saulės, vėjo, geoterminės, potvynių elektrinės -šitaip jos vadinamos pagal naudojamos pirminės energijos rūšį. Labiausiai paplitusios šiluminės (ŠE) ir atominės (AE) elektrinės. Šiluminę jėgainę sudaro energetinių įrenginių komp­leksas kuro šilumai paversti į mechaninę ar elektros energiją. Pagrindinis šiluminės jėgainės tipas — elektrinė (elektros stotis). Jos paskirtis — gaminti elektros energiją. LIETUVOS ELEKTRINIŲ RAIDA (NUO POKARIO) Elektrinių galingumas sparčiai augo pokario laikotarpyje 1958—1965 metais jis padidėjo daugiau, negu 2 kartus. Buvo pradėta statyti stambios, iki 2,4—3 mln. kW galingumo stotys. Tarybiniais metais labai intensyviai buvo vystomas ir LTSF energetinis ūkis. Nors per karą buvo sugriautos beveik visos stambiausios elektrinės, jos buvo greitai atstatytos ir žymiai išplėstos. Pastatyta eilė naujų: Vilniaus TE, Kauno TE, 1,8 mln. kW galingumo Elektrėnuose KE, Kauno TE, Mažeikiu TE. Kauno šiluminė elektrinė Mažeikių šiluminė elektrinė Dabartiniu metu statomos blokinio tipo elektrinės. Bloką sudaro garo katilas ir turbina kartu su pagalbiniais įrenginiais, maitinimo vandens linijomis ir garolaidžiais, neturinčiais ryšio su kitais blokais. Esant blokinei struktūrai, supaprastėjo elekt­rinių schema, atpigo ir paspartėjo statyba. Blokinė statyba pra­dėta naudoti elektrinėse, įrengiant 100 MW ir didesnio galin­gumo garo turbinas. Dabar daugiausia statomi 150, 200,300 MW blokai, bet yra pastatyta 500 MW ir 800 MW, o projektuojama dar didesnio galingumo blokai. Dideliuose energetiniuose blokuose naudojamas didesnių už kritinius parametrus (p = 235 bar, £ = 560°C) garas. Didinant garo parametrus ir stambinant agregatus, padidėjo elektrinių ekonomiškumas, sumažėjo specifinis kuro suvartojimas. ELEKTRINĖMS KELIAMI REIKALAVIMAI Elektros energija plačiai vartojama visose ūkio šakose. Sutrikus jos tiekimui, susidaro dideli nuostoliai pramonėje, nukenčia transportas, pa­blogėja gyventojų buitinės sąlygos. Kadangi nėra efektyvių bū­dų sudaryti elektros energijos atsargoms, elektrinės turi dirbti patikimai, t. y. vartotojus aprūpindamos be pertraukų. Didelio patikimumo pasiekiama, statant elektrinėse geros kokybės įren­ginius, gerai juos prižiūrint, laiku ir kokybiškai remontuojant. Įvykus gedimams ar avarijoms, kad nesutriktų energijos tieki­mas, laikoma pakankamai rezervinių agregatų. Energijos iš elektrinių reikalaujama netolygiai, priklausomai nuo vartotojų poreikių. Elektrinės turi būti lanksčios, greitai prisitaikančios, t. y. jų galingumas visada turi atitikti apkrovimą. Siekiama, kad kuras būtų vartojamas taupiai, t. y. būtų mažas specifinis kuro sunaudojimas. Aukštas šilumi­nis ekonomiškumas ir ne perdaug brangi elektrinių statyba yra pagrindiniai ekonominiai reikalavimai, keliami elektrinėms. Sudegant dideliems kuro kiekiams elektrinėse, aplinkos oras užsiteršia degimo produktais. Kai juose yra sieros junginių bei pelenų, susidaro ypač kenksmingos antisanitarinės sąlygos. To­dėl elektrinėse turi būti geri dūmų valymo įrenginiai, pakanka­mo aukščio kaminai, kad degimo produktai pasiskirstytų dides­niame plote ir jų koncentracija nebūtų žalinga. Statant elektrines, žiūrima, kad būtų patogu eksploatuoti, montuoti ir remontuoti įrengimus, būtų įmanomas tolesnis elekt­rinių plėtimas. Svarbi yra elektrinių statybos trukmė, automatizavimo galimybės, triukšmo lygis ir eilė kitų veiksnių. ŠILIMINIŲ ELEKTIRNIŲ KLASIFIKAVIMAS IR SKIRSTYMAS. Šiluminės elektrinės (ŠE) skirstomos: 1. Priklausomai nuo vartojamo kuro rūšies: a) kietojo kuro; b) skystojo kuro; c) dujų bei mišraus kuro, ypač dujų-mazuto ŠE. 2. Priklausomai nuo variklių, esančių elektrinėje: a) garo turbinų; b) dujų turbinų; c) vidaus degimo varik­lių ŠE. Pagrindinės yra garo turbinų elektrinės. 3. Priklausomai nuo garo parametrų: a) žemo slėgio elektrinės — iki 30 barų: vidutinio — 30—50 barų; c) aukšto — 90—170 barų; d) virškritinių parametrų elekt­rinės — 235 barų ir daugiau. 4. Priklausomai nuo garo katilų ir turbinų sujungimo sche­mos: a) blokinės; b) neblokinės, su skersiniais ryšiais elektrinės. 5. Priklausomai nuo vartotojams teikiamos energijos rūšies: a) kondensacinės elektrinės (KE), gaminančios ir teikian­čios tik elektros energiją; b) elektrinės, kombinuotai gaminančios elektros ir šilumos energiją ir vartotojams tiekiančios garą, karštą vandenį ir elektrą, vadinamos termofikacinėmis elektrinėmis, arba termoelektro-centrinėmis (TE). 6. Priklausomai nuo pastato ir įrenginių komponavimo: a) uždaro; b) atviro; c) pusiau atviro tipo elektrinės. Atviro tipo elektrinėse beveik visi pagrindiniai įrenginiai montuojami lauke. Tokias elektrines galima statyti tik švelnaus klimato vietovėse. Dauguma elektrinių yra uždaro tipo. ŠILUMINIAI VARIKLIAI IR JŲ VEIKIMO PRINCIPAS Šiluminis variklis - tai įrenginys, vidinę degalų energiją paverčiantis mechanine. Kad variklis atliktų darbą, reikia abiejose stūmoklio arba turbinos menčių pusėse sudaryti skirtingą slėgį. Šiluminiuose varikliuose, sudegant kurui, *100-*1000 (palyginti su aplinkos T ) pakyla variklio darbinės medžiagos temperatūra, todėl ir susidaro skirtingas slėgis. Šiluminiai varikliai - garo mašina, garo ir dujų turbina, vidaus degimo variklis, reaktyvusis variklis. Visų šiluminių variklių darbinė medžiagą- dujos. Plėsdamosi jos atlieka darbą. Pradinė darbinės medžiagos temperatūra T1. Vidaus degimo varikliuose ir dujų turbinose temperatūra padidėja, sudegant kurui variklyje. Temperatūra T1 vadinama šildytuvo temperatūra. Pagr. Šiluminio variklio dalys: šildytuvas, aušintuvą, darbinis mechanizmas, kuriame darbinė medžiaga atlieka darbą. Atlikdamos darbą, dujos netenka energijos. Jos ataušta iki t. tikros temperatūros T2. T2 negali būti 100 bar) elekt­rinėse naudojami padidinto slėgio — iki 6 bar ir daugiau — deaeratoriai. Deaeratoriaus rezervuare sukaupiama vandens atsarga 10— 30 min. garo katilui dirbti. Deaeruotas vanduo siurbiamas mai­tinimo siurbliais ir tiekiamas per aukšto slėgio regeneracinius šildytuvus į garo katilą. Kad karštas vanduo maitinimo siurb­lyje neužvirtų, t. y. neatsirastų kavitacijos reiškinių, atmosferi­nio tipo deaeratoriai įrengiami 8—9 m aukščiau už siurblius. Atmosferinio tipo deaeratorius: 1 — vanduo į deaeratoriaus koloną, 2 — garas, 3 — į maitinimo siurblį, 4 — deaeruoto vandens rezervuaras, 5 — kolona, 6 — lėkštės su angomis vandeniui paskirstyti srovelėmis Regeneraciniai šildytuvai. Regeneraciniuose šildytuvuose maitinimo vanduo šildomas garu, imamu iš turbinos tarpinių nuėmimų. Žemo slėgio šildytuvai gaminami iš U for­mos vamzdžių, įtvirtintų rėtynėje. Visas šis vamzdžių komplek­tas įstatomas į vertikalų cilindrinį korpusą. Korpuso viršutinia­me dangtyje yra pertvara, kuri dalija vandens kamerą į dvi dalis. Dėl to pratekantis maitinimo vanduo daro dvi eigas. (Ga­minami ir 4 eigų šildytuvai.) Vamzdžiai šildomi garu. Susidaręs kondensatas išleidžiamas iš apatinės korpuso dalies pro angą 3. Aprašyta konstrukcija aukšto slėgio regeneraciniam šildytuvui yra neparanki, nes, kad būtų pakankamai atspari, retynė turi būti daroma labai stora. Todėl aukšto slėgio šildytuvų vamzdžiai gaminami horizontalios spiralės formos ir įtvirtinami vertikaliuose didesnio skersmens vamzdžiuose — kolektoriuose Toks spiralių komplektas su kolektoriais taip pat talpinama vertikaliame cilindriniame korpuse. Paviršinis žemo slėgio šildytuvas: 1 — U formos vamzdeliai, 2 — garo kamera, 3 — kondensato išleidimas. Tinklų vandens šildytuvas (boileris). Tinklų vandens šildytuvuose TE garu šildomas vanduo, kuris tiekiamas vartotojams patalpoms šildyti ir buities poreikiams. Tinklų šildytuvo konstrukcija panaši į anksčiau duotą regeneracinio šildytuvo konstrukciją su U formos arba su tiesiais vamzdžiais. Tiesūs vamzdžiai įtvirtinami dviejose rėtynėse. Praktikoje daž­niausiai sutinkami šildytuvai su tiesiais vamzdžiais, nes iš jų lengviau išvalomos nuosėdos ir nuoviros. Vamzdynai. Vamzdynais vadinama vamzdžių, armatūros bei kontrolės matavimo prietaisų sistema, kuria sudaromas ry­šys tarp įvairių elektrinės įrenginių. Didžioji vamzdynų dalis panaudojama garui ir vandeniui perduoti. Tai garolaidžiai ir vandens tiekimo linijos. Nuo jų kokybės dažnai priklauso elektrinės patikimas darbas. Ypač svarbūs, kartu ir brangūs pa­grindiniai garolaidžiai, kuriais perduodamas aukštų parametrų garas iš garo katilų į turbinas, taip pat pagrindinės vandens linijos maitinimo vandeniui į garo katilus tiekti. Elektrinėse yra naudojamos kelios pagrindinių garolaidžių schemos. Kai agre­gatai yra be tarpinio garo perkaitinimo, naudojama sekcijinė garolaidžių schema. Tada kiekviena turbina betarpiškai su­jungta su garo katilu ir, be to, ji gali gauti garo iš kitų garo ka­tilų per bendrą magistralinį garolaidį. Blokinėje schemoje kiekvienas garo katilas garolaidžių jungiamas tik su viena turbina, dėl ko mažiau reikia brangių garolaidžių, nes skersinio ryšio, t. y. ryšio su kitais garo katilais, nėra. Kad būtų mažesni šilumos nuostoliai per garolaidžių siene­les, jie izoliuojami šlako vata, asbestinėmis ir kitokiomis me­džiagomis taip, kad izoliacijos išorės temperatūra būtų ne di­desnė kaip 50°C. Garolaidžiai įšildomi ilgėja, todėl ilgesnėse garolaidžio at­karpose tarp įtvirtintų vietų daromas lenkimas (savaiminė kom­pensacija) arba garolaidžio tiesios atkarpos sujungiamos daž­niausiai П formos lenktu vamzdžiu — kompensatoriumi. ŠILUMINĖS ELEKTRINĖS IR JŲ TARŠA Elektrinės ir pramonės įmonės, naudodamos kurui anglį ir mazutą, į orą išmeta sieros (SO2, SO3), azoto junginių NO, NO2), anglies monoksido (CO) ir dioksido (CO2), organinių junginių (aldehidų, dervų, angliavandenilių) bei kancerogeninių, sukeliančių vėžio susirgimus. Sieros junginiai ore oksiduojasi iki sulfatų, sieros rūgščių, kurios didina dirvų rūgštingumą, labai stiprina metalų koroziją, neigiamai veikia žmonių sveikatą. Mokslininkai jau perspėjo, kad Planetos temperatūra dėl šiltnamio efekto jau padidėjo dešimtosiomis laipsnio dalimis. Šį temperatūros augimą dar sunku įrodyti. Tačiau jei atmosferos temperatūra išaugtų keliais laipsniais, klimato pasikeitimai sukeltų katastrofiškus gyvenimo sąlygų pakitimus mūsų Planetoje. Didelė dalis Lietuvos vėl taptų jūros dugnu, o pietų kraštai liktų be vandens, virstų dykumomis. Todėl išsivysčiusių šalių vadovai, 1997 m. susirinkę Kioto mieste Japonijoje, sutarė, kad 2008-2012 m. šios šalys sumažins išmetimus žemiau 1990 m. lygio penkiais procentais, o OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development) šalys ir JAV - net septyniais procentais. Tai 20 proc. mažiau negu buvo išmetama į atmosferą 1998 metais. Šis tikslas gali būti pasiektas panaudojant atominę energetiką, kuri neteršia atmosferos dujomis. Kadangi didžiausią taršą sudaro akmens anglių deginimas, šiluminės elektrinės pradedamos kūrenti gamtinėmis dujomis ir nafta, kurių deginimas išmeta penktadaliu mažiau dujų į atmosferą nei anglių deginimas. Kioto deklaracija reiškia, kad energijos gavimas deginant gamtinius išteklius (naftą, anglis, dujas) visose išsivysčiusiose šalyse negali būti didesnis kaip 1990 metais. Tai reiškia, kad ir Lietuvoje - Europos centre - mūsų limitas yra Elektrėnų, Vilniaus, Kauno šiluminės elektrinės, veikusios 1990 metais. Taigi išsivysčiusios šalys palieka deginamojo kuro sąnaudas energijos gamybai 1990 m. lygiu. Kovojant su oro tarša, Kioto protokolo neužtenka. Šiltnamio reiškinį sukeliančios dujos nėra mūsų vienintelis priešas. Šiluminių elektrinių į orą išmetamas sieros dioksidas () gali susimaišyti su lietumi ir virsti mūsų miškus naikinančia sulfidine rūgštimi. Jei ši rūgštis nusėda ant ežerų paviršiaus, ji sunaikina vandens augaliją ir gyvūniją. Net trijų šimtų metrų aukščio šiluminės elektrinės kaminas apsaugo tik šalia esančią aplinką. Teršiantys aplinką dūmai kartais pasklinda už šimtų kilometrų ir nusėda ant žemės paviršiaus, nepaisydami sienų. Akivaizdu, kad šioje srityje yra reikalingi veiksmai Europos bei viso pasaulio mastu. Penkiolikoje Europos Sąjungos valstybių yra 2000 penkiasdešimties ar daugiau megavatų galingumo didelių kurą deginančių įrenginių, gaminančių elektros energiją daugiausia pramonei. Europos Parlamento reikalavimai dėl šio skyriaus buvo patenkinti: nuo 2016 m. deginančių kietąjį kurą įrenginių išmetamam azoto oksidui bus taikoma 200mg/m3 ribinė vertė, o tai reiškia, kad šis kiekis sumažės 50 proc., lyginant su šiuo metu galiojančiomis normomis. Ši ribinė vertė buvo labai svarbus klausimas derybose su prisijungsiančiomis Vidurio ir Rytų Europos šalimis. IŠVADOS Šiame referate mes išnagrinėjome šilumines elektrines: jų vystymosi raidą, keliamus reikalavimus jų statybai, jų tipus, pagrindines elektrinių konstrukcines dalis, jų veikimo schemas. Mes padarėme išvadą, kad vienas iš didžiausių šių elektrinių trūkumų yra aplinkos tarša, nepaisant to, visos žmogaus veiklos sritys neatsiejamai susijusios su energijos naudojimu (pvz. nuo 1900 iki 1970 m. energijos sunaudojimas pasaulyje padidėjo 12 kartų, o energijos sunaudojimas vienam žmogui padidėjo 4 kartus). Be to, pagrindinis energijos šaltinis buvo praeityje ir dabar yra organinis kuras (akmens anglis, mazutas, gamtinės dujos ir kt.). Todėl organinio kuro naudojimas ateityje didės. Būtent dėl to, jau dabar, nedelsiant reikia diegti efektyvias sistemas, toksogenų susidarymui mažinti ir dūmams valyti deginant kurą, kad pirmiausia nebedidėtų atmosferos teršimas, o ateityje būtų galima jį mažinti. NAUDOTA LITERATŪRA 1. „Bendroji šiluminė technika“ A.Drobavičius, J.Garbaravičius ir kt. Vaga 1974 2. „Šiluminė technika“ P.Švenčianas, T.Narbutas. Technologija 1997 3. Interneto puslapiai: http://ausis.gf.vu.lt/mg/nr/2000/12/12sil.html http://www.lfma.ivi.lt/Mezonas/Archyvas/m33files/ekolog.doc http://www.elections2004.eu.int/highlights/lt/703.html http://www.lietuva.lt/index.php?Lang=&ItemId=32241 http://www.lietuva.lt/index.php?Lang=&ItemId=41936 http://www.emokykla.lt/mokymas/tinklapiai/Mobilus%20kabinetas/fizika/pamoka2.doc VILNNIAUS PEDEGOGINIS UNIVERSITETAS FIZIKOS IR TECHNOLOGIJOS FAKULTETAS TECHNIKOS DISCIPLINŲ KATEDRA Šiluminės technikos ir hidraulikos referatas ŠILUMINĖS ELEKTRINĖS STUDENTĖS: Technologijos specialybės IV kurso stud. D. Survilaitė A. Dobilaitė DĖSTYTOJAS: lekt. A. Rotmanas VILNIUS 2004

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!