Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Октября 2014 в 16:10, курсовая работа
Краткое описание
Цель данной работы проанализировать современное состояние электроэнергетики и ее основные проблемы. Основная задача состоит в том, чтобы дополнить уже имеющиеся исследования электроэнергетики России комплексным взаимосвязанным анализом состояния и перспектив развития, посмотреть по-новому на развитие электроэнергетики в условиях перехода к рыночной экономике и интеграции ее в мировое хозяйство.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………..2 Раздел 1. Теоретические основы структуры и ценовой политики на рынке электроэнергии страны………………………………………………………….4 1.1. Типы и виды электростанций…………………………………………4 1.2. Преимущества и недостатки электростанций……………………….12 1.3. Энергосистемы………………………………………………………..18 Раздел 2. Расчётная часть………………………………………………………20 Раздел 3. Пути повышения эффективности электростанций………………..27 Заключение……………………………………………………………………….33 Список использованный литературы…………………………………………36
Раздел 1. Теоретические основы
структуры и ценовой политики на рынке
электроэнергии страны………………………………………………………….4
Типы и виды электростанций…………………………………………4
Преимущества и недостатки электростанций……………………….12
Энергосистемы………………………………………………………..18
Раздел 2. Расчётная часть………………………………………………………20
Раздел 3. Пути повышения эффективности
электростанций………………..27
Заключение……………………………………………………………………….33
Список использованный литературы…………………………………………36
Введение
Электроэнергетика - отрасль
промышленности, занимающаяся производством
электроэнергии на электростанциях и
передачей ее потребителям. Энергетика
является основой развития производственных
сил в любом государстве, обеспечивающей
бесперебойную работу промышленности,
сельского хозяйства, транспорта, коммунальных
хозяйств. Стабильное развитие экономики
невозможно без постоянно развивающейся
энергетики. Энергетическая промышленность
также является частью топливно-энергетической
промышленности. Российская энергетика
- это 600 тепловых, 100 гидростанций, 9 атомных
электростанций. Положение в электроэнергетике
России сегодня далеко не лучшее. Государственная
политика формирования рыночных отношений
в электроэнергетике России не учитывает
свойств и особенностей этой отрасли.
Концепция, как нужно строить рыночные
отношения в области энергетики имеется,
но детально проработанной и полноценной
программы перехода к рынку сегодня нет.
Одной из составляющих энергетической
политики России, и ее регионов должно
стать формирование нового механизма
управления функционированием и развитием
электроэнергетического комплекса. Это
необходимо проводить в рамках, осуществляемых
в стране общих экономических реформ с
учетом особенностей энергетического
комплекса. Поскольку, эти и другие необходимые
основы рыночной экономики, пока не сформированы,
и это потребует длительного времени,
то невозможность саморегулирования на
рыночных принципах должна быть компенсирована
сильным государственным регулированием
экономических процессов. Электроэнергетика
обладает рядом особенностей, обусловливающих
необходимость сохранения в ближайшей
перспективе преимущественно государственного
управления его функционированием и развитием.
К ним относятся:
Особая важность для населения
и всей экономики обеспечения надежного
энергоснабжения;
Высокая капиталоемкость и сильная
инерционность развития электроэнергетики;
Высокий уровень опасности объектов
электроэнергетики для населения и природы.
Монопольное положение отдельных
предприятий и систем по технологическим
условиям, а так же вследствие сложившейся
в нашей стране высокой концентрации мощностей
электроэнергетики;
Отсутствие необходимых для
рыночной экономики резервов в производстве
и транспорте энергоресурсов.
Цель данной работы проанализировать
современное состояние электроэнергетики
и ее основные проблемы.
Основная задача состоит в том,
чтобы дополнить уже имеющиеся исследования
электроэнергетики России комплексным
взаимосвязанным анализом состояния и
перспектив развития, посмотреть по-новому
на развитие электроэнергетики в условиях
перехода к рыночной экономике и интеграции
ее в мировое хозяйство.
Раздел 1. Теоретические
основы структуры и ценовой политики на
рынке электроэнергии страны
1.1. Типы и виды электростанций.
Тепловые электростанции. Около
75% всей электроэнергии России производится
на тепловых электростанциях. Это основной
тип электростанций в России. Среди них
главную роль играют мощные (более 2 млн.
кВт) ГРЭС - государственные районные электростанции,
обеспечивающие потребности экономического
района, работающие в энергосистемах.
Большинство городов России снабжаются
именно ТЭС. Часто в городах используются
ТЭЦ - теплоэлектроцентрали, производящие
не только электроэнергию, но и тепло в
виде горячей воды. Такая система является
довольно-таки непрактичной т.к. в отличие
от электрокабеля надежность теплотрасс
чрезвычайно низка на больших расстояниях,
эффективность централизованного теплоснабжения
при передаче также сильно понижается.
На размещение тепловых электростанций
оказывает основное влияние топливный
и потребительский факторы. Наиболее мощные
ТЭС расположены в местах добычи топлива.
Тепловые электростанции, использующие
местные виды топлив (торф, сланцы, низкокалорийные
и многозольные угли), ориентируются на
потребителя и одновременно находятся
у источников топливных ресурсов. Развитие
ТЭС сдерживается рядом факторов. Стоимость
угля, нефти и газа, на которых работают
тепловые станции, растет, а природные
ресурсы этих видов топлива сокращаются
и в процессе производства электроэнергии
на ТЭС происходит выброс вредных веществ
в атмосферу. Причем если топливом служит
уголь, особенно бурый, малоценный для
другого вида использования и с большим
содержанием ненужных примесей, выбросы
достигают колоссальных размеров.
Гидроэлектростанции. ГЭС производят
наиболее дешевую электроэнергию, но имеют
довольно-таки большую себестоимость
постройки. Именно ГЭС позволили советскому
правительству в первые десятилетия советской
власти совершить такой прорыв в промышленности.
Современные ГЭС позволяют производить
до 7 Млн. КВт энергии, что вдвое превышает
показатели действующих в настоящее время
ТЭС и АЭС, однако размещение ГЭС в европейской
части России затруднено по причине дороговизны
земли и невозможности затопления больших
территорий в данном регионе. Наиболее
мощные ГЭС построены в Сибири, где наиболее
эффективно осваиваются гидроресурсы.
ГЭС можно разделить на две основные группы:
ГЭС на крупных равнинных реках и ГЭС на
горных реках. В нашей стране большая часть
ГЭС сооружалась на равнинных реках. Равнинные
водохранилища обычно велики по площади
и изменяют природные условия на значительных
территориях. Ухудшается санитарное состояние
водоёмов.
Весьма перспективным является
строительство гидроаккумулирующих электростанций
- ГАЭС. Их действие основано на цикличном
перемещении одного и того же объема воды
между двумя бассейнами: верхним и нижним.
В ночные часы, когда потребность электроэнергии
мала, вода перекачивается из нижнего
водохранилища в верхний бассейн, потребляя
при этом излишки энергии, производимой
электростанциями ночью. Днем, когда резко
возрастает потребление электричества,
вода сбрасывается из верхнего бассейна
вниз через турбины, вырабатывая при этом
энергию. Это выгодно, так как остановки
ГЭС в ночное время невозможны. Таким образом,
ГАЭС позволяет решать проблемы пиковых
нагрузок. В России, особенно в европейской
части, остро стоит проблема создания
маневренных электростанций, в том числе
ГАЭС. Важным недостатком ГЭС является
сезонность их работы, столь неудобная
для промышленности.
Атомные электростанции. Первая
в мире АЭС - Обнинская была запущена в
1954 году в России. Персонал 9 российских
АЭС составляет 40.6 тыс. человек или 4% от
общего числа населения занятого в энергетике.
11.8% или 119.6 млрд. КВт. всей электроэнергии,
произведенной в России выработано на
АЭС. Планировалось, что удельный вес АЭС
в производстве электроэнергии достигнет
в СССР в 1990 г. 20%, фактически было достигнуто
только 12,3%. Чернобыльская катастрофа
вызвала сокращение программы атомного
строительства, с 1986 г. в эксплуатацию
были введены только 4 энергоблока. АЭС,
являющиеся наиболее современным видом
электростанций имеют ряд существенных
преимуществ перед другими видами электростанций:
при нормальных условиях функционирования
они абсолютно не загрязняют окружающую
среду, не требуют привязки к источнику
сырья и соответственно могут быть размещены
практически везде, новые энергоблоки
имеют мощность практически равную мощности
средней ГЭС, однако коэффициент использования
установленной мощности на АЭС (80%) значительно
превышает этот показатель у ГЭС или ТЭС.
Значительных недостатков АЭС при нормальных
условиях функционирования практически
не имеют, но работа АЭС сопровождается
рядом негативных последствий:
Существующие трудности в использовании
атомной энергии - захоронение радиоактивных
отходов. Для вывоза со станций сооружаются
контейнеры с мощной защитой и системой
охлаждения. Захоронение производится
в земле, на больших глубинах в геологически стабильных пластах.
Катастрофические последствия
аварий на наших АЭС - следствие несовершенной защиты системы.
Тепловое загрязнение используемых
АЭС водоёмов. - Локальное механическое
воздействие на рельеф при строительстве.
Функционирование АЭС, как
объектов повышенной опасности, требует
участия государственных органов власти
и управления в формировании направлений
развития, выделения необходимых средств.
Другие виды электростанций.
Несмотря на то, что так называемые “нетрадиционные”
виды электростанций занимают всего 0.07%
в производстве электроэнергии, в России
развитие этого направления имеет большое
значение, особенно учитывая размеры территории
страны. Единственным представителем
этого типа электростанций в России является
Паужетская Геотермальная ТЭС была построена
в 1966 году на юге Камчатки мощностью 5 МВт,
в долине реки Паужетка, в районе вулканов
Кошелёва и Камбального. В 1980 году её мощность
составляла уже 11 МВт. Поскольку топливо
у геотермальных ТЭС бесплатное, то и себестоимость
вырабатываемой электроэнергии в несколько
раз ниже. Существует несколько схем получения
электроэнергии на геотермальной электростанции.
Прямая схема: природный пар направляется
по трубам в турбины, соединённые с электрогенераторами.
Непрямая схема: пар предварительно (до
того как он попадёт в турбины) очищают
от газов, вызывающих разрушение труб.
Смешанная схема: неочищенный пар поступает
в турбины, а затем из воды, образовавшейся
в результате конденсации, удаляют не
растворившиеся в ней газы. Именно по такой
схеме работает Паужетская электростанция.
Станция эксплуатируется с 1966 года и устарела,
как морально, так и физически. В настоящее
время в стадии разработки находится технический
проект ветроэнергетической электростанции
мощностью в 1 МВт. на базе ветрового генератора
мощностью 16 КВт, выпускаемого НПО “ВетроЭн”.
В скором времени планируется пустить
Мутновскую ГеоТЭС мощностью 200 Мвт. Уровень
технологических разработок России в
этой области сильно отстает от мирового.
В удаленных или труднодоступных районных
России, где нет необходимости строить
большую электростанцию, да и обслуживать
ее зачастую некому, “нетрадиционные”
источники электроэнергии - наилучшее
решение.
Наиболее часто в современной
энергетике выделяют традиционную и нетрадиционную
энергетики. Традиционную энергетику
главным образом разделяют на электроэнергетику
и теплоэнергетику. Наиболее удобный вид
энергии - электрическая, которая может
считаться основой цивилизации. Преобразование
первичной энергии в электрическую производится
на электростанциях. В нашей стране производится
и потребляется огромное количество электроэнергии.
Она почти полностью вырабатывается тремя
основными типами электростанций: тепловыми,
атомными и гидроэлектростанциями. Примерно
70% мировой электроэнергии вырабатывают
на ТЭС. Они делятся на конденсационные
тепловые электростанции (КЭС), вырабатывающие
только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали
(ТЭЦ), которые производят электроэнергию
и теплоту. В России около 75% энергии производится
на тепловых электростанциях. ТЭС строят
в районах добычи топлива или в районах
потребления энергии. ГЭС выгодно строить
на полноводных горных реках. Поэтому
наиболее крупные ГЭС построены на сибирских
реках. Енисее, Ангаре. Но также построены
каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге,
Каме. АЭС построены в районах, где потребляется
много энергии, а других энергоресурсов
не хватает (в западной части страны). Основным
типом электростанций в России являются
тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают
примерно 67% электроэнергии России. На
их размещение влияют топливный и потребительский
факторы. Наиболее мощные электростанции
располагаются в местах добычи топлива.
ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное
топливо, ориентированы на потребителей.
Принципиальная схема тепловой
электростанции представлена на рис.1.
Стоит иметь в виду, что в ее конструкции
может быть предусмотрено несколько контуров
- теплоноситель от тепловыделяющего реактора
может не идти сразу на турбину, а отдать
свое тепло в теплообменнике теплоносителю
следующего контура, который уже может
поступать на турбину, а может дальше передавать
свою энергию следующему контуру. Также
в любой электростанции предусмотрена
система охлаждения отработавшего теплоносителя,
чтобы довести температуру теплоносителя
до необходимого для повторного цикла
значения. Если поблизости от электростанции
есть населенный пункт, то это достигается
путем использования тепла отработавшего
теплоносителя для нагрева воды для отопления
домов или горячего водоснабжения, а если
нет, то излишнее тепло отработавшего
теплоносителя просто сбрасывается в
атмосферу в градирнях. Конденсатором
отработавшего пара на неатомных электростанциях
чаще всего служат именно градирни. Основное
оборудование ТЭС - котел-парогенератор,
турбина, генератор, конденсатор пара,
циркуляционный насос. В котле парогенератора
при сжигании топлива выделяется тепловая
энергия, которая преобразуется в энергию
водяного пара. В турбине энергия водяного
пара превращается в механическую энергию
вращения. Генератор превращает механическую
энергию вращения в электрическую. Схема
ТЭЦ отличается тем, что по ней, помимо
электрической энергии, вырабатывается
и тепловая путем отвода части пара и нагрева
с его помощью воды, подаваемой в тепловые
магистрали. Есть ТЭС с газотурбинными
установками. Рабочее тело и них - газ с
воздухом. Газ выделяется при сгорании
органического топлива и смешивается
с нагретым воздухом. Газовоздушная смесь
при 750-770°С подается в турбину, которая
вращает генератор. ТЭС с газотурбинными
установками более маневренна, легко пускается,
останавливается, регулируется. Но их
мощность в 5-8 раз меньше паровых. Процесс
производства электроэнергии на ТЭС можно
разделить на три цикла: химический - процесс
горения, в результате которого теплота
передается пару; механический - тепловая
энергия пара превращается в энергию вращения;
электрический - механическая энергия
превращается в электрическую.
Общий КПД ТЭС состоит из произведения
КПД (η) циклов:
КПД идеального механического
цикла определяется так называемым циклом
Карно:
где T1 и Т2 - температура
пара на входе и выходе паровой турбины.
На современных ТЭС Т1=550°С (823°К),
Т2=23°С (296°К).
Практически с учетом потерь
ηтэс=36-39%. Из-за
более полного использования тепловой
энергии КПД ТЭЦ = 60-65%.