bookingsky.ru

Статья про электростанции в детской энциклопедии. Что такое электростанция. Оборудование электростанций. Энергетика. Энергосистема. Деньги на мусор, мусор на утилизацию, тепловую энергию в электрическую

Днем и ночью бежит по проводам электрический ток. Он необходим на заводе и на животноводческой ферме, в поезде и в квартире, на телефонной станции и в магазине. Везде вы встре- тите электродвигатели, электроприборы или просто электрическую лампочку.
Откуда же берется электрическая энергия? Ее вырабатывают на элект- ростанциях специальные машины - генераторы электрического тока. Разные бывают генераторы. И очень маленькие, энергии которых хватает только для освещения небольшой комнаты. И генераторы-гиганты, которые могут дать электроэнергию большому городу.
Чтобы генератор давал электрический ток, его надо вращать. Конечно, не весь генератор, а только его часть - ротор. У больших генераторов ротор весит сотни тонн, и вращает его особая машина - турбина.
У каждой турбины есть рабочее колесо с лопатками, или лопастями. Струя пара, раскаленного газа или воды с силой бьет по лопастям рабочего колеса турбины и заставляет ее вращаться, а вместе с турбиной - и ротор генератора.
Если турбину вращает струя воды, то такая турбина называется гидрав- лической, а электростанция, на которой установлены такие турбины, - гидроэлектростанцией или сокращенно ГЭС. На тепловой электростанции (ТЭС) турбину вращает пар, а на газотурбинной - струя раскаленных газов.
Гидроэлектростанции обычно строят на больших, полноводных реках, таких, как Волга, Днепр, Енисей, или же на горных реках (например, на реке Вахш построена Нурекская ГЭС). Здание ГЭС, плотина, судоходные каналы - это сложные и дорогие сооружения. Для ТЭС не нужны плотины и водохранилища, строить их можно везде. Но ТЭС постоянно нуждаются в топливе, чтобы можно было нагревать воду и получать пар. И идут один за другим поезда - везут на ТЭС уголь, мазут; днем и ночью гонят газ по трубам специальные вентиляторы- компрессоры.
А вот для атомной электростанции (АЭС) топлива требуется совсем не- много. Но топливо это особое. Всего 10 граммов атомного топлива заменяют целый вагон угля. Так же как на тепловой, на атомной электростанции" электрогенераторы вращаются паро- выми турбинами. Но ни угольной, ни газовой топки, ни парового котла там нет. Тепло, которое используют для получения пара, выделяется в атомном реакторе - сердце АЭС - в результате ядерной реакции. Ядерную реакцию можно сравнить с небольшими непрерывно повторяющимися атомными взрывами. Но это мирные взрывы. Реактор надежно закрыт толстыми бетонными стенами. Ядерную реакцию непрерывно контролируют автоматические приборы. Если потребуется, ее можно быстро остановить.
Ученые и инженеры ищут новые источники электроэнергии. Нельзя ли, например, заставить работать морские приливы и отливы? Заставить море вращать гидротурбины электростанции? Оказывается, можно. И такие электростанции - их называют приливными или ПЭС - уже работают.
Миллиарды лет щедрое Солнце посылает свои лучи на Землю. Солнечный свет - это тоже энергия. И люди научились превращать ее в электрический ток. Для этого созданы специальные приборы на полупроводниках - фотоэлементы. Собранные вместе, они образуют так называемые солнечные батареи. Солнечные батареи пока еще дороги, и на Земле их используют редко. Зато именно они дают электроэнергию космическим кораблям и искусственным спутникам Земли.

Электроэнергия сегодня является неотъемлемой частью жизни общества. В то время, как большинство людей в развитых странах обеспокоены тем, как сэкономить деньги на счетах за электричество, многие развивающиеся страны работают над тем, как производить достаточное для граждан страны количество энергии. Мы собрали для наших читателей интересные факты об электрической энергии.

1. 20% на комфорт домохозяек


Количество энергии, которое используется обычными домохозяйствами в США для кондиционирования воздуха, составляет примерно 20% от потребления электроэнергии в стране.

2. Принес пользу - унес ноги


В Бразилии есть тюрьмы, в которых заключенным позволяют крутить педали велотренажеров, вырабатывая энергию для окрестных деревень. За это им предлагают сокращение срока тюремного заключения.

3. Деньги на мусор, мусор на утилизацию, тепловую энергию в электрическую


В Швеции так хорошо развита утилизация, что страна часто импортирует у Норвегии мусор для своих энерговырабатывающих мусороперерабатывающих заводов.

4. Гидроэлектростанция «Итайпу»


Почти четверть электроэнергии в Бразилии вырабатывается одной электростанцией.

5. В Швейцарии все чисто


Более половины всей энергии в Швейцарии вырабатывается гидроэлектростанциями, а остальная часть - атомными электростанциями. В итоге, энергетическая отрасль страны почти не производит выбросов СО2.

6. Гидроаккумулирующие электростанции


Гидроаккумулирующие электростанции позволяют сохранять "зеленую" энергию в течение длительных периодов времени. Изначально вода подается наверх сооружения, а при стекании ее вниз, она крутит лопатки турбин, вырабатывая электричество, часть которого идет на то, чтобы снова закачать воду наверх.

7. Инженеры "Титаника"


Ни один из инженеров "Титаника" не спасся. Они все пошли на дно с кораблем, потому что до последнего были заняты поддержанием выработки электричества на корабле.

8. Чайная пауза в Великобритании


Электростанция Dinorwig в Великобритании служит одной единственной цели - обеспечивать дополнительную мощность во время перерывов на рекламу в фильмах, когда все в стране включают свои электрочайники, чтобы приготовить чай.

9. Чище атомной энергии только энергия ветра и воды


В процессе производстве ядерной энергии уровень CO2 меньше, чем в процессе выработки солнечной и геотермальной энергии. Чище только энергия ветра и воды.

10. Геотермальные станции Исландии


Исландия производит всю свою энергию из возобновляемых источников. Гидроэлектростанции обеспечивают около двух третей потребности в энергии, а остальная часть вырабатывается геотермальными станциями.


Около половины ядерной энергии в Соединенных Штатах производится из старых советских ядерных боеголовок.

12. Энергия воды в Норвегии


99% энергии Норвегия получает на гидроэлектростанциях. Это больше, чем в любой другой стране на Земле.

13. Ветер,ветер ты могуч...

14. Марсоход Curiosity


Марсоход Curiosity был запитан от ядерного генератора, мощности которого едва хватало, чтобы (к примеру) крутить потолочный вентилятор.

15. Реакторы на жидком фториде тория


Реакторы на жидком фториде тория могли бы удовлетворить всю мировую годовую потребность в энергии, используя всего около 7000 тонн тория.

16. Атомная Франция


Франция производит столько электроэнергии на АЭС, что экспортирует ее.

17. Национализированная электроэнергия


В 1963 году Квебек национализировал электроэнергию. Это привело к тому, что 96% энергии Квебека сейчас вырабатывается из гидроэлектрических источников. Также в канадской провинции одни из самых дешевых тарифов на континенте.

18. Книга - знание, знание -сила, сила знания - ток в деревне


Уильям Камквамба - подросток из Малави, который прочитал в библиотечной книге, как построить ветряную мельницу. Затем он сделал ветряк и обеспечил свою деревню электроэнергией.

19. Смело и глупо


В 70-е годы Россия построила ряд атомных маяков вдоль своего побережья. В настоящее время два генератора пропали.

20. "Батарейки мира" хватило бы лишь на 10 минут работы

Шведские "рудные поезда" вырабатывают в 5 больше электроэнергии, чем они фактически используют для движения. Не использованная энергия используется для питания близлежащих городов.

25. Солнце, пустыни и человечество


Всего за 6 часов пустыни Земли поглощают больше энергии Солнца, чем все человечество использует на протяжении года.

Электричество было известно людям с самых давних времен. Правда практически измерять электричество человек научился только в начале 19 века. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский ученый А.Н.Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания. Но знания о таком явлении как электричество были у людей уже много тысяч лет назад. Ведь ещё древний человек заметил удивительное свойство натертой янтарём шерсти притягивать нитки, пыль и другие мелкие предметы. Гораздо позже данное свойство было замечено и за другими веществами, такими как сера, сургуч и стекло. И по причине того, что «янтарь» по-гречески звучал как «электрон», эти свойства начали называться электрическими.

А причина возникновения электричества заключается в том, что при трении заряд делится на положительные и отрицательные заряды. Соответственно, заряды с одним знаком отталкиваются друг от друга, а с разными - притягиваются. Двигаясь по металлической проволоке, которая является проводником, эти заряды и создают электричество.
Без электричества в наше время просто невозможно представить нормальную цивилизованную жизнь. Оно светит, греет, даёт нам возможность общаться на огромных расстояниях друг от друга и т. п. Электрический ток приводит в действие самые различные агрегаты и приборы - от маленького будильника до огромного прокатного стана. Поэтому если представить, что однажды электричество может исчезнуть одновременно на всей планете, жизнь человека резко изменит свое направление. Мы уже не можем обходиться без электрического тока, ведь он питает и заставляет работать практически все механизмы и приборы, придуманные человеком. И если посмотреть вокруг себя, то можно увидеть, что в любой квартире, хотя бы в одну из розеток будет воткнута штепсельная вилка, от которой идет провод в магнитофон, телевизор, микроволновую печь или в другие приборы, которые мы ежедневно используем дома или на работе.
Сегодня без электричества не сможет прожить ни одна цивилизованная страна. Каким же образом добывается такое огромное количество электроэнергии, которое может обеспечить потребности миллиардов людей, живущих на Земле?
Для этих целей созданы электростанции . На них при помощи генераторов и создаётся электроэнергия, которая затем передаётся на огромные расстояния по линиям электропередач. Электростанции бывают разных видов. Одни для получения электричества используют энергию воды, они называются гидроэлектростанции. Другие получают энергию от сгорания топлива (газа, дизельного топлива или угля). Это тепловые электростанции, которые вырабатывают не только электрический ток, но и могут одновременно нагревать воду, которая затем поступает в отопительные трубы, греющие помещения домов или цехов заводов. А есть ещё атомные электростанции, ветровые, приливные, солнечные и многие другие.
В гидроэлектростанции (ГЭС) поток воды вращает турбины генератора, который вырабатывает электроэнергию. В тепловых электростанциях (ТЭС) эта обязанность возложена на водяной пар, который образуется в результате нагрева воды от сгорания топлива. Водяной пар под очень большим давлением врывается в турбины генератора, где расположено множество вертящихся частей снабженных специальными лепестками, напоминающими пропеллеры самолета. Пар, проходя через лепестки, вращает рабочие агрегаты генератора, благодаря чему и вырабатывается электрический ток.
Похожий принцип используется и в атомной электростанции (АЭС), только там топливом служат радиоактивные материалы - уран и плутоний. Благодаря особым свойствам урана и плутония они выделяют очень большое количество тепла, которое используется для нагрева воды и добывания водяного пара. Потом нагретый пар поступает в турбину и происходит выработка электрического тока. Интересно, что всего десять граммов подобного топлива заменяет целый вагон угля.

В основном электростанции не работают сами по себе. Они связаны между собой линиями электропередач. С их помощью электроэнергия направляется туда, где она больше всего нужна. Линии электропередач протянулись по всей нашей необъятной стране, поэтому тот ток, который мы используем у себя дома может вырабатываться очень далеко, за сотни километров от нашей квартиры. Но где бы ни стояла электростанция, благодаря линиям электропередачи каждый человек сможет воткнуть вилку и розетку и включить любой необходимый ему прибор или устройство.

Днем и ночью неутомимо работают электростанции. Непрерывно шлют они электроэнергию в города и колхозы, на фабрики и заводы.

Надевая новый костюм, разрезая за столом свежий хлеб или наливая себе стакан воды, вы и не задумываетесь, сколько на это затрачено электроэнергии. А расход ее не мал. Чтобы сшить, например, костюм, надо израсходовать около 5 квт-ч электроэнергии. А все энергетические затраты на каждые 6-7 кГ хлеба, начиная с подготовки семян к посеву и кончая доставкой в булочную, составляют около 1 квт-ч. Даже чтобы очистить, доставить в город и поднять в квартиры обычную водопроводную воду, нужна электроэнергия.

Электрическая энергия проникла во все отрасли народного хозяйства. Она освобождает человека от тяжелого труда, облегчает ему жизнь, помогает раскрывать сказочные богатства природы.

Преимущества электричества перед другими видами энергии безграничны. Его можно получить из любой другой энергии и превратить в энергию разных видов. Электрический ток без больших потерь можно передать на расстояние. Электрические станции наиболее экономно используют энергоресурсы. Электрическая энергия ускоряет производственные процессы, вызывает к жизни новые отрасли промышленности - электрохимию, электрометаллургию, высокочастотную обработку металлов и пр., - позволяет широко внедрять автоматику и телемеханику в производство.

По плану ГОЭЛРО через 10-15 лет страна должна была вырабатывать 8,8 млрд. квт-ч электроэнергии в год.

Некоторые считали тогда этот план фантастическим. Трудно было мечтать в суровом 1920 г., во время хозяйственной разрухи, голода, эпидемий.

В тот год все электростанции молодой республики дали лишь 500 млн. квт-ч электроэнергии. Но советские люди были увлечены ленинской идеей электрификации страны.

Прошло всего 10 лет, и план, казавшийся столь дерзким, был перевыполнен. А уже в 1950 г. Советский Союз по производству электроэнергии вышел на первое место в Европе и на второе - в мире.

Советские электростанции в 1965 г. выработают 500-520 млрд. квт-ч электроэнергии - в 1000 раз больше того, что могли дать электростанции молодой Советской республики в 1920 г.

За семилетку вступят в строй электростанции общей мощностью примерно в 60 млн. кВт. Это значит, что ежегодно будет осуществляться по 5-7 планов ГОЭЛРО!

Электрификация - одна из основ важнейших областей советской экономики. Почти 70 % всей производимой в нашей стране электроэнергии потребляется промышленностью.

Электроэнергетика все глубже проникает в царство машин. Она все решительнее вторгается в исполнительный механизм машины, требуя новых конструкций. Электромоторы «врастают» в тело машины. Статор и ротор перестают быть только двигателями - это уже рабочие части механизма.

Значение электрификации особенно возросло в связи с созданием новых автоматических линий и заводов-автоматов. Современная механизация, автоматизация и телемеханизация основаны на использовании электричества.

Электричество дает нам все большую власть над превращением вещества. Новые методы химии и новые процессы в химической технологии основаны на применении электрической энергии. Современная техника - это техника больших скоростей, высоких давлений, высоких механических и электрических напряжений, очень высоких и очень низких температур. Тут нужны новые материалы со специальными, улучшенными свойствами: коррозийно- и жароустойчивые металлы, легкие сплавы, полупроводники, ферромагниты, пластические массы. Эта новая обширная область производства материалов отличается огромной электроемкостью.

БОРЬБА ЗА ЭКОНОМИЮ

Когда речь заходит об экономии электроэнергии, рука невольно тянется к выключателю, чтобы погасить лампочку в комнате или коридоре. Если 10 млн. школьников (а у нас в стране их втрое больше) сделают так, чтобы 10 млн. 40-ваттных лампочек горели вечерами на один только час меньше, чем обычно, они сберегут тем самым 400 тыс. квт-ч электроэнергии.

А этого достаточно, чтобы полную смену на заводах работали 5 тыс. мощных металлообрабатывающих станков.

По, конечно, не только школьники должны экономить электроэнергию. На некоторых заводах и фабриках окна так загрязнены, что приходится работать при лампах и днем. Стоит вымыть окна-и лампы погаснут, а станки получат дополнительную энергию. На улицах лампы накаливания надо заменять более экономичными газосветными лампами. Специалисты подсчитали, что ия-за неполадок в промышленности и на транспорте теряется ежегодно столько же электроэнергии, сколько вырабатывает ее самая мощная в мире Волжская ГЭС.

Так, для производства тонны алюминия необходимо 17 - 19 тыс. квт-ч. А для выплавки тонны качественной стали, легких и редких металлов или специальных сплавов электроэнергии нужно потратить от 15 до 60 тыс.квт-ч.

Огромное количество электроэнергии нужно нашим заводам. Например, на каждого рабочего металлургического комбината в год приходится до 30 тыс.квт-ч электроэнергии, а на рабочего заводов электростали - до 150 тыс.квт-ч.

Особенно важна сейчас и проблема электрификации сельского хозяйства. За период с 1959 по 1965 г. предполагается завершить в основном электрификацию всех колхозов, а электрификация РТС и совхозов будет закончена раньше.

В распоряжении тружеников полей будет в 4 раза больше электроэнергии, чем в 1959 г. На железных дорогах широко внедряется электрическая тяга. В результате их пропускная способность увеличивается в 2 с лишним раза, а расход топлива сокращается в 3-4 раза.

К концу семилетия электровозы будут водить поезда на всем протяжении магистралей Москва - Дальний Восток, Москва - Свердловск, Караганда - Магнитогорск - Уфа и т. д.

Много электроэнергии нужно и жилищному строительству. Чтобы построить современный домна 120 квартир, необходимо затратить почти 1 млн. квт-ч электроэнергии.

Электроэнергия нужна будет и в быту, и для развития радио, телевидения, кино. В 1965 г. только телевидению страны потребуется мощность пятидесяти Волховских ГЭС!

Главная роль в энергоснабжении принадлежит тепловым электростанциям. Сейчас примерно 81 % электроэнергии (и при этом 100 % централизованного теплоснабжения) дают тепловые электростанции (подробнее см. ст. «Фабрика тепла и электричества»). Их удельный вес и значение будут увеличиваться.

За семилетие у нас будут введены в действие новые гиганты теплоэнергетики общей мощностью в 47-50 млн. кВт. Они будут располагаться в восточных районах, вблизи богатейших залежей угля, непосредственно у больших, многоводных рек. Ведь в топки электростанции мощностью в 2,4 млн. кВт нужно подавать в сутки более 20 поездов угля. Расход воды для охлаждения конденсаторов турбин и других нужд станции достигает 100 м 3 /сек. Это - семь таких потоков как Москва-река!

Полным ходом идет проектирование и строительство мощных атомных электростанций. В 1958 г. введена в строй первая очередь - на 100 тыс. кВт - самой крупной в мире атомной электростанции мощностью 600 тыс. кВт. Строятся мощные АЭС в Воронежской области, на Урале и других местах.

Огромное значение для страны имеет развитие особого направления теплоэнергетики - теплофикации. Теплофикация - это подача потребителю горячей воды или пара, отработавшего па электростанции. При этом топливо используется наиболее выгодно: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) повышают коэффициент использования топлива примерно в 2 раза по сравнению с обычными электростанциями. Это очень важно, так как на тепловые нужды промышленности идет около половины всего добываемого в стране топлива. Так, на производство тонны бумаги необходимо до 5 т пара, тонны резиновых изделий - до 20 т, тонны пластмасс - более 10 т, тонны пряжи и сукон - от 10 до 20 т.

Каждый год к разрастающейся тепловой сети ТЭЦ присоединяется свыше 2 тыс. зданий. Прежде в них пришлось бы установить около 4 тыс. отопительных котлов. Обслуживать эти котлы должны были бы более 5 тыс. истопников. Котельные занимали бы в домах площадь около 60 тыс. м 3 . А сколько пришлось бы затратить средств на топливо и транспорт! Мощность всех советских ТЭЦ уже превысила 12 млн. кВт, а в 1965 г. она достигнет 30 млн. кВт.

РЕДКИЕ ТРИЛЛИОНЫ

Некоторые элементы, например железо, образуют огромные скопления в земной коре; другие рассеяны в воде и в горных породах в виде ничтожных примесей. Так, в морской воде содержится десятимиллионная доля процента марганца. Это число кажется нам ничтожным. Но зачерпните морскую воду наперстком, и в нем окажется несколько сот триллионов атомов марганца.

Благородный газ - ксенон, которым наполняют колбы электрических лампочек, составляет четыре стотысячные весовые доли процента воздуха. Чтобы добыть литр ксенона, надо обработать 2,5 млн. л воздуха! Но в каждом наугад взятом кубическом сантиметре воздуха мы найдем все же до 1 млрд. атомов ксенона. Зная это, мы можем по достоинству оценить редкость радона - газа, образующегося при распаде атомов радия. В каждом кубическом сантиметре воздуха у поверхности Земли содержится в среднем всего один его атом.

Электроста́нция - электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории. Рассмотрим как работает ТЭЦ.

ТЭЦ - сокращенное от теплоэлектроцентраль - это разновидность тепловой станции, которая производит не только электроэнергию, но и является источником тепла, в виде пара или горячей воды.

Итак, все начинается с воды. Поскольку вода (и пар, как её производное) на ТЭЦ является основным теплоносителем, перед тем как она попадет в котел, её необходимо предварительно подготовить.

Для того, что бы в котлах не образовывалась накипь, на первом этапе, воду необходимо умягчить, а на втором, очистить её от всевозможных примесей и включений.

Происходит все это на территории химического цеха, в котором расположены специальные емкости и сосуды. Вода перекачивается огромными насосами. Полученную здесь воду, в дальнейшем мы будем называть "Чистой Водой".

В качестве топлива используют газ, мазут или уголь. Топливо и вода поступают в Котлотурбинный цех. Состоит он из двух отделений. В первом находятся котлы, каждый высотой с двенадцатиэтажный дом. Всего на ТЭЦ их пять штук. Это сердце ТЭЦ, и здесь происходит основное действие. Газ, поступающий в котел, сгорает, выделяя огромное количество энергии. Сюда же подается "Чистая вода". После нагрева она превращается в пар, точнее в перегретый пар, имеющий температуру на выходе 560 градусов, а давление 140 атмосфер. Мы тоже назовем его "Чистый пар", потому что он образован из подготовленной воды.

Кроме пара, на выходе мы еще имеем выхлоп. На максимальной мощности, все пять котлов потребляют почти 60 кубометров природного газа в секунду! Что бы вывести продукты сгорания нужна большая "дымовая" труба. И такая тоже имеется. В втором отделении котлотурбинного цеха находятся установки, вырабатывающие электроэнергию. В машинном зале ТЭЦ их установлено четыре штуки, общей мощностью 460 МВт (мегаватт). Именно сюда подается перегретый пар из котельного отделения. Он, под огромным давлением направляется на лопатки турбины, заставляя вращаться тридцатитонный ротор, со скоростью 3000 оборотов в минуту.

Установка состоит из двух частей: собственно сама турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию. После котлотурбинного цеха, электроэнергию подается для преобразования в трансформатор и далее на линии электропередачи, а частично остывший и потерявший часть давления пар отпускать на сторону невыгодно. Так как он образован из "Чистой воды", производство которой довольно сложный и затратный процесс, его целесообразней охладить и вернуть обратно в котел. И так по замкнутому кругу. Зато с его помощью, и с помощью теплообменников можно нагреть воду или произвести вторичный пар, которые спокойно продавать сторонним потребителям.

Вот таким образом, мы с вами получаем тепло и электричество в свои дома, имея привычный комфорт и уют.

Загрузка...