Реферат на тему Теплоэнергетика и теплотехника

Содержание:

Введение 3

1. Задачи и проблемы теплоэнергетики 4

2. Устройство и функционирование ТЭС 6

3. Теплотехника как наука 10

4. Профессия теплотехник 14

Заключение 18

Список литературы 20

Введение:

Под теплоэнергетикой понимается отрасль теплотехники, которая занимается преобразованием теплоты в другие виды энергии, главным образом в механическую и электрическую. Механическая энергия генерируется в теплосиловых установках, а используется для привода каких-либо рабочих машин или электромеханических генераторов, с помощью которых вырабатывается электроэнергия. Для прямого преобразования теплоты в электроэнергию используются термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи и магнитогидродинамические генераторы.

Данная тема является достаточно актуальной, так как развитие теплоэнергетики всегда выполняло ведущую роль в процессах становления народного хозяйства во многих странах мира.

При переработке нефти дается примерно 40 % от мирового потребления электроэнергии, угль – около 28%, газа – до 25%. Таким образом, на теплоэнергетику приходиться 90 % от общего выработанного объема мировых электростанций. В нашей стране применяется комбинированное производство, и 1/3 мощностей тепловых электростанций приходится на теплоэлектроцентрали, которые обеспечивают и производство электроэнергии, а также принимают участие в системах централизованного теплоснабжения. Тепловые электростанции являются основой российской электроэнергетики, и вырабатывают до 70 % электроэнергетики. В настоящей работе использованы работы Андреева Р. Н., Бессонова Л. А., Городова О. А., Крылова Ю. А., Сазанова Б. В., Щербакова Е. Ф. и др., а также рассмотрены задачи и проблемы теплоэнергетики; дана характеристика теплотехники как науки и проанализирована профессия теплотехника.

Заключение:

Теплоэнергетика теплоэнергетика являются отраслью энергетики, основанной на преобразовании теплоты в другие виды энергии, главным образом — это механическая и электрическая. Механическая энергия генерируется в теплосиловых установках и используется для запуска рабочих машин или электромеханических генераторов, при помощи которых происходит выработка электроэнергии. Для прямого преобразования теплоты в электроэнергию применяются термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи.

Текущая ситуация в энергетической отрасли, в условиях санкций, в целом ставит серьезные преграды перед всеми отраслями российской экономики, и перед энергетикой в частности. Наиболее острой проблемой будет импортозамещение и в энергетическом оборудовании, и в сфере информационных технологий, которая сейчас во многом базируется на иностранном программном обеспечении и компьютерном оборудовании. И вероятнее всего, процессы импортозамещения в этих направлениях пойдут ускоренными темпами. Но все проблемы невозможно решить за один день. Текущая ситуация выводит на первый план задачи сохранения стабильности и поддержки работоспособности всех информационных систем. Корпоративные информационные системы уже давно стали необходимым инструментом реального управления производством и бизнеса всех организаций.

Энергетика — это основная обеспечивающая отрасль всей экономики страны. С одной стороны, это подчеркивает ее стратегическую важность, а с другой делает ее в определенном смысле зависимой от состояния всех остальных отраслей экономики. Если удастся сохранить уровень развития остальных отраслей, сохранить уровень энергопотребления, то и энергетика будет развиваться. И конечно, в кризисные моменты на первый план выходят вопросы повышения эффективности — как в части производства, так и в части управления компаниями. Очевидно, что за ВИЭ-технологиями будущее. Однако, текущий уровень развития энергетики возобновляемых источников как по самим используемым технологиям, так и по объему стабильно вырабатываемой энергии не позволяет отказаться от развития традиционной энергетики. Сейчас этот факт уже доказан опытом европейских государств. Поэтому в ближайшие 3–5 лет традиционная энергетика будет продолжать оставаться основой энергетической отрасли страны. При этом будет идти и развитие ВИЭ. Россию в недалеком будущем ждут технологические прорывы, которые позволят все больше и больше ориентироваться на энергетику возобновляемых источников. Но все должно быть сбалансировано, и правительственные программы развития ВИЭ задают такое направление.

Из-за санкций, разрыва экономических отношений и логистических цепочек прежде всего пострадает энергетическое машиностроение. Собственно, они на это и направлены: создать проблемы в производственных процессах, в использовании технологий и в поставке технологических элементов. Любое высокотехнологичное производство сейчас обладает высоким уровнем кооперации с лидирующими мировыми компаниями. Разрыв этих связей приводит к появлению серьезных проблем. Во-первых, это повод для развития собственных компетенций в производстве компонентов, по которым в нашей стране высокий уровень зависимости. Во-вторых, это повод для поиска и выстраивания взаимоотношений с другими поставщиками тех же технологий и компонентов.

Фрагмент текста работы:

1. Задачи и проблемы теплоэнергетики

В настоящее время энергетическая отрасль стоит перед лицом серьезных вызовов, обусловленных, с одной стороны, растущей потребностью населения планеты в доступной энергии, а с другой – необходимостью снижать негативное воздействие энергетического сектора на климат. Глобальное изменение климата является одной из наиболее важных проблем для мирового сообщества. На протяжении многих десятилетий рост потребления энергии был неразрывно связан с увеличением выбросов углекислого газа, который способствует нагреву атмосферы планеты. Сохранение тенденции к росту антропогенных выбросов парниковых газов будет сопровождаться подъемом уровня Мирового океана, интенсификацией ураганной активности и таянием вечной мерзлоты, то есть колоссальными потерями для человечества. Новым вызовом для мировой экономики стала пандемия COVID 19.

В результате вводимых карантинных ограничений, в 2020 году резко снизился спрос на основные энергоносители. Однако уже в 2021 году, во многом благодаря программам по вакцинации населения, спрос на энергетические товары начал быстро восстанавливаться. На многих энергетических рынках наблюдался рост цен из-за неспособности производителей обеспечить достаточное предложение энергии в короткие сроки.

Несмотря на глобальную тенденцию к увеличению генерации электроэнергии из возобновляемых источников энергии (ВИЭ), на долю ископаемых видов топлива приходится более 80 % потребления первичной энергии в мире. Ситуация с резким ростом цен на газ в Европе в 2021 году ярко свидетельствует о том, что зависимость промышленно развитых стран от ископаемых энергоресурсов остаётся высокой. В настоящее время достаточно сложно мировому сообществу достичь согласия по ряду ключевых вопросов, в частности по вопросам вывода из эксплуатации объектов угольной генерации, необходимости сокращения эмиссий метана и вырубки лесов. Тем не менее, по некоторым важным направлениям климатической политики достигнут существенный прогресс. Согласованы механизмы международной торговли углеродными единицами в рамках статьи 6 Парижского соглашения, что, как ожидается, должно привести к усилению взаимодействия между странами для достижения климатических целей. Обозначенные события, тенденции и вызовы создают значительную неопределённость относительно будущих изменений в мировой энергетике. Предсказать как будут развиваться события на энергетических рынках, очевидно, невозможно. Однако можно попытаться системно подойти к анализу трендов, которые сейчас отчетливо наблюдаются.

Исторически рост потребления энергии был неразрывно связан с такими глобальными тенденциями как рост населения, урбанизация и формирование потребительского класса в развивающихся странах. По расчетам Организации Объединенных Наций (ООН), мировое население увеличится на 2 миллиарда человек к 2050 году. При этом потребительский класс будет расти еще более высокими темпами. И вероятнее всего, за период с 2020 по 2050 годы прирост потребительского класса составит около 3 миллиардов человек. Все эти люди будут предъявлять дополнительный спрос на энергию. Доступ к энергии является необходимым условием для роста мировой экономики. Как правило, чем выше уровень экономического развития страны, тем выше уровень потребления энергии на человека, с поправкой на региональную специфику, климат и обеспеченность ресурсами. Россия является крупным производителем и потребителем энергии. В 2019 году объем потребления первичной энергии в России составлял около 770 млн т н. э. – это примерно 6 % от мирового значения. Ископаемые топлива традиционно доминируют в структуре энергетического баланса России. Не удивительно, что энергетический сектор является основным источником выбросов парниковых газов – на долю энергетического сектора приходится три четверти суммарных выбросов парниковых газов в России.

После 1990 года выбросы парниковых газов в России снизились более чем в два раза, что связано как с сокращением объемов неэффективного производства, так и с модернизацией оборудования на предприятиях. При этом российские власти нацелены на дальнейшее сокращение эмиссий, оказывающих негативное влияние на климат.

Содержание:

Введение 3
Теплотехника, теплоэнергетика и теплотехнология 3
1. Состояние теплоэнергетики и теплотехники в России 4
2. Проблемы теплоэнергетики и теплотехники 8
Заключение 15
Список литературы 17

Введение:

В повседневной жизни мы редко задумываемся о вращении земли о гигантских термических процессах, которые происходят внутри земли, о притяжении к другим планетам и звездам, о космических энергетических потоках. А знаете ли вы, что возобновляемые энергоресурсы, которые можно использовать с поверхности земли, хватит для развития человечества еще на много поколений?
К таким вторичным энергетическим ресурсам относятся: энергия солнца, энергия ветра, энергия водных потоков, энергия морских приливов и волн, высокопотенциальная геотермальная энергия, низкопотенциальная энергия земли, воздуха и воды, и другие. Также относятся промышленные и бытовые отходы, которые образуются в результате деятельности человека.
Все эти энергоресурсы образуются независимо от того, будут ли они полезно использованы человеком или нет.
Теплотехника, теплоэнергетика и теплотехнология
В нашем мире живут миллионы людей. Из них тысячи изучают теплоэнергетику и теплотехнику. Эти же тысячи и еще немного задумываются: «Что такое теплоэнергетика, теплотехника и теплотехнологии?».
Теплотехника — это отрасль техники, занимающаяся использованием и получением теплоты в разных сферах, таких как: транспорт, промышленность, сельское хозяйство и быт. Теплоэнергетика, в свою очередь, является отраслью теплотехники. Теплоэнергетика занимается преобразование теплоты в другие виды энергии. Теплотехнолгия — это совокупность методов, с помощью которых, на основе изменения теплового состояния материала сырья, преобразуется природное сырье в заданный товарный продукт.
Целью работы является рассмотрение теплоэнергетики и теплотехники.

Заключение:

Производство электроэнергии в этой отрасли происходит на тепловых электростанциях. Как известно такие электростанции используют в качестве топлива органические вещества. А разделяются они на паротурбинные, газотурбинные и парогазовые электростанции.
Теплоэнергетика во всем мире производит наибольшее количество электроэнергии. Например, электростанции использующие нефть в качестве топлива, вырабатывают 39% от всей электроэнергии планеты. Уголь в качестве топлива – 27%, а газ – 24% . Сложив эти цифры, можно прийти к выводу, что, на данный момент, это основной способ производства электроэнергии на планете.
Энергетика таких стран Польша, ЮАР, Китай, Австралия и Мексика практически полностью зависят от ТЭС.
История развития энергетики подразумевает историю повышения параметров пара. В настоящее время мировая теплоэнергетика уже начала массовый переход на энергоблоки супер-сверхкритических параметров.
Первым энергоблоком ССКП является Кавагое-1. Его тестовый запуск и синхронизация состоялась в декабре 1988 года. С июня 1989 года, после окончания испытаний, его начали задействовать в промышленности.
Сейчас, практически все турбиностроительные предприятия занимаются производством паровых турбин ССКП нового поколения.
Переход к ССКП обусловлен определенными факторами: высокая экономичность, экологичность, низкие эксплуатационные затраты, маневренность и т.д.
Состояние ТЭС России оставляет желать лучшего. 1/3 всей мощности ТЭС приходиться на теплоэлектроцентрали. ТЭС РФ вырабатывают 70% электроэнергии страны. Главной проблемой является изношенность основного оборудования, из-за чего снижается его эффективность. КПД ТЭС в России составляет 36,6%, что на 3 – 5% ниже, нежели у развитых стран. Российские ТЭС также уступают и по параметрам пара. А на фоне того, насколько изношено оборудование растёт вероятность возникновения аварийных ситуаций.
В России преимущественно работают ТЭС, которые в качестве топлива используют газ и уголь, чаще всего паротурбинные. Сургутская ГРЭС-2 работает на природном газе и это крупнейшая ТЭС не только на территории РФ, но и на Евразийском континенте. В процессе недавней реформы, крупнейшие ТЭС РФ объединили в оптовые генерирующие компании и территориальные.
Сейчас, для дальнейшего развития отрасли, крайне необходимо обеспечить техническое переоснащение. Также важно обеспечить реконструкцию работающих электростанций, а также ввести новые генерирующие мощности с применением новейших технологий в производстве электроэнергии.
Таким образом остается надеяться, что все необходимые работы будут выполнены в ближайшем будущем и до того как степень аварийности оборудования приведет к серьезным проблемам.
Стоит также отметить, что органическое топливо не бесконечно и нужно задумываться о перспективах, которые сулят его отсутствие.

Фрагмент текста работы:

1. Состояние теплоэнергетики и теплотехники в России

По данным Доклада о состоянии теплоэнергетики и теплоснабжения в Российской Федерации за 2015-2016 годы, в теплоснабжении работает около 21 тысячи предприятий. 67% находятся в государственной и муниципальной собственности. Основой систем централизованного теплоснабжения городов и поселений служат водогрейные котельные, общее количество отопительных котельных составляет около 73,8 тысяч. Общая протяженность тепловых сетей систем централизованного теплоснабжения по трассе составляет около 172 тыс. километров.
Эксперты отмечают, что оборудование в теплоэнергетической сфере устарело примерно на 60%. Такая степень износа присутствует и в большой энергетике, и в сфере жилищно-коммунального хозяйства. Из-за того, что оборудование, которое давно пора отправить на заслуженный отдых, до сих пор работает, очень часто возникают аварии и утечки, и вследствие этого тепловые потери неизбежны. Постепенно трубы теплосетей меняются на новые, но этот процесс идет очень медленно. Около 1% труб в год в реальности меняют на новые, тогда как оптимальный показатель минимум 10%. Причём новые трубопроводы быстро приходят в негодность по причине отсутствия корректно работающих деаэраторов на 30% объектах теплоэнергетики.
Еще одна серьезная проблема всей отрасли в целом — задолженность по оплате услуг теплоснабжения. По данным Росстата общая сумма дебиторской задолженности организаций, оказывающих услуги теплоснабжения, в 2016 г. равнялась 475,7 млрд руб. Наибольшую долю занимают долги населения: 271,7 млрд руб. в 2016 г. (57,2%). Кроме населения в указанной отчётности выделяется задолженность бюджетов всех уровней, а также организаций, финансируемых из бюджета, за предоставленные им ЖКУ. В 2016 г. она оказалась на уровне 19,3 млрд руб., превысив на 28% показатель 2015 г. (15 млрд руб.) и увеличившись в 2,1 раза по отношению к значению 2012 г [4].

Из общероссийской задолженности по оплате услуг теплоснабжения выделяется Москва и Московская обл., на долю которых приходится 17%. Наибольший темп роста задолженности с 2012 г. отмечен также в Ненецком АО (в 6,5 раз), затем следует Республика Башкортостан (в 3,3 раза). Интересно, что в этом спискеесть небольшие города Центральной России: Иваново, Тамбов, а также Волгоград и Воронеж (вместо, например, крупных сибирских городов-миллионников Красноярска (2,7 млрд руб. – 21 место) и Новосибирска (2,5 млрд руб. – 24 место), которое могло быть объяснено суровыми климатическими условиями). Наличие больших объёмов задолженности, а также тенденция к его нарастанию снижает инвестиционную привлекательность отрасли. При этом теплоэнергетика является одной из отраслей с длительным сроком окупаемости.
Не стоит забывать и о том, что в России существует огромный избыток тепловой мощности, наследие СССР. По данным Минэнерго, на сегодня многие ТЭЦ загружены не более чем на 30% установленной мощности, а котельные – в среднем на 15%. Таким образом, они не могут конкурировать на рынке и получают дотации от государства как вынужденные. Закрыть такие ТЭС невозможно, часто они служат единственным источником тепла в регионе. По оценкам Минэнерго, содержание подобных ТЭЦ обходится энергорынку более чем в 9 млрд. руб. ежегодно.
В этом году вступил в силу закон «О теплоснабжении». В Минэнерго предложили новую модель рынка тепловой энергии, которая получила название «альтернативной котельной». Идея следующая: государство прекращает регулировать тарифы на теплоэнергию, вместо этого устанавливается предельная цена на тепло для конечного потребителя, рассчитанная по принципу «альтернативной котельной». В каждом регионе эта цифра отличается. Она зависит от стоимости строительства котельной в теории и ее экономической окупаемости, а позже прибыльности. По факту цена теплоэнергии в реальности не может быть выше показателя «альтернативной котельной». В некоторых регионах потребители сейчас платят значительно больше, чем будут платить по новым расчетам. В этом случае тариф подлежит пересмотру. В регионах, где пользователи недоплачивают, тарифы постепенно вырастут, предусмотрен переходный период не менее 10 лет. Кроме того, законопроект обязывает единую теплоснабжающую организацию (ETO) отвечать за качество предоставляемых услуг. Она сможет заключать договоры на поставку тепла с наиболее эффективными источниками, а в случае нарушений (перерыва в снабжении или отклонения температуры) — взимать штрафы с поставщиков и выплачивать потребителям соответствующие компенсации [3].