Первичных двигателей

В настоящей главе приведен метод энергетического сравнения абсорбционных и компрессионных холодильных установок. В них для выработки холода используются различные виды энергии: в абсорбционных установках в основном используется тепло, в компрессионных— электрическая энергия. Это энергии различного качества. На выработку одной единицы этих видов энергии расходуется различное количество первичных энергоресурсов.

3. При подлинно революционном преобразовании структуры потребления конечной энергии структура производства первичных энергоресурсов на этом этапе менялась значительно меньше. Как видно из рис. 1.2, доля высококачественных видов топлива — нефти и газа — на этом этапе оставалась в пределах 15—21%, несмотря набольшие усилия по увеличению абсолютных уровней их добычи за 30 лет в 6,6 раза. Базой энергоснабжения народного хозяйства в этот период был уголь, добыча которого с 1928 по 1955 г. увеличилась почти десятикратно, а доля в общем производстве энергоресурсов возросла от 29 до 59 %. Вместе с быстрым ростом доли гидроэнергии (от 0,1 до 2%) это позволило осуществить основную перестройку структуры производства энергоресурсов в этот период — вытеснить из энергетического баланса местные виды топлива (торф, дрова и т. д.), доля которых сократилась от 56% в 1928 г. до 18% в 1955 г. (см. рис. 1.2).

Рис. 1.2. Структура производства первичных энергоресурсов.

Расход конечной энергии определяется расчетным путем по учитываемому статистикой и планируемому в СССР расходу первичных энергоресурсов, потребляемых в народном хозяйстве. Их расход на единицу национального дохода связан с расходом конечной энергии через коэффициент полезного использования (КПИ) энергии. Последний служит главным показателем эффективности производственного аппарата энергетики, а его динамика отражает энергосберегающие эффекты НТП.

ядерной энергией, углем, искусственным жидким и газообразным топливом и другими менее ограниченными или возобновляемыми энергоресурсами, составляющее основное его содержание, само по себе не приведет ни к улучшению качества энергии у потребителей,; ни к снижению ее стоимости. Наоборот, будет происходить заметное удорожание первичных энергоресурсов и даже конечной энергии. Одновременно будет резко возрастать капиталоемкость энергетического производства.

Высокая капиталоемкость ЭК, его сильные межотраслевые связи, заметная роль в трудовом балансе страны предопределяют существенное воздействие направлений развития комплекса на производственную сферу и народное хозяйство в целом, даже в тех случаях, когда удовлетворяется одна и та же потребность в конечной энергии и энергоносителях, но рассматриваются разные варианты производства первичных энергоресурсов, размещения топливных баз, уровня централизации генерирования электроэнергии и теплоты,, темпов внедрения новых энергетических технологий. Существенное влияние вариантов развития ЭК на межотраслевой баланс и баланс капиталовложений, а через них — на развитие экономики, впервые исследованное в СЭИ СО АН СССР [15, 16], сейчас широко признается. В частности, Я. Б. Кваша отмечает, что массовое использование таких энергетических источников, как ядерная и солнечная энергия, синтетическое жидкое топливо и водород, существенно изменит отраслевую структуру промышленности и всего общественного производства [17].

Расчеты проводились сериями. В _5_ каждой из них рассматривались одинаковые исходные уровни энерго- _72 потребления, но разные варианты производства первичных энергоресурсов и динамики их капиталоем-

более 30% первичных энергоресурсов против базового варианта при относительно высоких затратах в энергосбережении ведет к снижению абсолютной экономии общих капиталовложений и даже к их перерасходу. В результате растет доля ЭК и энергосберегающих мероприятий в общих капиталовложениях в народное хозяйство и замедляется рост фонда потребления в национальном доходе.

Наконец, потребление первичных энергоресурсов — нефти, газа, угля, сланца, торфа, дров, гидроэнергии, ядерной энергии и т. д.— соотносится с потреблением преобразованных видов энергии как величина, обратная КПД переработки, преобразования и распределения энергетических ресурсов *. Поэтому экономия первичных энергоресурсов помимо экономии энергоносителей может достигаться путем совершенствования всех процессов переработки, преобразования и распределения энергоресурсов, т. е. самого ЭК страны.

Другое важное направление совершенствования энергетического аппарата — сокращение всех видов потерь энергии и ее расхода на собственные нужды ЭК (последние составляют до 12% общего расхода конечной энергии в народном хозяйстве). Важную роль в этом направлении играет использование вторичных энергоресурсов — горючих и тепловых. В настоящее время за счет вторичных энергоресурсов страна получает такое же количество энергии (в топливном эквиваленте), какое дают все ГЭС. В рассматриваемой перспективе роль вторичных энергоресурсов будет выше, чем использование гидроресурсов и всех других возобновляемых энергоресурсов (солнечной, геотермальной, ветровой), вместе взятых. За счет вторичных энергоресурсов будет обеспечиваться до 5 % всех энергетических нужд общества. Целые подотрасли химической промышленности, цветной металлургии и другие производства могут работать без использования первичных энергоресурсов, только за счет утилизации энергии, выделяемой в технологических процессах.

Такое снижение энергоемкости народного хозяйства означает колоссальную экономию первичных энергоресурсов, позволяющую к концу века на две трети сократить прирост их расхода в народном хозяйстве по сравнению со сложившимися тенденциями. По абсолютной величине это больше, чем прирост за тот же период использования ядерной энергии, гидроэнергии и новых источников энергии, вместе взятых, и вдвое превышает ожидаемый суммарный прирост добычи нефти и угля. Таким образом, сумма мер по экономии энергоресурсов даст при их реализации решающий вклад в решение задачи

1. Увеличение чисел оборотов первичных двигателей; их непосредственное (прямое) соединение с генераторами; электрическое (а не механическое) распределение энергии и ввиду этого—разукрупнение коренных трансмиссий в пользу индивидуальных приводов с уменьшением мощностей ремённых передач, применяемых в трансмиссионных установках (групповые приводы).

Аналогичные изменения (повышения) произошли в числах оборотов ремённых передач и от первичных двигателей: паровых машин (и локомобилей), двигателей внутреннего сгорания, водяных турбин, что весьма упростило схему привода. В настоящее время передача энергии ремнями от этих двигателей обычно производится без промежуточной трансмиссии прямо на генератор или на рабочую машину с широким диапазоном передаточных чисел i — от !/ю Д° 5.

Аналогичны индивидуальным приводам от электромоторов (по числам оборотов) ремённые передачи от быстроходных первичных двигателей, какова, например, передача от быстроходного (лёгкого) двигателя внутреннего сгорания с пг = 600 -f- 2500 об/мин на рабочую машину (например, от тракторного двигателя с щ -1500 об/мин на молотилку с л2 =• 2000 -=- 2500 об/мин при ?>2 = 150-г--г-120 мм).

Агрегаты Леонарда, состоящие из первичных двигателей трёхфазного или постоянного тока, регулируемых генераторов постоянного тока и двигателей постоянного тока, питаемых от генераторов Специальные краны большой грузоподъёмности и скоростные подъёмники с широким регулированием скорости Обычные пределы регулирования скорости-до 1/10

Показатели энерговооружённости труда позволяют судить о потенциальной и фактической энерговооружённости. Под показателем потенциальной энерговооружённости труда понимают отношение мощности (в киловаттах) первичных двигателей, обслуживающих рабочие машины, к числу производственных рабочих в наибольшей смене. Под показателем фактической энерговооружённости понимают

Положение кардинально изменилось лишь тогда, когда в качестве первичных двигателей стали применять быстроходные паровые турбины и на их основе возник совершенно новый тип синхронных генераторов. В 1884 г. Ч. Парсонс изобрел реактивную паровую турбину, предназначенную специально для электростанции. Для того чтобы этот быстроходный двигатель насадить без промежуточного редуктора на один вал с электрическим генератором, имевшим значительно меньшую оптимальную скорость, Парсонс разработал многоступенчатую турбину. Дальнейшее совершенствование турбины Парсонса шло неразрывно с развитием генераторов: возник единый агрегат — турбогенератор [2, с. 60—62]. Некоторое время создавались турбогенераторы постоянного тока, предельная мощность которых достигла 2000 кВт при 1500 об/мин. Постепенно они были вытеснены турбогенераторами, вырабатывавшими переменный ток. Большие скорости вращения сказались на конструктивном выполнении обмоток генераторов: первоначально роторы строили с явно выраженными полюсами, но возросшая механическая нагрузка и большие потери на трение о воздух заставили перейти к распределенной обмотке возбуждения. Уже в 90-х годах турбина Парсонса получила широкое распространение в Англии, а ее применение на Европейском континенте несколько задержалось, несмотря на то что в 1895 г. фирма «Westinghous», а годом позже фирма «Brown, Boveri & С°» прибрели право на строительство турбин Парсонса [36, с. 62]. Перелом произошел в 1899 г., когда Парсонс выполнил заказ на две крупные по тому времени турбины для приво-

Развитие основных первичных двигателей мощных электрических станций, использующих топливо органического происхождения, заканчивается.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРВИЧНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ' ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Для удовлетворения потребности в энергии электростанция должна обладать необходимой мощностью генераторов и приводящих их в движение первичных двигателей.

Характеристика первичных двигателей электростанции

Результаты работы электростанции не определяются полностью выбранными начальными и конечными параметрами пара. На экономичность работы большое влияние оказывает правильный выбор типа и мощности отдельных первичных двигателей и степень их использования в течение суток и года.