Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДНР ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» КАФЕДРА «МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭКОНОМИКА»
Выполнила студентка 1-го курса, направления подготовки 38.05.01 Экономика профиля Экономическая безопасность(группа «А») очной формы обучения Морозова Анастасия Павловна
Проверил работу: старший преподаватель кафедры
международной экономики
Кошеленко Виктория Викторовна
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ по дисциплине «Современные технологии»
Донецк 2020
«АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОТДЕЛЬНЫХ ОТРАСЛЯХ ЭКОНОМИКИ В РОССИИ»
Содержание
Введение
1. Тепловая, атомная и гидроэнергетика и их современные технологические процессы. Возобновляемые источники энергии.
2. Проблемы внедрения современных технологий и средства их решения
3. Перспективы внедрения современных технологий
Вывод
Список литературы
Введение
Отрасль, которая отвечает за производство, передачу, сбыт и распределение электричества представляет собой крупнейшую систему электроэнергетики России.
Актуальность данной темы заключается в том, что от состояния энергосистемы страны зависят основные параметры ее экономического развития, уровень национальной безопасности и политическая стабильность в обществе, качество среды обитания. На сегодняшний день современному человеку трудно представить себе жизнь без электричества. Мы в прямом смысле слова зависим от поставок электроэнергии. Медицинские, учебные и другие социальные учреждения не могут обходится без электричества долгий период времени. Именно поэтому нам важно знать состояние электроэнергетического комплекса, и именно поэтому государство должно контролировать все процессы происходящие внутри него. Электроэнергетика имеет большое значение для современной экономики. Электроэнергетика – одна из главных отраслей, определяющих характер и темпы развития НТР. Современное производство полностью электрифицировано. Электроэнергия широко используется и в быту (отопление, освещение, бытовые электроприборы). Применение электричества позволяет снизить потребление топлива, делает производство экологически чистым и безопасным. В металлургии применяется метод электроплавки, транспорт на электрической тяге составляет конкуренцию традиционным видам транспорта. Основная часть электроэнергии в России производится на тепловых электростанциях (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС). На их долю приходится около 70% общего объема электроэнергии. Доля ГЭС составляет около 17%, а доля АЭС – 19%. Электростанции, использующие альтернативные источники энергии, дают около 1% общего объема электричества.
По ЕЭС России потребление электрической энергии в 2019 г. составило 1059,4 млрд кВт∙ч и в течение 2019 г. его динамика была разнонаправленной.
Структура выработки электроэнергии представлена на рисунке 1.
Рис.1
ТЭС – 679,9 млрд кВт∙ч (снижение производства на 0,3%);
ГЭС – 190,3 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 3,6%);
АЭС – 208,8 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 2,2%);
ВЭС – 0,3 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 47,3%);
СЭС – 1,3 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 69,4%).
1. Тепловая, атомная и гидроэнергетика и их современные технологические процессы. Возобновляемые источники энергии.
Ведущее положение в российской энергетике занимают тепловые электростанции, на долю которых приходится 63-65% энергии, а общая численность составляет 358 единиц. В свою очередь ТЭС разделяются по видам используемого топлива. Среди них 71% работают на природном газе, 27% – на угле, остальные – на мазуте и других видах жидкого топлива. Принцип работы ТЭС (рис.2) построен следующим образом.
Топливный материал, а также окислитель, роль которого чаще всего берет на себя подогретый воздух, непрерывным потоком подаются в топку котла. В роли топлива могут выступать такие вещества, как уголь, нефть, мазут, газ, сланцы, торф. Если говорить о наиболее распространенном топливе на территории Российской Федерации, то это угольная пыль. Далее принцип работы ТЭС строится таким образом, что тепло, которое образуется за счет сжигания топлива, нагревает воду, находящуюся в паровом котле. В результате нагрева происходит преобразование жидкости в насыщенный пар, который по пароотводу поступает в паровую турбину. Основное предназначение этого устройства на станции заключается в том, чтобы преобразовать энергию поступившего пара, в механическую.
Тепловая энергетика
Рис.2
Все элементы турбины, способные двигаться, тесно связываются с валом, вследствие чего они вращаются, как единый механизм. Чтобы заставить вращаться вал, в паровой турбине осуществляется передача кинетической энергии пара ротору.
Из конденсатора конденсат откачивается конденсационным насосом и, пройдя через подогреватели низкого давления (ПНД), поступает в деаэратор. Здесь он нагревается паром до температуры насыщения, при этом из него выделяются и удаляются в атмосферу кислород и углекислота для предотвращения коррозии оборудования. Деаэрированная вода, называемая питательной, насосом подается через подогреватели высокого давления (ПВД) в котел.
На современных ТЭС и ТЭЦ с агрегатами единичной мощностью 200 МВт и выше применяют промежуточный перегрев пара. В этом случае турбина имеет две части: часть высокого и часть низкого давления. Отработавший в части высокого давления турбины пар направляется в промежуточный перегреватель, где к нему дополнительно подводится теплота.
Далее пар возвращается в турбину (в часть низкого давления) и из нее поступает в конденсатор. Промежуточный перегрев пара увеличивает КПД турбинной установки и повышает надежность ее работы.
На 2020 год Правительством РФ в целях создания условий для развития локализованных отечественных газовых турбин, отличающихся высокой эффективностью производства электроэнергии, запланировано расширение программы модернизации ТЭС путем проведения в текущем году конкурентного отбора проектов с использованием инновационных газотурбинных установок объемом 2 ГВт на 2026-2028 годы. Главные проблемы современных ТЭС — низкая эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую при сжигании топлива и недостаточная маневренность (неспособность быстро изменять выдаваемую в сеть мощность). Новые технологии и материалы позволят в ближайшие десятилетия преодолеть эти недостатки и значительно повысить эффективность угольных, мазутных и газовых электростанций. Среди наиболее перспективных технологических решений для ТЭС — энергоблоки, рассчитанные на суперсверхкритические параметры пара, гибридные энергоустановки с совмещенными газовым и паровым циклами и высокооборотные газовые турбины малой мощности. Повышение КПД угольных теплоэлектростанций до 45-47%, а в перспективе до 52-55%, позволит сократить удельный объем вредных выбросов в атмосферу на единицу мощности и снизить стоимость вырабатываемой энергии. Добиться этого можно за счет широкого внедрения энергоустановок, рассчитанных на суперсверхкритические параметры пара (ССКП), то есть на давление более 30 МПа и температуру более 560°С.
Энергоблоки, рассчитанные на суперсверхкритические параметры пара
Так, в 2020 году ожидается массовое внедрение пылеугольных энергоблоков с КПД до 45%, рассчитанных на параметры пара 28-30 МПа и 600-620°С. Экономия топлива — 0,5 млн т угля или не менее 400 млн рублей на 1 ГВт установленной мощности в год. Сокращение выбросов CO2 в атмосферу на 16-22%. Повышение эффективности двойного промежуточного перегрева пара, которое может дать дополнительно до 2-3 процентных пунктов прироста КПД.
На 1 января 2020 года суммарная установленная электрическая мощность атомных электростанций России составляет 12,31 % от установленной мощности электростанций энергосистемы, а доля атомной энергетики в общей выработке объединенных энергетических систем (ОЭС) России в 2019 году составила 19,71 %.
Атомная энергетика
Рис.3
Рис.4
Принцип работы АЭС
Большинство современных АЭС работает с реакторами на тепловых медленных нейтронах, использующих в качестве ядерного горючего дефицитный уран-235. В ядерных реакторах теплота, возникающая в результате деления ядер урана, нагревает жидкость, прокачиваемую через ураносодержащие тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ); тепловая энергия в турбинах превращается в механическую, а затем в электрическую. Наиболее высокой эффективностью отличаются реакторы-размножители, работающие на быстрых нейтронах и использующие наиболее доступное ядерное горючее уран-238. Строительство АЭС на быстрых нейтронах большой мощности - генеральная линия дальнейшего развития атомной энергетики в России.
В России создано несколько исследовательских установок на быстрых нейтронах, которые преобразуют уран-238 в энергию, но для разработки полноценного энергетического реактора нужно решить множество проблем: создать новые материалы, новые виды топлива, новые способы переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), обосновать безопасность, необходимы большие денежные средства и т.д., а урана-235 пока хватает, он намного дешевле нефти и газа. Российская федерация обладает полным комплексом технологических процессов в области ядерной энергетики:
На современном этапе в России ведется эксплуатация малых АЭС.
В сложившейся ситуации выходом может быть создание нового продукта, коим видятся атомные станции малой мощности (АСММ).
Преимущества малых АЭС:
— Реакторные модули малых АЭС должны производиться на машиностроительных заводах крупными сериями в виде законченных блоков. Это сокращает сроки и снижает сложность строительства АЭС — краеугольные камни сегодняшних проблем рынка новой атомной энергетики. — Малые АЭС должны быть высокоманевренными, в отличие от своих больших собратьев, и поэтому хорошо дополнять переменчивые возобновляемые источники энергии — ветер и солнце.
— Малая модульная АЭС стоит дешевле в абсолютных значениях или может наращивать мощность последовательно, путем строительства все новых модулей, что сильно упрощает поиск финансирования для энергопроектов.
Малые АЭС
Развитие гидроэнергетики России имеет значительные перспективы — в целом в стране освоено около 20% экономического гидроэнергетического потенциала, в том числе на Дальнем Востоке — 6%.
В последние годы повысился интерес к малой гидроэнергетике (гидроэлектростанциям мощностью менее 25 МВт) как генерации, оказывающей минимальное воздействие на окружающую среду.
В настоящее время действующие на территории России малые ГЭС обеспечивают около 2.2 млрд. кВт·ч/год, а их технических потенциал оценивается в 382 млрд. кВт·ч/год.
Гидроэнергетика обладает неоспоримыми преимуществами:
Гидроэнергетика
Принцип действия ГЭС дотстаточно прост (рис.5). Вода под давлением, большим напором попадает, а чаще падает, на лопасти гидротурбины, которые, в свою очередь вращают ротор генератора, который уже вырабатывает электричество. Для достяжения необходимого напора воды создаются плотины, и как следствие, образуется концентрация реки в определенном месте. Также может использоваться и деривация- отвод воды от главного русла реки в сторону по каналу. Есть случаи использования двух методов создания напора одновременно.
Выполнила студентка 1-го курса, направления подготовки 38.05.01 Экономика профиля Экономическая безопасность(группа «А») очной формы обучения Морозова Анастасия Павловна
Проверил работу: старший преподаватель кафедры
международной экономики
Кошеленко Виктория Викторовна
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ по дисциплине «Современные технологии»
Донецк 2020
«АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОТДЕЛЬНЫХ ОТРАСЛЯХ ЭКОНОМИКИ В РОССИИ»
Содержание
Введение
1. Тепловая, атомная и гидроэнергетика и их современные технологические процессы. Возобновляемые источники энергии.
2. Проблемы внедрения современных технологий и средства их решения
3. Перспективы внедрения современных технологий
Вывод
Список литературы
Введение
Отрасль, которая отвечает за производство, передачу, сбыт и распределение электричества представляет собой крупнейшую систему электроэнергетики России.
Актуальность данной темы заключается в том, что от состояния энергосистемы страны зависят основные параметры ее экономического развития, уровень национальной безопасности и политическая стабильность в обществе, качество среды обитания. На сегодняшний день современному человеку трудно представить себе жизнь без электричества. Мы в прямом смысле слова зависим от поставок электроэнергии. Медицинские, учебные и другие социальные учреждения не могут обходится без электричества долгий период времени. Именно поэтому нам важно знать состояние электроэнергетического комплекса, и именно поэтому государство должно контролировать все процессы происходящие внутри него. Электроэнергетика имеет большое значение для современной экономики. Электроэнергетика – одна из главных отраслей, определяющих характер и темпы развития НТР. Современное производство полностью электрифицировано. Электроэнергия широко используется и в быту (отопление, освещение, бытовые электроприборы). Применение электричества позволяет снизить потребление топлива, делает производство экологически чистым и безопасным. В металлургии применяется метод электроплавки, транспорт на электрической тяге составляет конкуренцию традиционным видам транспорта. Основная часть электроэнергии в России производится на тепловых электростанциях (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС). На их долю приходится около 70% общего объема электроэнергии. Доля ГЭС составляет около 17%, а доля АЭС – 19%. Электростанции, использующие альтернативные источники энергии, дают около 1% общего объема электричества.
По ЕЭС России потребление электрической энергии в 2019 г. составило 1059,4 млрд кВт∙ч и в течение 2019 г. его динамика была разнонаправленной.
Структура выработки электроэнергии представлена на рисунке 1.
Рис.1
ТЭС – 679,9 млрд кВт∙ч (снижение производства на 0,3%);
ГЭС – 190,3 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 3,6%);
АЭС – 208,8 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 2,2%);
ВЭС – 0,3 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 47,3%);
СЭС – 1,3 млрд кВт∙ч (увеличение производства на 69,4%).
1. Тепловая, атомная и гидроэнергетика и их современные технологические процессы. Возобновляемые источники энергии.
Ведущее положение в российской энергетике занимают тепловые электростанции, на долю которых приходится 63-65% энергии, а общая численность составляет 358 единиц. В свою очередь ТЭС разделяются по видам используемого топлива. Среди них 71% работают на природном газе, 27% – на угле, остальные – на мазуте и других видах жидкого топлива. Принцип работы ТЭС (рис.2) построен следующим образом.
Топливный материал, а также окислитель, роль которого чаще всего берет на себя подогретый воздух, непрерывным потоком подаются в топку котла. В роли топлива могут выступать такие вещества, как уголь, нефть, мазут, газ, сланцы, торф. Если говорить о наиболее распространенном топливе на территории Российской Федерации, то это угольная пыль. Далее принцип работы ТЭС строится таким образом, что тепло, которое образуется за счет сжигания топлива, нагревает воду, находящуюся в паровом котле. В результате нагрева происходит преобразование жидкости в насыщенный пар, который по пароотводу поступает в паровую турбину. Основное предназначение этого устройства на станции заключается в том, чтобы преобразовать энергию поступившего пара, в механическую.
Тепловая энергетика
Рис.2
Все элементы турбины, способные двигаться, тесно связываются с валом, вследствие чего они вращаются, как единый механизм. Чтобы заставить вращаться вал, в паровой турбине осуществляется передача кинетической энергии пара ротору.
Из конденсатора конденсат откачивается конденсационным насосом и, пройдя через подогреватели низкого давления (ПНД), поступает в деаэратор. Здесь он нагревается паром до температуры насыщения, при этом из него выделяются и удаляются в атмосферу кислород и углекислота для предотвращения коррозии оборудования. Деаэрированная вода, называемая питательной, насосом подается через подогреватели высокого давления (ПВД) в котел.
На современных ТЭС и ТЭЦ с агрегатами единичной мощностью 200 МВт и выше применяют промежуточный перегрев пара. В этом случае турбина имеет две части: часть высокого и часть низкого давления. Отработавший в части высокого давления турбины пар направляется в промежуточный перегреватель, где к нему дополнительно подводится теплота.
Далее пар возвращается в турбину (в часть низкого давления) и из нее поступает в конденсатор. Промежуточный перегрев пара увеличивает КПД турбинной установки и повышает надежность ее работы.
На 2020 год Правительством РФ в целях создания условий для развития локализованных отечественных газовых турбин, отличающихся высокой эффективностью производства электроэнергии, запланировано расширение программы модернизации ТЭС путем проведения в текущем году конкурентного отбора проектов с использованием инновационных газотурбинных установок объемом 2 ГВт на 2026-2028 годы. Главные проблемы современных ТЭС — низкая эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую при сжигании топлива и недостаточная маневренность (неспособность быстро изменять выдаваемую в сеть мощность). Новые технологии и материалы позволят в ближайшие десятилетия преодолеть эти недостатки и значительно повысить эффективность угольных, мазутных и газовых электростанций. Среди наиболее перспективных технологических решений для ТЭС — энергоблоки, рассчитанные на суперсверхкритические параметры пара, гибридные энергоустановки с совмещенными газовым и паровым циклами и высокооборотные газовые турбины малой мощности. Повышение КПД угольных теплоэлектростанций до 45-47%, а в перспективе до 52-55%, позволит сократить удельный объем вредных выбросов в атмосферу на единицу мощности и снизить стоимость вырабатываемой энергии. Добиться этого можно за счет широкого внедрения энергоустановок, рассчитанных на суперсверхкритические параметры пара (ССКП), то есть на давление более 30 МПа и температуру более 560°С.
Энергоблоки, рассчитанные на суперсверхкритические параметры пара
Так, в 2020 году ожидается массовое внедрение пылеугольных энергоблоков с КПД до 45%, рассчитанных на параметры пара 28-30 МПа и 600-620°С. Экономия топлива — 0,5 млн т угля или не менее 400 млн рублей на 1 ГВт установленной мощности в год. Сокращение выбросов CO2 в атмосферу на 16-22%. Повышение эффективности двойного промежуточного перегрева пара, которое может дать дополнительно до 2-3 процентных пунктов прироста КПД.
На 1 января 2020 года суммарная установленная электрическая мощность атомных электростанций России составляет 12,31 % от установленной мощности электростанций энергосистемы, а доля атомной энергетики в общей выработке объединенных энергетических систем (ОЭС) России в 2019 году составила 19,71 %.
Атомная энергетика
Рис.3
Рис.4
Принцип работы АЭС
Большинство современных АЭС работает с реакторами на тепловых медленных нейтронах, использующих в качестве ядерного горючего дефицитный уран-235. В ядерных реакторах теплота, возникающая в результате деления ядер урана, нагревает жидкость, прокачиваемую через ураносодержащие тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ); тепловая энергия в турбинах превращается в механическую, а затем в электрическую. Наиболее высокой эффективностью отличаются реакторы-размножители, работающие на быстрых нейтронах и использующие наиболее доступное ядерное горючее уран-238. Строительство АЭС на быстрых нейтронах большой мощности - генеральная линия дальнейшего развития атомной энергетики в России.
В России создано несколько исследовательских установок на быстрых нейтронах, которые преобразуют уран-238 в энергию, но для разработки полноценного энергетического реактора нужно решить множество проблем: создать новые материалы, новые виды топлива, новые способы переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), обосновать безопасность, необходимы большие денежные средства и т.д., а урана-235 пока хватает, он намного дешевле нефти и газа. Российская федерация обладает полным комплексом технологических процессов в области ядерной энергетики:
- Добычей урановой руды, с последующей переработкой и обогащением.
- Разработкой и производством топлива для ядерных реакторов.
- Строительством и остановкой энергоблоков атомных электростанций.
- Переработкой и утилизацией использованного ядерного топлива.
На современном этапе в России ведется эксплуатация малых АЭС.
В сложившейся ситуации выходом может быть создание нового продукта, коим видятся атомные станции малой мощности (АСММ).
Преимущества малых АЭС:
— Реакторные модули малых АЭС должны производиться на машиностроительных заводах крупными сериями в виде законченных блоков. Это сокращает сроки и снижает сложность строительства АЭС — краеугольные камни сегодняшних проблем рынка новой атомной энергетики. — Малые АЭС должны быть высокоманевренными, в отличие от своих больших собратьев, и поэтому хорошо дополнять переменчивые возобновляемые источники энергии — ветер и солнце.
— Малая модульная АЭС стоит дешевле в абсолютных значениях или может наращивать мощность последовательно, путем строительства все новых модулей, что сильно упрощает поиск финансирования для энергопроектов.
Малые АЭС
Развитие гидроэнергетики России имеет значительные перспективы — в целом в стране освоено около 20% экономического гидроэнергетического потенциала, в том числе на Дальнем Востоке — 6%.
В последние годы повысился интерес к малой гидроэнергетике (гидроэлектростанциям мощностью менее 25 МВт) как генерации, оказывающей минимальное воздействие на окружающую среду.
В настоящее время действующие на территории России малые ГЭС обеспечивают около 2.2 млрд. кВт·ч/год, а их технических потенциал оценивается в 382 млрд. кВт·ч/год.
Гидроэнергетика обладает неоспоримыми преимуществами:
- Чистота электроэнергии. Она вырабатывается при абсолютном отсутствии вредных выбросов.
- Возможность строительства мощных электростанций при соответствующих природных условиях.
- Гибкость производства. Система плотин позволяет регулировать интенсивность потока воды и конечную выработку электроэнергии. Электростанции легко адаптируются к уровню энергопотребления.
- Высокая безопасность. Так как ГЭС не используют ископаемое или ядерное топливо, внутри этих станций нет риска взрыва с тяжелыми последствиями.
Гидроэнергетика
Принцип действия ГЭС дотстаточно прост (рис.5). Вода под давлением, большим напором попадает, а чаще падает, на лопасти гидротурбины, которые, в свою очередь вращают ротор генератора, который уже вырабатывает электричество. Для достяжения необходимого напора воды создаются плотины, и как следствие, образуется концентрация реки в определенном месте. Также может использоваться и деривация- отвод воды от главного русла реки в сторону по каналу. Есть случаи использования двух методов создания напора одновременно.