Харитонов Енергетика

100%
90%
80%
70%	Нагрузка
60%
50%
40%
30%
20%
10%																Часы суток
0%
0		2		4		6		8		10	12		14		16		18		20		22	24
Рис. 1.5. Пример суточного графика потребления элек-
троэнергии
100
ТВт·год
10
1
																		Годы
0,1
1850	1860	1870	1880	1890	1900	1910	1920	1930	1940	1950	1960	1970	1980	1990	2000	2010	2020	2030	2040	2050

		Рис. 1.6. Мировое потребление энергоресурсов:
фактическое (красная линия) и прогнозируемое (закрашенная область)
30							Уголь					Нефть				Газ
Млн ТУТ/год
25
20
15
10
5
															Годы
0
1910	1915	1920	1925	1930	1935	1940	1945	1950	1955	1960	1965	1970	1975	1980	1985	1990	1995
Рис. 1.7. Динамика добычи топлива в России (линейный масштаб)
100	Млн ТУТ/год
							Уголь				Нефть					Газ
10
1
0,1
															Годы
0,01
1910		1920		1930		1940		1950		1960		1970		1980		1990

Рис. 1.8. Динамика добычи топлива в России

в полулогарифмических координатах

W(t)

a

W0

3	5	7	9	11	13	15	17	19	21	23
0										t

б

lnW(t)

tg ϕ = k

ϕ

lnW0

0	t

Рис. 1.9. Графики экспоненциальной функции в линейном (а) и полулогарифмическом (б) масштабах

W

eW0

2W0

W0

0

τ2

τ

t

	Рис. 1.10. К определению периода удвоения
W
W*
W(T)
W0	E
0	T	t
Рис. 1.11. Схема к определению расхода энергии за период времени Т. Сплош-
ная линия – экспоненциальный рост без ограничений. Пунктирная линия – рост
с ограничением величины W(t) < W*. Штрихпунктирная линия – изменение с
исчерпанием ресурса энергии

Ресурсы топлива, ЭДж

106

105

104

103

102

Уран -238				Газ
		Уголь
					Нефть

Интегральное потребление первичной энергии в XXI в. («средние» сценарии)

Уран -235

0,1

1

10

100

Стоимость извлечения дол./ГДж

Рис. 1.12. Зависимость доступности энергетических ресурсов от стоимости их извлечения [1.1]

Невозобновляемые

ресурсы

Численность населения

Выпуск промышленной продукции на душу на- селения

Загрязнение

окружающей

среды

1900		2000		2100 годы

Рис. 1.13. Модель динамики мира по расчетам Римского клуба. Значения графиков для периода с 1900 по 1970 гг. отражают историческую статистику. Выпуск промышленной продукции и численность населения растут экспоненциально до тех пор, пока быстро убывающая ресурсная база не вызывает быстрое замедление промышленного роста. Из-за наличия в системе естественных запаздываний как население, так и загрязнение окружающей среды продолжают расти в течение еще некоторого времени после пика промышленного развития. В конце концов рост населения останавливается из-за увеличения темпа смертности вследствие снижения производства продуктов питания и медицинских услуг

8	7
				6
	m			Н
	1
	3	4	5	2
	Рис. 2.1. Схема гидроэлектростанции: 1 – верхний уровень (русло) реки,
2 – нижний уровень (русло) реки, 3 – здание плотины (разрез вдоль течения воды),
	4 – водовод, 5 – гидротурбина, 6 – электрогенератор, 7 – трансформатор,
	8 – линия электропередачи (ЛЭП)

Рис. 2.2. Динамика цен на нефть

Рис. 2.3. Изменения цен на углеводородное топливо для ТЭС США (в расчете на тонну нефтяного эквивалента)

Рис. 2.4. Предполагаемые цены на германской границе на импортируемый в Западную Европу газ (30-летний срок амортизации при норме дисконтирования

10 %). БТЕ – британская тепловая единица, 1 БТЕ = 252 кал = 1055 Дж

Рис. 2.5а. Технологическая схема современной тепловой электростанции: 1 – подача топлива; 2 – форсунки; 3 – регенераторы тепла; 4 – насос; 5 – компенсатор давления; 6 – насос конденсационный; 7 – насос циркуляционный;

8 – деаэратор; 9, 10 – система циркуляции охлаждающей воды; 11 – градирня; 12 – конденсатор; 13 – пусковой двигатель; 14 – электрогенератор; 15 – турбина низкого давления; 16, 17 – турбины высокого давления;

18 – регенеративные подогреватели; 19 – 24 – секции нагрева и испарения воды и перегрева пара в котле; 25 – подогреватель воздуха; 26 – дымовая труба; 27 – газодувка; 28, 29 – воздуходувки; 30 – запас топлива; 31 – 34 – системы подготовки топлива

	2
		7	8
Q1		3
1
		4	Q2
	5
6
Рис. 2.5б. Упрощенная тепловая (технологическая) схема конденсационной
паротурбинной ТЭС. 1 – котел (котлоагрегат), 2 – пар высокого давления
и температуры, 3 – паровая турбина, 4 – конденсатор, 5 – циркуляционный насос,
6 – питательная вода, 7 – электрогенератор, 8 – электроэнергия
	высокого напряжения
Кислород			Атмосфера
		СОВЕРШЕНИЕ	Выбросы в
		ПОЛЕЗНОЙ	атмосферу
		РАБОТЫ	газообразных
			продуктов
		Потери тепла	сгорания
			топлива
	СЖИГАНИЕ
Топливо	ТОПЛИВА	СО, СО2, Н2О, NOx, SOx
		Шлак (ЗОЛА)
ЗАЛЕЖИ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА В ЗЕМЛЕ
Рис. 2.6. Распределение потока энергии и продуктов сгорания
	органического топлива в ТЭС