gazya.ru страница 1
скачать файл




История развития теплоэнергетики в России

Содержание 1. История развития энергетики и современное ее состояние 2 2. Краткий исторический очерк развития термодинамики 4 3. Развитие теплоэнергетики в Санкт-Петербурге 6 4. История развития тепловых сетей Москвы 9 5. Солнечная теплоэнергетика 131. История развития энергетики и современное ее состояние Для истории развития энергетики характерны четыре основных периода.Первый из них начался в 1920 г., когда VIII Всероссийским съездом Советовбыл принят план электрификации России (ГОЭЛРО). Этим планомпредусматривалось опережающее развитие энергетики, сооружение 30 крупныхрайонных станций, использование местных топлив, развитие централизованногоэнергоснабжения, рациональное размещение электростанций на территориистраны. Задания плана ГОЭЛРО были выполнены уже в 1931 г. За годы Великой Отечественной войны выработка электроэнергииснизилась почти в два раза, около 60 крупных станций было разрушено.Поэтому основной задачей второго периода развития энергетики (1940-1950г.г.) было восстановление разрушенного энергетического хозяйства. Для третьего этапа развития энергетики (1951-1965 г.г.) характернаконцентрация энергоснабжения за счет создания объединенных энергосистем,строительство мощных тепловых электростанций, сооружение первых атомныхстанций. Четвертый период (с 1966 г. по настоящее время) характеризуетсяпереходом к качественно новому уровню развития топливно-энергетическогокомплекса. Внедряется блочная схема компоновки электростанций, причеммощность блоков непрерывно повышается. Пар сверхкритических параметровтеперь используется не только на конденсационных электростанциях (КЭС), нои на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Формируется единая энергосистема страны. До 1975 г. в СССР проводился курс на повышение расхода газа и мазутана нужды энергетики. Это позволило в короткий срок и без значительныхкапитальных затрат укрепить энергетическую базу народного хозяйства. Позжебыло решено, что дальнейший рост энергетического потенциала Европейскойчасти страны должен осуществляться за счет строительства гидравлических иатомных станций, а в восточных районах - за счет тепловых станций,работающих на дешевых углях. Основные запасы органических топлив (угля, нефти, газа) расположены ввосточной части страны, чаще всего в труднодоступных районах. Поэтомуособое значение приобретает проблема экономии топливно-энергетическихресурсов. Дальнейшая централизация теплоснабжения за счет строительства мощныхТЭЦ и котельных позволит получить значительную экономию топлива. Однакосооружение ТЭЦ экономически целесообразно лишь при наличии крупныхцентрализованных потребителей теплоты. Другой путь снижения расхода топлива- применение теплонасосных установок, которые могут использовать какестественные источники теплоты, так и вторичные энергоресурсы.2. Краткий исторический очерк развития термодинамики До 50-х годов XIX века наука рассматривала теплоту как особоеневесомое, неуничтожимое и несоздаваемое вещество, которое имело названиетеплород. М.В.Ломоносов был одним из первых, кто опроверг эту теорию. Всвоей работе “Размышление о причинах теплоты и холода”, изданной в1774 г. он писал, что теплота является формой движения мельчайших частицтела, заложив тем самым основы механической теории теплоты. М.В.Ломоносоводин из первых высказал идею закона сохранения энергии. В его формулировкеэтого закона еще не содержатся количественные соотношения, но, несмотря наэто, отчетливо и полно определяется сущность закона сохранения ипревращения энергии. Лишь столетие спустя этот закон благодаря работам Майера,Гельмгольца, Джоуля получил всеобщее признание. В 1842 году появиласьработа естествоиспытателя Майера “Размышления о силах неживой природы”. Егоформулировка первого закона термодинамики в основном была философскиумозрительной. В 1847 году была издана монография немецкого врачаГельмгольца “О сохранении силы”, где подчеркивается общее значение первогоначала как закона сохранения энергии, дается его математическаяформулировка и приложение к технике. В 1856 году Джоуль экспериментальнодоказал существование этого закона. В 1824 году появился труд французского инженера Сади Карно“Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать этусилу”, в котором были заложены основы термодинамики. В этой работе онуказал причины несовершенства тепловых машин, пути повышения ихкоэффициента полезного действия (кпд), сформулировал второй законтермодинамики, идеальный цикл тепловых машин (цикл Карно) и другие важныеположения термодинамики. В 1906 г. Нернст сформулировал третье начало термодинамики, в которомпредположил, что с приближением абсолютной температуры к нулю интенсивностьтеплового движения и энтропия стремятся к нулю. Принцип недостижимостиабсолютного нуля температур - одно из следствий известной тепловой теоремыНернста. Существует еще понятие так называемого нулевого начала термодинамики.Изучая явления в рамках классической термодинамики, как правило,отвлекаются от характера молекулярного и атомного строения вещества. Приисследовании явлений обращают внимание исключительно на макроскопическиесвойства системы, которые оцениваются по опытным данным измерения макроскопическими приборами: термометрами, калориметрами, манометрами ит.д. Поэтому классическая термодинамика является феноменологической наукой.Таким образом, в классической термодинамике отвлекаются от движениямикрочастиц тела и рассматривают лишь результат этого движения, которыйесть не что иное, как температура тела. Это и есть нулевое началотермодинамики. Оно формулируется в виде следующей аксиомы: все тела притепловом равновесии обладают температурой. Нулевое начало является исходнымположением термодинамики, так как тепловое движение происходит во всехтелах. Оно неуничтожимо, как неуничтожимо всякое движение в природе. В конце XIX века Л.Больцманом и У.Гиббсом были заложены основыстатистической термодинамики. В отличие от классической термодинамики онапозволяет вычислить макроскопические характеристики по данным о состояниимикрочастиц тела - их расположению, скоростях, энергии. У.Гиббс внессущественный вклад и в классическую термодинамику, разработав методпотенциалов, установив правило фаз и др. После создания фундамента термодинамического метода началасьразработка его приложений и, прежде всего, к теории тепловых машин.Большое значение имело введенное Ж.Гюи и А.Стодолой понятиеработоспособности теплоты, или максимальной технической работы, которуюможно получить от имеющегося количества теплоты в заданном интервалетемператур. В 1956 году Р.Рант дал этой величине название “эксергия”. Вотличие от энтропии, всегда возрастающей в реальных процессах, в отличие отэнергии, количество которой строго сохраняется (согласно первому законутермодинамики), эксергия - запас работоспособности или это то количествополезной работы, которое можно получить от имеющейся теплоты в заданноминтервале температур.3. Развитие теплоэнергетики в Санкт-ПетербургеЗвание первого отечественного теплоэнергетика по праву принадлежитпетербуржцу, Николаю Александровичу Львову(1753-1803), выпустившему в 1795году двухтомник «Русская пиростатика», в котором описывалось устройство«воздушных» или «духовых» печей его собственной конструкции. Как это частобывает, новаторство петербургского ученого не было в полной мере оцененоего современниками. Только лишь через сто лет обогрев помещений с помощьюнагретых воздуха или воды получил широкое применение.Первая установка централизованного нагревания воздуха в водо-воздушнойсистеме отопления и вентиляции была применена в XIX веке в зданииПетербургской Академии художеств. Она обогревала два больших зала, объемомболее 3000 куб.метров.А в 1909 году, опять-таки в Петербурге, в здании Михайловского театра быласмонтирована первая в России насосная система водяного отопления. Авторомпроекта этой системы был Н.П. Мельников. Тем не менее, до революции вПетербурге большинство жилых домов отапливалось с помощью дровяных печей.По данным историков, в городе незадолго до революции насчитывалось всего102 дома (из, примерно, 40 тысяч) с центральным отоплением от местныхкотельных.Официальной датой начала теплофикации города на Неве можно считать 25ноября 1924 года, когда впервые в шестиэтажный дом на наб. реки Фонтанкибыло подано тепло по проложенному теплопроводу. Вскоре тепло сталопоступать и в другие общественные и жилые здания, в числе которых былиОбуховская больница и Казачьи бани.К 1927 году по трубопроводам тепло стало поступать в Александрийский театр,Публичную библиотеку и Госбанк. Затем была проложена Рузовская магистраль,для теплоснабжения зданий по загородному проспекту и Рузовских казарм. ГЭС№3, от которой производилось теплоснабжение всех этих зданий, былапереоборудована для комбинированной выработки тепловой и электрическойэнергии. Она стала первой отечественной теплоцентралью, а Ленинград –пионером теплофикации.Новый способ обогрева помещений, без помощи дров, угля или торфа понравилсягорожанам, и стал быстро распространяться, (тем более, что он был наиболееэффективным и экономически выгодным). Так, если в 1928 году централизованноотапливалось всего 32 здания, а протяженность тепловых сетей в городесоставляла лишь 5 километров, то в 1935 году длина тепловых сетейувеличилась до 56 километров, к которым было подключено около 400 зданий, ак 1941 году централизованным теплоснабжением обеспечивалось уже 1648зданий. Длина сетей тогда составляла уже 75 километров.Столь быстрому росту и развитию централизованного теплоснабжения неприходится удивляться – в конце 1931 года было принято специальноеобращение ЦК и Совнаркома СССР о превращении Ленинграда в образцовый центргородского хозяйства. А через 7 лет - 17 июня 1938 года вышло ПостановлениеСНК о создании в системе Ленсовета Топливно-энергетического управления(ТЭУ) – родоначальника сегодняшнего Топливно-энергетического комплексагорода.В подчинении этого управления тогда находился трест «Ленгаз» и трест«Ленгортоп». В его же юрисдикции находились контроль и наблюдение за«Ленэнерго». По сути дела ТЭУ отвечало за все вопросы, связанные собеспечением нашего города топливом и электроэнергией.Наиболее тяжелыми для Топливно-энергетического управления Ленгорисполкомастали военные годы.Война в первые же недели войны нарушила связь с поставщиками,дезорганизовала транспорт. Управление работало в режиме оперативногооргана. Приходилось принимать нестандартные, но жизненно важные решения,например, слом на топливо ветхих строений и зданий. В авральном режимеработали аварийные бригады, занимаясь ликвидацией повреждений накоммуникациях, в том числе повреждений от артобстрелов.После окончания войны Топливно-энергетическое управление Ленгорисполкомаобязано было не только восстановить свое хозяйство, но и обеспечитьстремительно возрастающие потребности в топливе города Ленинграда. Крометого, с начала 50-х годов ТЭУ стало выполнять и экологические задачи,внедряя на объектах оборудование, уменьшающее выброс вредных веществ ватмосферу.В 1955 году Управлению подчинили трест наружного освещения «Ленсвет». Черездва года на улицах Ленинграда ежедневно зажигалось около 49 тысяч фонарей (к началу войны эта цифра достигало 30 тысяч). А еще через 7 лет в городезаработала служба декоративной подсветки монументальной скульптуры ипамятников архитектуры.В 1962 году управлению передают Дирекцию квартальных котельных и тепловыхсетей. Это стало поворотным событием в деятельности ТЭУ, определившеестержневое направление его работы на долгие годы – строительство иэксплуатация теплоисточников и тепловых сетей. Чуть позже (в середине 60-хгодов) началась активная работа по автоматизации и диспетчеризациикотельных…За последующие годы предприятие претерпело много изменений – менялисьназвание, структура. В 1993 году было зарегистрировано Государственноепредприятие «Топливно-энергетический комплекс Санкт-Петербурга», котороеявилось прямым правопреемником управления. В 2000 году, распоряжениемКомитета по управлению городским имуществом города оно было переименовано вгосударственное унитарное предприятие «ТЭК СПб».Все эти годы оставалось неизменным лишь одно – система теплообеспечениягорода развивалась, становилась более совершенной, даже несмотря нанепростые времена, которые переживала страна и город на Неве в 1990-е годы.4. История развития тепловых сетей МосквыВ начале ХХ века Москва представляла собой явно неблагоустроенный город.Резкое различие между центром города и убогими окраинами, беспорядочноеразмещение промышленных предприятий и транспортных средств, отсталость всехотраслей городского хозяйства были характерными для Москвы тех лет.Теплоснабжение жилищно-коммунального сектора и промышленных предприятийбыло децентрализовано. Предприятия и крупные дома имели свои индивидуальныекотельные. В центре Москвы действовало 1760 котельных, которые обеспечивалиотопление 1170 зданий.Основная масса жилых домов была оборудована печным отоплением. Печейнасчитывалось свыше 500 тысяч. Элементарными коммунальными и бытовымиудобствами пользовалось население, проживающее в пределах Садового кольца ипринадлежащее к зажиточным слоям.По окончании Гражданской войны в Москве развернулось хозяйственноестроительство и встал вопрос о рациональном способе теплоснабжения жилыхзданий и промышленных предприятий города.На базе принятого плана ГОЭЛРО и рекомендаций комиссии по теплофикации приГлавэнерго было принято решение о централизованном теплоснабжении города набазе теплофикации.Началом теплофикации Москвы явилась прокладка в 1928 г. паропровода отэкспериментальной ТЭЦ ВТИ к заводам «Динамо», «Парострой» и другимблизлежащим объектам.В 1929 г. была сооружена Краснопресненская ТЭЦ (ныне филиал ТЭЦ-12),снабжавшая паром Трехгорную мануфактуру, а в конце 1930 г. с первойМосковской ТЭЦ высокого давления (ТЭЦ-8) был подан пар на заводы «Клейтук»,«Новый мыловар» и Первый подшипниковый завод (ГПЗ-1) по паропроводам Ш 300мм и протяженностью 1,5 км.Одновременно со строительством новых ТЭЦ проводились работы по теплофикациицентра города. Еще в 1927 г. был составлен эскизный проект, а в 1931 г. отГЭС-1 был проложен первый в Москве водяной двухтрубный трубопровод Ш250 ммпо Раушской набережной, Старому Москворецкому мосту, по улице Разина(Варварка) к зданию ВСНХ на пл. Ногина (Китай-город).28 января 1931 г. для проектирования, строительства и эксплуатации тепловыхсетей Москвы было создано специализированное предприятие - ТеплосетьМосэнерго, а в конце года организован Всесоюзный трест «Теплосетьстрой»,первым главным инженером которого был назначен В.А.Чугреев, отдавшийвпоследствии много сил и энергии организации эксплуатации и дальнейшемуразвитию тепловых сетей Москвы.С самого начала Теплосеть Мосэнерго явилась промышленной лабораторией длярешения многих научных и технических проблем, связанных с разработкой иосвоением теплофикационного оборудования электростанций и тепловых сетей.В области рационализации систем теплоснабжения большое значение имелиработы, выполненные Московской Теплосетью в содружестве с научно-исследовательскими организациями. К числу важнейших разработок следуетотнести:- внедрение в качестве типовой элеваторной схемы побуждения циркуляции вместных системах отопления при расчетной температуре сетевой воды до 150°С(по предложению проф. В.М. Чаплина, ВТИ);- разработку схем присоединения абонентов горячего водоснабжения и графиковотпуска тепла при качественном регулировании (ВТИ, МЭИ, ТеплосетьМосэнерго);- создание методов гидравлического и технико-экономического расчетовтепловых сетей и разработку основ гидравлической устойчивости их работы(проф. Б.П. Шифринсон, Теплосеть Мосэнерго).Если в начальный период теплофикации преобладало сооружение паропроводовдля теплоснабжения промышленных предприятий, то в послевоенный период былвзят курс на первоочередное покрытие коммунально-бытовых потребностей вгорячей воде. Районы массовой застройки, а также большинство центральныхрайонов становились зонами сплошной теплофикации.Новым этапом технического прогресса в области комбинированной выработкиэлектрической и тепловой энергии, начиная с 1972 г., явился ввод вэксплуатацию энергоблоков на закритические параметры пара 240 атм и 540°С степлофикационной турбинной мощностью 250 МВт.Наибольшее развитие теплофикация Москвы получила с началом массовой жилойзастройки города, когда стали прокладываться тепловые магистралипротяженностью 20 - 30 км и диаметром 1200 - 1400 мм от новых мощных ТЭЦ,размещаемых вдоль МКАД, что потребовало разработки новых конструктивныхрешений. Увеличение протяженности тепломагистралей привело к сооружениюряда крупных насосно-перекачивающих станций.В этот же период в районах жилой застройки стали сооружаться отдельностоящие тепловые пункты (ЦТП) на группу зданий взамен строившихся ранееиндивидуальных тепловых пунктов в подвалах домов, а теплопроводыпрокладываться в городских коллекторах совместно с другими инженернымикоммуникациями (силовые кабели, кабели связи, водопровод и др.).Тепловые магистрали крупных диаметров и большой протяженности представляютсобой сложные инженерные сооружения. Их строительство в городскойзастройке, в сложных гидрогеологических условиях, с пересечением водныхпреград, железнодорожных путей и улиц с интенсивным движением потребовалосооружения щитовых тоннелей круглого сечения, мостовых переходов и дюкеров.Наиболее распространенным типом прокладки тепловых сетей являласьканальная. Каналы выполнялись из сборного железобетона.Наряду с навесной изоляцией теплопроводов матами из минеральной ваты широкоприменялась монолитная армопенобетонная теплоизоляция заводскогоизготовления.Современные Тепловые сети ОАО «Мосэнерго» являются крупнейшимтеплоснабжающим предприятием и обеспечивают централизованное теплоснабжениег. Москвы от 16 ТЭЦ 12444 абонентов с суммарной присоединенной нагрузкой30,3 тыс. Гкал/ч.Протяженность тепловых сетей в двухтрубном исчислении, находящихся набалансе на 01.01.97 г., составила 2285,8 км, в том числе водяных 2252,9 кми паровых 32,9 км, средний диаметр трубопроводов 560 мм. При этомпротяженность трубопроводов диаметром 400 мм и более составляет 1550 км, втом числе ш1000 мм - 146,7 км, ш1200 мм -186,5 км и ш1400 мм - 78,3 км.Основной тип прокладок - подземная, составляющая более 95% от общейпротяженности тепловых сетей. На тепловых сетях установлена 21 крупнаянасосно-перекачивающая станция, 227 дренажных насосных, более 16 тыс.подземных камер, где размещено более 52 тыс. единиц запорной арматуры, втом числе 3,6 тыс. с электроприводом, около 10 тыс. единиц компенсаторов идругое оборудование. К Тепловым сетям Мосэнерго присоединено 47432 здания.Тепловые сети покрывают 82% потребности в тепле жилищно-коммунальногосектора города и обеспечивают теплоснабжение около 700 промышленныхпредприятий.5. Солнечная теплоэнергетикаРазвитие и внедрение солнечных тепловых установок имеет 25 - летнююисторию. В 1975 - 1979 годы, после "1 энергетического кризиса", началосьширокое применение солнечных установок для получения тепловой энергии.Основанием для этого были опасения перед растущими ценами на энергию ижелание независимости от поставщиков энергии. В зависимости от колебанийцен на энергию этот процесс имел различную динамику.После всемирных переговоров на высшем уровне, в 1992 в Рио - де - Жанейро,было утверждено использование регенеративных источников энергии в качествегосударственных политических целей в рамках национальной программы защитыокружающей среды и программ защиты от вредных атмосферных воздействий иподтверждено соответствующими законами. При этом были выработаныразнообразные стратегические подходы к продолжительному развитию ивнедрению регенеративных технологий.Очень эффективная стратегия по внедрению солнечных тепловых установок быларазработана в Австрии и впоследствии принята Германией, Швейцарией,Венгрией, Словенией, Чехией и Словакией.Эта стратегия базирует на создании "групп самостроя" использующих блоки ичасти для сборки установки, комплектных солнечных установок, (солнечныеколлектора, аккумуляторы тепла, насосы, техника автоматического управленияи регулирования, трубопроводы) изготовленные на производстве. Приобретаяданный набор (комплект), после короткой подготовки в соответствующем центреобучения, осуществлялся самостоятельный монтаж с помощью предоставленныхнапрокат наборов инструмента.Таким образом, в Австрии до сих пор были установлены 1.240.554 m2 солнечныхколлекторов, при этом 155.980 m2 в 1995-м году. В настоящее время ежегодныйприрост составляет около 300.000 m2.
скачать файл



Смотрите также:
История развития энергетики и современное ее состояние 2 Краткий исторический очерк развития термодинамики 4 Развитие теплоэнергетики в Санкт-Петербурге 6 История развития тепловых сетей Москвы 9 5
125.88kb.
2. История развития и современное состояние криминологии
199.5kb.
История возникновения и развития компьютерных сетей
341.65kb.
Потребительский рынок в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в 2006 году Краткий информационно-аналитический обзор Санкт-Петербург
1217.36kb.
Химических, биологических, сельскохозяйственных, географических, ветеринарных наук и архитектуры, а также взаимодействие отечественной и мировой науки в изучении конкретных научных проблем
136.32kb.
Электрокардиография значение метода в современной медицине с позиций доказательной медицины. История развития метода, основные физиологические принципы работы сердца и регистрации экг
13.47kb.
Дата занятия
322.77kb.
История развития оптики
184.85kb.
История нового времени
518.89kb.
I. история развития эволюционных идей в биологии занятие Этапы развития эволюционных идей Первое эволюционное учение
315.67kb.
Стенограмм а
741.75kb.
Модуль 1 алканы
39.31kb.