Лекція №9 Енергетика

1. Норми використання та критерії якості води в енергетиці.

2. Використання водних ресурсів на ТЕС.

3. Використання водних ресурсів на АЕС.

   1. Історія та перспективи розвитку АЕС.

4. Використання водних ресурсів на ГЕС.

1. Енергетика як галузь промисловості є найбільшим користувачем води (60 % всієї води, що забирає промисловість) і має деякі спе­цифічні особливості водокористування, тому при характеристиці водокористувачів вона розглядається окремо.

Виробництво електроенергії з використанням водних ресурсів здійснюється на теплових, атомних і гідравлічних станціях. Із за­гальної кількості електроенергії, яка виробляється в Україні, на частку теплових станцій, за показниками 1998 р., припадає 47,3 %, атомних — 43,5, гідроелектростанцій — 9,2 %. При цьому слід заз­начити, що дешо вищий відсоток від загального виробництва елект­роенергії у 1998 р. гідроелектростанціями певною мірою був зумов­лений високою водністю річок.

Для роботи теплових і атомних станцій необхідна велика кіль­кість води. В основному вона витрачається на виробництво пари в котлах і конденсацію відпрацьованої пари, на охолодження масла, газу, повітря, підшипників, для гідравлічного видалення попелу, шлаку, шламу тощо.

Вимоги до якості води на теплових електростанціях визначають­ся видом її використання. Для конденсації пари, наприклад, дос­татньо природних вод, очищених від крупних завислих наносів, із твердістю, що не перевищує 4 мг-екв/л; для технологічних процесів потрібна м'яка вода, знесолена до дуже малих концентрацій солей (для котлів високого тиску) або із невеликим вмістом солей (для парового циклу). Для інших підсобних процесів придатна вода будь-якої якості, в тому числі відпрацьована.

2. Розміри водокористування теплових електростанцій (ТЕС) зале­жать від системи водопостачання, виду палива, встановленого об­ладнання та природних умов району, в якому розташована станція, тощо. Сучасна теплова станція потужністю 1,2 млн кВт потребує для нормальної роботи в літній період 45...50 м³/с води. Причому необхідною умовою безаварійної роботи теплових станцій є по­стійна подача води. Тому для забезпечення водопостачання теп­лових станцій їх розміщують переважно на берегах річок, водосхо­вищ або в приморських районах. Проте часто теплові електро­станції доводиться розташовувати безпосередньо біля родовищ палива, інколи — в районах з обмеженими водними ресурсами (наприклад, у Донбасі), що зумовлює необхідність створення спе­ціальних водосховищ.

Величина забору свіжої води залежить від системи водопоста­чання електростанцій. Економічно вигіднішими для електростанцій є прямоточні, або ставкові, системи водопостачання, які облаштовують у районах із достатніми водними ресурсами. При обмежених водних ресурсах упроваджують оборотні системи водопостачання, витрата води при цьому зменшується в 13 разів.

Характерною рисою водокористування теплових електростанцій є невеликі необоротні втрати води. Вони складаються із природного випаровування з поверхні водосховищ, додаткового випаровування при скиданні підігрітої води, втрат в градирнях і бризкальних басей­нах, при хімічній водоочистці, гідропопеловидаленні, при фільтрації в ставках-охолоджувачах. Сумарно ці втрати складають в середньо­му по теплоенергетиці 2,7 % від загального водокористування.

У процесі проходження крізь охолоджуючі установки станцій вода нагрівається. Температура її порівняно з початковою підвищується влітку на 7...8 °С, а взимку — на 12...14 °С. Для поперед­ження теплового забруднення водотоків і водойм стічна вода охо­лоджується в спеціальних водосховищах-охолоджувачах, бризкаль­них басейнах або градирнях.

Тип і розмір охолоджувача встановлюється з урахуванням вели­чини витрати води, температури її влітку і взимку, умов роботи і природних особливостей конкретної площадки. При великих ви­тратах води для її охолодження застосовують водосховища-охолоджувачі, а при порівняно невеликих — бризкальні установки. Тем­пература гарячої води на цих установках знижується завдяки фон­тану дрібних крапель, які інколи спричинюють утворення туманів і обледеніння розташованих поблизу споруд.

У градирнях вода охолоджується або шляхом роздрібнення її на краплі при подачі зверху на спеціальні решітки, або шляхом утво­рення водяної плівки на вертикальних чи похилих щитах.

Основний показник роботи теплових електростанцій — коефіцієнт корисної дії, від якого залежить і необхідна кількість води (табл. 9.1).

Таблиця 9.1.

Коефіцієнти корисної дії та питоме водокористування тепловими електростанціями

Тип теплової електростанції	Коефіцієнт корисної дії, %	Питоме водокористування, л/кВт - год
Державна районна електростанція	33,0	127
Теплова	41,5	101
Атомна	28,7	200

Уявлення про повне і необоротне водокористування та водовідведення можна побачити на прикладі роботи державної районної електростанції (ДРЕС) потужністю 4,2 млн кВт при різних системах водопостачання (табл. 9.2.).

Таблиця 9.2.