Главная   >>   Современная теплоэнергетика

Современная теплоэнергетика

ПРЕДИСЛОВИЕ

Читателю предлагается достаточно необычная книга по энергетике. Основы современной энергетики, ее сегодняшнее состояние и перспективы в изложении известных российских ученых, специалистов-энергетиков, адресованы тем, кто, не имея высшего образования в области энергетики, решил посвятить себя работе в этой довольно сложной области. Перед авторами стояла непростая задача: доступным языком, на хорошем инженерном (а не популярном) уровне описать явления и закономерности, на которых базируется современная электро- и теплоэнергетика, объяснить это людям, никогда не слушавшим таких лекционных курсов, как, например, теоретические основы электротехники, термодинамика, гидро-газодинамика и т.д.

Основой предлагаемого издания послужил курс лекций, прочитанных по инициативе Председателя Правления РАО «ЕЭС России» А.Б. Чубайса, для высших менеджеров акционерного общества. Он же выступил с предложением написания данной книги.

В силу специфики подготовки читателей, в большинстве своем не имеющих базового энергетического образования, книга не является систематическим изложением (хотя авторы по возможности и стремились к этому) основ теплотехнических и электротехнических дисциплин, разъяснением устройства и функционирования электростанций, режимов работы, всеобъемлющего освещения проблем современных электро- и теплоэнергетики и всех их основных аспектов. По существу, она представляет собой отдельные лекции, в определенной степени связанные между собой тематически. Изложение материала ведется от простого к сложному, в них не используется математический аппарат. Вместе с тем, авторы стремились избежать вульгаризации, чрезмерного упрощения сложных явлений, происходящих в теплоэнергетическом и электротехническом оборудовании. Особое внимание авторы стремились уделить не только «физической» стороне явлений, но и количественным характеристикам оборудования и процессов, поскольку «инженер начинается с цифры», и менеджеры энергетических компаний должны представлять такие количественные характеристики, как удельный расход условного топлива на производство электрической и тепловой энергии, коэффициенты полезного действия, мощности и параметры установок, агрегатов и электростанций, габаритные размеры оборудования, потребности, например, ТЭС в топливе, охлаждающей воде и т.д.

Книгу решено издать в двух частях.

В первой части, посвященной вопросам теплоэнергетики, можно выделить два достаточно самостоятельных раздела: первый посвящен общим вопросам энергетики, второй знакомит читателя с основами теплоэнергетики.

Вторая часть данной книги посвящена вопросам электроэнергетики, гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии.

Первый раздел части 1, названный нами «Введение в энергетику», в свою очередь состоит условно из двух, по сути, довольно независимых подразделов.

Автор первого из подразделов, известный российский энергетик и климатолог доктор технических наук, профессор МЭИ В.В. Клименко дает в своей лекции представление о мировой энергетике в целом, прослеживает тенденции ее развития, обсуждает возможные последствия воздействия энергетики на атмосферу и климат в XXI в.

Второй подраздел принадлежит перу директора Института энергетических исследований РАН, члена-корреспондента РАН, профессора А.А. Макарова. В своих лекциях он анализирует сегодняшний топливно-энергетический комплекс (ТЭК) России, детально обсуждает роль электроэнергетики в энергетической стратегии России.

Авторство второго раздела, посвященного вопросам теплоэнергетики, целиком принадлежит заведующему кафедрой паровых и газовых турбин МЭИ доктору технических наук, профессору А.Д. Трухнию.

Его первая лекция является вводной. Она посвящена единицам измерения тех физических величин и в такой форме, в которой они используются на действующих ТЭС. Это сделано с тем, чтобы, во-первых, не вынуждать читателей пользоваться дополнительной литературой, во-вторых, облегчить им общение с работниками электростанций и изготовителями энергетического оборудования и, в-третьих, для того чтобы не отвлекаться на пояснения в дальнейшем при изложении основного материала лекций. В этой же лекции автор позволил себе остановиться на некоторых свойствах воды, водяного пара и топлив, без знания которых абсолютно невозможно понять принципы работы основного оборудования.

Лекции 2—5 посвящены устройству и технологическим циклам работы ТЭС, ТЭЦ, работающих на органическом топливе, а также АЭС. Многие важные вопросы, например такие, как подготовка рабочего тела и топлив для сжигания, режимы работы оборудования (пуск, работа и остановка), система регулирования и управления и ряд других, остались за кадром, однако автору представляется, что основные аспекты изложены достаточно подробно. Вместе с тем, и в этих лекциях, и в последующих многократно подчеркивается важность перечисленных выше аспектов.

В лекциях 6—8 рассмотрено устройство основного оборудования электростанций: паровых турбин, газовых турбин (точнее — ГТУ) и парогазовых установок (ПГУ). Это наиболее сложная, по мнению автора, часть курса для слушателей, поскольку устройство таких сложных установок и машин (наверное, самых сложных в технике) невозможно осветить достаточно полно в принятом объеме, тем более — не прибегая к математическому аппарату базовых дисциплин, свойствам веществ, основам газодинамики, теории автоматического регулирования и надежности.

Лекции 9—12 посвящены самым актуальным вопросам (хотя их перечень можно и продолжить) современной теплоэнергетики России: путям ее обновления и продления срока службы работающего оборудования. Этот материал автор попытался изложить в сравнении с лучшими образцами зарубежной теплоэнергетической техники, в частности с ГТУ и созданными на их базе ПГУ, пылеугольными энергоблоками нового поколения на супер-сверхкритические параметры пара, последними достижениями в турбостроении. В них автор также не претендует на полноту изложения и, как правило, выражает свою личную точку зрения на эти проблемы.

Остальные лекции посвящены изложению устройства парогазовой установки ПГУ-450Т Северо-Западной ТЭЦ Санкт-Петербурга. В них последовательно (наверное, впервые в отечественной технической литературе) рассматривается тепловая схема ПГУ ТЭЦ, устройство ГТУ, котлов-утилизаторов, паровой турбины, теплофикационной установки. Эти лекции, во-первых, читались, прежде всего, по желанию слушателей, поскольку предстоял пуск первой российской современной ПГУ и у слушателей была настоятельная потребность в изучении ее конкретных отличий от традиционных электростанций. Во-вторых, энергоблок ПГУ-450Т — это первая российская ПГУ, которая является такой энергетической установкой, ввод которой должен в значительной степени ликвидировать наше отставание от теплоэнергетики развитых зарубежных стран. Введенная в эксплуатацию ПГУ-450Т — это не простое копирование ПГУ, уже работающих за рубежом, это теплофикационная ПГУ с очень высоким коэффициентом использования энергии топлива с совершенно оригинальной и эффективной тепловой схемой, разработанной российскими проектными организациями и реализованными российскими заводами-изготовителями и научно-исследовательскими организациями. Без тени патетики можно утверждать, что 22 декабря 2000 г., когда была введена в эксплуатацию первая ПГУ-450Т, начался новый этап в развитии энергетики России.

К сожалению, в нашей стране литература по ПГУ с систематическим изложением их основ отсутствует (имеются лишь журнальные публикации для специалистов) и изложение конкретного устройства ПГУ является первой, будем надеяться, достаточно удачной попыткой освещения устройства ПГУ для широкого круга читателей. Наконец, автор старался использовать этот материал для более глубокого изложения основ, представленных в первых лекциях.

Содержание книги, как правило, не является точной копией прочитанных лекций. При ее написании авторы попытались представить материал в более логичном виде, чем читались лекции, а также исправить те методические ошибки, которые они допустили в силу отсутствия опыта чтения подобных лекций специфическому контингенту слушателей. Кроме того, за два года, прошедших после чтения лекций, в энергетике России многое изменилось в лучшую сторону, и это не могло не найти отражения в излагаемом материале.

Несколько слов о том, как пользоваться книгой.

Главной особенностью книги является возможность ее чтения, начиная с любой страницы, а точнее — с той, на которой излагается материал, интересующий в данный момент читателя. Для этого, кроме освещения содержания каждой лекции, она снабжена оригинальным предметным указателем (словарем основных терминов), позволяющим получить краткое пояснение того или иного термина и быстро найти на него ссылки, необходимые читателю, на соответствующие страницы книги. Эти термины выделены в тексте и глоссарии курсивом. Почти каждый из разделов снабжен списком литературы, рекомендованной для более глубокого в случае необходимости изучения вопросов.

Учитывая, что настоящая книга является первым опытом в создании книг такого рода, авторы с признательностью воспримут все замечания, касающиеся методики изложения, содержания, а также возможных фактических неточностей.