Первичные двигатели

КПД преобразователей энергии, определенные по использованию вещества. Оценка запасов энергоресурсов и показателей их добычи определяется эффективностью их полезного употребления. Усовершенствование технических установок, позволяющее более полно (т. е. с большим КПД) использовать первичные энергоресурсы, означает, что для получения одного и того же количества энергии требуется меньшее количество первичных ресурсов. Определяя КПД, вспомним, что согласно теории относительности, созданной А. Эйнштейном, масса тела зависит от скорости движения его:

В связи с большими расходами на очистительные сооружения остро возникает вопрос об источниках финансирования. По мнению ряда зарубежных специалистов из капиталистических стран, решение вопроса заключается в повышении цен на первичные энергоресурсы (нефть, уголь,газ).

Значения запасов энергоресурсов и показателей их добычи определяются эффективностью их полезного употребления. Усовершенствование технических установок, позволяющее более полно, (т. е. с большим к. п. д.) использовать первичные энергоресурсы, означает, что для получения одного и того же количества энергии требуется все меньшее количество первичных ресурсов. Если к оценке использования первичных ресурсов подойти с позиций учета их энергии по веществу, определяемой из известного соотношения Е = тС2, то придется констатировать, что преобразование их в электроэнергию на станциях различных типов (табл. 1.3) происходит с крайне низким коэффициентом полезного действия (к. п. д.). При этом наибольший к. п. д. соответствует атомным станциям, а наименьший — гидроэлектростанциям. Значения расхода энергоносителей и к. п. д., приведенные в табл. 1.3, определены для электростанций одинаковой мощности (1 ГВт), вырабатывающих за сутки 24 ГВт-ч (86,4-1012Дж) энергии.

В связи с большими расходами па очистительные сооружения остро возникает вопрос об источниках финансирования. По мнению ряда зарубежных специалистов из капиталистических стран, решение вопроса заключается в повышении цен па первичные энергоресурсы (нефть, уголь, газ).

Энергетический комплекс является крупным потребителем энергии. Уже сейчас примерно 16% производимой им конечной продукции (в пересчете на первичные энергоресурсы) не выходит за его пределы. Энергоемкость ЭК имеет четкую тенденцию к росту, которая может усилиться с развитием производства искусственного жидкого топлива из угля.

ПЭР — первичные энергоресурсы

Не подлежит сомнению, что потенциальные возможности использования твердых отходов велики, и темпы освоения этого источника энергии будут зависеть от роста цен на первичные энергоресурсы. Дешевизна твердых отходов как альтернативного вида топлива, а также все возрастающая стоимость их размещения на санитарных свалках могут решающим образом изменить к лучшему возможности их практического использования; дело в том, что потребители энергоресурсов относятся к твердым отходам менее благосклонно, чем к первичному топливу, ссылаясь на неудобство обращения с отходами, их сжигания, на высокие капитальные затраты, ущерб, причиняемый окружающей среде.

Первичные энергоресурсы, например сырая нефть и уголь, преобразуются во вторичные энергоносители (электроэнергию либо бензин

мить свыше 80% энергии в пересчете на первичные энергоресурсы.

Введение метода индукционной закалки уже позволило сэкономить около 85 т условного топлива в год в пересчете на первичные энергоресурсы, и ожидается, что будет достигнута еще большая экономия по мере того, как индукционная термообработка будет внедрена и в производстве других видов изделий.

По данным фирмы, экономия энергии благодаря применению ультрафиолетовой сушки составляет 89 т условного топлива в год в пересчете на первичные энергоресурсы. Кроме того, значительно возросла производительность труда, улучшились условия работы, достигнута экономия производственной площади, уменьшилась опасность возникновения пожаров, так как отсутствуют легковоспламеняющиеся растворители.

Применение тиристорных преобразователей переменного тока в постоянный вместо коллекторных генераторов постоянного тока повышает надежность привода. Следует учитывать еще ряд преимуществ системы привода переменно-постоянного тока. Свобода в выборе числа и мощности первичных двигателей позволяет унифицировать преобразовательные агрегаты для установок разного назначения и использовать первичные двигатели лучших моделей. Создается возможность полностью унифицировать конструкцию установок, предназначенных для питания от автономных электростанций и от энергосистем при переводе установок с одного вида электроснабжения на другой, что очень важно при освоении новых районов бурения.

В более широком плане следует учитывать еще ряд преимуществ ЭМП переменно-постоянного тока. Свобода в выборе числа и мощности первичных двигателей позволяет унифицировать преобразовательные агрегаты на установках разного назначения и использовать первичные двигатели лучших моделей. Создается возможность полностью унифицировать конструкцию установок, предназначенных для питания от автономных электростанций и от электрических сетей, и обеспечить удобство перевода установок с одного вида энергоснабжения на другой, что очень важно при освоении новых районов бурения.

На установках с автономным энергоснабжением при расчете энергетических затрат удельная стоимость потребляемой электроэнергии определяется в зависимости от вида первичных двигателей и рода топлива по методике, разработанной для дизельного привода [24], но с учетом относительного сокращения энергетических затрат при электромашинной трансмиссии, когда первичные двигатели могут эксплуатироваться при оптимальной загрузке и номинальной частоте вращения.

Симметричные перегрузки возникают, например, при отключении источников питания, форсировке возбуждения при понижении напряжения и т. п. Максимальная перегрузка активной мощностью ограничивается мощностью, которую могут развивать первичные двигатели, и часто для турбогенераторов бывает весьма небольшой. Перегрузка реактивной мощностью, определяемая потолочным возбуждением генератора и напряжением на шинах, при форсировке возбуждения может быть значительной. Перегрузки полной мощностью достигают по току статора 2-f-2,5 /ном.г. Соответственно перегружаются и обмотки возбуждения, хотя однозначной зависимости здесь нет. Перегрузочные способности характеризуются зависимостями tz0n=f(k), где k — кратности тока статора или ро-

Параллельная работа трехфазных .синхронных генераторов повышает надежность электроснабжения, обеспечивает получение электрической энергии с лучшими энергетическими показателями и придает независимость работе отдельных агрегатов. Для надежной параллельной работы трехфазных синхронных генераторов первичные двигатели должны иметь плавный ход и приспособления для регулирования скорости.

«вспышками» тем больше, чем ближе друг к другу частоты, соответственно напряжения шин и э.д.с. включаемого генератора. Обычно не удается на долгое время установить эти частоты, так как первичные двигатели генераторов не способны длительно удерживать постоянство скорости вращения.

Первичные двигатели генераторов подразделяются на: а) двигатели с равномерным ходом и б) двигатели с неравномерным ходом. К числу первых принадлежат паровые и водяные турбины, к числу вторых — все поршневые машины: паровые машины, двигатели внутреннего сгорания, газовые двигатели; в случае синхронных двигателей рабочей машиной с неравномерным ходом может быть, например, поршневой компрессор.

Первичные двигатели. Характеристики и параметры первичного двигателя имеют существенное значение при анализе асинхронных режимов. В первую очередь важно знать зависимость момента (или мощности) от скорости и ускорения агрегата. Под моментом (или мощностью) первичного двигателя при рассмотрении асинхронных режимов следует понимать результирующий момент, т. е. собственно момент (или мощность), развиваемый турбиной и уменьшенный на величину потерь, имею-

простоты считать, что мощности генераторов lull равны, т. е. /'i = Рц, и что их первичные двигатели обладают одинаковыми скоростями вращения п == const.

Перегрузки. Симметричные перегрузки возникают, например, при отключении части источников питания, форсировке возбуждения при понижении напряжения и т. п. Максимальная перегрузка активной мощностью ограничивается мощностью, которую могут развивать первичные двигатели, и часто для турбогенераторов бывает весьма небольшой. Перегрузка реактивной мощностью, определяемая потолочным возбуждением генератора и напряжением на шинах, при форсировке возбуждения может быть значительной. Перегрузки полной мощностью достигают по току статора (2 ч-2,5) /ном. г. Соответственно перегружаются и обмотки возбуждения.

дольно-намагничивающую м. д. с. реакции якоря, он стремится выравнять э. д. с. параллельно работающих генераторов. На шинах устанавливается какое-то среднее напряжение. Так как уравнительный ток является реактивным, то он не нагружает первичные двигатели и не является опасным. Величина его также не выходит за пределы номинального тока даже в случае, когда А? = 2Е. На 103 показано изменение уравнительного тока и напряжения на шинах ?/ш при параллельном включении двух генераторов ПВС-100-2500 (100 кВт, 2500 Гц), когда один из них (второй) имел постоянное номинальное возбуждение, а возбуждение первого изменялось. Уравнительный ток с повышением тока возбуждения падает до нуля при равенстве U2 = Ец а затем меняет свое направление и вновь растет по мере увеличения Ег. Генераторы с последовательной емкостью могут иметь большие уравнительные токи, их следует включать без возбуждения или применять схемы, где бы ограничивался уравнительный ток. , Синхронизация на холостом ходу с одинаковым или различным напряжением генераторов проходит спокойно без бросков