Ископаемое топливо как источник электроэнергии
Невозобновляемых источников электрической энергии все меньше, они становятся все дороже, и народам мира не остается ничего иного, как искать альтернативные источники. Однако сейчас значительная доля мирового электричества производится электрогенераторами. Их приводят в действие турбины, использующие в качестве топлива ископаемые углеводороды.
Электростанции на угле
Несмотря на то что уголь — невозобновляемый ресурс, на Земле его еще достаточно. В начале XXI века уголь вновь начали активно использовать, так как запасы нефти и природного газа — двух других видов топлива, широко применяемых для получения электроэнергии, — уменьшились[36]. Использование угля не решает энергетические проблемы человечества раз и навсегда, но он остается в нашем распоряжении, пока мы пытаемся разработать долговременные альтернативные источники энергии.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Идея электростанции на угле может показаться несведущему человеку примитивной. Тем не менее современные электростанции, работающие на угле, — это довольно сложные установки. Уголь добывается в местах, обычно удаленных от электростанций, и его прихо-
дится туда доставлять. Чаще всего для этого используются железные дороги. Уголь очищают и дегазируют непосредственно на угольном разрезе перед тем как загрузить на специальные угольные поезда, безостановочно курсирующие по стране.
|
К линиям электроснабжения
Рис. 10.1. Упрощенная функциональная схема работы электростанции на угле с котлом и паровой турбиной |
На рисунке 10.1 изображена упрощенная схема работы электростанции на угле. Прибывший на электростанцию уголь перегружают в большой загрузочный бункер (излишки могут просто сваливать на месте в кучи — черные угольные холмы терриконы). Из бункера
|
|
уголь Подается в измельчитель, перемалывающий его в пыль[37]. Вентилятором (не показан) смесь воздуха и угольной пыли подается в камеру сгорания котла, где сжигается. Полученная в результате теплота превращает воду в котле в пар, находящийся под давлением. Предварительно эта вода очищается от примесей и минералов, которые могли бы с течением времени накопиться в системе. Пар приводит в движение паровую турбину, которая вращает вал одного или нескольких генераторов. В дальнейшем пар из турбины охлаждается и конденсируется обратно в воду в конденсаторе. Питающий насос возвращает воду в котел.
В США генераторы производит переменный ток (АС) с частотой в 60 Гц. В других странах (в Европе и России, в частности) частота переменного тока равна 50 Гц[38]. Один герц эквивалентен одному полному обороту вала за секунду. Напряжение этого переменного тока поднимается до нескольких сотен тысяч вольт огромными повышающими трансформаторами, присоединенными к каждому генератору. Высоковольтный ток затем подается на линии электропередачи (ЛЭП), распределяющие электроэнергию по потребителям.