Elektrownie, wyd. 5 zmienione
- Nr katalogowy:1318
- Wydawca:WNT
- Autor: Maciej Pawlik, Franciszek Strzelczyk
Rok: 2009, Maciej Pawlik, Franciszek Strzelczyk, ISBN: 978-83-204-3453-8
Piąte już wydanie książki, która jest nie tylko klasycznym podręcznikiem akademickim zawierającym podstawy teoretyczne, lecz także kompendium wiedzy praktycznej o wszelkiego rodzaju elektrowniach. W podręczniku omówiono obiegi i układy cieplne, podstawowe i pomocnicze urządzenia cieplno-mechaniczne i elektryczne elektrowni parowych oraz zagadnienia gospodarki
paliwowej i wodnej. Została zmieniona treść rozdziału 11, dotyczącego elektrowni jądrowych i wodnych, a także treść rozdziałów 13 i 14 o elektrowniach z turbinami gazowymi i silnikami spalinowymi tłokowymi. Na nowo został opracowany rozdział 16, dotyczący kosztów wytwarzania energii elektrycznej i oceny efektywności inwestowania w energetyce. W nowym rozdziale 15 zostały omówione odnawialne źródła energii i ten rozdział zastąpił dawnyrozdział 20. Aktualnie wydanie
książki zamyka rozdział 18, zawierający opisy przykładowych modernizacji krajowych elektrowni systemowych oraz zaawansowanych bloków energetycznych na parametry nadkrytyczne. Książka skierowana przede wszystkim do studentów wydziałów elektrycznych i energetycznych wyższych szkół technicznych. Może być także przydatna dla inżynierów zajmujących się projektowaniem, budową
i eksploatacją elektrowni.
SPIS TREŚCI:
Przedmowa do wydania piątego XV - XVI
Wykaz ważniejszych oznaczeń XVII - XVII
Ważniejsze symbole używane w schematach XIX - XX
1. Wstęp - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 1 - 20
1.1. Rozwój krajowego zapotrzebowania na energię elektryczną 1 - 2
1.2. Klasyfikacja elektrowni i podstawowe wielkości charakteryzujące moc elektrowni 2 - 6
1.3. Stan elektrowni i kierunki ich rozwoju w kraju i na świecie 6 - 15
1.4. Organizacja elektroenergetyki krajowej 16 - 18
Literatura do rozdziału 1 18 - 18
2. Obiegi cieplne elektrowni parowych kondensacyjnych i elektrociepłowni - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 19 - 56
2.1. Proces technologiczny elektrowni parowej kondensacyjnej 19 - 21
2.2. Sprawność obiegu cieplnego elektrowni kondensacyjnej 21 - 27
2.2.1. Właściwości czynnika roboczego 21 - 24
2.2.2. Sprawność obiegów teoretycznych 24 - 27
2.3. Sprawność elektrowni i bloków kondensacyjnych 27 - 30
2.4. Wskaźniki zużycia pary, ciepła i paliwa w elektrowni kondensacyjnej 30 - 32
2.5. Zwiększenie sprawności obiegu cieplnego elektrowni kondensacyjnej 32 - 49
2.5.1. Sposoby zwiększenia sprawności sposobu obiegu Rankine'a 32 - 32
2.5.2. Wpływ parametrów czynnika roboczego 32 - 35
2.5.3. Międzystopniowe przegrzewanie pary 35 - 38
2.5.4. Regeneracyjne podgrzeawanie wody zialającej 39 - 48
2.5.5. Wykorzystywanie ciepła spalin 48 - 49
2.6. Obiegi cieplne elektrociepłowni 49 - 58
Literatura do rozdziału 2 58 - 58
3. Kotły parowe - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 57 - 184
3.1. Ogólna klasyfikacja kotłów 57 - 57
3.2. Wielkości charakterystyczne kotłów 57 - 58
3.3. Instalacja kotłowa 58 - 60
3.4. Zasada działania i budowa kotła 60 - 63
3.5. Paliwo 63 - 67
3.6. Obliczenia stechiometryczne 67 - 70
3.6.1. Reakcje chemiczne spalania 67 - 68
3.6.2. Zapotrzebowanie na powietrze do spalania 68 - 69
3.6.3. Jednostkowe ilości spalin 69 - 70
3.7. Sprawność i straty cieplne w kotle 70 - 74
3.7.1. Sprawność kotła 70 - 71
3.7.2. Straty cieplne w kotle 71 - 72
3.7.3. Kontrola procesu spalania 72 - 74
3.8. Spalanie paliwa stałego 75 - 77
3.9. Paleniska 77 - 89
3.9.1. Podział palenisk 77 - 77
3.9.2. Paleniska warstwowe (rusztowe) 77 - 80
3.9.3. Paleniska pyłowe 80 - 89
3.10. Młyny i instalacje młynowe 89 - 97
3.10.1. Wstęp 89 - 90
3.10.2. Instalacje młynowe 90 - 93
3.10.3. Młyny miażdżąco-udarowe (bębno-kulowe) 93 - 94
3.10.4. Młyny miażdżące 94 - 96
3.10.5. Młyny udarowe 96 - 97
3.11. Przepływ powietrza i spalin przez kocioł 97 - 103
3.11.1. Schemat przepływu i rozkład ciśnienia powietrza i spalin w kotle 97 - 98
3.11.2. Wentylatory 99 - 101
3.11.3. Regulacja wydajności wentylatorów 101 - 103
3.12. Układy wodno-parowe kotłów 103 - 118
3.12.1. Wstęp 103 - 104
3.12.2.. Uproszczony opis zjawisk wchodzących podczas wytwarzania pary 104 - 106
3.12.3. Podział kotłów energetycznych 106 - 106
3.12.4. Rodzaje obiegów wodnych 107 - 107
3.12.5. Uproszczone zależności matematyczne 107 - 111
3.12.6. Kotły walczakowe 112 - 114
3.12.7. Kotły bezwalczakowe 114 - 118
3.13. Powierzchnie ogrzewalne 119 - 127
3.13.1. Ekrany 119 - 120
3.13.2. Przegrzewacze pary 120 - 122
3.13.3. Podgrzewacze wody 122 - 123
3.13.4. Podgrzewacze powietrza 123 - 127
3.14. Przykłady kotłów parowych 127 - 132
3.14.1. Kocioł walczakowy rusztowy OR-32 127 - 128
3.14.2. Kocioł walczakowy pyłowy OP-650 128 - 130
3.14.3. Kocioł bezwalczakowy BB-1150 130 - 132
3.15. Rozruch kotłów parowych 132 - 134
3.16. Tendencje w technice kotłowej. Zagadnienia wybrane 135 - 154
3.16.1. Wstęp 135 - 135
3.16.2. Powstawanie tlenków azotu 135 - 138
3.16.3. Niskoemisyjne spalanie pyłu 138 - 145
3.16.4. Paleniska fluidalne 145 - 153
3.16.5. Podsumowanie 153 - 154
3.17. Oczyszczanie spalin 154 - 183
3.17.1. Wstęp 154 - 158
3.17.2. Odpylanie spalin 158 - 168
3.17.3. Odsiarczanie spalin 168 - 180
3.17.4. Odazotowanie spalin 180 - 181
3.17.5. Wyprowadzenie spalin do atmosfery 181 - 183
Literatura do rozdziału 3 183 - 184
4. Turbiny parowe - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 185 - 240
4.1. Wstęp 185 - 186
4.2. Zasada pracy akcyjnych i reakcyjnych stopni turbiny 186 - 192
4.3. Ogólna charakterystyka turbin 192 - 199
4.3.1. Turbina jednostopniowa 192 - 193
4.3.2. Turbina akcyjna 193 - 193
4.3.3. Turbina reakcyjna 194 - 195
4.3.4. Stosowane układy stopni turbiny 196 - 199
4.4. Podział turbin 199 - 206
4.4.1. Czynniki podziału turbin 199 - 200
4.4.2. Podział turbiny ze względu na liczbę kadłubów, wylotów pary i wałków 200 - 202
4.4.3. Podział turbin ze względu na specyfikę konstrukcji 202 - 205
4.4.4. Podział turbin w zależności od sposobu realizacji obiegu cieplnego 205 - 206
4.4.5. Podział turbin ze względu na ich udział w pokrywaniu obciążeń dobowych 206 - 206
4.5. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych turbin produkowanych w Polsce 207 - 212
4.6. Straty w turbinie i sprawność 212 - 216
4.7. Regulacja turbin 216 - 230
4.7.1. Wiadomości ogólne 216 - 218
4.7.2. Sposoby regulacji turbin 218 - 221
4.7.3. Układ regulacji turbin 221 - 230
4.7.4. Układ zabezpieczeń turbin 230 - 230
4.8. Instalacja olejowa turbozespołu 230 - 232
4.9. Urządzenia skraplające turbin 232 - 237
4.9.1. Zadania i zasada działania 232 - 235
4.9.2. Zależności matematyczne i wielkości charakterystyczne 235 - 237
4.10. Proces uruchamiania i odstawiania turbin kondensacyjnych 238 - 239
Literatura do rozdziału 4 239 - 240
5. Układy cieplne elektrowni i elektrociepłowni parowych - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 241 - 274
5.1. Wiadomości ogólne 241 - 242
5.2. Typowy układ cieplny bloku kondensacyjnego 242 - 244
5.3. Elementy układów cieplnych 245 - 260
5.3.1. Wymienniki ciepła 245 - 253
5.3.2. Rozprężacze i stacje redukcyjno-schładzające 253 - 254
5.3.3. Pompy wody zasilającej 254 - 260
5.4. Układy cieplne elektrociepłowni 260 - 270
5.4.1. Czynniki kształtujące układ cieplny elektrociepłowni 260 - 264
5.4.2. Układy elekrociepłowni przemysłowych 264 - 266
5.4.3. Układy elektrociepłowni miejskich 266 - 270
5.5. Układy rozruchowo-zabezpieczające 270 - 273
Literatura do rozdziału 5 273 - 274
6. Gospodarka paliwowa - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 275 - 298
6.1. Nawęglanie 275 - 286
6.1.1. Schematy układów nawęglania 275 - 275
6.1.2. Dostawa i rozładunek węgla 275 - 280
6.1.3. Składy węgla i urządzenia do ich obsługi 280 - 282
6.1.4. Urządzenia do transportu węgla na terenie eletrowni 282 - 284
6.1.5. Zasobniki przykotłowe 284 - 284
6.1.6. Urządzenia uzupełniające 284 - 285
6.1.7. Gospodarka paliwem ciekłym 285 - 286
6.2. Odpopielanie 286 - 295
6.2.1. Charakterystyka popiołu i sposoby spalania 286 - 287
6.2.2. Odpopielanie mechaniczne 287 - 288
6.2.3. Odpopielanie hydrauliczne 288 - 290
6.2.4. Odpopielanie pneumatyczne 290 - 294
6.2.5. Mokre składowiska popiołu 294 - 295
Literatura do rozdziału 6 296 - 296
7. Gospodarka wodna - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 397 - 324
7.1. Zapotrzebowanie na wodę przez elektrownie 297 - 299
7.2. Źródła i układy wody chłodzącej 299 - 312
7.2.1. Wiadomości ogólne 299 - 300
7.2.2. Otwarte obiegi chłodzenia 300 - 302
7.2.3. Zamknięte obiegi chłodzenia 302 - 305
7.2.4. Chłodnie kominowe i wentylatorowe 305 - 311
7.2.5. Pompy wody chłodzącej 311 - 312
7.3. Suche chłodnie i skraplacze powietrzne 312 - 313
7.4. Uzdatnianie wody do obiegu parowego i chłodzącego 314 - 324
7.4.1. Podstawowe właściwości i wody w obiegu parowym 314 - 316
7.4.2. Uzdatnianie wody do obiegu parowego 316 - 319
7.4.3. Uzdatnianie wody do obiegu chłodzenia 320 - 322
7.4.4. Techniki membranowe w przygotowaniu wody do obiegów w elektrowniach 322 - 324
Literatura do rozdziału 7 324 - 324
8. Turbogeneratory i układy elektryczne w elektrowniach parowych - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 325 - 372
8.1. Generatory synchroniczne 325 - 343
8.1.1. Opis ogólny 325 - 326
8.1.2. Parametry charakteryzujące pracę generatorów synchronicznych 326 - 331
8.1.3. Straty cieplne i sprawność generatora 331 - 332
8.1.4. Chłodzenie turbogeneratorów 33 - 343
8.2. Źródła, układy wzbudzenia i układy do regulacji parametrów generatora 343 - 352
8.2.1. Wstęp 343 - 344
8.2.2. Źródła i układy wzbudzania 345 - 348
8.2.3. Układy regulacji generatora 348 - 351
8.2.4. Przełączanie generatora do pracy równoległej 351 - 352
8.3. Układ elektryczny elektrowni 352 - 371
8.3.1. Wstęp 352 - 353
8.3.2. Wyprowanie mocy do rozdzielnic 353 - 355
8.3.3. Transformatory blokowe, zaczepowe i sprzęgające 355 - 357
8.3.4. Ogólna charakerystyka przyrządów rozdzielczych w układzie elektrycznym elektrowni 357 - 359
8.3.5. Struktury rozdzielnic 359 - 362
8.3.6. Podstawowe układy elektryczne elektrowni. Rola rozłącznika generatorowego 362 - 363
8.3.7. Przykłady schematów podstawowych i układów elektrycznych elektrowni 364 - 371
Literatura do rozdziału 8 371 - 372
9. Potrzeby własne elektrowni parowych - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 373 - 404
9.1. Wpływ urządzeń potrzeb własnych na pracę elektrowni 373 - 374
9.2. Podstawowe rodzaje urządzeń 374 - 374
9.3. Zapotrzebowanie na moc i zużycie energii przez urządzenia potrzeb własnych 374 - 380
9.3.1. Wprowadzenie 374 - 376
9.3.2. Pompy wody zasilającej 376 - 377
9.3.3. Pompy wody chłodzącej 377 - 377
9.3.4. Wentylatory kotłowe 377 - 378
9.3.5. Młyny węglowe 379 - 380
9.3.6. Urządzenia gospodarki paliwowej 380 - 380
9.3.7. Inne odbiorniki potrzeb własnych 380 - 380
9.4. Napędy elektryczne urządzeń potrzeb własnych 380 - 384
9.5. Zasilanie urządzeń potrzeb własnych elektrowni parowych 384 - 396
9.5.1. Wiadomości ogólne 384 - 385
9.5.2. Układy zasilania podstawowego urządzeń potrzeb własnych 385 - 390
9.5.3. Układy zasilania rezerwowego 390 - 392
9.5.4. Zasilanie urządzeń potrzeb własnych ogólnych elektrowni 392 - 392
9.5.5. Zasilanie urządzeń potrzeb własnych niskiego napięcia 392 - 395
9.5.6. Układy zasilania urządzeń potrzeb własnych elektrociepłowni 395 - 395
9.5.7. Parametry układu zasilania urządzeń potrzeb własnych 395 - 396
9.6. Źródła niezawodnego zasilania 396 - 399
9.7. Samoczynne przełączanie źródeł zasilania 399 - 404
Literatura do rozdziału 9 404 - 404
10. Automatyzacja w elektrowniach parowych - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 405 - 426
10.1. Wprowadzenie. Cel automatyzacji elektrowni 405 - 406
10.2. Blok energetyczny jako obiekt regulacji wybranych parametrów 407 - 413
10.3. Blokady i zabezpieczenia technologiczne bloku 413 - 414
10.4. Systemy informatyczne i systemy sterowania pracą bloku energetycznego 414 - 419
10.5. Nastawanie blokowe i technologiczne 419 - 421
10.6. Podsumowanie 422 - 425
Literatura do rozdziału 10 425 - 426
11. Elektrownie jądrowe - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 427 - 467
11.1. Energia reakcji jądrowych 427 - 428
11.2. Reakcje rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich 429 - 431
11.3. Zasada działania i budowa reaktorów 431 - 438
11.3.1. Wiadomości ogólne 431 - 432
11.3.2. Reaktory termiczne 432 - 435
11.3.3. Reaktywność, regulacja mocy reaktora 435 - 437
11.3.4. Reaktory prędkie 437 - 438
11.4. Układy cieplne elektrowni jądrowych z reaktorami różnych typów 438 - 447
11.4.1. Przegląd reaktorów energetycznych 438 - 438
11.4.2. Elektrownie z cieśnieniowym reaktorami wodnymi 439 - 441
11.4.3. Elektrownie z reaktorami z wrzącą wodą 441 - 443
11.4.4. Elektrownie z reaktorami gazowymi i wysokotemperaturowymi 443 - 446
11.4.5. Elektrownie z reaktorami prędkimi 446 - 447
11.5. Układy elektryczne elektrowni jądrowych 447 - 450
11.6. Bezpieczeństwo pracy elektrowni jądrowych 450 - 451
11.7. Rozwój energetyki jądrowej 451 - 466
11.7.1. Stan aktualny energetyki jądrowej 451 - 454
11.7.2. Rozwój konstrukcji reaktorów jądrowych 454 - 454
11.7.3. Ogólna charakterystyka reaktorów nowej generacji 455 - 455
11.7.4. Projektory zaawansowanych reaktorów jądrowych [11.18] 455 - 466
11.7.5. Perspektywy rozwoju elektrowni jądrowych 466 - 466
Literatura do rozdziału 11 467 - 467
12. Elektrownie wodne - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 468 - 503
12.1. Zasady przetwarzania energii wody 468 - 470
12.2. Turbiny wodne 471 - 479
12.2.1. Zasady działania i rodzaje turbin wodnych 471 - 474
12.2.2. Charakterystyka turbin wodnych 474 - 479
12.3. Rodzaje elektrowni wodnych 480 - 481
12.4. Rozwiązania elektrowni wodnych 481 - 493
12.4.1. Budowle hydrotechniczne, elementy elektrowni wodnych i urządzenia mechaniczne 481 - 483
12.4.2. Elektrownie przepływowe i zbiornikowe 483 - 486
12.4.3. Elektrownie pompowe 486 - 493
12.5. Schematy i wyposażenie elektryczne elektrowni wodnych 493 - 496
12.6. Automatyka i pomiary 497 - 497
12.7. Wybrane dane niektórych krajowych elektrowni wodnych 497 - 500
12.7.1. Elektrownie pompowe i elektrownie zbiornikowe z członami pompowymi 498 - 499
12.7.2. Elektrownie zbiornikowe i przepływowe 500 - 500
12.8. Małe elektrownie wodne 500 - 502
Literatura do rozdziału 12 502 - 503
13. Elektrownie z turbinami gazowymi - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 504 - 524
13.1. Obieg z turbiną gazową i jego sprawność 504 - 507
13.2. Obiegi gazowo-parowe i ich zastosowanie w elektrowniach 507 - 517
13.3. Układy gazowo-parowe ze zgazowaniem węgla 517 - 523
Literatura do rozdziału 13 524 - 524
14. Elektrownie z silnikami spalinowymi tłokowymi - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 525 - 537
14.1. Obiegi stosowane w elektrowniach z silnikami spalinowymi 525 - 532
14.1.1. Wstęp 525 - 525
14.1.2. Silniki spalinowe z zapłonem iskrowym 526 - 528
14.1.3. Silniki spalinowe wysokoprężne (Diesla) 528 - 530
14.1.4. Moc i sprawność elektrowni z silnikami spalinowymi 530 - 532
14.2. Układy elektrowni z silnikami spalinowymi 532 - 537
Literatura do rozdziału 14 537 - 537
15. Nowe źródła i technologie wytwarzania energii elektrycznej - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 538 - 615
15.1. Wstęp 538 - 541
15.2. Biomasa 541 - 549
15.3. Energetyka wiatrowa 549 - 586
15.3.1. Wstęp 549 - 554
15.3.2. Ogólna charakterystyka elektrowni wiatrowych 554 - 556
15.3.3. Moc turbiny wiatrowej 557 - 561
15.3.4. Zasada działania turbiny wiatrowej 561 - 564
15.3.5. Regulacja mocy turbiny wiatrowej 565 - 567
15.3.6. Generatory 568 - 575
15.3.7. Przykładowe schematy elektrowni wiatrowych 575 - 580
15.3.8. Praca elektrowni wiatrowych 580 - 583
15.3.9. Podsumowanie 583 - 586
15.4. Energetyka słoneczna 586 - 597
15.4.1. Wstęp 586 - 587
15.4.2. Elektrownie słoneczne 587 - 596
15.4.3. Wykorzystywanie promieniowania słonecznego do celów grzewczych 596 - 597
15.5. Energia geotermalna 597 - 603
15.5.1. Wstęp 597 - 598
15.5.2. Elektrownie geotermalne 598 - 599
15.5.3. Ciepłownie geotermalne 599 - 601
15.5.4. Pompy ciepła 602 - 603
15.6. Ogniwa paliwowe
15.6.1. Zasada działania 603 - 607
15.6.2. Typy ogniw paliwowych i ich zastosowanie 607 - 609
15.7. Wykorzystanie wodoru 609 - 610
15.8. Elektrownie z generatorami magnetohydrodynamicznymi 611 - 612
Literatura do rozdziału 15 612 - 615
16. Koszty wytwarzania energii elektrycznej - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 616 - 633
16.1. Jednostkowe koszty wytwarzania energii elektrycznej 616 - 624
16.2. Nakłady inwestycyjne i koszty paliwa 624 - 630
16.3. Koszty wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w elektrociepłowniach 630 - 632
Literatura do rozdziału 16 632 - 633
17. Praca elektrowni w systemie elektroenergetycznym - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 634 - 675
17.1. System elektroenergetyczny 634 - 635
17.2. Zadania, organizacja, eksploatacji i zarządzania systemu elektroenergetycznego i elektrowni 635 - 641
17.3. Zmienność obciążenia w systemie elektroenergetycznym 642 - 646
17.4. Ekonomiczny rozdział obciążeń 646 - 651
17.4.1. Metoda przyrostów względnych 646 - 647
17.4.2. CHarakterystyki energetyczne i charakerystyki przyrostów względnych 648 - 650
17.5. Praca elektrowni w warunkach rynku energii 651 - 653
17.6. Regulacja częstotliwości i mocy czynnej w systemie 653 - 663
17.6.1. Wstęp 653 - 655
17.6.2. Pierwotna regulacja częstotliwości 655 - 658
17.6.3. Realizacja wtórnej i trójnej regulacji częstotliwości (mocy) w systemi 658 - 663
17.7. Praca przerywana, dyspozycyjność bloków energetycznych 663 - 667
17.8. Elektrownie jądrowe, gazowe, wodne i wiatrowe w systemie elektroenergetycznym 667 - 674
17.8.1. Elektrownie jądrowe w systemie 667 - 668
17.8.2. Cechy pracy źródeł mocy regulacyjnej 668 - 669
17.8.3. Elektrownie z turbinami gazowymi i elektrownie wodne w systemie 670 - 673
Literatura do rozdziału 17 674 - 675
18. Modernizacje i nowe rozwiązania krajowych elektrowni - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik, prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 676 - 705
18.1. Przykładowe modernizacje krajowych elektrowni cieplnych 676 - 692
18.1.1. Wstęp 676 - 677
18.1.2. Elektrownia Siersza 677 - 681
18.1.3. Elektrownia Turów 681 - 688
18.1.4. Elektrownia Bełchatów 688 - 692
18.2. Nowe krajowe bloki na parametry nadkrytyczne 692 - 704
18.2.1. Tendencje światowe 692 - 694
18.2.2. Elektrownia Pątnów II 694 - 697
18.2.3. Elektrownia Łagisza 698 - 699
18.2.4. Elektrownia Bełchatów 699 - 704
Literatura do rozdziału 18 705 - 705
Skorowidz 706 - 716
Piąte już wydanie książki, która jest nie tylko klasycznym podręcznikiem akademickim zawierającym podstawy teoretyczne, lecz także kompendium wiedzy praktycznej o wszelkiego rodzaju elektrowniach. W podręczniku omówiono obiegi i układy cieplne, podstawowe i pomocnicze urządzenia cieplno-mechaniczne i elektryczne elektrowni parowych oraz zagadnienia gospodarki
paliwowej i wodnej. Została zmieniona treść rozdziału 11, dotyczącego elektrowni jądrowych i wodnych, a także treść rozdziałów 13 i 14 o elektrowniach z turbinami gazowymi i silnikami spalinowymi tłokowymi. Na nowo został opracowany rozdział 16, dotyczący kosztów wytwarzania energii elektrycznej i oceny efektywności inwestowania w energetyce. W nowym rozdziale 15 zostały omówione odnawialne źródła energii i ten rozdział zastąpił dawnyrozdział 20. Aktualnie wydanie
książki zamyka rozdział 18, zawierający opisy przykładowych modernizacji krajowych elektrowni systemowych oraz zaawansowanych bloków energetycznych na parametry nadkrytyczne. Książka skierowana przede wszystkim do studentów wydziałów elektrycznych i energetycznych wyższych szkół technicznych. Może być także przydatna dla inżynierów zajmujących się projektowaniem, budową
i eksploatacją elektrowni.
SPIS TREŚCI:
Przedmowa do wydania piątego XV - XVI
Wykaz ważniejszych oznaczeń XVII - XVII
Ważniejsze symbole używane w schematach XIX - XX
1. Wstęp - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 1 - 20
1.1. Rozwój krajowego zapotrzebowania na energię elektryczną 1 - 2
1.2. Klasyfikacja elektrowni i podstawowe wielkości charakteryzujące moc elektrowni 2 - 6
1.3. Stan elektrowni i kierunki ich rozwoju w kraju i na świecie 6 - 15
1.4. Organizacja elektroenergetyki krajowej 16 - 18
Literatura do rozdziału 1 18 - 18
2. Obiegi cieplne elektrowni parowych kondensacyjnych i elektrociepłowni - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 19 - 56
2.1. Proces technologiczny elektrowni parowej kondensacyjnej 19 - 21
2.2. Sprawność obiegu cieplnego elektrowni kondensacyjnej 21 - 27
2.2.1. Właściwości czynnika roboczego 21 - 24
2.2.2. Sprawność obiegów teoretycznych 24 - 27
2.3. Sprawność elektrowni i bloków kondensacyjnych 27 - 30
2.4. Wskaźniki zużycia pary, ciepła i paliwa w elektrowni kondensacyjnej 30 - 32
2.5. Zwiększenie sprawności obiegu cieplnego elektrowni kondensacyjnej 32 - 49
2.5.1. Sposoby zwiększenia sprawności sposobu obiegu Rankine'a 32 - 32
2.5.2. Wpływ parametrów czynnika roboczego 32 - 35
2.5.3. Międzystopniowe przegrzewanie pary 35 - 38
2.5.4. Regeneracyjne podgrzeawanie wody zialającej 39 - 48
2.5.5. Wykorzystywanie ciepła spalin 48 - 49
2.6. Obiegi cieplne elektrociepłowni 49 - 58
Literatura do rozdziału 2 58 - 58
3. Kotły parowe - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 57 - 184
3.1. Ogólna klasyfikacja kotłów 57 - 57
3.2. Wielkości charakterystyczne kotłów 57 - 58
3.3. Instalacja kotłowa 58 - 60
3.4. Zasada działania i budowa kotła 60 - 63
3.5. Paliwo 63 - 67
3.6. Obliczenia stechiometryczne 67 - 70
3.6.1. Reakcje chemiczne spalania 67 - 68
3.6.2. Zapotrzebowanie na powietrze do spalania 68 - 69
3.6.3. Jednostkowe ilości spalin 69 - 70
3.7. Sprawność i straty cieplne w kotle 70 - 74
3.7.1. Sprawność kotła 70 - 71
3.7.2. Straty cieplne w kotle 71 - 72
3.7.3. Kontrola procesu spalania 72 - 74
3.8. Spalanie paliwa stałego 75 - 77
3.9. Paleniska 77 - 89
3.9.1. Podział palenisk 77 - 77
3.9.2. Paleniska warstwowe (rusztowe) 77 - 80
3.9.3. Paleniska pyłowe 80 - 89
3.10. Młyny i instalacje młynowe 89 - 97
3.10.1. Wstęp 89 - 90
3.10.2. Instalacje młynowe 90 - 93
3.10.3. Młyny miażdżąco-udarowe (bębno-kulowe) 93 - 94
3.10.4. Młyny miażdżące 94 - 96
3.10.5. Młyny udarowe 96 - 97
3.11. Przepływ powietrza i spalin przez kocioł 97 - 103
3.11.1. Schemat przepływu i rozkład ciśnienia powietrza i spalin w kotle 97 - 98
3.11.2. Wentylatory 99 - 101
3.11.3. Regulacja wydajności wentylatorów 101 - 103
3.12. Układy wodno-parowe kotłów 103 - 118
3.12.1. Wstęp 103 - 104
3.12.2.. Uproszczony opis zjawisk wchodzących podczas wytwarzania pary 104 - 106
3.12.3. Podział kotłów energetycznych 106 - 106
3.12.4. Rodzaje obiegów wodnych 107 - 107
3.12.5. Uproszczone zależności matematyczne 107 - 111
3.12.6. Kotły walczakowe 112 - 114
3.12.7. Kotły bezwalczakowe 114 - 118
3.13. Powierzchnie ogrzewalne 119 - 127
3.13.1. Ekrany 119 - 120
3.13.2. Przegrzewacze pary 120 - 122
3.13.3. Podgrzewacze wody 122 - 123
3.13.4. Podgrzewacze powietrza 123 - 127
3.14. Przykłady kotłów parowych 127 - 132
3.14.1. Kocioł walczakowy rusztowy OR-32 127 - 128
3.14.2. Kocioł walczakowy pyłowy OP-650 128 - 130
3.14.3. Kocioł bezwalczakowy BB-1150 130 - 132
3.15. Rozruch kotłów parowych 132 - 134
3.16. Tendencje w technice kotłowej. Zagadnienia wybrane 135 - 154
3.16.1. Wstęp 135 - 135
3.16.2. Powstawanie tlenków azotu 135 - 138
3.16.3. Niskoemisyjne spalanie pyłu 138 - 145
3.16.4. Paleniska fluidalne 145 - 153
3.16.5. Podsumowanie 153 - 154
3.17. Oczyszczanie spalin 154 - 183
3.17.1. Wstęp 154 - 158
3.17.2. Odpylanie spalin 158 - 168
3.17.3. Odsiarczanie spalin 168 - 180
3.17.4. Odazotowanie spalin 180 - 181
3.17.5. Wyprowadzenie spalin do atmosfery 181 - 183
Literatura do rozdziału 3 183 - 184
4. Turbiny parowe - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 185 - 240
4.1. Wstęp 185 - 186
4.2. Zasada pracy akcyjnych i reakcyjnych stopni turbiny 186 - 192
4.3. Ogólna charakterystyka turbin 192 - 199
4.3.1. Turbina jednostopniowa 192 - 193
4.3.2. Turbina akcyjna 193 - 193
4.3.3. Turbina reakcyjna 194 - 195
4.3.4. Stosowane układy stopni turbiny 196 - 199
4.4. Podział turbin 199 - 206
4.4.1. Czynniki podziału turbin 199 - 200
4.4.2. Podział turbiny ze względu na liczbę kadłubów, wylotów pary i wałków 200 - 202
4.4.3. Podział turbin ze względu na specyfikę konstrukcji 202 - 205
4.4.4. Podział turbin w zależności od sposobu realizacji obiegu cieplnego 205 - 206
4.4.5. Podział turbin ze względu na ich udział w pokrywaniu obciążeń dobowych 206 - 206
4.5. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych turbin produkowanych w Polsce 207 - 212
4.6. Straty w turbinie i sprawność 212 - 216
4.7. Regulacja turbin 216 - 230
4.7.1. Wiadomości ogólne 216 - 218
4.7.2. Sposoby regulacji turbin 218 - 221
4.7.3. Układ regulacji turbin 221 - 230
4.7.4. Układ zabezpieczeń turbin 230 - 230
4.8. Instalacja olejowa turbozespołu 230 - 232
4.9. Urządzenia skraplające turbin 232 - 237
4.9.1. Zadania i zasada działania 232 - 235
4.9.2. Zależności matematyczne i wielkości charakterystyczne 235 - 237
4.10. Proces uruchamiania i odstawiania turbin kondensacyjnych 238 - 239
Literatura do rozdziału 4 239 - 240
5. Układy cieplne elektrowni i elektrociepłowni parowych - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 241 - 274
5.1. Wiadomości ogólne 241 - 242
5.2. Typowy układ cieplny bloku kondensacyjnego 242 - 244
5.3. Elementy układów cieplnych 245 - 260
5.3.1. Wymienniki ciepła 245 - 253
5.3.2. Rozprężacze i stacje redukcyjno-schładzające 253 - 254
5.3.3. Pompy wody zasilającej 254 - 260
5.4. Układy cieplne elektrociepłowni 260 - 270
5.4.1. Czynniki kształtujące układ cieplny elektrociepłowni 260 - 264
5.4.2. Układy elekrociepłowni przemysłowych 264 - 266
5.4.3. Układy elektrociepłowni miejskich 266 - 270
5.5. Układy rozruchowo-zabezpieczające 270 - 273
Literatura do rozdziału 5 273 - 274
6. Gospodarka paliwowa - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 275 - 298
6.1. Nawęglanie 275 - 286
6.1.1. Schematy układów nawęglania 275 - 275
6.1.2. Dostawa i rozładunek węgla 275 - 280
6.1.3. Składy węgla i urządzenia do ich obsługi 280 - 282
6.1.4. Urządzenia do transportu węgla na terenie eletrowni 282 - 284
6.1.5. Zasobniki przykotłowe 284 - 284
6.1.6. Urządzenia uzupełniające 284 - 285
6.1.7. Gospodarka paliwem ciekłym 285 - 286
6.2. Odpopielanie 286 - 295
6.2.1. Charakterystyka popiołu i sposoby spalania 286 - 287
6.2.2. Odpopielanie mechaniczne 287 - 288
6.2.3. Odpopielanie hydrauliczne 288 - 290
6.2.4. Odpopielanie pneumatyczne 290 - 294
6.2.5. Mokre składowiska popiołu 294 - 295
Literatura do rozdziału 6 296 - 296
7. Gospodarka wodna - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 397 - 324
7.1. Zapotrzebowanie na wodę przez elektrownie 297 - 299
7.2. Źródła i układy wody chłodzącej 299 - 312
7.2.1. Wiadomości ogólne 299 - 300
7.2.2. Otwarte obiegi chłodzenia 300 - 302
7.2.3. Zamknięte obiegi chłodzenia 302 - 305
7.2.4. Chłodnie kominowe i wentylatorowe 305 - 311
7.2.5. Pompy wody chłodzącej 311 - 312
7.3. Suche chłodnie i skraplacze powietrzne 312 - 313
7.4. Uzdatnianie wody do obiegu parowego i chłodzącego 314 - 324
7.4.1. Podstawowe właściwości i wody w obiegu parowym 314 - 316
7.4.2. Uzdatnianie wody do obiegu parowego 316 - 319
7.4.3. Uzdatnianie wody do obiegu chłodzenia 320 - 322
7.4.4. Techniki membranowe w przygotowaniu wody do obiegów w elektrowniach 322 - 324
Literatura do rozdziału 7 324 - 324
8. Turbogeneratory i układy elektryczne w elektrowniach parowych - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 325 - 372
8.1. Generatory synchroniczne 325 - 343
8.1.1. Opis ogólny 325 - 326
8.1.2. Parametry charakteryzujące pracę generatorów synchronicznych 326 - 331
8.1.3. Straty cieplne i sprawność generatora 331 - 332
8.1.4. Chłodzenie turbogeneratorów 33 - 343
8.2. Źródła, układy wzbudzenia i układy do regulacji parametrów generatora 343 - 352
8.2.1. Wstęp 343 - 344
8.2.2. Źródła i układy wzbudzania 345 - 348
8.2.3. Układy regulacji generatora 348 - 351
8.2.4. Przełączanie generatora do pracy równoległej 351 - 352
8.3. Układ elektryczny elektrowni 352 - 371
8.3.1. Wstęp 352 - 353
8.3.2. Wyprowanie mocy do rozdzielnic 353 - 355
8.3.3. Transformatory blokowe, zaczepowe i sprzęgające 355 - 357
8.3.4. Ogólna charakerystyka przyrządów rozdzielczych w układzie elektrycznym elektrowni 357 - 359
8.3.5. Struktury rozdzielnic 359 - 362
8.3.6. Podstawowe układy elektryczne elektrowni. Rola rozłącznika generatorowego 362 - 363
8.3.7. Przykłady schematów podstawowych i układów elektrycznych elektrowni 364 - 371
Literatura do rozdziału 8 371 - 372
9. Potrzeby własne elektrowni parowych - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 373 - 404
9.1. Wpływ urządzeń potrzeb własnych na pracę elektrowni 373 - 374
9.2. Podstawowe rodzaje urządzeń 374 - 374
9.3. Zapotrzebowanie na moc i zużycie energii przez urządzenia potrzeb własnych 374 - 380
9.3.1. Wprowadzenie 374 - 376
9.3.2. Pompy wody zasilającej 376 - 377
9.3.3. Pompy wody chłodzącej 377 - 377
9.3.4. Wentylatory kotłowe 377 - 378
9.3.5. Młyny węglowe 379 - 380
9.3.6. Urządzenia gospodarki paliwowej 380 - 380
9.3.7. Inne odbiorniki potrzeb własnych 380 - 380
9.4. Napędy elektryczne urządzeń potrzeb własnych 380 - 384
9.5. Zasilanie urządzeń potrzeb własnych elektrowni parowych 384 - 396
9.5.1. Wiadomości ogólne 384 - 385
9.5.2. Układy zasilania podstawowego urządzeń potrzeb własnych 385 - 390
9.5.3. Układy zasilania rezerwowego 390 - 392
9.5.4. Zasilanie urządzeń potrzeb własnych ogólnych elektrowni 392 - 392
9.5.5. Zasilanie urządzeń potrzeb własnych niskiego napięcia 392 - 395
9.5.6. Układy zasilania urządzeń potrzeb własnych elektrociepłowni 395 - 395
9.5.7. Parametry układu zasilania urządzeń potrzeb własnych 395 - 396
9.6. Źródła niezawodnego zasilania 396 - 399
9.7. Samoczynne przełączanie źródeł zasilania 399 - 404
Literatura do rozdziału 9 404 - 404
10. Automatyzacja w elektrowniach parowych - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 405 - 426
10.1. Wprowadzenie. Cel automatyzacji elektrowni 405 - 406
10.2. Blok energetyczny jako obiekt regulacji wybranych parametrów 407 - 413
10.3. Blokady i zabezpieczenia technologiczne bloku 413 - 414
10.4. Systemy informatyczne i systemy sterowania pracą bloku energetycznego 414 - 419
10.5. Nastawanie blokowe i technologiczne 419 - 421
10.6. Podsumowanie 422 - 425
Literatura do rozdziału 10 425 - 426
11. Elektrownie jądrowe - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 427 - 467
11.1. Energia reakcji jądrowych 427 - 428
11.2. Reakcje rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich 429 - 431
11.3. Zasada działania i budowa reaktorów 431 - 438
11.3.1. Wiadomości ogólne 431 - 432
11.3.2. Reaktory termiczne 432 - 435
11.3.3. Reaktywność, regulacja mocy reaktora 435 - 437
11.3.4. Reaktory prędkie 437 - 438
11.4. Układy cieplne elektrowni jądrowych z reaktorami różnych typów 438 - 447
11.4.1. Przegląd reaktorów energetycznych 438 - 438
11.4.2. Elektrownie z cieśnieniowym reaktorami wodnymi 439 - 441
11.4.3. Elektrownie z reaktorami z wrzącą wodą 441 - 443
11.4.4. Elektrownie z reaktorami gazowymi i wysokotemperaturowymi 443 - 446
11.4.5. Elektrownie z reaktorami prędkimi 446 - 447
11.5. Układy elektryczne elektrowni jądrowych 447 - 450
11.6. Bezpieczeństwo pracy elektrowni jądrowych 450 - 451
11.7. Rozwój energetyki jądrowej 451 - 466
11.7.1. Stan aktualny energetyki jądrowej 451 - 454
11.7.2. Rozwój konstrukcji reaktorów jądrowych 454 - 454
11.7.3. Ogólna charakterystyka reaktorów nowej generacji 455 - 455
11.7.4. Projektory zaawansowanych reaktorów jądrowych [11.18] 455 - 466
11.7.5. Perspektywy rozwoju elektrowni jądrowych 466 - 466
Literatura do rozdziału 11 467 - 467
12. Elektrownie wodne - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 468 - 503
12.1. Zasady przetwarzania energii wody 468 - 470
12.2. Turbiny wodne 471 - 479
12.2.1. Zasady działania i rodzaje turbin wodnych 471 - 474
12.2.2. Charakterystyka turbin wodnych 474 - 479
12.3. Rodzaje elektrowni wodnych 480 - 481
12.4. Rozwiązania elektrowni wodnych 481 - 493
12.4.1. Budowle hydrotechniczne, elementy elektrowni wodnych i urządzenia mechaniczne 481 - 483
12.4.2. Elektrownie przepływowe i zbiornikowe 483 - 486
12.4.3. Elektrownie pompowe 486 - 493
12.5. Schematy i wyposażenie elektryczne elektrowni wodnych 493 - 496
12.6. Automatyka i pomiary 497 - 497
12.7. Wybrane dane niektórych krajowych elektrowni wodnych 497 - 500
12.7.1. Elektrownie pompowe i elektrownie zbiornikowe z członami pompowymi 498 - 499
12.7.2. Elektrownie zbiornikowe i przepływowe 500 - 500
12.8. Małe elektrownie wodne 500 - 502
Literatura do rozdziału 12 502 - 503
13. Elektrownie z turbinami gazowymi - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 504 - 524
13.1. Obieg z turbiną gazową i jego sprawność 504 - 507
13.2. Obiegi gazowo-parowe i ich zastosowanie w elektrowniach 507 - 517
13.3. Układy gazowo-parowe ze zgazowaniem węgla 517 - 523
Literatura do rozdziału 13 524 - 524
14. Elektrownie z silnikami spalinowymi tłokowymi - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 525 - 537
14.1. Obiegi stosowane w elektrowniach z silnikami spalinowymi 525 - 532
14.1.1. Wstęp 525 - 525
14.1.2. Silniki spalinowe z zapłonem iskrowym 526 - 528
14.1.3. Silniki spalinowe wysokoprężne (Diesla) 528 - 530
14.1.4. Moc i sprawność elektrowni z silnikami spalinowymi 530 - 532
14.2. Układy elektrowni z silnikami spalinowymi 532 - 537
Literatura do rozdziału 14 537 - 537
15. Nowe źródła i technologie wytwarzania energii elektrycznej - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 538 - 615
15.1. Wstęp 538 - 541
15.2. Biomasa 541 - 549
15.3. Energetyka wiatrowa 549 - 586
15.3.1. Wstęp 549 - 554
15.3.2. Ogólna charakterystyka elektrowni wiatrowych 554 - 556
15.3.3. Moc turbiny wiatrowej 557 - 561
15.3.4. Zasada działania turbiny wiatrowej 561 - 564
15.3.5. Regulacja mocy turbiny wiatrowej 565 - 567
15.3.6. Generatory 568 - 575
15.3.7. Przykładowe schematy elektrowni wiatrowych 575 - 580
15.3.8. Praca elektrowni wiatrowych 580 - 583
15.3.9. Podsumowanie 583 - 586
15.4. Energetyka słoneczna 586 - 597
15.4.1. Wstęp 586 - 587
15.4.2. Elektrownie słoneczne 587 - 596
15.4.3. Wykorzystywanie promieniowania słonecznego do celów grzewczych 596 - 597
15.5. Energia geotermalna 597 - 603
15.5.1. Wstęp 597 - 598
15.5.2. Elektrownie geotermalne 598 - 599
15.5.3. Ciepłownie geotermalne 599 - 601
15.5.4. Pompy ciepła 602 - 603
15.6. Ogniwa paliwowe
15.6.1. Zasada działania 603 - 607
15.6.2. Typy ogniw paliwowych i ich zastosowanie 607 - 609
15.7. Wykorzystanie wodoru 609 - 610
15.8. Elektrownie z generatorami magnetohydrodynamicznymi 611 - 612
Literatura do rozdziału 15 612 - 615
16. Koszty wytwarzania energii elektrycznej - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik 616 - 633
16.1. Jednostkowe koszty wytwarzania energii elektrycznej 616 - 624
16.2. Nakłady inwestycyjne i koszty paliwa 624 - 630
16.3. Koszty wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w elektrociepłowniach 630 - 632
Literatura do rozdziału 16 632 - 633
17. Praca elektrowni w systemie elektroenergetycznym - prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 634 - 675
17.1. System elektroenergetyczny 634 - 635
17.2. Zadania, organizacja, eksploatacji i zarządzania systemu elektroenergetycznego i elektrowni 635 - 641
17.3. Zmienność obciążenia w systemie elektroenergetycznym 642 - 646
17.4. Ekonomiczny rozdział obciążeń 646 - 651
17.4.1. Metoda przyrostów względnych 646 - 647
17.4.2. CHarakterystyki energetyczne i charakerystyki przyrostów względnych 648 - 650
17.5. Praca elektrowni w warunkach rynku energii 651 - 653
17.6. Regulacja częstotliwości i mocy czynnej w systemie 653 - 663
17.6.1. Wstęp 653 - 655
17.6.2. Pierwotna regulacja częstotliwości 655 - 658
17.6.3. Realizacja wtórnej i trójnej regulacji częstotliwości (mocy) w systemi 658 - 663
17.7. Praca przerywana, dyspozycyjność bloków energetycznych 663 - 667
17.8. Elektrownie jądrowe, gazowe, wodne i wiatrowe w systemie elektroenergetycznym 667 - 674
17.8.1. Elektrownie jądrowe w systemie 667 - 668
17.8.2. Cechy pracy źródeł mocy regulacyjnej 668 - 669
17.8.3. Elektrownie z turbinami gazowymi i elektrownie wodne w systemie 670 - 673
Literatura do rozdziału 17 674 - 675
18. Modernizacje i nowe rozwiązania krajowych elektrowni - prof. dr hab. inż. Maciej Pawlik, prof. dr hab. inż. Franciszek Strzelczyk 676 - 705
18.1. Przykładowe modernizacje krajowych elektrowni cieplnych 676 - 692
18.1.1. Wstęp 676 - 677
18.1.2. Elektrownia Siersza 677 - 681
18.1.3. Elektrownia Turów 681 - 688
18.1.4. Elektrownia Bełchatów 688 - 692
18.2. Nowe krajowe bloki na parametry nadkrytyczne 692 - 704
18.2.1. Tendencje światowe 692 - 694
18.2.2. Elektrownia Pątnów II 694 - 697
18.2.3. Elektrownia Łagisza 698 - 699
18.2.4. Elektrownia Bełchatów 699 - 704
Literatura do rozdziału 18 705 - 705
Skorowidz 706 - 716
