VI.5. Использование других видов энергии
Для получения электроэнергии используется также энергия приливов и отливов, ветра, внутреннего тепла Земли, Солнца п др.
Использование энергии приливов.Для использования энергии морских приливов и отливов создаются приливные электростанции (ПЭС). Для этого создается плотина, которая отделяет залив или мелководную часть моря и образует во время- приливов и отли-
1 См.: Петр о с пп А. М.'Атомная энергетика. М., 1976, с. 7:1
bob разность уровней моря и отделенной плотной части моря. В плотине монтируются турбины и генераторы. Специальные «реверс-иые» турбины вращаются как во время прилива, так и отлива, т. е. в двустороннем направлении.
В 1967 г. в нашей стране вошла в строй опытная Кислогубская приливная электростанция в одном из фиордов Кольского полуострова. Ее мощность — 400 кВт.
Ведутся работы также по использованию энергии морских волн.
Использование энергии ветра.Энергия ветра относится к числу постоянно действующих энергетических ресурсов. На 1 км2 поверхности Земли в среднем прргеодится 33 л. с. энергии ветра, или в 10 раз больше, чем потенциальной энергии текучих вод. Использование энергии ветра затрудняют ее большая рассеянность, непостоянство действия ветра. В силу этого нельзя создать крупные ветроэлектро-станции (ВЭС), наладить их работу ритмично. ВЭС могут обеспечивать работу тех производств, где допустим перерыв в технологическом процессе, например полив полей, откачка воды, помол муки, зарядка аккумуляторов и т. п.
В СССР выпускаются ветродвигатели мощностью 1 —100 кВт. Широко применяются ветродвигатели ТВ-5 (2,5 л. с.) и ТВ-6 (6 л. с). Двигатели Д-30 рассчитаны на мощность 100 кВт. Созданы двигатели на 1000 кВт при диаметре колеса 50 м. Имеется проект зарубежной ветроустановки на 20 тыс. кВт с двумя рабочими колесами по 130 м в диаметре.
Использование тепловой энергииЗемли. Одним из видов энергетических источников является тепловая энергия Земли. Запасы этой энергии особенно велики в СССР на Кавказе, Дальнем Востоке, в Западной Сибири и других местах.
На Камчатке сооружена Паужетская геотермальная электростанция мощностью 5 тыс. кВт. В ближайшее время мощность этой электростанции будет доведена до 10—15 тыс. кВт. Для ее работы используется пар, выходящий из скважины глубиной 200—500 м.
Каждая скважина дает возможность получить такое количество пара, которое обеспечит работу турбин мощностью 2 тыс. кВт. Эксплуатация первой геотермальной электростанции помогает накапливать опыт для дальнейшего строительства подобных электростанций в других районах страны.
Пути использования солнечной энергии.Одним из постоянных источников энергии на Земле является лучистая энергия Солнца. Несмотря на огромные запасы этого энергетического источника, практически солнечная энергия только начинает использоваться. Созданы первые солнечные кухни мощностью до 1000 Вт, солнечные иа-сосы, построена специальная гелиоустановка в г. Бухаре, спроектирована солнечная электростанция (гелиоэлектростанция) мощностью 1200 кВт сгодовой производительностью более 2 млн. кВт -ч электроэнергии.
Составная часть электростанции — система вогнутых зеркал-рефлекторов площадью 20 000 м2, автоматически вращающихся вслед за Солнцем. Концентрированная солнечная энергия от зеркал направ-
ляется на котел-парогенератор, где образуется пар до 13 т в час. Давление пара в котле составит 40 атмосфер. Полученный пар будет направлен на турбины электростанции.
Однако экономическая эффективность подобной электростанции на сегодняшний день слишком низкая. Недостатком ее является и то, что она сможет работать только в дневное время. Вероятно, в будущем подобные электростанции в основном будут удовлетворять потребности сельского хозяйства и некоторых других производств, не имеющих постоянного технологического цикла.
Лучистая энергия может быть преобразована в электрическую спомощью фотоэлементов, однако себестоимость ее в этом случае очень высокая. На космических кораблях применяются солнечные батареи, работающие по этому принципу.
VI. 6. Передачаэлектроэнергии. Энергосистемы
Широкое применение электроэнергии возможно лишь при условии ее передачи потребителю на определенное расстояние. Разрешение этой проблемы было нелегким и длительным. В 1880 г. русский инженер Д. А. Лачинов впервые указал на целесообразность передачи электроэнергии током высокого напряжения, но малой силы.
Передача электрического тока производится следующим образом. Переменный электрический ток напряжением в несколько сот или тысяч вольт, вырабатываемый в генераторах на электростанции, направляется в трансформатор, где он преобразуется в ток напряжением в 200—300 тыс. вольт и более. Затем он поступает на высоковольтную линию передачи. На месте потребления электроток проходит через понижающий трансформатор и получает требуемое напряжение.
Энергосистемы — это группа электростанций, связанных электрическими сетями между собой и с потребителями электроэнергии. В состав сетей входят, таким образом, электростанции,нодстан-ции, распределительные пункты и электросети разных напряжений.
Уже при выполнении плана ГОЭЛРО развитие энергетики шло по линии создания энергосистем. В настоящее время в СССР насчитывается 94 районные энергосистемы и И объединенных энергосистем. Ими производится более 90% всей энергии.
В структуре установленных мощностей Единой энергосистемы страны (на 1975 г.) 82,6% приходилось на долю ТЭС, 14,3% — ГЭС.
Единая энергосистема обеспечивает надежность и экономичность энергоснабжения. Наличие в энергосистемах ГЭС позволяет «снимать» пиковые нагрузки, так как ГЭС «набирают» мощность за несколько минут, а ТЭС для этого требуется 7—8 часов. Поясная разность во времени между различными районами СССР позволяет маневрировать энергетическими мощностями, передавая часть электроэнергии из одного района в другой. При наличии энергосистемы требуются меньшие резервные мощности электростанций.
Электроэнергетика занимает важное место в едином хозяйственном комплексе страны. Она обеспечивает все отрасли народного хозяйства и быт электроэнергией. Она потребляет значительную часть добываемого топлива. Для обеспечения развития отрасли и электрификации народного хозяйства получили значительное развитие энергетическое машиностроение и электротехническая промышленность.
ГЛАВА VII. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ VII.1. Состав отрасли,свойства черныхметаллов
Металлургия как отрасль промышленности включает производство металлов из руд и других материалов. Она делится на черную и цветную металлургию. Железо и его сплавы с углеродом и другими элементами образуют группу черных металлов.
Черная металлургия имеет широкие связи с различными отраслями промышленности. Металл — «тело» машин, каркас зданий и сооружений. С металлургией связана (комбинируется) коксохимическая промышленность, производство строительных материалов (из шлаков). Металлургическая промышленность потребляет много электроэнергии, угля, природного газа, известняка, огнеупоров, цветных металлов (для получения ферросплавов и улучшения качества стали), транспортных средств, воды. Связи этой отрасли, как видно, довольно обширны.
В зависимости от количества содержащегося в железе углерода черные металлы подразделяют на чугун и сталь. Если содержание углерода в сплаве менее 2%, то сплав называют сталью; при содержании углерода от 2 и более процентов сплав называется чугуном.
Кроме углерода, в стали содержатся другие примеси, которые придают ей определенные качества. К числу этих примесей относятся марганец (0,1 — 1%), кремний (до 0,4%), сера (до 0,08%), фосфор (до 0,09%)- Важнейшей особенностью стали является ее ковкость и способность менять механические свойства в результате быстрого охлаждения. На этом свойстве основала широко применяемая закалка .стали. При закалке сталь становится твердой и хрупкой'.
Предприятия черной металлургии могут быть нескольких типов: комбинаты и. заводы полного цикла, где производятся чугун, сталь, прокат, заводы неполного цикла (сталь, прокат), доменные, трубные заводы, ферросплавные заводы. Обычно комбинаты занимаются и добычей железной руды.