Закачати DOC-файл | Надрукувати | Повернутися до списку навчальних планів


Національний технічний університет України

“Київський Політехнічний Інститут”

Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

Кафедра теплотехніки та енергозбереження

 

 

 

Затверджую

Директор ІЕЕ

____________ А.В.Праховник

"___"_________ 2007р.

 

____________ А.В.Праховник

"___"_________ 2008р.

 

 

НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ

„ Джерела енергії ”     НП-23

 

для напрямів підготовки (спеціальностей):

7.000008 „ Енергетичний менеджмент ”

 

Денна форма навчання

 

 

 

 

                                                              Програму рекомендовано кафедрою

Ухвалено методичною                       теплотехніки та енергозбереження    

 комісією    факультету                                         протокол №  ____від  ____________                                                                                      

  ІЕЕ                                                                Завідувач кафедри

  Протокол №___від_____                                       _______________проф. Дешко В.І.

 
 ______   ______________                           

   (підпис)               (ініціали,прізвище)

 

                                                                              

 

 

 

 

Київ 2007


І Загальні відомості

В дисципліні розглядаються джерела енергії та енергоносії, що забезпечують сучасні енергетичні потреби людства. Найбільша увага приділяється в курсі теплоті , засобам її отримання і використання та технологіям трансформування у механічну роботу в двигунах різного призначення.

Дисципліна базується на попередніх курсах: "Фізика", "Хімія", "Технічна термодинаміка", "Тепломасообмін" і є однією з важливих дисциплін підготовки фахівців за спеціальністю 7.000008 "Енергетичний менеджмент".

 

ІІ Розподіл учбового часу

 

Семестр/ код кредитного модуля

Всього годин

Розподіл годин за видами занять

Кількість  МКР

Вид інд. завд.

Семестрова

 атестація

Лекції

Лабораторні роботи

Практичні заняття

СРС

Всього

У тому

числі на виконання

індив. завд

5/ НП-23

198

54

14

14

116

36

2

КР

екзамен

Всього

198

54

14

14

116

36

2

КР

екзамен

 

ІІІ Мета і завдання кредитного модуля

        Однією з важливих проблем розвитку України є забезпечення потреб народного господарства енергетичними ресурсами. Електрична енергія виробляється на електричних станціях: теплових (ТЕС), атомних (АЕС), гідравлічних (ГЕС), а також за рахунок відновлювальних джерел енергії (ВДЕ). Виробництво електроенергії пов’язано з застосуванням складних технологічних процесів та обладнання, що потребує засвоєння теоретичних основ, на яких побудована сучасна енергетика. 

Метою вивчення дисципліни є формування у студентів теоретичних знань і практичних навичок про особливості та методи виробництва теплової та електричної енергії та забезпечення високої ефективності цих процесів для раціонального використання паливно-енергетичних ресурсів та захисту довкілля.

Завданням вивчення дисципліни є надбання студентами знань про: первинні природні джерела енергії; методи отримання теплової та електричної енергії; процеси горіння та технічні засоби спалення енергетичних палив; головні типи теплових двигунів та їх робочий процес; системи виробництва електричної і теплової енергії.

Завданням вивчення дисципліни є одержання студентами вміння  виконувати теплотехнічні розрахунки енергетичного обладнання; складати енергетичні та масові баланси основних теплових процесів.

Завданням вивчення дисципліни є набуття студентами навичок аналізувати ефективність роботи теплотехнічного обладнання; визначати доцільність використання різних схем виробництва електроенергії в конкретних умовах.


 

IV.1 Лекції

 

 

Розділ 1. Вступ

 

Тема 1.1 Загальна характеристика енергетики України.

Енергетичний потенціал України. Стан і розвиток енергетики України. Стратегія України в галузі енергетики. Енергетика. Основні задачі. Класифікація енергоустановок.

 

Розділ 2. Паливо та процеси горіння.

 

Тема 2.1  Енергетичне паливо та його характеристики.

Паливо. Елементарний склад палива. Теплотехнічна характеристика палива. Технічні характеристики палива. Теплота згорання палива. Коефіцієнт надлишку повітря. Основи теорії горіння.

Визначення кількості повітря, необхідного для спалювання палива. Об’єми і склад продуктів згоряння. Ентальпія продуктів згоряння. Н, t - діаграма.

 

Тема 2.2 Особливості спалювання різних видів палива. Топки та камери згорання.

  Особливості спалювання газоподібного палива. Особливості спалювання рідкого  палива.  Спалювання твердого палива. Шарове, факельне, в киплячому шарі. Підготовка твердого палива до спалювання.

Топки та камери згорання. Їх класифікація і конструктивні особливості в залежності від призначення та виду палива. Шарові, камерні, циклонні, з циркулюючим киплячим шаром, з твердим або рідким шлаковидаленням.

 

 

Розділ 3. Котли та котельні установки.

 

Тема 3.1 Енергетичні парові котли.

Класифікація парових котлів (ПК). Основні технічні характеристики ПК. Котли з природною циркуляцією теплоносія. Теплова схема прямотокового котла.

Низькотемпературні і високотемпературні поверхні нагріву. Методи регулювання температури перегріву пари. Техніко-економічні показники і ККД парових котлів. Ефективність використання  палива в парових котлах і ККД котлів по зворотньому балансу. Витрати теплоти  палива на котел. Рівняння теплового балансу ПК. Водогрійні котли.

Конструкції сучасних парових котлів. Схеми руху води, пароводяної суміші і пари в котельному агрегаті. Технологічна схема котельної установки.

 

Тема 3.2 Водопідготовка.

Водопідготовка. Вимоги до живильної води та  устаткування. Методи очищення, знесолювання та деаерації  живильної води.  Деаераторні установки.

Внутрішньокотлові процеси і водний режим парового котла. Корозія поверхонь нагріву. Особливості експлуатації котельних установок.

 

Розділ 4.  Компресори.

 

Тема 4.1 Основні характеристики компресорів.

  Типи компресорів та їх класифікація. Робочий процес поршневого компресора. Техніко-економічні показники процесу стиснення.

 

Розділ 5. Теплові двигуни.

 

Тема 5.1 Поршневі двигуни внутрішнього та зовнішнього згорання.

Двигуни внутрішнього згорання. Загальні відомості. Принцип дії та їх класифікація по засобу здійснення теплового циклу та реалізації сумішоутворення. Робочий процес карбюраторних та дизельних двигунів. Індикаторні та ефективні показники. Двигун Стірлінга.

Паливо для ДВЗ. Тепловий баланс ДВЗ. Токсичність вихлопних газів ДВЗ.

 

Тема 5.2  Парові турбіни /ПТ/ і паротурбінні установки /ПТУ/.

Парові турбіни. Основні поняття, визначення. Конструктивні елементи ПТ. Робота пари в турбінній ступені. Втрати енергії і ККД турбінної ступені.

Багатоступеневі парові турбіни. Енергетичні показники і характеристики ПТ. Витрати пари і тепла на ПТ. Діаграма роботи конденсаційної турбіни і турбіни з регульованими відборами пари. Паротурбінні установки (ПТУ). Тепловий цикл ПТУ. Основні елементи паротурбінної установки.

Активні і реактивні турбіни. Конденсаційні пристрої парових турбін.

 

Тема 5.3 Газові турбіни та газотурбінні установки(ГТУ).

Газові турбіни. Найпростіша ГТУ з горінням при р=соnst. Тепловий цикл та його характеритики (ККД, Пк -орt). Схеми ГТУ. Методи підвищення ККД ГТУ. ГТУ з генерацією теплоти.

ГТУ з утилізацією теплоти відхідних газів. Застосування ГТУ. Турборозширювальні машини.

 

Тема 5.4  Парогазові установки.

Парогазові установки (ПГУ) та газопарові установки (ГПУ). Класифікація та схеми ПГУ Основні схеми ПГУ (з низьконапірним та високонапірним парогенераторами) та ГПУ (бінарні, типу “STIG”  та «Водолій»).

 

 

 

 

Розділ 6. Системи виробництва  електроенергії і теплоти.

 

Тема 6.1 Теплові електричні станції.

Теплові електричні станції(ТЕС). Класифікація(ТЕС). Теплові та технологічні схеми ТЕС. Конденсаційний спосіб виробництва електроенергії та його енергетичні характеристики.

Навантаження ТЕС та їх  техніко-економічні показники. Дизельні електростанції.

 

Тема 6.2 Методи підвищення теплової економічності ТЕС.

Вплив початкових та кінцевих параметрів пари на економічність ПТУ. Проміжний перегрів пари. Регенеративний перегрів живильної води.

Теплові навантаження. Показники режиму роботи. Допоміжне обладнання електричних станцій.

 

Тема 6.3 Комбінований спосіб виробництва електроенергії і теплоти (ТЕЦ).

Комбінований спосіб виробництва теплової та електричної енергії(ТЕЦ). Теплові схеми ТЕЦ, їх обладнання та техніко-економічні показники.

 

Тема 6.4 Паливне хазяйство. Очищення димових газів і золовидалення.

Паливний тракт пиловугільних ЕС. Паливний тракт газомазутних ЕС. Золошлаковидалення на ТЕС.

Видалення та відведення димових газів в атмосферу. Вплив роботи електростанцій на оточуюче середовище. Димові труби і розрахунок їх основних характеристик.

Очищення димових газів (золоуловлювачі, скрубери). Охорона оточуючого середовища від шкідливих викидів котельних агрегатів.

 

Тема 6.5 Технічне водопостачання(ТВП).

Споживання води на ТЕС і АЕС. Прямотокова система ТВП з водосховищами-охолоджувачами. Оборотна система водопостачання з градирнями.

Техніко-економічні показники різних систем. Вибір системи технічного водопостачання електростанції.

 

Тема 6.6 Атомні електричні станції.

Загальні характеристики АЕС. Теплоносії АЕС. Реактори АЕС. Схеми АЕС. Технологічна схема АЕС. Парогенератори. Теплова економічність і техніко-економічні показники АЕС.

Системи захоронення і транспортування палива на АЕС. Очищення газів на АЕС.

 

Тема 6.7 Гідроенергетичні установки.

Класифікація гідравлічних турбін. Кавітація. Характеристики гідротурбін ГЕС. Склад і компановка основних споруд ГЕС.

Гідроакумулюючі електростанції. Припливні, підводні ГЕС.

 

ІV.2 Практичні заняття.

Метою практичних занять є закріплення знань отриманих на лекційних заняттях, ознайомлення з конструкціями діючого теплоенергетичного обладнання та методикою розрахунків теплових процесів.

 

Пр.1. Тверде, рідке та газоподібне паливо (склад палива та його характеристики).           Горіння палива. Складання стехіометричних рівнянь горіння.

Пр.2. МКР 1. Паливо та процеси горіння.

Пр.3. Визначення основних характеристик поршневих компресорів.

Пр.4. Визначення основних характеристик поршневих двигунів.

Пр.5. Розрахунок газотурбінних та паротурбінних установок.

Пр.6. МКР 1. Розрахунок характеристик теплових двигунів.

Пр.7. Методи підвищення економічності ТЕС.

 

 

IV.3 Лабораторні роботи

 

         Передбачають практичне ознайомлення з робочими процесами та конструкціями діючого теплоенергетичного обладнання:

Лаб. 1. Розрахунки з паливом: визначення робочої маси, теплоти згорання, обєму повітря, обєму, маси та ентальпії продуктів згорання. – 4 год.

Лаб. 2. Екскурсія на діючу котельню. Передбачає ознайомлення з основним енергетичним обладнанням; системами паливоподачі, теплопостачання, водопідготовки, відведення відхідних газів і екологічного контролю та режимами їх роботи. – 4 год.

Лаб. 3. Складання та розрахунок теплового балансу котла, визначення ККД та витрати палива на водогрійний котел. – 4 год.

Лаб.4. Дослідження характеристик робочої моделі двигуна Стірлінга. – 2 год.

 

ІV.4 Індивідуальні завдання.

 

          Основною формою індивідуальної роботи студентів при вивченні дисципліни є виконання курсової роботи.

Кожний студент виконує курсову роботу за індівудуальними завданням, яке складається з двох частин: тепловий баланс котельного агрегату та розрахунок циклів ПСУ.

          Метою виконання курсової роботи є закріплення теоретичних знань та практичних навичок одержаних студентами на лекційних, лабораторних та практичних заняттях, а саме:

§        складання теплової схеми ПТУ ;

§        вибирати теплотехнічного обладнання

§        виконувати розрахунки процесів горіння палива та теплових балансів енергетичного устаткування;

§        оволодіння практикою аналізу ефективності енергетичного обладнання.

§        уміннім розрахунку термодинамічних процесів у цикліах ПСУ.

Вивчення дисципліни «Джерела енергії» передбачає виконання самостійної роботи, яка полягає у самостійному вивченні окремих розділів цієї  дисципліни і у підготовці до практичних занять, лобораторних робіт та модульних контрольних робіт.

 

ІV.5 Контрольні роботи.

 

          МКР це невідємна частина навчального плану з дисципліни призначені для систематичних перевірок самостійної роботи студентів. Головною метою МКР є формування у студента комплексного уявлення про процеси, які відбуваються в енергетичному обладнанні.

Під час вивчення дисципліни передбачається проведення двох модульних контрольних робіт:

 

1.     МКР 1. Паливо та процеси горіння.

2.     МКР 2. Розрахунок характеристик теплових двигунів.

 

V. Методичні вказівки.

 

          Матеріал дисципліни викладається на лекційних, лабораторних та практичних заняттях з використанням роздаточного та наглядного матеріалів, для більш повного його засвоєння студентами.

          Оцінювання знань студентів здійснюється за рейтинговою системою, яка передбачає опитування на лекціях, лабораторних роботах та практичних заняттях, виконання модульних контрольних робіт. Семестрові атестації проводяться за поточними результатами контролю виконання учбового графіку.

          Курсова робота оцінюється за окремою рейтинговою системою оцінювання.

          Положення про рейтингові системи оцінювання студентів додаються до програми.

 

VІ. Навчально-методичні матеріали.

 

Основна література.

 

1.      Алабовський А.Н., Константинов С.М., Недужий И.А.  Теплотехника-К: Вища школа., 1986р. с. 254.

2.      Б.Х. Драганов, А.А. Долінський, А.В. Міщенко, Є.М. Письменний. Теплотехніка: Підручник -Київ: «Інкос»., 2005р.. 504 с.

3.      Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника,- М:Высшая школа.,  1986, 343 с.

4.      Волков Э.П., Ведяев В.А., Енергетические установки електростанций.-М.: Энергоатомиздат., 1983, с. 288.

5.      Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.П. Тепловые и атомные электрические станции - М.: Издательство МЭИ, 2000, с.407.

6.      Теплотехника: учебник для вузов под общей ред. Крутова В.И.-М:Машиностроение, 1986, с. 426.

7.      Немцов З.Ф., Арсеньев Г.В. Теплоэнегетические установки и теплоснабжение - М: Энергоиздат, 1982, с.399.

8.      Громогласов А.А., Копылов А.С., Пильщиков А.П. Водоподготовка: процессы и аппараты. Под общей ред. Мортыновой О. - Н: Энергоатомиздат, 1990, с.252.

9.      Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции:учебник для вузов. Под ред.В.Я.Гиршвельда - 3 изд, перераб. и доп.,- М.:Энергоатомиздат., 1987, с. 328.

 

 

 

 

Додаткова література.

 

1.     Г.Б.Варламов, Г.М.Любчик, В.А.Маляренко  Теплоенергетичні установки та екологічні аспекти виробництва енергії. - Київ: Політехніка, 2003. - 228 с.

2.     Промышленная теплотехника: Справочник под ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина. - М.Энергоатомиздат, 1991. - 588 с.

3.     Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров Л.А.  Таблицы термодинамических свойств водяного пара. - М., Л.: Энергия, 1965. - 400 с.

  

Навчальну програму складено на основі освітньо-професійної програми СВО для спеціальності  7.000008 „ Енергетичний менеджмент ”

 

  

Розробник програми

________________доцент, к.т.н.      Шкляр В.І.________

(вчений ступінь, звання, прізвище та ініціали автора (ів) програми)

________________/____ Шкляр В.І.____/

(підпис)                                   (прізвище та ініціали)

 

Закачати DOC-файл | Надрукувати | Повернутися до списку навчальних планів | З початку >>