Енергийни системи и технологии

В началото бе словото - Евангелие от Йоан, глава 1, т. 1. Ако перифразираме този основополагащ постулат на духовния мир за божието слово в материалния свят, той би звучал така: В началото бе енергията. Защото, както ще видим по-нататък в този лекционен курс, енергията е в основата на всичко, което ни заобикаля.

Характерът на този курс до голяма степен е общообразователен. От една страна, широката гама от специалности, които студентите придобиват след завършване на УНСС, предполага по-популярен и общодостъпен език. От друга страна, това се дължи на необходимостта обширната тематика да бъде вместена в ограничен брой лекции. В същото време усвояването на някои теми, и най-вече тема 2 - Теоретични основи на енергетиката, изискват наличието на някои познания по математика и физика, липсата на които обаче не влияе върху общата представа за нещата.

В търсенето на компромис между желанието да се представи повече информация и ограничените възможности относно аудиторната заетост, авторите са се постарали да разгледат по-подробно тема 2 като основополагаща и теми 4, 5, 6 и 7, включващи по-значими обекти и технологии, намерили най-широко приложение в практиката. В края на всяка тема е даден списък на използваните източници, повечето от които са общодостъпни сайтове в мрежата. Те могат да се ползват за получаване на по-подробна информация по конкретни въпроси.

В крайна сметка целта на този лекционен курс е да запознае студентите с основните понятия и закони, на които се базира енергетиката, както и с технологиите и съоръженията, които осигуряват енергията за хората. Надяваме се, че знанията, които ще получат след този курс, ще им помогнат в бъдещата им дейност за вземане с енергетиката, независимо в коя област ще работят. Защото, както бе казано по-горе, енергията е навсякъде.

УНСС
София 1700
жк Студентски град Христо Ботев, ул. 8-ми декември 19
v.mitev@unwe.bg

Предговор
Енергия и енергийни ресурси

• Кратка ретроспекция
• Енергия
• Видове енергия
• Мерни единици за енергия
• Енергийни ресурси
• Невъзобновяеми енергоресурси
• Природен газ
• Нефт
• Въглища
• Ядрено гориво
• Възобновяеми енергийни източници (ВЕИ)
• Движеща се вода
• Вятър
• Слънчеви лъчи
• Биомаса
• Геотермални води
• Приливни вълни

Теоретични основи на енергетиката

• Техническа термодинамика
• Първи закон на термодинамиката
• Основни понятия на техническата термодинамика
• Основни параметри на състоянието на работното тяло
• Термични уравнение на състоянието на работното тяло
• Вътрешна енергия и енталпия
• Работа при промяна на обема на работното тяло
• Топлинен капацитет
• Първи закон на термодинамиката
• Основни закони и процеси в идеалните газове
• Основни закони на идеалните газове
• Основни процеси в идеалните газове
• Втори закон на термодинамиката
• Термодинамична обратимост на процесите
• Обратими цикли и термичен коефициент на полезно действие
• Основни формулировки на втория закон на термодинамиката
• Цикъл на Карно
• Теорема на Карно
• Ентропия и ексергия
• Газови цикли
• Цикли на бутални двигатели с вътрешно горене (д.в.г.)
• Цикли на газотурбинни инсталации
• Цикли на реактивни двигатели
• Водна пара
• Фазова диаграма
• H-s диаграма на водната пара (h - енталия, s - ентропия)
• Цикъл на Ренкин
• Цикъл на Ренкин с междинно прегряване на парата
• Регенеративен цикъл за водна пара
• Топлообмен и масообмен
• Основни понятия и принципи
• Топлопроводност (кондуктивен пренос на топлина)
• Температурно поле. Топлинен поток. Закон на Фурие
• Основно управление на топлопроводимостта
• Гранични условия
• Конвективен топлообмен
• Основни понятия
• Безразмерни критерии
• Критериални зависимости за определяне на коефициента на конвективен топлообмен
• Топлинно излъчване (радиационен топлообмен)
• Основни понятия и дефиниции
• Особености на радиационния топлообмен
• Параметри и характеристики на топлинното излъчване
• Видове радиационни топлинни потоци
• Основни закони на топлинно излъчване
• Механика на флуифите (хидрогазодинамика)
• Предмет на механиката на флуидите
• Основни принципи и хипотези
• Строеж на телата
• Хипотеза за непрекъснатост на флуидите
• Параметри и свойства на флуидите
• Плътност
• Температура
• Свиваемост
• Вътрешно триене (вискозитет). Идеален флуид
• Структура на потока. Турбулентност
• Хидростатика (неподвижни течности)
• Сили, действащи във флуидите
• Основно уравнение на хидростатиката. Закон на Паскал
• Едномерни потоци
• Основни уравнения на хидрогазодинамиката
• Скорост на звука
• Разпределение на потока в канал с произволна форма
• Дюза на Лавал

Електроенергия и електроенергийни системи

• Електроенергийни системи
• Електроснабдителна мрежа
• Видове електроцентрали
• Електроенергийна система на България
• Системи за централизирано топлоснабдяване
• Видове СЦТ
• Топлопреносими мрежи
• Сградни инсталации
• Киберсигурност в енергетиката

Топлоелектрически централи на органично гориво (ТЕЦ)

• Видове топлоелектрически централи
• Паротурбинни ТЕЦ
• Кондензационни ТЕЦ
• Топлофикационни ТЕЦ
• Газотурбинни ТЕЦ
• Парогазови ТЕЦ
• Устройство на паротурбинна ТЕЦ
• Енергиен парен котел
• Принципна схема на въглищен парен котел
• Пещна камера
• Екранна система
• Барабан
• Колектори и прехвърлящи тръби
• Паропрегреватели
• Економайзер
• Въздухоподгревател
• Паротурбинна инсталация
• Топлинна схема на паротурбинна инсталация
• Кондензатор
• Деаратор
• Регенеративен подгревател
• Пречистване на водата
• Генератор
• Паропроводи извън котела
• Устройство на газотурбинна ТЕЦ

Атомни електроцентрали

• Принципна схема
• Видове атомни електроцентрали
• Едноконтурни АЕЦ
• Двуконтурни АЕЦ
• Триконтурни АЕЦ
• Видове ядрени редактори
• Реактори на РБМК (Реактор с голяма мощност, канален)
• Реактори тип CANDU (CANada Deuterium Uranium)
• Кипящ реактор (BWR)
• Реактор с вода под налягане (BBEP)
• Друго съоръжения в схемата на АЕЦ

Електроцентрали на възобновяеми енергоизточници

• Водноелектрически централи (ВЕЦ)
• Принцип на работа на ВЕЦ
• Видове ВЕЦ
• Язовирни ВЕЦ
• Деривационни ВЕЦ
• Помпено-акумулаторни ВЕЦ (ПАВЕЦ)
• Електроцентрали на приливни вълни
• Електроцентрала на приливен поток
• Приливен бараж
• Вятърни електроцентрали
• Видове ветрогенератори
• Избор на мястото за монтаж
• Принципно устройство на ветрогенератора
• Фотоволтаични електроцентрали (ФЕЦ)
• Фотоволтаични клетки
• Фотоволтаични модули (панели)
• ориентация на панелите
• Кабели и преобразуватели
• Електроцентрали на биомаса
• Геотермални електроценрали

Турбомашини

• Видове турбомашини
• Принцип на действие
• Парни турбини
• Видове парни турбини
• Конструкция на парна турбина
• Защита на парната турбина
• Регулиращи клапани (РК)
• Ротори
• Корпуси
• Газови турбини
• Видове газови турбини
• Принцип на действие
• Конструкция на газова турбина
• Компресор на газотурбинна инсталация
• Водни турбини
• Реакционни турбини
• Импулсни турбини
• Вятърни турбини
• Видове вятърни турбини
• Мощност на вятърната турбина

Добив, транспорт и преработка на енергийни ресурси

• Природен газ
• Добив на природен газ
• Преработка на природен газ
• Транспортиране на природен газ
• Газохранилища
• Нефт
• Методи за добиване на нефт
• Продукти от преработката на нефт
• Транспортиране на нефт
• Петролопроводи
• Танкер
• Шлепове
• Железопътен и автотранспорт
• Въглища
• Методи за добив на въглища
• Открит метод
• Закрит метод (рудници)
• Хидравличен метод
• Видове въглища
• Преработка на въглища
• Пряк хидрокрекинг
• Пиролиза и коксуване
• Газификация
• Комбиниран цикъл с интегрирана газификация
• Транспорт на въглища
• Океански транспорт
• Речен транспорт
• Железопътен транспорт
• Автомобилен транспорт
• Ядрено гориво
• Уран, плутоний, торий
• Добив на уран
• Обогатяване на уран
• Производство на ядрено гориво
• Водородно гориво
• Обща информация
• Производтсво на водород
• Термични процеси
• Електролитни процеси

Енергетика и екология

• Видове замърсители на въздуха
• Видове замърсители на водите
• Видове замърсители на почвата
• Замърсяване от въглищни електроцентрали
• Замърсяване на въздуха
• Серни оксиди
• Азотни оксиди (NOX)
• Въглеродни оксиди (CO_X)
• Сажди
• Замърсяване на водите
• Замърсяване на почвата
• Заключение
• Замърсяване от газови електроцентрали
• Замърсяване от АЕЦ
• Класификация на РАО
• Погребване на РАО
• Обработване на РАО
• Алтернативни начини за погребване на РАО
• Заключение
• Замърсяване от ВЕЦ
• Фрагментация (прекъсване) на проходимостта на речния участък в зоната на ВЕЦ
• Промени в естествения хидрологичен режим
• Промени в режима на транспорт (пренос и отлагане) на седименти
• Промени във физико-химичните параметри
• Навлизане на чужди биологични видове
• Смъртност на водни обитатели от попадане в турбините на ВЕЦ
• Замърсяване от вятърни електроцентрали
• Замърсяване от фотоволтаични електроцентрали (ФЕЦ)
• Замърсяване от електроцентрали на биомаса
• Замърсяване от електроцентрали на приливни вълни
• Замърсяване от геотермални електроцентрали