Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ЭН)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 14 страниц)
Энергетический уровень
Энергети'ческий у'ровень, см. Уровни энергии .
Энергетическое и гидротехническое строительство
Энергети'ческое и гидротехни'ческое строи'тельство, отрасли строительства, обеспечивающие ввод в эксплуатацию электроэнергетических объектов и гидротехнических сооружений . Энергетические объекты: электрические станции и подстанции, электрические сети и линии электропередачи, предприятия собственной производственной базы Э. и г. с. К гидротехническим сооружениям относятся: плотины, туннели, акведуки, судоподъемники, шлюзы, маяки и т. д.
Основные направления Э. сооружение крупных атомных и тепловых электростанций ; строительство крупных гидроэлектрических станций , каскадов гидроэлектростанций и гидроузлов с целью комплексного использования водных ресурсов; строительство крупных межрайонных и магистральных линий электропередачи.
Для Э. и г. с. характерны комплексная механизация производственных процессов наряду с индустриализацией и внедрением передовой технологии; степень комплексной механизации всех строительно-монтажных работ в Э. и г. с. достигла 96—98% (середина 70-х гг.). Созданы специализированные строительные машины для рытья котлованов и траншей, бурения отверстий под опоры, установки фундаментов и опор, натяжки проводов и др. Конструкции многих энергетических и гидротехнических объектов (например, тепловых электростанций, электрических подстанций, линий электропередачи) унифицированы; это позволяет широко использовать сборные строительные конструкции заводского изготовления, монтаж которых производится непосредственно на строительной площадке сооружаемого объекта.
Э. и г. с. совершенствуются в направлении повышения уровня индустриализации с использованием высокопроизводительной строительной техники, внедрения автоматизированных систем управления строительными объектами, сокращения сроков строительства, значительного роста производительности труда.
В. Ю. Стеклов.
Энергетическое и электротехническое образование
Энергети'ческое и электротехни'ческое образова'ние в СССР, система подготовки специалистов по энергетике — тепло-, гидро-, электроэнергетике и энергомашиностроению для различных отраслей народного хозяйства, а также по электротехнике и другим видам техники, занимающимся производством, преобразованием, передачей, распределением и потреблением энергии в различных ее формах.
В России стало развиваться с середины 19 в., когда в Петербургском технологическом институте (ныне Ленинградский технологический институт им. Ленсовета) и Горном институте (ныне Ленинградский горный институт им. Г. В. Плеханова) было введено изучение термодинамики, паровых машин и паровых котлов. В конце 19 в. инженеры-теплоэнергетики готовились в Московском техническом училище (ныне Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана), технологическом (кроме Петербургского, также в Харькове, Томске) и политехническом (Петербург, Рига) институтах. Строительство гидростанций в конце 19 в. усилило потребность в инженерах-гидроэнергетиках, центрами подготовки которых стали Петербургский электротехнический институт (ныне Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина)), Харьковский технологический институт (ныне Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина) и Московское техническое училище.
В конце 19 – начале 20 вв. в Э. и э. о. получили интенсивное развитие курсы электротехники (в связи с первыми успехами в передаче электроэнергии на расстояния), энергостроительства и электрификации различных отраслей промышленности и транспорта. Электротехников-энергетиков готовили названные выше учебные заведения. Петербургский политехнический институт (ныне Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина) и Московское техническое училище стали крупнейшими центрами электротехнической подготовки кадров. Инженеры-электротехники готовились также в Киевском политехническом институте (ныне им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции), Рижском политехническом институте, Новочеркасском политехническом институте (ныне им. Серго Орджоникидзе) и Томском технологическом институте (ныне Томский политехнический институт им. С. М. Кирова).
После Октябрьской революции 1917 Э. и э. о. подчинено все возрастающим потребностям развития социалистического производства. В стране работают самостоятельные энергетические институты , электротехнические институты . В других высших технических учебных заведениях созданы самостоятельные электротехнические и энергетические факультеты (см. Техническое образование , Политехнические институты , Индустриальные институты , Машиностроительные и механические институты , Связи институты и статьи о других отдельных видах втузов). Кроме дневного, используются формы вечернего и заочного обучения.
За годы Советской власти сформировались основные специализации в Э. и э. о. В теплоэнергетике – проектирование, монтаж и эксплуатация тепловых установок, теплофикационных сетей, теплового оборудования и др. В электроэнергетике и электротехнике – проектирование, монтаж и эксплуатация тепловых электростанций, линий передачи электроэнергии в различных отраслях промышленности, транспорта и связи, электромашиностроение, электроаппаратостроение (в том числе ионная и рентгеновская аппаратура, осветительные устройства) и др. В гидроэнергетике – проектирование, строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений, гидроэлектростанций и передаточных устройств. В связи с потребностями развивающейся энергетики и электропромышленности ведется подготовка кадров по новым специальностям: атомные электростанции и установки, автоматизация теплоэнергетических процессов, электротермические установки, авиа– и автотракторное электрооборудование, гидравлические машины и средства автоматики, теплофизика, кибернетика, электрические системы, гидродинамика, вычислительная техника и др. Ведущим учебным и научно-исследовательским центром по энергетике и электромеханике является Московский энергетический институт .
Среднее энергетическое и электротехническое образование дают техникумы (см. Техникум , Средние специальные учебные заведения в СССР), готовящие техников-энергетиков. Их подготовка осуществляется по специальностям: электростанции, сети и системы; релейная защита и автоматика энергосистем; электрооборудование промышленных предприятий; горная электромеханика; котельные и паротурбинные установки; теплотехническое оборудование и др. Подготовка квалифицированных рабочих по различным отраслям энергетики и электротехнике ведется в профессионально-технических учебных заведениях .
Лит.: Прокофьев В. И., Московское высшее техническое училище. 125 лет, М., 1955; Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина. История института. (Сб. статей, под ред. В. С. Смирнова), Л., 1957; Елютин В. П., Высшая школа страны социализма, М., 1959; Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина). 1886-1961, (Л., 1963); Московский ордена Ленина энергетический институт. 1905—1965, (М.), 1965; Чуткерашвили Е. В., Кадры для науки, М., 1968, с. 215—93; Высшее образование в СССР и за рубежом. Библиографич. указатель книг и журнальных статей. 1959—1969, сост. В. И. Милкова, М., 1972.
М. Г. Чиликин.
Энергетическое машиностроение
Энергети'ческое машинострое'ние, отрасль машиностроения, производящая первичные двигатели и связанные с ними аппараты и устройства для выработки различных энергоносителей (водяного пара, газа и др.), являющихся рабочими телами тепловых двигателей. Основная продукция Э. м.: паровые, гидравлические и газовые турбины , оборудование для атомных и геотермальных электростанций, парогазотурбинные установки , двигатели внутреннего сгорания (кроме автомобильных, самолетных, тракторных, локомотивных, которые выпускаются соответствующими отраслями промышленности), локомобили, газотурбинные компрессоры и нагнетатели, парогенераторы , паровые котлы , оборудование промышленной и коммунальной энергетики, тягодутьевые машины и др. Э. м. также производит автоматические устройства, регулирующие процессы горения топлива и питание котлов, подачу газа в газовые турбины, давление в паровых магистралях, температуру перегретого пара, число оборотов турбоагрегатов и т. п.
Экономическое значение Э. м. характеризуется его ролью в создании технической основы энергетики. С точки зрения конструктивных особенностей энергооборудования Э. м. состоит из производства машин и теплообменной аппаратуры. Производство машин, в свою очередь, подразделяется на изготовление двигателей лопаточного (паровые, гидравлические и газовые турбины) и поршневого типа (двигатели внутреннего сгорания, локомобили).
Промышленное производство энергетического оборудования отдельных видов возникло в конце 18 в. Паровые машины и котлы выпускались с 1780-х гг. в Великобритании, гидротурбины – с 1830-х гг. во Франции, двигатели внутреннего сгорания – с 1880-х гг. во Франции, Германии, паровые турбины — с конца 19 – начала 20 вв. в Великобритании.
С начала 19 в. в России стали выпускаться паровые машины и котлы. В конце 19 – начале 20 вв. освоено промышленное производство двигателей внутреннего сгорания. Петербургский металлический завод в 1907 изготовил первую паровую турбину мощностью 200 квт. Однако специализированных предприятий Э. м. не было. Потребности в энергооборудовании в значительной степени удовлетворялись за счет импорта, в частности 92% паровых турбин для электростанций ввозилось из-за границы (1916).
Развитие Э. м. в СССР связано с осуществлением плана ГОЭЛРО . В годы индустриализации машиностроительные заводы, производящие энергооборудование, были реконструированы, расширены и специализированы; построены новые. Наиболее крупные специализированные предприятия турбостроения: производственного объединения «Ленинградский металлический завод», «Невский завод», «Турбомоторный завод» (Свердловск), «Харьковский турбинный завод», Калужский турбинный завод. Энергооборудование для атомных электростанций выпускают производственное объединение «Ижорский завод», Волгодонский завод атомного энергетического машиностроения, Подольский машиностроительный; котельное оборудование – производственное объединение «Красный котельщик» (Таганрог), Барнаульский и Бийские котельные заводы, Белгородский энергетического машиностроения и др.; дизели – горьковский завод «Двигатель революции», ленинградский «Русский дизель» и др.
Среди достижений советского Э. м. – создание энергетического оборудования со сверхкритическими параметрами пара – давлением 24 Мн/м2 и температурой 560°С, энергоблоков мощностью 300, 500, 800 и 1200 Мвт в одном агрегате; изготовлена одновальная паровая турбина мощностью 800 Мвт, рассчитанная на параметры пара 24 Мн/м2 и 545 °С для Славянской ГРЭС (1970); создана (1964) крупнейшая в мире радиально-осевая гидротурбина мощностью 508 Мвт (Красноярская ГЭС); сконструирована (1977) гидротурбина мощностью 640 Мвт (Саяно-Шушенская ГЭС); выпущена газотурбинная установка мощностью 100 Мвт (1968); освоено производство (1951) теплофикационных турбин мощностью 100, 215, 300 Мвт; созданы турбины для Костромской ГРЭС мощностью 1200 и 500 Мвт для высокоманевренного энергоблока, рассчитанная на давление пара 13 Мн/м2 и температуру 510°С. Динамика производства основных видов энергетического оборудования отражена в табл. 1.
Табл. 1. – Выпуск основных видов энергооборудования в СССР
| Виды оборудования | 1940 | 1965 | 1970 | 1975 | 1977 |
| Турбины, тыс. шт. | 0,1 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| Турбины, Гвт | 1,2 | 14,6 | 16,2 | 18,9 | 19,0 |
| Паровые котлы производительностью свыше 10 т пара/ч , тыс. т пара/ч | 4,4 | 53,2 | 48,3 | 55,6 | 53,2 |
| Дизели (без автотракторных), млн. л. с. | 0,3 | 13,6 | 16,5 | 18,6 | 18,9 |
В зарубежных социалистических странах Э. м. развивается высокими темпами. Энергетическое оборудование для ТЭС производится в ГДР, Чехословакии, Польше, Болгарии, Югославии. Одно из крупнейших предприятий Э. м. по выпуску энергетического оборудования – Магдебургский завод им. К. Маркса (ГДР). В Чехословакии освоено производство паровых котлов и турбин мощностью 60—500 Мвт. С 70-х гг. между странами – членами СЭВ расширяется сотрудничество в области производства оборудования для атомных электростанций.
В капиталистических странах Э. м. наиболее развито в США, Японии, странах Западной Европы (см. табл. 2).
Табл. 2. – Выпуск основных видов энергетического оборудования в ряде капиталистических стран.
| США | Япония | Страны «общего рынка» | ||||
| 1970 | 1975 | 1970 | 1975 | 1970 | 1975 | |
| Паровые турбины, Гвт | 25,95 | 33,0 | 12,17 | 12,0 | 22,88 | 37,0 |
| Гидравлические турбины, Гвт | 1,11 | 2,2 | 2,5 | 5,3 | 5,36 | 11,1 |
| Паровые котлы, тыс. т пара/ч | 96,5 | 80,0 | 40,1 | 22,0 | 68,96 | 64,0 |
В США выпускаются энергоблоки для ТЭС мощностью 660, 800, 880, 900, 950, 1205, 1220, 1300 Мвт, в которых используется пар со сверхкритическими параметрами (давление 24,7 Мн/м2 и температурой 538°С—552°С), в Великобритании энергоблоки мощностью 500, 550 и 660 Мвт, в ФРГ – мощностью 371 и 600 Мвт, Франции – 250 и 600 Мвт, Японии – 150, 250, 450, 500 и 600 Мвт, в том числе рассчитанные на сверхкритические параметры пара. В ФРГ, Франции, Италии, Великобритании, США, Японии освоено производство энергоблоков для АЭС мощностью 560, 900, 1000 и 1100 Мвм. Энергооборудование для ТЭС, ГЭС и АЭС производят крупные фирмы США – «Дженерал электрик» (General Electric), «Вестингауз» (Westinghouse), «Галф дженерал атомик» (Gulf General Atomic), Великобритании – «Бабкок энд Уилкокс» (Babcock and Wilcox), ФРГ – «Крафтверк унион» (Kraftwerk Union), «Броун, Бовери» (Brown, Boveri), Италии – «Франко Този» (Franco Tosi), ФИАТ (FIAT), Канады – «Канейдиан Виккерс» (Canadian Vickers), Франции – «Альстом» (Alstom), «Фраматом» (Framatom), Японии – «Мицубиси», «Тосиба», «Хитати» и др.
Лит.: Материалы XXV съезда КПСС, М., 1977; Козлов И. Д., Шмакова Е. К., Сотрудничество стран – членов СЭВ в энергетике, М., 1973; 50 лет турбостроения на ЛМЗ. 1924—1974, под ред. П. С. Бочкова, Л.. 1976; Энергетика СССР в 1976—1980 годах, М., 1977.
А. Е. Корнюхин.
Энергетическое хозяйство предприятия
Энергети'ческое хозя'йство предприя'тия, совокупность установок, служащих для преобразования и передачи энергии, и соответствующих служб, обеспечивающих бесперебойное снабжение предприятия всеми видами энергии и энергоносителей (электроэнергией, топливом, паром, газом и т. д.) установленных параметров и при наименьших затратах. Промышленные предприятия – основные потребители энергетических ресурсов. Их потребность в энергии и энергоносителях непрерывно возрастает, причем энерговооруженность труда на предприятиях является одним из главных показателей научно-технического прогресса.
В состав Э. х. п. входят: электрические подстанции; электрическая, тепловая и газовая сети; кислородная и ацетиленовая станции; холодильные установки; слаботочный цех, включающий автоматическую телефонную станцию; цех, занятый ремонтом энергетических установок, а также топливное хозяйство. Размер Э. х. п. характеризуется количеством и мощностью энергетических установок. К ним относятся паровые котлы, электрогенераторы, двигатели, а также аппараты, потребляющие электрическую энергию на технологические процессы (сварку, закалку, плавку и т. п.).
Большое значение имеет улучшение использования Э. х. п. Показателями использования двигателей и электрических генераторов по времени (коэффициент экстенсивного использования) служит отношение времени фактической работы к календарному времени (при этом для энергетической установки, состоящей из нескольких агрегатов, к отработанным относятся все часы, в течение которых работал хотя бы один агрегат); использования по мощности (коэффициент интенсивного использования) – отношение средней фактической мощности за время работы к максимально длительной мощности; использования по объему работы (коэффициент интегрального использования) – отношение фактически выработанной (или потребленной) энергии к максимально возможной. Последний рассчитывается также и как произведение коэффициентов экстенсивного и интенсивного использования.
Средняя годовая мощность электростанций устанавливается путем деления выработанной за год электрической энергии на календарное число часов. Сопоставление средней годовой мощности электростанций с установленной мощностью дает коэффициент ее интегрального использования.
Потребности промышленного предприятия в энергии и топливе рассчитываются на основе составления энергобаланса предприятия и топливных балансов.
Технико-экономической характеристикой тепловых электростанций является количество топлива (в единицах условного), затраченное на производство 1 квт ·ч электрической энергии. На электростанциях общего пользования в СССР удельный расход условного топлива составил в 1970 – 367 г, в 1976 – 337 г.
Важнейшая задача организации рационального потребления энергии на промышленном предприятии – борьба за экономию топлива и энергии. Пути экономии энергии: совершенствование технологии и организации производства, интенсификация производственных процессов, установление наиболее целесообразных режимов работ и прогрессивных норм расхода, организация социалистического соревнования.
Лит.: Материалы XXV съезда КПСС, М., 1977; Бакланов Г. И., Адамов В. Е., Устинов А. Н., Статистика промышленности. 3 изд., М., 1976.
Г. И. Бакланов.
Энергетической системы устойчивость
Энергети'ческой систе'мы усто'йчивость, способность энергетической системы (ЭС) восстанавливать свое исходное (или практически близкое к нему) состояние (режим) после какого-либо возмущения (нарушения), проявляющегося в отклонении значений параметров ЭС от исходных (начальных). Различают статическую и динамическую устойчивость – способность восстанавливать исходный режим соответственно при малых и при сильных его изменениях. Э. с. у. – осязательное условие ее надежного функционирования (надежности). В установившемся режиме энергия, поступающая в систему извне, расходуется на нагрузку WH и идет на покрытие потерь DW . Появление в системе какого-либо возмущения вызывает отклонение параметров (П) режима. При возмущении в ЭС, проявляющемся в изменении только одного параметра (при условии, что именно этот параметр – определяющий и это изменение мало), отклонение параметров можно рассматривать на линейных участках характеристик ЭС. Если после нарушения режима расход энергии WH + DW = j(П) будет более интенсивным, чем может возместить внешний источник DWr = f (П), то в системе должен восстановиться прежний или близкий к нему режим. Такая система называется устойчивой. Условие сохранения устойчивости, или критерий устойчивости К определяется неравенством DW/DП > DWr /DП, или d (Wr – W )/dП < 0, где Wr — W – т. н. избыточная энергия. При рассмотрении определенной системы избыточная энергия должна определяться с учетом всех влияющих процессов, поэтому критерием устойчивости для конкретных систем можно пользоваться лишь в частных случаях с некоторыми упрощающими допущениями. При этом критерий К определяет лишь наличие или отсутствие устойчивости, но не дает непосредственной характеристики процессов, протекающих в ЭС. Поэтому для оценки Э. с. у. пользуются специальными методами и приемами. См. также Устойчивость электрической системы .
В. А. Веников.
Энергии сохранения закон
Эне'ргии сохране'ния зако'н, один из наиболее фундаментальных законов, согласно которому важнейшая физическая величина – энергия сохраняется в изолированной системе. Этому закону подчиняются все без исключения известные процессы в природе. В изолированной системе энергия может только превращаться из одной формы в другую, но ее количество остается постоянным. Если система не изолирована, то ее энергия может измениться либо при одновременном изменении энергии окружающих систему тел на такую же величину, либо за счет изменения энергии взаимодействия системы с окружающими телами. При переходе системы из одного состояния в другое изменение энергии не зависит от того, каким способом (в результате каких взаимодействий) осуществляется переход. Причина этого заключается в том, что энергия – однозначная функция состояния системы. Изменение энергии в системе происходит при совершении работы и при передаче системе некоторого количества теплоты.
Сохранение энергии связано с однородностью времени, т. е. с тем фактом, что все моменты времени эквивалентны и физические законы не меняются со временем (см. Симметрия в физике). Закон сохранения механической энергии установлен Г. В. Лейбницем (1686), а Э. с. з. для немеханических явлений – Ю. Р. Майером (1845), Дж. П. Джоулем (1843—50) и Г. Л. Гельмгольцем (1847). В термодинамике Э. с. з. носит название первого начала термодинамики .
До создания А. Эйнштейном специальной теории относительности (1905) законы сохранения массы и энергии существовали как два независимых закона. В теории относительности они были слиты воедино в Э. с. з. См. также Сохранения законы .
Лит.: Энгельс Ф., Диалектика природы, Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20; Ленин В. И., Материализм и эмпириокритицизм. Полн. собр. соч., 5 изд., т. 18; Майер Р., Закон сохранения и превращения энергии. Четыре исследования. 1841—1851, М. – Л., 1933; Гельмгольц Г., О сохранении силы, пер. с нем., 2 изд., М. – Л., 1934; Планк М., Принцип сохранения энергии, пер. с нем., М. – Л., 1938; Лауэ М., История физики, пер. с нем., М., 1956; Вигнер Е., Этюды о симметрии, пер. с англ., М., 1971.
Г. Я. Мякишев.
