I
1. Wymienić podstawowe jednostki
-ciepło, praca, energia: dżul [J]=N*m
-moc: wat [P]=J/s
-energia: [Q] = 1055 EJ= 1055 * 1018
2. Podać zależność 1 t.p.u. = 1 tce= 29,3 GJ = 293 * 108 J tpu- tona paliwa umownego
1 toe = 42 GJ
3. Jaką moc osiąga:
- turbina parowa 1500MW
4. Podać główne składniki energii wewnętrznej ciała: energia:
- ruchu postępowego i obrotowego cząsteczek
- ruchu drgającego atomów w cząsteczce
- potencjalna w polu wzajemnego przyciągania się drobin
- chemiczna
- stanów elektronowych
- jądrowa
5. Uzupełnić:
- 1MWh = 31,54 * 1012 J
- 1TWh = 31,54 * 1018 J
6 Wstaw nierówność
- 1KM < 1kW 1KW = 735,5 W = 0,7355 kW
- 1 Btu > 1kJ 1Btu = 1,055kJ
7. Największą moc z istniejących maszyn osiąga turbina parowa 1500MW
8. W jednostkach jakich określa się energochłonność krajowego produktu brutto to tpu/103 USD
9. Przybliżone dzienne zużycie energii pierwotnej na mieszkańca Europy to około 400 MJ
10. Nośniki energii jakie były wykorzystywane do napędu młynów w średniowieczu:
- woda, wiatr, drewno, tłuszcze, węgiel
11. Maszynę parową wynaleziono w 1712r. Newcomen
12. Człowiek pobiera energię z pożywienia aby mógł funkcjonować i wykonywać wszystkie czynności życiowe.
II
1. Maszyna która napędzała młyn wodny to koło wodne nasiębierne.
2. Pierwotnym zastosowaniem maszyny parowej było wypompowywanie wody z kopalni.
3. Dzienne zapotrzebowanie na energię człowieka współczesnego wynosi 1000MJ.
4. Wzór na sprawność obiegu Carnota: ŋ=1- (T2/T1), gdzie ŋ-sprawność, T1- doprowadzane ciepło, T2- ciepło odprowadzane.
5. Nośnikiem ciepła w sieciach ciepłowniczych jest gorąca woda (10-15km), rzadziej para wodna (3-4km).
6. Maszynę parową wynaleziono w 1712r. czyli XVIII.
7. Składnikami parowego bloku energetycznego są: K- kocioł parowy, T- turbina, G-generator.
III
1. Elektrociepłownie wytwarzają energie elektryczną i cieplną.
2. Kogeneracja - oznacza jednoczesne wytwarzanie energii cieplnej i elektrycznej.
3. Konwersja energii słonecznej w energię chemiczną odbywa się w procesie elektrolizy wody lub w przyszłości może się ona odbyć w procesie fotolizy.
4. Przybliżona temp. wód geotermalnych w Polsce wynosi między 24-150oC w okręgu łódzko-szczecińskim, lub 45-60oC w Sudetach.
5. W energetyce cieplnej najważniejsze znaczenie ma przemiana ciepła w energie elektryczną lub mechaniczną.
6. Pierwotnymi nośnikami energii są:
- paliwa kopalne (węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny)
- biomasa
- paliwa jądrowe
7. Praca bloku energetycznego w skojarzeniu oznacza jednoczesne wytwarzanie energii cieplnej i elektrycznej.
8. Turbogenerator składa się z: turbiny i z generatora.
9. Rodzaje energii odnawialnej w Polsce: biomasa 300PJ, e. geotermalna 100PJ, e. słoneczna 60PJ, e. wodna 50PJ,
e. wiatrów 36PJ. Razem 550 PJ
10. Nieodnawialne zasoby energetyczne: węgiel kamienny i brunatny, ropa, gaz ziemny, uran.
11. Paliwa kopalne powstały z udziałem energii słonecznej w procesie fotosyntezy.
IV
1. Największe zasoby energii nieodnawialnej w Polsce są w postaci biomasy.
2. Zasoby energetyczne dzielimy na odnawialne i nieodnawialne.
3. Elektrownie szczytowe to przede wszystkim elektrownie pompowe.
4. Wśród odnawialnych źródeł energii odnawialnej największy potencjał reprezentuje biomasa (34,7%)
5. Konwersja energii słonecznej na energię elektryczną odbywa się w fotoogniwach.
6. W Polsce energię geotermalną wykorzystuje się do produkcji ciepła.
7. Rezerwy węgla kamiennego w Polsce kształtują się na poziomie 755EJ (E=1018)
8. Urządzenia z nadprzewodzącymi magnesami służą do magazynowania energii elektrycznej.
9. Sprawność tłokowego silnika spalinowego z zapłonem samoczynnym wynosi 40%
10. Sprawność kotła parowego wynosi mały 60%, duży 90%
11. Sprawność turbiny parowej wynosi około 40%
12. Sprawność tłokowego silnika spalinowego z zapłonem iskrowym wynosi 30%
13. Sprawność elektrowni pompowej wynosi 75%
V
1. Sprawność maszyny parowej 8-25%
2. Sprawność elektrowni parowej około 40%
3. Sprawność fotoogniwa 12%
4. Sprawność układu gazowo-parowego 60%
5. Sprawność silnika elektrycznego 92%
6. Sprawność ogniwa paliwowego 60%
7. W elektrowni pompowej turbina wodna zwykle pełni też rolę prądnicy
8. Przykłady akumulatorów ciepła: woda, metale, stopy, sole, hydraty, woski i parafiny.
9. Zasobnik szczelinowy jest to długi betonowy lej u dołu którego znajduje się wygarniak węglowy. Składowany jest tam węgiel który jest dostarczony do elektrowni.
10. Elektrownie pompowe potrafią wytworzyć moc 9-382MW
VI
Elektrownie pompowe są elektrowniami wodnymi typu szczytowgo.
Sprężanie gazów może być wykorzystane do magazynowania energii we współpracy z turbiną gazową.
Akumulatory energii kinetycznej to akumulatory inercyjne.
SMES służy do magazynowania energii w nadprzewodzących magnesach.
Poprawę sprawności turbiny gazowej w układzie energetycznym może zapewnić magazynowanie sprężonego powietrza.
Magazynowanie energii na duża skalę dla systemu energetycznego zapewniają elektrownie pompowe.
Przemiany fazowe wykorzystywane przy magazynowaniu energii cieplnej: zmiana struktury ciała stałego, topnienie, parowanie i sublimacja.
Elektrownie szczytowe to najczęściej bloki energetyczne typu jednoczynnikowego.
Udział węgla w zużyciu energii w Polsce wynosi 68%.
Podstawowym paliwem gazowym w Polsce jest gaz ziemny (metan)
W energetyce i ciepłownictwie spala się węgle brunatne a także kamienne typu: płomienny, gazowo-płomienny, gazowy.
Urządzenie do chłodzenia skraplacza turbiny w układzie zamkniętym to chłodnie kominowe.
Czym są ogrzewane w elektrowni zbiorniki, przewody i armatura mazutu??
Paliwa kopalne to: węgiel kamienny, brunatny, ropa, gaz ziemny, torf.
VII
W elektrowniach z kotłami pyłowymi węgiel rozdrabniany jest w kruszarkach.
Ważniejsze paliwa ciekłe: benzyna, olej (napędowy, rzepakowy, opałowy), mazut.
Podstawowe rodzaje paliw stałych: drewno, węgiel (brunatny, kamienny), torf, odpady komunalne.
Rodzaje paliw: stałe, ciekłe, gazowe, rozczepiane.
Ropa jest jedynym płynnym paliwem kopalnym.
Sprawność elektrowni węglowej to 35%.
Wywrotnica bębnowa służy do wyładowania węgla z węglarek.
Urządzenie do zmniejszania ciśnienia gazu palnego w instalacjach gazowych to reduktor ciśnienia.
Płomienica jest pofalowana, żeby zmniejszyć naprężenia cieplne i zwiększyć żywotność kotła.
VIII
W Polsce występują bloki energetyczne w układzie kondensacyjnym. W układzie tym wyróżnia się natomiast inne układy:
Paliwowy lub nawęglania - dostarczania paliwa i przemiany zawartej w nim energii na energie cieplną)
Roboczy lub inaczej obieg cieplny - (turbina parowa)przetwarzanie energii cieplnej na mechaniczną
Elektryczny - przetwarzanie energii mechanicznej w elektryczną i jej przesyłanie
Chłodzący - skraplacza turbiny
Zasilania powietrzem i odprowadzania spalin
Odpopielania
Akumulator inercyjny to np. koło zamachowe
Układy chłodzenia skraplacza turbiny: otwarty (jezioro), zamknięty (chłodnia kominowa)
Do transportu wewnętrznego węgla w elektrowniach i elektrociepłowniach służą taśmociągi.
Kotły przepływowe pozbawione są walczaka.
Wewnątrz płomieniówek płyną spaliny.
IX
Układy odpopielania w kotłach węglowych to: mechaniczny, hydrauliczny, pneumatyczny.
Maszyny które wyładowują węglarki to suwnicowe mosty wyładowcze, wywrotnice i wyładowarki.
W największych kotłach stosuje się odpopielanie hydrauliczne.
Kruszarka w węglowej elektrowni parowej służy do wstępnego rozdrobnienia węgla.
Paliwem węglowym nazywamy węgiel kamienny, brunatny, torf.
Wydajność kotła oznacza wytwarzany w kotle strumień masowy pary wodnej o określonych parametrach. Wydajność kotła pracującego w bloku energetycznym kocioł-turbina-generator jest wielkością charakterystyczną dla określonej mocy elektrycznej bloku.
Urządzenie które służy w kotle do podniesienia temp. pary do wymaganej wartości to przegrzewacz pary
W skład układu korbowego wchodzi tłok, sworzeń tłokowy, korbowód i wał korbowy.
U dołu komora paleniskowa kotła fluidalnego zakończona jest rusztem fluidyzującym.
X
Płomieniówka to rura w której płyną spaliny.
Opłomka to rura, w której płynie woda w kotle parowym wodnorurkowym (opłomkowym).
Zbiornik w kotle parowym, w którym oddzielana jest para od wody nazywa się walczakiem.
Ze względu na obieg wody kotły parowe ogólnie dzieli się na: z naturalnym obiegiem i ze wspomaganym obiegiem.
Parownik w kotłach wodnorurkowych zbudowany jest z powierzchni opromieniowanych (ekranów), walczaka i komór.
Woda z walczaka do parownika spływa rurami opadowymi.
W kotłach opromieniowanych ściany komory paleniskowej tworzy powierzchnie opromieniowane.
Paleniska fluidalne dzieli się na : ze złożem pęcherzykowym (stacjonarnym) oraz ze złożem cyrkulującym.
Węglowy młyn szybkobieżny to np. młyn wentylatorowy.
Prędkość obrotowa turbiny parowej wynosi od 3000obrotów/min do 6000obrotów/min.
Wykres pracy maszyny parowej nazywamy wykresem indykatorowym.
XI
W kotle parowym z cyrkulującym złożem fluidalnym separacja cząstek stałych odbywa się w separatorze cyklonowym lub kompaktowym.
Ściany paleniska komorowego kotła pyłowego wyłożone są rurami parownika (ekranami).
W energetycznym kotle parowym para z walczaka płynie do przegrzewacza.
W kotłach fluidalnych stosowane są złoża: pęcherzykowe i cyrkulacyjne.
Paleniska warstwowe dzielimy na ruchome i stałe.
W kotłach opromieniowanych (pyłowych) stosuje się paleniska pyłowe.
Paleniskiem komorowym jest palenisko gazowe, olejowe lub pyłowe.
Młyny w energetyce węglowej dzielimy na wolnobieżne, średniobieżne i szybkobieżne.
Paleniska kotłowe dzielimy na warstwowe (rusztowe), komorowe (palnikowe) i fluidalne.
Wydajność kotła do bloku o mocy elektrycznej 200MW to około 165kg/s (800MW to 670kg/s) (1MW to 0,8kg/s).
W tłokowych maszynach parowych typu kondensacyjnego zużyta para trafia do skraplacza.
W tłokowej maszynie parowej przepływem pary steruje układ zaworów regulacyjnych.
Według kierunku przepływu pary turbiny parowe dzieli się na: osiowe i promieniowe.
Dwa sposoby pracy stopnia turbinowego to: stopień akcyjny i reakcyjny.
XII
Kotły ze względu na rodzaj paleniska dzielimy na: rusztowe, pyłowe lub fluidalne
Turbiny wielostopniowe są ze stopniowaniem ciśnienia lub prędkości
Działaniem zaworów w maszynie parowej steruje układ turbinowy
W maszynie parowej tłok osadzony jest na tłoczysku a ten na wodziku.
Młynownie kotłowe dzieli się na: centralne i indywidualne.
Do wyrównywania obrotów w tłokowej maszynie parowej służy koło zamachowe.
Bębnowe turbiny parowe w celu zmniejszania obciążenia łożyska mają tłok odciążający.
Pompoturbiny stosuje się w elektrowniach pompowych.
Turbozespół wodny składa się z turbiny wodnej, generatora elektrycznego oraz układów pomocniczych.
XIII
Do rozdrabniania węgli brunatnych stosuje się młyny szybkobieżne.
Palniki pyłowe dzielimy na: wirowe i strumieniowe.
Węgiel do kotłów fluidalnych rozdrabnia się w kruszarkach.
Przeciwbieżne turbiny promieniowe nie wymagają tłoków obciążających.
W zależności od sposobu rozprężania pary rozróżnia się stopnie turbinowe: akcyjne i reakcyjne.
Obroty wirnika turbiny parowej reguluje się przez zmianę kąta nachylenia łopatek.
Turbiny jakie stosuję się do największych spadów w elektrowniach wodnych to turbiny Peltona (akcyjne)
Sposoby chłodzenia łopatek w turbinach gazowych: powietrze, para pobierana z kotła odzysknicowego (ogólnie mówiąc otwarty i zamknięty).
Maszyny sprzężone na jednej osi w energetycznej turbinie gazowej to: sprężarka wirowa, jedna lub więcej komór spalania, turbina gazowa, jeden lub więcej wymienników ciepła.
XIV
Ze względu na wykorzystanie pary wylotowej maszyny parowe dzielimy na: wydmuchowe i kondensacyjne.
W maszynie parowej ruch posuwisto-zwrotny jest zamieniany na ruch obrotowy po przez układ korbowy.
Typy układów rozrządu maszyn parowych dzielimy na suwakowe i zaworowe.
Ze względu na przebieg procesu cieplnego parowe turbiny energetyczne są typu: kondensacyjne (bez układu regeneracji lub z układem regeneracji), kondensacyjne (bez przegrzewania lub z przegrzewaniem międzystopniowym), kondensacyjne z regulowanymi upustami, przeciwprężne.
Regeneracyjne podgrzewanie wody w parowym bloku energetycznym poprawia sprawność kotła.
Ze względu na kierunek przepływu pary turbiny parowej dzieli się na: osiowe i promieniowe.
W celu zwiększenia mocy turbiny parowej buduje się je jako wielostopniowe.
Ze względu na zasadę działania turbiny wodne dzieli się na akcyjne i reakcyjne.
W energetycznych turbinach gazowych komory spalania dzieli się na silosowe i pierścieniowe.
W układzie otwartym łopatki turbiny gazowej chłodzone są powietrzem
Układy gazowo-parowe na węgiel: z ciśnieniowym kotłem fluidalnym, ze zgazowaniem węgla.
W układzie gazowo-parowym urządzenie które wytwarza parę nazywa się kocioł odzysknicowy.
XV
Stopień turbinowy składa się z: nieruchomego wieńca, przyrządów rozprężnych oraz wieńca łopatek obracającego się wirnika.
Ze względów konstrukcyjnych turbiny parowe dzieli się na: bębnowe (reakcyjne), komorowe (akcyjne), kombinowane.
Turbina parowa w układzie prostym składa się z: wirnika, wału, korpus.
W przeciwprężnych turbinach parowych para z wyloty ma zastosowanie w celach grzewczych lub technologicznych.
Z części niskoprężnej kondensacyjnej turbiny parowej para płynie do skraplacza.
W turbinie gazowej powietrze do spalania dostarczane jest przez sprężarki powietrza.
Turbina gazowa ma 3-4 stopni turbinowych.
W bloku gazowo-parowym rozdział mocy między część gazową a parową wynosi 2:1.
W układzie gazowo-parowym komin zwany gorącym kotła odzysknicowego służy do odprowadzania spalin z turbiny gazowej do atmosfery, kiedy turbina parowa nie pracuje.
Cylinder w sprężarce tłokowej od góry zakończony jest pierścieniem.
W celu uzyskania dużego sprężu, sprężarki osiowe łączy się ze sobą
XVI
Sprawność bloku gazowo-parowego wynosi 60%.
Tłok odciążający jest w turbinie typu reakcyjnego.
Turbiny promieniowe budowane są jako turbiny o nieruchomych kierownicach.
Kadłub części wysokoprężnej turbiny jest najmniejszy ze względu na parametry pary.
W układzie gazowo-parowym spaliny z turbiny gazowej płyną do kotła odzysknicowego.
Główne składniki turbiny gazowej w układzie prostym to: sprężarka wirowa, jedna lub więcej komór spalania, turbina gazowa, jeden lub więcej wymienników ciepła.
W sprężarce tłokowej napęd na tłok przenoszony jest z silnika przez układ korbowy.
Wirnik wielołopatkowej sprężarki rotacyjnej umieszczony jest na wale mimośrodowo ułożyskowanym.
Elementem roboczym w pompie helikoidalnej jest wirnik helikoidalny.
Ze względu na zasadę działania pompy dzielą się na: wyporowe i wirowe. !!
XVII
Turbiny wodne ze względu na zasadę działania dzielą się na: akcyjne i reakcyjne.
W elektrowniach pompowych turbina realizuję pracę
Turbozespoły pompowe stosowane są w elektrowniach szczytowo-pompowych.
Turbozespół wodny składa się z turbiny wodnej, generatora elektrycznego oraz układów pomocniczych.
Sprawność energetycznej turbiny gazowej w układzie prostym wynosi do 40%.
Sprężarka która służy do obniżania ciśnienia w zamkniętej przestrzeni to pompa próżniowa.
Organem roboczym w pompie nurnikowej jest nurnik.
Pompą wyporową jest: pompa zębata.
Rolę zaworu w dwusuwowym tłokowym silniku spalinowym pełnią okna ssące.
Sposoby chłodzenia tłokowego silnika spalinowego: powietrzem, cieczą chłodzącą.
XVIII
Łopatki wirnika pierwszego stopnia turbiny gazowej chłodzone są w układzie zamkniętym.
W układach gazowo-parowych kotły odzysnkicowe mogą być w układzie:
Ze względu na ruch organu roboczego sprężarki wyporowe dzielą się na: nurnikowe, membranowe i wirnikowe.
Wydajność sprężarek tłokowych jest proporcjonalna do liczby cylindrów.
Sprężarka dynamiczna bez ruchomych części to strumienica.
Do usuwania gazów z zamkniętych przestrzeni stosuje się pompy próżniowe.
Organem roboczym wentylatora promieniowego jest wirnik.
W celu zwiększenia wysokości podnoszenia pompy wirowe wykonuje się jako szeregowo następujące po sobie wirniki.
Tłokowe silniki spalinowe ze względu na sposób zapłonu dzieli się na: iskrowe, samoczynne i świecą żarową.
W tłokowym silniku spalinowym napęd wału, prądnicy i pompy układu chłodzącego brany jest z wału korbowego.
W spalinowych silnikach czterosuwowych występuje rozrząd zaworowy.
Dmuchawa w układzie doładowania spalinowego silnika tłokowego bierze napęd z głównego wału napędowego lub za pomocą odpowiednio połączonej z nią turbiny.
XIX
W celu zwiększenia stopnia sprężania sprężarki rotodynamiczne buduje się jako wielostopniowe.
Do utrzymania ciśnienia mniejszego od ciśnienia otoczenia stosuje się pompy próżniowe.
Sprężarka wyporowa o posuwisto-zwrotnym ruchu organu roboczego to pompa membranowa.
Ze względu na zasadę działania maszyny sprężające dzieli się na objętościowe i dynamiczne.
Pompy wirowe: odśrodkowe, helikoidalne, diagonalne, śmigłowe.
Wysokość podnoszenia pompy jest to różnica poziomów cieczy pomiędzy górnym a dolnym zbiornikiem.
W pompie nurnikowej do wyrównania pulsacji ciśnienia stosuje się powietrzniki.
Układ pompowy składa się z przewodu ssawnego, pompy oraz z sinika i przewodu tłoczącego.
W tłokowym silniku spalinowym blok cylindrowy zamknięty jest od góry głowicą.
Prędkość obrotowa wału rozrządu w stosunku do prędkości obrotowej wału korbowego wynosi 1:2
Element ziębiarki sprężarkowej jaki znajduję się w zamrażalniku to parowacz.
Roztwór bogaty w amoniak powstaje w elemencie ziębiarki absorpcyjnej zwanym absorberem.
Pompa wyporowa: pompa tłokowa jednostronnego działania, pompa tłokowa dwustronnego działania, pompa nurnikowa, membranowa, pompa zębata.
XX
Ze względu na zasadę działania pompy dzieli się na: wyporowe i wirowe.
Ze względu na sposób podawania paliwa tłokowe silniki spalinowe dzieli się na: gaźnikowe, zasilane pompą wtryskową.
Układ korbowy dzielimy na dwa typy:
Tłokowy silnik spalinowy dwusuwowy ma 0 zaworów, on ma szczeliny.
Układy zasilania w tłokowych silnikach spalinowych z zapłonem iskrowym: gaźnikowe i wtryskowe.
W tłokowym silniku spalinowym tłok z wałem korbowym połączony jest tłoczyskiem i wodzikiem.
W energetyce zawodowej zastosowanie znalazły elektrownie jądrowe z reaktorami
W ziębiarce agregat sprężarkowy składa się z: cylindra, tłoku, korbowodu, sworznia tłoka, płyty zaworowej, wału korbowego, filtru olejowego, stojanu, wirnika, amortyzatora, przeciwciężaru, tłumika, głowicy i obudowy.
(lub inaczej i prościej jest to silnik i sprężarka w hermetycznym pojemniku)
Pompa ciepła: sprężarkowa, sorpcyjna, termoelektryczna, strumienicowa, wykorzystująca efekt wirowy, chemiczna, elektrodyfuzyjna.
Dolnym źródłem ciepła pompy cieplnej może być: otoczenie (powietrze, woda w rzece lub jeziorze, grunt) lub odpadowe niskotemperaturowe źródła ciepła (ścieki, odpady technologiczne, woda podgrzewana w kolektorach słonecznych) i inne.
W ziębiarce sprężarkowej czynnikiem roboczym jest freon.
XXI
Ze względu na sposób zapłonu mieszanki tłokowe silniki spalinowe dzieli się na: iskrowe, samoczynne, świecą żarową.
Ze względu na sposób napełniania cylindra powietrzem tłokowe silniki spalinowe dzieli się na: wolnossące, z doładowaniem.
Typy układów rozrządu w tłokowych silnikach spalinowych dzielimy na: dolnozaworowy, górnozaworowy, mieszany.
Ze względu na liczbę suwów tłokowe silniki spalinowe dzieli się na: dwu lub czterosuwy.
W ziębiarce absorpcyjnej warnik służy do podgrzewania grzałką elektryczną lub grzejnikiem roztwór bogaty.
Agregat w ziębiarce sprężarkowej służy do
Parownik sprężarkowej pompy ciepła używanej w celach grzewczych może być umieszczony w rzece, jeziorze gruncie, lub w zbiornikach z przemysłowymi odpadami.
Czynnikiem roboczym w zielarce absorpcyjnej jest roztwór dwóch substancji z której jedna wykazuję większą zdolność do odparowania.
Maszyna kriogeniczna do uzyskiwania skroplonych gazów nosi nazwę skraplarki.
Zadaniem moderatora w reaktorze jądrowym jest:
Rdzeń reaktora jądrowego tworzy:
XXII
W pompie ciepła typu ziębiarka sprężarkowa rolę skraplacza pełni kaloryfer.
W ziębiarce strumieniowej do obniżenia temperatury wykorzystuje się ciepło wody.
Do regulacji mocy reaktora jądrowego służą:
W ziębiarkach sprężarkowych stosuje się sprężarki typu:
W elektrowniach jądrowych paliwem rozczepianym jest:
Wymienić typy jądrowych reaktorów termicznych:
Wymienić moderatory neutronów w reaktorach jądrowych.
W elektrowni heliotermicznej promieniowanie słoneczne jest kierowane na wieżę przez:
W jakim urządzeniu bezpośrednio przekształca się promieniowanie słoneczne na energie elektryczną??