Главная страница > Энциклопедический словарь Гранат, страница > Электрификация

Электрификация

Электрификация, представляет в настоящее время высшую форму механизации (электромотор заменяет все другие виды двигателей), причем слово Э. имеет два значения: 1) процесс полного или частичного перехода какого-нибудь предприятия или целой отрасли народного хозяйства к этой форме механизации; 2) обозначает также метод централизованного электроснабжения какого-либо города, района или целой страны.

I. Э. как высшая форма механизации. Основные преимущества электроэнергии (возможность передачи набольшие расстояния, высокий коэффициент полезного действия при превращении в другие виды и любая дробимость потребления) обусловила широкое распространение этой формы энергии за последние несколько десятилетий и переход от „века пара“ (XIX-го) к „веку электричества“ (XX), Электрические двигатели имеют целый ряд серьезных премущеетв перед всеми другими видами двигателей: применение их привело к замене громоздких трансмиссий одиночным приводом отдельных станков или даже частей стайка. Возможность обслуживания электродвигателя лицами без специальной подготовки черезвычайно широко расширила области его применения в только в промышленности, но и в сельском хозяйстве и в домашнем быту. Электрические печн на фабриках и заводах дают возможность очень точно регулировать температуру и, благодаря целом у ряду еще других преимуществ, применяются все в большей степени для выплавки высококачественного металла. Широко распространяются и другие применения электротермии, как. например, электросварка. Применение электроэнергии для электролиза вызвало к жизни большую новую отрасль промышленности—электрохимию (смотрите).

В табл. 1 показана степень Э. промышленности в нескольких странах, причем для сравнимости степень Э. определена как отношение мощности электродвигателей к суммарной мощности первичных двигателей и электромоторов, получающих энергию со стороны (правильнее было бы оценивать степень Э. не по мощности двигателей, а по их работе за год, что,. однако, в статистике на Западе применяется редко).

Таблиц“ 1.

Рост степей! электрификации промышленности в Wo (по мощности)

Страны

1904

190» 1914 : ПИ» 192г> 1927j 1929

САСШЧ. -

11,8

25.81 39,4 1 55,8 1 72,7 77.8 1 —

Гермааия .

— I — 1 — 66,0 — —

Англия. .

— s - 4S.C11, — —

СССР. . .

-

19,0 | - 1 — : 51,5 1 во») |

За последние годы все более распространяется Э. железных дорог на линиях с очень сильным движением или с большим уклоном. Наоборот, внутригородской электрический транспорт встречает за последние годы большую конкуренцию со стороны автотранспорта. Одиако, в среде последнего завоевывают себе место повозки с электрическими аккумуляторами, а также троллейбус (безрельсовый трамвай). В сельском хозяйстве электроэнергия находит очень разнообразное применение (смотрите электротехника—сельское хозяйство). Главным препятствием к распространению применения электроэнергии в сельском хозяйстве является дороговизна большой распределительной сетн и малая продолжительность годового использования эле-

’) Жура. .Electrical “Woild- Jan. 4,1930.

J) „The Economist“. Oct. 29,1927.

) „Эяерг. хоз. СССР“, т. 1, ст. вроф. Вейда, XIX в XXI стр., 1981.

ктромеханизмов. В СССР Э. сельского хозяйства имеет особенно большие перспективы в связи с проведением сплошной коллективизации: с одной стороны, значительно увеличивается масштаб возможного применения электроэнергии в сельском хозяйстве, а с другой—увеличивается продолжительность использования электроустановок, поскольку в данном районе будет развиваться сельско-хозяйственная индустрия.

В последнее время электричество получило большое применение в быту: ие говоря уже об электрическом освещении, киторое по удобству, безопасности и дешевнзне превосходит все другие виды освещения и потому распространяется везде, где только есть эл. энергия.—электричество сейчас широко применяется за границей для варки пищи, для подгреваиия воды (часто— ночным током, по дешевому тарифу), для утюгов, пылесосов, швейных машин и прочие В С.-А.С.Ш. получило очень большое распространение применение электричества для домашних холодильников и для автоматизированных нефтяных отопительных установокв домах. Где эл. энергия дешева, она применяется и непосредственно для отопления домов. Несомненно, что в связи с начинающимся у иас в СССР широким развитием строительства социалистических городов надо ожидать быстрого роста применения электроэнергии в домашнем быту.

II. Э.. как метод централизованного электроснабжения, является основной предпосылкой для рационального построения энергетического хозяйства страны. Целью рационализации энергохозяйства ставится максимальное использование для нужд промышленности и населения местных энергетических рессурсов, уменьшение до минимума транспорта топлива по стране и максимальное снижение стоимости электрической, механической и тепловой энергии. При современном состоянии энергетики наименьших вконечном счете капитальных затрат требует система единого энергетического хозяйства, состоящая из мощной высоковольтной сетн, соединяющей потребителей электроэнергии в целом районее источниками централизованного элек-1 ми тремя категориями элэктростан-троснабжеиия, каковыми могут быть: ций, так как, с одной 4стороны, комби-а) крупные районные станции, исполь-1 иирование тепла и электроснабжения, зующие местные энергетические pec-! как правило, осуществляется во всехоурсы (низкосортное топливо и водные силы); б) фабрично-заводские энергоустановки, исполь зующие для полу чеиия электроэиер гни и тепла горю чие отбросы про изводствгцв) тепло снабжающие эле ктростанции (те плоэлектроцеитра ли), снабжающие промышленных и бытовых потребителей паром или горячей водой, причем пар пропускается предварительно через турбины, связанные с электрическими генераторами. В условиях ССОР-нельзя провести резкой границы между названны-

Рао. 1.

Обозначенияслучаях, а с другой стороны — каждая электростанция, которая строится на отдельном предприятии (например, с целью использования его внутренних энергетических рее-сурсов). применяется и для снабжения других потребителей, являясь одновременнопо существуй районной электростанцией.

В последнее время существует стремление комбинировать ‘ электростанции, в частности теплоснабжающие, с

1 Центры потребления энергии ) Тепловой энергии ф Электроэнергии(кр</пной) ’» (мелкой)

2. ЦентрЫ производства энергии (СВЗ) Теплоэлектроцентрали ва Электростанции при ф-з превприят. сжигангецие толЬко горюиие отбросы производства

pg| влек трос ле. при ф-з .прек- прият. сжигающ.частЬюотбросЬ/ частью привоз ное топливо.

I I /Ьйонноя лоровоя. станция намести, топливе Д ТЬйонн. гиброзлектрост. - высоковольтная магистральная линия

— Bb/соковалЬтная распределительная линия местного значениягазовыми заводами, тесно увязывая в едином энергетическом хозяйстве снабжение промышленности и населения газом со снабжением теплом и электроэнергией. На рисунке 1 показана принципиальная схема единого энергетиче ского хозяйства. Объединение одной общей сетью разнообразных потребителей электро-энергии дает экономию; электрической мощности вследствие разновременности потребления у отдельных групп; кроме того, уменьшается необходимость в резервах при той же степени надежности (смотрите электротехника — электростанции).

Наибольшее экономическое значение имеют следующие 6 преимуществ развитой высоковольтной электрической сети, составляющей основу единого энергетического хозяйства.

lj Мощная сеть с широким охватом потребителей позволяет концентрировать производство электроэнергии на электростанциях с крупными аггре-

Электротехника — электростангии). Совместная работа иа общую сеть нескольких электростанций дает возможность так распределять нагрузку между ними, чтобы в наибольшей степени использовать те из станций, которые имеют наименьший удельный расход топлива.

2) При совместном обслуживании разнообразных групп потребителей повышается очень значительно коэффи-; циентиспользовання мощности электростанций. Кроме уже отмеченной разновременности потребления, этому спо-I собствует возможность установления | систем тарификации электроэнергии,; увеличивающих потребление последней 1 для бытовых и термических целей в ! часы снижения до минимума потребления электроэнергии электродвигателями на пром. предприятиях и для це-i лей освещения (ночные часы, обеден-! ный перерыв). У нас увеличение смен-[ иости иа предприятиях, регулирование

Таблица 2.

Двн&иила технического прогресса о области конструирования я эссплоатацин паровых турбий (одповальвых) в С.-А. С III. >),

установки

Напбол. мощность, кат.

Давление пара, ати.

Температура перегрева пара, “С

Кодф. пол. действия всей установка

1903

5.0<)0

12

102

9,2

1914

20.001)

13,5

310

16,5

1923

30.000-45.000

16—17

330-340

19.0

1924

35.000-60.000

57 5

385

1923

77.000

_

192:

91.500

»’ L

1928

110.000

30

_

к |

1929

30.000

100

400

1920

130.000

30

_

208.000

45,6

400

(грехвадьяый)

татами. В табл. 2 показано для примера, I недельного отдыха предприятий и как в С.-А. С. Ш. происходит парал-1 учреждений, а также искусственное ре-лельно процесс укрупвения аггрегатов гулирование графиков нагрузки потре-и повышение коэффициента полезного ] бителей способствует увеличению действия электроустановок, а следова-1 коэффициента использования станций, тельио, и улучшение использования | В табл. 3 показано, как в различных топлива, [странах повысился этот коэффициент

Кризис капиталистического хозяй- [(выраженный в часах) с довоенного вре-ства после 1929 г. прервал процесс j мени. укрупнения генерирующих единиц.--

У ВвЛИЧеиие МОЩНОСТИ отдельных аггре-1 ) По докладу Rice на l-а Мировой внергетячегатови целых станций понижает стой-1 токи“ тэДгВе 1924 г и с“гк иа

МОСТЬ установленного кнловатта (смотрите -) Средние цифры для аггрегатов больше 60.000 квт.

Т а б и е д а 3.

Сравнение числа часов невользованил ва год уста-юалеякой мощности электростанций (станция общего пользования).

| 1912 В1Я 1913 J

1927

1929

1911

2.890

2.150

2.987’)

3.140

2.G501)

СССР

3.8101)

Это повышение коэффициентов использования вызвано раепростране нием централизованных систем электроснабжении, с одной стороны, и расширением применений электроэнергии, с другой.

3) Общая высоковольтная сеть позволяет наиболее полно использовать преимущества комбинирования производства электроэнергии с производством тепла (теплофикация) и производством газа (газификация) для промышленности и населення. Централизованное теплоснабжение дает возможность понизить расход топлива вследствие более высокого коэффициента полезного действия мощной котельной высокого давления на теплоэлектроцентрали (свыше 80%) по сравнению с мелкими котельными отопительных устройств у отдельных абонентов (от 50 до 70%). При пропуске отпускаемого абонентам пара предварительно через турбины получается электроэнергия с добавочным расходом топлива всего 1.000-1.500 калорий на квт-час (0,16— 0,22 килограмма условного 7.000 калорийного топлива) вместо 3.000-3.500 калорий на самых лучших и мощных современных конденсационных станциях (ем. электротехника — электростанции). Централизованное теплоснабжение,комбинированное с производством электроэнергии, осуществлено уже в индустриальных странах,но пока еще в сравнительно небольшом масштабе. Последнее объясняется, с одной стороны, трудностями в условиях частнокапиталистического хозяйства, глубокого внедрения во внутреннюю жизнь предприятия, связанного с централизацией, не только электроснабжения, но и снабжения теплом и горячей водой, а с другой стороны—крупными капитальными затратами для замены уже существующих индивидуальных системтеплоснабжения—централизованными. Электростанцпи, вырабатывающие электроэнергию за счет сжигания отбросов производства или за очет комбинирования электроснабжения с теплоснабжением, отдают в общую районную сеть избыточную электроэнергию, неиспользованную предприятием, часть которого составляет станция. В случаях временного или постоянного дефицита в электроэнергии эти предприятия покрывают его получением энергии из общей сети. Кроме того, в сети сосредоточены общие резервы. Так каю графики потребности в тепловой и в электрической энергии ие совпадают по времени, наличие мощной районной сети дает возможность полного использования горючих отбросов и выгод, комбинирования электро- теплоснабжения. В последние годы начинает завоевывать признание принцип необходимости до сжигания топлива пре двар птельно извлечь из него жидкие погоны, что связывается с комбинированием электростанций с заводом по дестил-ляции твердого топлива. Начинает применяться полукоксование в связи с электростанцией. При низкотемпературной дестилляции (500-600° С) получаются: а) жидкие погоны, б) так называемый швельгаз, который может быть использован для технологических и бытовых целей, и в) полукокс, который, тут же размалывается в порошок и сжигается под котлами электростанции (смотрите химическая переработка каменного угля, XLV, ч. 2, 263 сл.). Двухлетняя эксплуатя в Англии (Ныо-кестль) электростанции с заводом полукоксования, причем сбывались иа сторону только жидкие погоны, а газ сжигался вместе с полукоксом под котлами, дала в конечном счете-

J) По данным „Electrical World“, 7/V, 19Si.

) „Электрохоз. СССР“, стр. LXIV 1931.

снижение расходов на топливо по сравнению с сжиганием угля в сыром виде на 16%

У нас проектируется сверхмощная районная электростанция (в Донбассе в Гришинском районе), составляющая часть комбината для переработки угля коксованием на газ. Получаемый не-металлургический кокс будет сжигаться тут же под котлами, высококалорийный газ передается по газопроводам заводским печам. Продукты высокотемпературной дестил-ляции угля перерабатываются химическим заводом комбината. Электростанция мыслится как теплоснабжающая, и так. обр. одновременно осуществляется Э„ теплофикация, газификация и вводится в круг единого энергохозяйства также и централизованное снабжение промышленности высокотемпературным теплом. В условиях социалистического строительстваСССР имеются все предпосылки для осуществления теплофикации совместно е Э.. а во многих случаях и с газификацией в широчайшем масштабе, так как в условиях планового хозяйства при проектировании новых предприятий и реконструкции старых с самого нач&ланужно предусматривать централизованное снабжение всеми видами энергии, а широкое строительство социалистических городов нужно вести с расчетом создать в них единую систему энергохозяйства.

4) Мощная высоковольтная сеть дает возможность использовать отдаленные от промышленных центров водные силы и залежи низкосортного топлива. Совместная работа на общую сеть различных электростанций допускает наиболее полное использование местных энергетических ресеуреов: так, например, гидростанция, работающая совместно с паровыми, может извлечь полностью энергию водотока, меняющуюся, как известно, по сезонам. Совместная работа гидростанций на реках, имеющих ледниковое питание и летний максимум (например в северной Италии), с гидростанциями на реках, имеющих родниковое питание и летний минимум {южная Италия), дает возможность избегнуть иеудобетв сезонного уменьшения мощности станций, направляяпо линиям электропередач поток энергии летом в одном направлении, зимой—в другом. Аналогично работают гидростанции на реках с гидростанциями на оросительных каналах (Армянская ССР). Сухое лето, уменьшая в наших условиях дебет воды в реке и количество киловаттчасов, которое за год может дать гидростанция, в то же время позволяет перевыполнить про-| граммугорфодобычи.чтоможет компенсировать, например в Ленинграде, при совместной работе гидростанций с торфяными, уменьшение выработки первых в маловодном году. Теплоэлектро“

: централи, работающие с противодав-1 ленческими турбинами, в зимнее время 1 дают максимальную электрическую; мощность, вследствие чего они в боль-j той сети могут компенсировать до ие-I которой степени сезонное зимнее сни-{жение мощности гидростанций.

! 5) Одним изнаиболее важных препму-

j ществ объединения электростанций j высоковольтными сетями в одну систему является возможность наилуч-, шего использования резервов: в то время как на каждой изолированной электростанции для достижения надеж ной работы электроснабжения должна | иметься резервная мощность, равная по крайней мере одному наиболее крупному из работающих на станции аггре“ гатов,—на объединенных электростанциях резервная мощность одной станции может в случае нужды заменить вышедший из работы аггрегат другой, станции. В результате суммарная резервная мощность—для целей как аварийного, так и планового ремонта—может быть для объединенных электростанций взята меньшей; это дает, при той же степени надежности электроснабжения, значительную экономию в капит. затратах иа электростанцию, частично покрывающую расходы по сооружению высоковольтных передач, соединяющих электростанции.

б) Высоковольтные сети дают возможность такого комбинирования различных источников энергии, при котором получается иаивыгоднейший топливный баланс энергохозяйства в целом.

Вышеперечисленные выгоды создания единого энергохозяйства, даже бее указанной выше выгоды комбииирования производства различных видов [ ширеиия применения электроэнергии; энергии, пока еще мало использованной j 3) значительно повысилась средняя во всех индустриальных странах (в томj мощность эл. станции. На рисунке 2 пока-числе и в СССР), привели к тому, что 1 зан для С.-А. С.Ш. индекс средний для стоимость электроэнергии повсеместно ! всех товаров по сравнению с довоеи-имеет гораздо меньший индекс вздоро- ным и таковой же для электроэнергии, жанпя по сравнению с довоенным вре- Один из пионеров применения высо-меием, чем все другие товары, и либо кого давления пара на электростанциях остается на довоенном уровне, либо (в, С.-А. С. Ш. совершенно справедливо большинстве случаев) значительно по- отметил на мировом инженерном кон-иижается. Особенно характерен прамер 1 грессе в Токио в 1929 г., что выгоды Германии, где в 1927 г. стоимость по- современной системы электроснабже-стройки одного киловатта,; ния в С.-А. С.Ш. при наличии мощных установленного на электро- сетей в большей степени обусловили 5» станции, повысилась по срав- снижение расходов топлива на квт-часнению с довоенным в полтора i и удешевление энергии, чем огромные раза; °/0°,/0 на капитал, ссу-1 успехи теплотехники и резкое повы-

§ So

I

/

/

7 1

Г“

N

//

V

ч

Цн.

/Змии

V

9

---

£Г-

у

S3

Эне/.

гил

W3 т № /9/6 /9/7 /9№ /9/9 /920 /92/ /922 /923

/925 /926 /927 /223

Ряо. 2.

женный электроснабжающим предприятиям, С -iVaVo поднялись ДО 8—10°/о; стоимость т. топлива повысилась на 75°/о; текущие расходы (включая зарплату) иа 50— 70%; налоги, уплачиваемые электроснабжающими обществами, повысились в 8 раз, и, тем не менее, стоимость электроэнергии осталась на довоенном уровне. Объясняется это тем, что: 1) расход топлива на один квт.-ч. понизился в среднем в полтора раза за счет лучшего оборудования и лучшего использования при совместной работе наиболее современных станций; 2) почти в 2 раза увеличился коэффициент использования мощности, установленной на электростанции общего пользования за ечет развития сетей и растение коэффициента полезного действия электростанций за последние, годы 3).

| III. Мировая Э. В последние годы мировое производство электроэнергии растет все более ускоряющимся темпом, что происходит вследствие развития У. в таких странах, электроснабжение коу В 1930г. в Гартфорде (С.-А.С.Ш.) начала рабо-I тать первая крулиая уотявоввяНО.ООб квт) о яополь-зованнеы двух рабочих тел: водяного пара в пара ртути. Эта уставов» фактически достигла за первые 9 месяцев эксплуатн хоэф. полезного действия 84‘7о(,Е1. Wirtschafi“, 31, IV). Применение танах „бинарных циклов открывает новые перспективы дальнейшего повышения к. п.д, конденсационных электростанций, во комбинирование теплосвабження с электроснабжением дает возможность еще значительно большего увеличения в.п.д., чек достигаемый конденсадноквымн электростанциями о бинарным циклом.

торых было в зачаточном состоянии, и непрерывного (до кризиса) роста потребления электроэнергии в странах, уже им!ющих очень развитую систему электрохозяйства. Рост суммарного произтельные данные, представлен на рис-3,—до времени наступления кризиса капиталистической системы хозяйства. Более точные данные по отдельным странам показаны в таблице 4= и 5. В обо-

водства электроэнергии всеми станциями во всем мире.очем присовременном состоянии энергетической статистика можно получить только приблизиих случаях дается, кроме производства электроэнергии от всех станций, еще та же величина, рассчитанная на душу населения.

Таблиц» 4

Пронаводсгт электроэнергии всеми электрическими станциями.

Страны

Годы

Производствомиллионы

К8Т-Ч.

Электроэнергиихвт-ч. на душу населен.

ирнблаанг. среапий прирост за год

1927

102.760

Германия

1927

25.134

402

Аяглмя

1927

15.600

Кавяда

1928

15.000

1.600

франция

1927

18.000

325

Япония

1927

10.559

180

Ит&дая

1927

236

Норвегия

1925

8 000

1927,28

5,100

Швейцария

1927

Швеция

1927

4.400

7 50

Щь

СССР

1926

Ш1

2.100

10.600

77

70

12°/«

80°/.

Примечание. Кроме СС(Г, С.-А.С.1П.. Штепии и Норвегии, взято из .World Power11, JttJjr, И89; по ш»еиин в Норвегии данные из журнала „Electrical World“; С.-А. С. Ш. вз того я» журнала, October б 102».

Таблица В.

Мощности электростанций в тысячах квт ).

Страны

Годы

Станцпн общ. 1 пользования

Стаицпп части, иол.

Все станции

°;„90 ОТ

всех перв.дЕиг.

С.-А. С. Ш

. 1927

I 27.600

5.670

38.270

77

Герыаняя

. 1025

! 4.450

rum)

9.S50

03

франция

. 1928

1 4.551)

2.S20

6.S70

85

Англия

. 1121

1 4.000

2.570

6.570

5!!

Италия

. 1127

3.150

ion

Я.550

57

Кенада

2.740

3.390

90

Япония

. 11)2 о

2.60ч

600

8.200

15

Швейцария

. 1927

-

1.5SD

S5

СССР.

<ч!<|

8.34-}

1.669

Польша

495

295

790

64

СССР .

1.082»)

3.107

Вмпровой энергетической статистике существует разделение электростанций на 2 группы: станции общего пользования, продающие электроэнергию населению и промышленности, и станции частного пользования, снабжающие электроэнергией только предприятие, на территории которого и заботами которого они построены. Это разделение по существу противоречит принципу создания единого энергетического хозяйства. Даже на капиталистическом Западе уже нередки случаи, когда станции частного пользованияторые могут вырабатывать дешевую электроэнергию на энергетических отбросах или местных реесурсах, отдавая при этом энергию не только тому предприятию, на территории которого они построены, а всем потребителям. В СССР уже в 1929 г. было около 50 городов, пользовавшихся электроэнергией ие от городской станции общего пользования, а от фабрично-заводских. Общая тенденция во всем мире-направлена к уменьшению роли станций частного пользования. Так, иапр., в Германии мощность электростанций

[ Кояф. централизации вл.-св&бж.

Страны ; i i |

; lH2a2ft I 192627 1927 28 [ 1928,’28 | 1929/30

СССР -m.il 4Я.И , 52.8 j 57.5 | «1.В

Германия. 46.7 ; 48.1 49.0 , 50,7 I 58.5

Англия 60.4 i «2,s 6.3.S 65,2 [ rtS.l

C.-A. С. Ш 73,U | — 73.5 74.5 77.0

работают на общую сеть, отпуская ей ’ общего пользования возросла за 3 года, избыток произведенной энергии нлн|с 1926 до 1929—с 5,5 мли. квт до 7,5 млн. покрывая дефицит на основании дого- квт, в то время юак мощность электровора, заключенного владельцем стан- станций в промышленности за это ции с электроснабжающим обществом, время увеличилась лишь с 4,5 до 4,9 В СССР такое разделение, хотя оно в млн. квт. В Англин в 1925/26 годах мощ-официальной статистике пока еще су-1 ность промышленных электростанций щеетвует, практически потеряло вся- составляла 44% общей мощности кое значение, так как проводится прнн- страны, в 1928-же году—лишь 33,3%. ЦИП, ПО которому, кроме районных элек- (, По „World Power» (July, 1929). кроме СССР,

тростанций, имеют право на суще- а) Районные электростанции. Стаяцпй частного с е пользования в СССР пет.

отвование толькоте электростанции,КО- J) Остальные электростанции, кроме районных.