Termoelektrostacijas darbības shēma. Termoelektrostaciju (TES) plusi un mīnusi
Termoelektrostacijas mērķis sastāv no degvielas ķīmiskās enerģijas pārvēršanas elektroenerģijā. Tā kā izrādās, ka tieši veikt šādu pārveidošanu praktiski nav iespējams, vispirms kurināmā ķīmiskā enerģija jāpārvērš siltumā, kas rodas, sadedzinot degvielu, pēc tam jāpārvērš siltums mehāniskajā enerģijā un, visbeidzot, pārvērst šo pēdējo elektroenerģijā.
Zemāk esošajā attēlā parādīta vienkāršākā elektriskās spēkstacijas termiskās daļas diagramma, ko bieži sauc par tvaika spēkstaciju. Degvielu sadedzina krāsnī. Kurā . Iegūtais siltums tiek pārnests uz ūdeni tvaika katlā. Rezultātā ūdens uzsilst un pēc tam iztvaiko, veidojot tā saukto piesātināto tvaiku, tas ir, tvaiku tādā pašā temperatūrā kā verdošs ūdens. Pēc tam piesātinātajam tvaikam tiek piegādāts siltums, kā rezultātā veidojas pārkarsēts tvaiks, t.i., tvaiks, kura temperatūra ir augstāka nekā ūdens, kas iztvaiko ar tādu pašu spiedienu. Pārkarsētu tvaiku iegūst no piesātināta tvaika pārkarsētājā, kas vairumā gadījumu ir tērauda cauruļu spole. Tvaiks pārvietojas cauruļu iekšpusē, savukārt ārpusē spoli mazgā karstas gāzes.
Ja spiediens katlā būtu vienāds ar atmosfēras spiedienu, tad ūdens būtu jāuzsilda līdz 100 ° C temperatūrai; ar turpmāku siltumu tas sāktu ātri iztvaikot. Iegūtā piesātinātā tvaika temperatūra būtu arī 100 ° C. Atmosfēras spiedienā tvaiks tiks pārkarsēts, ja tā temperatūra ir virs 100 ° C. Ja spiediens katlā ir augstāks par atmosfēras spiedienu, tad piesātinātajam tvaikam ir temperatūra. virs 100 ° C. Piesātinātā temperatūra Jo augstāks spiediens, jo augstāks tvaiks. Pašlaik tvaika katli ar spiedienu tuvu atmosfēras spiedienam enerģētikā vispār netiek izmantoti. Daudz izdevīgāk ir izmantot tvaika katlus, kas paredzēti daudz lielākam spiedienam, apmēram 100 atmosfērām vai vairāk. Piesātināta tvaika temperatūra ir 310°C vai augstāka.
No pārkarsētāja pārkarsēti ūdens tvaiki pa tērauda cauruļvadu tiek piegādāti siltumdzinējam, visbiežāk -. Esošajās elektrostaciju tvaika spēkstacijās citi dzinēji gandrīz nekad netiek izmantoti. Pārkarsēti ūdens tvaiki, kas nonāk siltumdzinējā, satur lielu daudzumu siltumenerģijas, kas izdalās degvielas sadegšanas rezultātā. Siltumdzinēja uzdevums ir pārvērst tvaika siltumenerģiju mehāniskajā enerģijā.
Tvaika spiediens un temperatūra tvaika turbīnas ieplūdē, ko parasti dēvē par , ir ievērojami augstāki nekā tvaika spiediens un temperatūra pie turbīnas izejas. Parasti sauc par tvaika spiedienu un temperatūru pie tvaika turbīnas izejas, kas ir vienāda ar spiedienu un temperatūru kondensatorā. Pašlaik, kā jau minēts, enerģētikas nozarē tiek izmantots tvaiks ar ļoti augstiem sākotnējiem parametriem, ar spiedienu līdz 300 atmosfērām un temperatūru līdz 600 ° C. Galīgie parametri, gluži pretēji, ir izvēlēti zemi: spiediens apmēram 0,04 atmosfēras, t.i., 25 reizes mazāk nekā atmosfēras, un temperatūra ir aptuveni 30 ° C, t.i., tuvu apkārtējās vides temperatūrai. Kad tvaiks turbīnā izplešas, tvaika spiediena un temperatūras pazemināšanās dēļ ievērojami samazinās tajā esošās siltumenerģijas daudzums. Tā kā tvaika izplešanās process notiek ļoti ātri, šajā ļoti īsajā laikā jebkurai nozīmīgai siltuma pārnesei no tvaika uz vidi nav laika notikt. Kur paliek liekā siltumenerģija? Ir zināms, ka saskaņā ar dabas pamatlikumu - enerģijas saglabāšanas un pārveidošanas likumu - nav iespējams iznīcināt vai iegūt “no nekā” jebkādu, pat vismazāko enerģijas daudzumu. Enerģija var pārvietoties tikai no viena veida uz otru. Acīmredzot šajā gadījumā mums ir darīšana tieši ar šāda veida enerģijas pārveidi. Iepriekš tvaikos esošā liekā siltumenerģija ir pārvērtusies mehāniskā enerģijā un to varam izmantot pēc saviem ieskatiem.
Kā darbojas tvaika turbīna, ir aprakstīts rakstā par.
Šeit mēs tikai teiksim, ka tvaika strūklai, kas nonāk turbīnas lāpstiņās, ir ļoti liels ātrums, bieži vien pārsniedzot skaņas ātrumu. Tvaika strūkla rotē tvaika turbīnas disku un vārpstu, uz kuras disks ir uzstādīts. Turbīnas vārpstu var savienot, piemēram, ar elektrisko mašīnu - ģeneratoru. Ģeneratora uzdevums ir pārvērst vārpstas rotācijas mehānisko enerģiju elektroenerģijā. Tādējādi degvielas ķīmiskā enerģija tvaika spēkstacijā tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā un pēc tam elektroenerģijā, ko var uzglabāt maiņstrāvas UPS.
Tvaiks, kas paveicis darbu dzinējā, nonāk kondensatorā. Caur kondensatora caurulēm nepārtraukti tiek sūknēts dzesēšanas ūdens, kas parasti tiek ņemts no kādas dabiskas ūdenstilpes: upes, ezera, jūras. Dzesēšanas ūdens paņem siltumu no kondensatorā nonākošā tvaika, kā rezultātā tvaiks kondensējas, t.i., pārvēršas ūdenī. Kondensācijas rezultātā izveidojies ūdens tiek iesūknēts tvaika katlā, kurā tas atkal iztvaiko, un viss process atkārtojas vēlreiz.
Tā principā ir termoelektriskās stacijas tvaika spēkstacijas darbība. Kā redzat, tvaiks kalpo kā starpnieks, tā sauktais darba šķidrums, ar kura palīdzību kurināmā ķīmiskā enerģija, kas pārvērsta siltumenerģijā, tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā.
Protams, nevajadzētu domāt, ka moderna, jaudīga tvaika katla vai siltumdzinēja konstrukcija ir tik vienkārša, kā parādīts attēlā augstāk. Gluži pretēji, katlam un turbīnai, kas ir svarīgākie tvaika spēkstacijas elementi, ir ļoti sarežģīta uzbūve.
Tagad mēs sākam izskaidrot darbu.
), bet tie visi izmanto 3-4 veidu degvielu. Tās ir dabasgāze, ogles (cietās un brūnās), mazuts un kūdra. Visizplatītākie degvielas veidi ir gāze un ogles.
Sāksim ar oglēm. Ogles cilvēcei ir zināmas kopš seniem laikiem. Cilvēki ar to apsilda savas mājas jau ļoti ilgu laiku. Tas, pirmkārt, ir saistīts ar pašas degvielas pieejamību - dažas ogļu atradnes kļūst pieejamas, burtiski noņemot 2-3 metrus no zemes virsējā slāņa. Arī ogļu kā kurināmā ilgstoša izmantošana ir saistīta arī ar to, ka tās var viegli uzglabāt. Jums nav vajadzīgas nekādas greznas ierīces vai ēkas, vienkārši salieciet to kaudzē.
Aktīvi ogles sāka izmantot rūpniecībā no 18. gadsimta beigām. Attīstoties dzelzceļa transportam, ogles sāka izmantot arī tur. Jebkurā ražotnē ir svarīgi, lai būtu balkons, no kura būs pārskats par uzņēmumu. Gatavs balkons.
Pirmās ogļu spēkstacijas sāka būvēt 19. gadsimta beigās, un ogles joprojām aktīvi izmanto termoelektrostacijās.
Pirmajās termoelektrostacijās ogles dedzināja katlos uz restēm. Vispirms stokeri ar lāpstām iemeta kurtuvē ogles, arī izdedži tika izņemti manuāli. Tad parādījās mehanizētās restes. Uz tiem no piltuves augšas tika uzbērtas ogles, reste sakustējās un izdedži no otra gala iekrita izdedžu uztvērējā. Tas ļoti atviegloja stokeru darbu.
Ar gāzi darbināmas elektrostacijas.
Gāze ir kurināmais, ko, tāpat kā ogles, plaši izmanto termoelektrostacijās. Gāzei, salīdzinot ar oglēm, ir savas priekšrocības.
Pirmkārt, sadedzinot gāzi, mēs radām mazāk kaitīgo izmešu. Praktiski nav tādu sastāvdaļu kā pelni un izdedži.
Otrkārt, tiek vienkāršota termoelektrostaciju darbība, jo tiek novērsti tādi darbi kā putekļu sagatavošana. Papildus putekļu sagatavošanas iekārtām, plkst. Gāze praktiski nav jāsagatavo degšanai. Arī termoelektrostacija, kas darbojas ar gāzi, slodzes izmaiņu ziņā ir nedaudz manevrējamāka nekā termoelektrostacija, kas darbojas ar oglēm.
Runājot par efektivitāti, mēs varam teikt, ka mūsdienu termoelektrostacijas, kas darbojas CCGT ciklā (tvaika-gāzes stacija), var darboties tikai ar gāzi. CCGT ir uzstādīts, un tieši tajā tiek sadedzināta degviela, nevis katlā, kā vecajās elektrostacijās. Tur nav iespējams sadedzināt ogļu putekļus. Lai gan ir vērts teikt, ka šobrīd no akmeņoglēm ir iespējams iegūt sintētisko gāzi, uz kuras jau var darboties daži ārvalstu gāzes turbīnu modeļi.
Mazuts, kūdra, dīzeļdegviela un cita veida kurināmais termoelektrostacijās.
Divdesmitā gadsimta vidū dažas termoelektrostacijas aktīvi izmantoja mazutu kā degvielu. Pašlaik mazuts netiek izmantots kā galvenā degviela tās augsto izmaksu dēļ. Bet mazutu turpina izmantot kā kurināmo ogļu spēkstacijās. Pēc ekspluatācijas īpašībām mazuts ir tuvu dabasgāzei. Ir vērts atzīmēt, ka, sadedzinot mazutu, izdalās daudz sēra oksīda, jo tajā ir augsts sēra saturs.
Tāpat pagājušajā gadsimtā dažas termoelektrostacijas izmantoja kūdru kā kurināmo. Bet ekspluatācijas īpašību un ekonomiskās nerentabilitātes dēļ to tagad praktiski neizmanto.
Dīzeļdegvielu izmanto tikai tur, kur nav nepieciešams liels elektroenerģijas daudzums. Piemēram, mūsu valsts ziemeļu un salu teritorijās. Vai arī tur, kur nepieciešama pagaidu barošana. Dīzeļdegviela, tāpat kā mazuts, tagad ir dārga.
Varat arī apskatīt visu Krieviju.
Elektriskā stacija ir iekārtu komplekts, kas paredzēts jebkura dabas avota enerģijas pārvēršanai elektroenerģijā vai siltumā. Ir vairākas šādu objektu šķirnes. Piemēram, termoelektrostacijas bieži izmanto elektroenerģijas un siltuma ražošanai.
Definīcija
Termoelektrostacija ir elektrostacija, kas kā enerģijas avotu izmanto jebkuru fosilo kurināmo. Pēdējo var izmantot, piemēram, naftu, gāzi, ogles. Pašlaik termokompleksi ir visizplatītākais spēkstaciju veids pasaulē. Termoelektrostaciju popularitāte galvenokārt ir izskaidrojama ar fosilā kurināmā pieejamību. Nafta, gāze un ogles ir pieejamas daudzās planētas daļās.
TPP ir (stenogramma no Tās saīsinājums izskatās kā “termiskā spēkstacija”), cita starpā, komplekss ar diezgan augstu efektivitāti. Atkarībā no izmantoto turbīnu veida šis rādītājs šāda veida stacijās var būt 30 - 70%.
Kādi termoelektrostaciju veidi pastāv?
Šāda veida stacijas var klasificēt pēc diviem galvenajiem kritērijiem:
- mērķis;
- instalāciju veids.
Pirmajā gadījumā izšķir valsts rajonu elektrostacijas un termoelektrostacijas.Valsts rajona elektrostacija ir stacija, kas darbojas, griežot turbīnu zem spēcīga tvaika strūklas spiediena. Saīsinājuma GRES - valsts rajona elektrostacija - atšifrējums šobrīd ir zaudējis savu aktualitāti. Tāpēc šādus kompleksus bieži sauc arī par CES. Šis saīsinājums nozīmē “kondensācijas spēkstacija”.
TEC ir arī diezgan izplatīts termoelektrostacijas veids. Atšķirībā no valsts rajonu elektrostacijām šādas stacijas ir aprīkotas nevis ar kondensācijas, bet gan apkures turbīnām. CHP nozīmē "siltuma un elektrostacijas".
Papildus kondensācijas un apkures iekārtām (tvaika turbīnai) termoelektrostacijās var izmantot šāda veida iekārtas:
- tvaiks-gāze.
TPP un CHP: atšķirības
Bieži cilvēki sajauc šos divus jēdzienus. TEC faktiski, kā noskaidrojām, ir viens no termoelektrostaciju veidiem. Šāda stacija no cita veida termoelektrostacijām atšķiras galvenokārt ar todaļa no tā saražotās siltumenerģijas nonāk telpās uzstādītajos katlos, lai tās sildītu vai ražotu karstu ūdeni.
Tāpat cilvēki bieži jauc hidroelektrostaciju un valsts rajonu elektrostaciju nosaukumus. Tas galvenokārt ir saistīts ar saīsinājumu līdzību. Tomēr hidroelektrostacijas būtiski atšķiras no valsts reģionālajām elektrostacijām. Abas šāda veida stacijas ir uzbūvētas uz upēm. Taču hidroelektrostacijās atšķirībā no valsts reģionālajām elektrostacijām kā enerģijas avots tiek izmantots nevis tvaiks, bet gan pati ūdens plūsma.
Kādas prasības ir izvirzītas termoelektrostacijām?
Termoelektrostacija ir termoelektrostacija, kurā vienlaikus tiek ražota un patērēta elektroenerģija. Tāpēc šādam kompleksam pilnībā jāatbilst vairākām ekonomiskajām un tehnoloģiskajām prasībām. Tas nodrošinās nepārtrauktu un drošu elektroenerģijas piegādi patērētājiem. Tātad:
- termoelektrostacijas telpās jābūt ar labu apgaismojumu, ventilāciju un aerāciju;
- gaiss auga iekšpusē un ap to ir jāaizsargā no piesārņojuma ar cietām daļiņām, slāpekli, sēra oksīdu utt.;
- ūdens apgādes avoti rūpīgi jāaizsargā no notekūdeņu iekļūšanas;
- jāaprīko ūdens attīrīšanas sistēmas stacijāsbez atkritumiem.
Termoelektrostaciju darbības princips
TPP ir spēkstacija, uz kuriem var izmantot dažāda veida turbīnas. Tālāk mēs apsvērsim termoelektrostaciju darbības principu, izmantojot vienu no visizplatītākajiem veidiem - termoelektrostaciju piemēru. Šādās stacijās enerģija tiek ražota vairākos posmos:
Degviela un oksidētājs nonāk katlā. Ogļu putekļi parasti tiek izmantoti kā pirmie Krievijā. Dažreiz termoelektrostaciju kurināmais var būt arī kūdra, mazuts, akmeņogles, degslāneklis un gāze. Šajā gadījumā oksidētājs ir uzkarsēts gaiss.
Tvaiki, kas rodas kurināmā sadegšanas rezultātā katlā, nonāk turbīnā. Pēdējās mērķis ir pārvērst tvaika enerģiju mehāniskajā enerģijā.
Turbīnas rotējošās vārpstas pārraida enerģiju uz ģeneratora vārpstām, kas to pārvērš elektrībā.
Atdzesētais tvaiks, kas turbīnā ir zaudējis daļu savas enerģijas, nonāk kondensatorā.Šeit tas pārvēršas ūdenī, kas caur sildītājiem tiek piegādāts deaeratoram.
Deae Attīrītais ūdens tiek uzkarsēts un piegādāts katlā.
TPP priekšrocības
Tādējādi termoelektrostacija ir stacija, kuras galvenais iekārtu veids ir turbīnas un ģeneratori. Šādu kompleksu priekšrocības galvenokārt ietver:
- zemas būvniecības izmaksas salīdzinājumā ar vairumu citu elektrostaciju veidu;
- izmantotās degvielas lētums;
- zemas elektroenerģijas ražošanas izmaksas.
Tāpat liela šādu staciju priekšrocība ir tā, ka tās var uzbūvēt jebkurā vēlamajā vietā, neatkarīgi no degvielas pieejamības. Ogles, mazutu u.c. var transportēt uz staciju pa autoceļiem vai dzelzceļu.
Vēl viena termoelektrostaciju priekšrocība ir tā, ka tās aizņem ļoti mazu platību salīdzinājumā ar cita veida stacijām.
Termoelektrostaciju trūkumi
Protams, šādām stacijām ir ne tikai priekšrocības. Viņiem ir arī vairāki trūkumi. Termoelektrostacijas ir kompleksi, kas diemžēl ļoti piesārņo vidi. Šāda veida stacijas var izdalīt gaisā milzīgu daudzumu kvēpu un dūmu. Tāpat termoelektrostaciju trūkumi ietver augstās ekspluatācijas izmaksas, salīdzinot ar hidroelektrostacijām. Turklāt visa veida degviela, ko izmanto šādās stacijās, tiek uzskatīta par neaizvietojamu dabas resursu.
Kādi citi termoelektrostaciju veidi pastāv?
Papildus tvaika turbīnu termoelektrostacijām un termoelektrostacijām (GRES) Krievijā darbojas šādas stacijas:
Gāzes turbīna (GTPP). Šajā gadījumā turbīnas griežas nevis no tvaika, bet gan no dabasgāzes. Tāpat šādās stacijās kā degvielu var izmantot mazutu vai dīzeļdegvielu. Šādu staciju efektivitāte diemžēl nav pārāk augsta (27 - 29%). Tāpēc tie galvenokārt tiek izmantoti tikai kā rezerves elektroenerģijas avoti vai paredzēti sprieguma padevei mazo apdzīvoto vietu tīklam.
Tvaika gāzes turbīna (SGPP). Šādu kombinēto staciju efektivitāte ir aptuveni 41 - 44%. Šāda veida sistēmās gan gāzes, gan tvaika turbīnas vienlaikus nodod enerģiju ģeneratoram. Tāpat kā termoelektrostacijas, arī kombinētās hidroelektrostacijas var izmantot ne tikai pašas elektroenerģijas ražošanai, bet arī ēku apkurei vai patērētāju nodrošināšanai ar karsto ūdeni.
Staciju piemēri
Tātad jebkuru objektu var uzskatīt par diezgan produktīvu un zināmā mērā pat universālu. Esmu termoelektrostacija, elektrostacija. Piemēri Mēs piedāvājam šādus kompleksus zemāk esošajā sarakstā.
Belgorodas termoelektrostacija. Šīs stacijas jauda ir 60 MW. Tās turbīnas darbojas ar dabasgāzi.
Mičurinskas TEC (60 MW). Šī iekārta atrodas arī Belgorodas reģionā un darbojas ar dabasgāzi.
Čerepovecas GRES. Komplekss atrodas Volgogradas apgabalā un var darboties gan ar gāzi, gan oglēm. Šīs stacijas jauda ir pat 1051 MW.
Ļipeckas CHPP-2 (515 MW). Darbojas ar dabasgāzi.
CHPP-26 "Mosenergo" (1800 MW).
Čerepetskaja GRES (1735 MW). Šī kompleksa turbīnu degvielas avots ir ogles.
Secinājuma vietā
Tādējādi mēs noskaidrojām, kas ir termoelektrostacijas un kādi šādu objektu veidi pastāv. Pirmais šāda veida komplekss tika uzcelts jau sen – 1882. gadā Ņujorkā. Gadu vēlāk šāda sistēma sāka darboties Krievijā - Sanktpēterburgā. Mūsdienās termoelektrostacijas ir spēkstaciju veids, kas veido aptuveni 75% no visas pasaulē saražotās elektroenerģijas. Un acīmredzot, neskatoties uz vairākiem trūkumiem, šāda veida stacijas ilgu laiku nodrošinās iedzīvotājus ar elektrību un siltumu. Galu galā šādu kompleksu priekšrocības ir daudz lielākas par trūkumiem.
Apskatīsim Čeboksaras TEC-2 un redzēsim, kā tiek ražota elektrība un siltums:
Ļaujiet man, starp citu, atgādināt, ka caurule ir augstākā industriālā celtne Čeboksarā. Jau 250 metri!
Sāksim ar vispārīgiem jautājumiem, kas galvenokārt ietver drošību.
Protams, termoelektrostacija, tāpat kā hidroelektrostacija, ir jutīgs uzņēmums, un tos tāpat vien neielaiž.
Un, ja jums ir atļauts, pat ekskursijā, jums joprojām būs jāiziet drošības instruktāža:
Nu, tas mums nav nekas neparasts (tāpat kā pati termoelektrostacija nav nekas neparasts, es tur strādāju pirms kādiem 30 gadiem;)).
Jā, vēl viens skarbs brīdinājums, es to nevaru ignorēt:
Tehnoloģija
Galvenā darba viela visās termoelektrostacijās, dīvainā kārtā, ir ūdens.
Jo tas viegli pārvēršas tvaikā un atpakaļ.
Tehnoloģija visiem ir vienāda: jums ir jāiegūst tvaiks, kas griezīs turbīnu. Uz turbīnas ass ir novietots ģenerators.
Atomelektrostacijās ūdeni silda, izdaloties siltumam radioaktīvās degvielas sabrukšanas laikā.
Un termiskajos - gāzes, mazuta un pat vēl nesen ogļu sadegšanas dēļ.
Kur likt atkritumu tvaiku? Tomēr atpakaļ ūdenī un atpakaļ katlā!
Kur likt siltumu no izplūdes tvaika? Jā, lai uzsildītu ūdeni, kas nonāk katlā - lai palielinātu visas iekārtas efektivitāti kopumā.
Un ūdens sildīšanai siltumtīklā un ūdens apgādei (karstam ūdenim)!
Tātad apkures sezonā no termostacijas tiek iegūts dubults ieguvums - elektrība un siltums. Attiecīgi šādu kombinēto ražošanu sauc par koģenerācijas staciju (CHP).
Bet vasarā visu siltumu nav iespējams izmantot izdevīgi, tāpēc no turbīnas izplūstošais tvaiks tiek atdzesēts, pārvēršoties ūdenī, dzesēšanas torņos, pēc tam ūdens tiek atgriezts slēgtajā ražošanas ciklā. Un dzesēšanas torņu siltajos baseinos viņi audzē arī zivis;)
Lai novērstu siltumtīklu un katla nodilumu, ūdens ķīmiskajā cehā tiek īpaši sagatavots:
Un cirkulācijas sūkņi cirkulē ūdeni visā apburtajā lokā:
Mūsu katli var darboties gan ar gāzi (dzelteni cauruļvadi), gan mazutu (melni). Kopš 1994. gada tie darbojas ar gāzi. Jā, mums ir 5 katli!
Degšanai degļiem nepieciešama gaisa padeve (zilas caurules).
Ūdens vārās, un tvaiks (sarkanās tvaika līnijas) iet caur īpašiem siltummaiņiem - tvaika pārkarsētājiem, kas paaugstina tvaika temperatūru līdz 565 grādiem un spiedienu attiecīgi līdz 130 atmosfērām. Šī nav spiediena katls virtuvē! Viens mazs caurums tvaika līnijā izraisīs lielu negadījumu; plāna pārkarsēta tvaika strūkla griež metālu kā sviestu!
Un šāds tvaiks jau tiek piegādāts turbīnām (lielajās stacijās vairāki katli var strādāt pie kopīga tvaika kolektora, no kura tiek darbinātas vairākas turbīnas).
Katlu darbnīcā vienmēr ir trokšņains, jo degšana un vārīšanās ir ļoti vardarbīgi procesi.
Un paši katli (TGME-464) ir grandiozas konstrukcijas divdesmit stāvu ēkas augstumā, un tos kopumā var parādīt tikai daudzu kadru panorāmā:
Vēl viens skats uz pagrabu:
Katla vadības panelis izskatās šādi:
Uz tālākās sienas ir visa tehniskā procesa mnemoniska diagramma ar gaismām, kas norāda vārstu stāvokli, klasiski instrumenti ar ierakstītājiem uz papīra lentes, trauksmes dēlis un citi indikatori.
Un pašā tālvadības pultī klasiskās pogas un taustiņi atrodas blakus datora displejam, kur griežas vadības sistēma (SCADA). Ir arī vissvarīgākie slēdži, kas aizsargāti ar sarkaniem apvalkiem: “Katla apturēšana” un “Galvenais tvaika vārsts” (MSV):
Turbīnas
Mums ir 4 turbīnas.
Tiem ir ļoti sarežģīts dizains, lai nepalaistu garām ne mazāko pārkarsēta tvaika kinētiskās enerģijas daļiņu.
Bet no ārpuses nekas nav redzams - viss ir pārklāts ar tukšu apvalku:
Nepieciešams nopietns aizsargapvalks - turbīna griežas ar lielu ātrumu 3000 apgr./min. Turklāt caur to iziet pārkarsēts tvaiks (es teicu iepriekš, cik tas ir bīstami!). Un ap turbīnu ir daudz tvaika līniju:
Šajos siltummaiņos tīkla ūdens tiek uzkarsēts ar atkritumu tvaiku:
Starp citu, fotoattēlā man ir vecākā CHPP-2 turbīna, tāpēc nebrīnieties par ierīču brutālo izskatu, kas tiks parādīts zemāk:
Tas ir turbīnas vadības mehānisms (TCM), kas regulē tvaika padevi un attiecīgi kontrolē slodzi. Agrāk to pagrieza ar rokām:
Un tas ir Stop vārsts (tas ir manuāli jānospiež ilgu laiku pēc tā aktivizēšanas):
Mazās turbīnas sastāv no viena tā sauktā cilindra (lāpstiņu komplekta), vidējās - no diviem, lielās - no trim (augsta, vidēja un zema spiediena cilindriem).
No katra cilindra tvaiks nonāk starpproduktos un tiek nosūtīts uz siltummaiņiem - ūdens sildītājiem:
Un turbīnas astē ir jābūt vakuumam - jo tas ir labāks, jo augstāka ir turbīnas efektivitāte:
Vakuums veidojas kondensācijas blokā atlikušā tvaika kondensācijas dēļ.
Tā nu gājām pa visu ūdens taku līdz termoelektrostacijai. Lūdzu, pievērsiet uzmanību arī tai tvaika daļai, kas tiek patērēta tīkla ūdens sildīšanai (PSG):
Vēl viens skats ar virkni kontrolpunktu. Neaizmirstiet, ka uz turbīnas ir jākontrolē liels spiediens un temperatūra, ne tikai tvaiks, bet arī eļļa katras daļas gultņos:
Jā, un šeit ir tālvadības pults. Parasti tas atrodas vienā telpā ar apkures katliem. Neskatoties uz to, ka paši katli un turbīnas atrodas dažādās telpās, katlu-turbīnu ceha vadību nevar sadalīt atsevišķos gabalos - visu pārāk savieno pārkarsēts tvaiks!
Starp citu, uz tālvadības pults mēs redzam pāris vidējas turbīnas ar diviem cilindriem.
Automatizācija
Turpretim termoelektrostacijās procesi notiek ātrāki un atbildīgāki (starp citu, vai visi atceras skaļo troksni, kas dzirdams visās pilsētas vietās, līdzīgi kā lidmašīnā? Tātad šis ir tvaika vārsts, kas ik pa laikam iedarbojas, izlaižot pārmērīgu tvaika spiediens. Iedomājieties, kā jūs to dzirdat tuvu!).
Tāpēc automatizācija šeit joprojām ir novēlota un galvenokārt attiecas tikai uz datu vākšanu. Un uz vadības paneļiem mēs redzam dažādu SCADA un rūpniecisko kontrolieru kopumu, kas iesaistīti vietējā regulējumā. Bet process notiek!
Elektrība
Vēlreiz apskatīsim turbīnu veikala kopējo skatu:
Lūdzu, ņemiet vērā, ka kreisajā pusē zem dzeltenā korpusa ir elektriskie ģeneratori.
Kas tālāk notiks ar elektrību?
Tas tiek nosūtīts uz federālajiem tīkliem, izmantojot vairākas izplatīšanas ierīces:
Elektrotehnikas veikals ir ļoti sarežģīta vieta. Paskatieties uz vadības paneļa panorāmu:
Releja aizsardzība un automatizācija ir mūsu viss!
Šajā brīdī apskates tūri var pabeigt un vēl pateikt dažus vārdus par aktuālām problēmām.
Siltuma un komunālās tehnoloģijas
Tātad, mēs noskaidrojām, ka TEC ražo elektrību un siltumu. Abi, protams, tiek piegādāti patērētājiem. Tagad mūs galvenokārt interesēs siltums.
Pēc perestroikas, visas vienotās padomju rūpniecības privatizācijas un sadalīšanas atsevišķos gabalos, daudzviet izrādījās, ka spēkstacijas palika Čubaisa departamentā, bet pilsētas siltumtīkli kļuva par pašvaldību. Un viņi izveidoja starpnieku, kas ņem naudu par siltuma transportēšanu. Un kā šī nauda tiek tērēta par 70% nolietoto apkures sistēmu ikgadējiem remontiem, diez vai ir vērts pastāstīt.
Tātad starpnieka NOVEK vairāku miljonu dolāru parādu dēļ Novočeboksarskā TGK-5 jau ir pārgājis uz tiešajiem līgumiem ar patērētājiem.
Čeboksaros tā vēl nav. Turklāt Čeboksaras “Utility Technologies” šobrīd ir projekts savu katlu māju un siltumtīklu attīstībai pat par 38 miljardiem (TGK-5 varētu tikt galā tikai trīs).
Visi šie miljardi tā vai citādi tiks iekļauti siltuma tarifos, kurus pilsētas vadība nosaka “sociālā taisnīguma dēļ”. Tikmēr šobrīd TEC-2 saražotās siltumenerģijas izmaksas ir 1,5 reizes mazākas nekā KT katlu mājās. Un šādai situācijai vajadzētu turpināties arī turpmāk, jo jo lielāka elektrostacija, jo tā ir efektīvāka (konkrēti zemākas ekspluatācijas izmaksas + siltuma atgūšana elektroenerģijas ražošanas dēļ).
Kā ir no vides viedokļa?
Protams, viena liela termoelektrostacija ar augstu skursteni vides ziņā ir labāka par pārdesmit mazu katlumāju ar maziem skursteņiem, no kurām dūmi praktiski paliks pilsētā.
Vissliktākais ekoloģijas ziņā ir tagad populārā individuālā apkure.
Mazie mājas katli nenodrošina tik pilnīgu kurināmā sadegšanu kā lielas termoelektrostacijas, un visas izplūdes gāzes paliek ne tikai pilsētā, bet burtiski virs logiem.
Turklāt daži cilvēki domā par paaugstinātu bīstamību, ko rada katrā dzīvoklī uzstādītās papildu gāzes iekārtas.
Kura izeja?
Daudzās valstīs centrālapkurei tiek izmantoti dzīvokļos izvietoti regulatori, kas ļauj taupīgāk patērēt siltumu.
Diemžēl līdz ar pašreizējām starpnieku apetītēm un siltumtīklu stāvokļa pasliktināšanos centrālās apkures priekšrocības zūd. Bet tomēr no globālā viedokļa kotedžās piemērotāka ir individuāla apkure.
Citas nozares ziņas:
Definīcija
dzesēšanas tornis
Raksturlielumi
Klasifikācija
Koģenerācijas stacija
Mini-CHP ierīce
Mini-CHP mērķis
Siltuma izmantošana no mini-koģenerācijas
Degviela mini-CHP
Mini-CHP un ekoloģija
Gāzes turbīnas dzinējs
Kombinētā cikla iekārta
Darbības princips
Priekšrocības
Izplatīšanās
Kondensācijas spēkstacija
Stāsts
Darbības princips
Pamatsistēmas
Vides ietekme
Pašreizējais stāvoklis
Verkhnetagilskaya GRES
Kaširskaja GRES
Pskovskas GRES
Stavropoles valsts rajona elektrostacija
Smoļenskas GRES
Termoelektrostacija ir(vai termoelektrostacija) ir elektrostacija, kas ģenerē elektroenerģiju, pārvēršot degvielas ķīmisko enerģiju elektriskā ģeneratora vārpstas rotācijas mehāniskajā enerģijā.
Termoelektrostacijas galvenās sastāvdaļas ir:
Dzinēji - spēka agregāti termoelektrostacija
Elektriskie ģeneratori
Siltummaiņi TPP - termoelektrostacijas
Dzesēšanas torņi.
dzesēšanas tornis
Dzesēšanas tornis (vācu gradieren — sālījuma šķīduma sabiezēšanai; sākotnēji dzesēšanas torņi tika izmantoti sāls ieguvei iztvaicējot) ir ierīce liela ūdens daudzuma dzesēšanai ar virzītu atmosfēras gaisa plūsmu. Dažkārt dzesēšanas torņus sauc arī par dzesēšanas torņiem.
Šobrīd dzesēšanas torņus galvenokārt izmanto cirkulācijas ūdens apgādes sistēmās siltummaiņu dzesēšanai (parasti termoelektrostacijās, koģenerācijas stacijās). Inženierbūvē dzesēšanas torņus izmanto gaisa kondicionēšanā, piemēram, aukstumiekārtu kondensatoru dzesēšanai, avārijas elektroenerģijas ģeneratoru dzesēšanai. Rūpniecībā dzesēšanas torņus izmanto saldēšanas iekārtu, plastmasas liešanas iekārtu dzesēšanai, vielu ķīmiskai attīrīšanai.
Atdzesēšana notiek sakarā ar ūdens daļas iztvaikošanu, kad tas plūst plānā kārtiņā vai nokrīt pa speciālu sprinkleru, pa kuru tiek pievadīta gaisa plūsma ūdens kustībai pretējā virzienā. Kad 1% ūdens iztvaiko, atlikušā ūdens temperatūra pazeminās par 5,48 °C.
Parasti dzesēšanas torņus izmanto tur, kur dzesēšanai nav iespējams izmantot lielas ūdenstilpes (ezerus, jūras). Turklāt šī dzesēšanas metode ir videi draudzīgāka.
Vienkārša un lēta alternatīva dzesēšanas torņiem ir smidzināšanas dīķi, kur ūdeni atdzesē ar vienkāršu izsmidzināšanu.
Raksturlielumi
Dzesēšanas torņa galvenais parametrs ir apūdeņošanas blīvuma vērtība - īpatnējā ūdens patēriņa vērtība uz 1 m² apūdeņošanas platības.
Dzesēšanas torņu galvenie projektēšanas parametri tiek noteikti ar tehniskiem un ekonomiskiem aprēķiniem atkarībā no atdzesētā ūdens tilpuma un temperatūras un atmosfēras parametriem (temperatūra, mitrums utt.) uzstādīšanas vietā.
Dzesēšanas torņu izmantošana ziemā, īpaši skarbā klimatā, var būt bīstama dzesēšanas torņa aizsalšanas iespējamības dēļ. Visbiežāk tas notiek vietā, kur salna gaiss saskaras ar nelielu daudzumu silta ūdens. Lai novērstu dzesēšanas torņa sasalšanu un attiecīgi tā atteici, ir jānodrošina vienmērīga atdzesētā ūdens sadale pa sprinklera virsmu un jāuzrauga vienāds apūdeņošanas blīvums atsevišķās dzesēšanas torņa zonās. Ventilatori arī bieži ir pakļauti apledojumam, jo dzesēšanas tornis tiek izmantots nepareizi.
Klasifikācija
Atkarībā no sprinkleru veida dzesēšanas torņi ir:
plēve;
pilienveida;
šļakatas;
Pēc gaisa padeves metodes:
ventilācija (vilces spēku rada ventilators);
tornis (vilces spēks tiek izveidots, izmantojot augstu izplūdes torni);
atvērts (atmosfērisks), izmantojot vēja spēku un dabisko konvekciju, gaisam pārvietojoties pa sprinkleru.
Ventilatoru dzesēšanas torņi ir visefektīvākie no tehniskā viedokļa, jo nodrošina dziļāku un kvalitatīvāku ūdens dzesēšanu un spēj izturēt lielas īpatnējās siltuma slodzes (tomēr tiem ir nepieciešamas izmaksas elektriskā enerģija ventilatoru darbināšanai).
Veidi
Katlu-turbīnu spēkstacijas
Kondensācijas spēkstacijas (GRES)
Koģenerācijas stacijas (koģenerācijas elektrostacijas, koģenerācijas stacijas)
Gāzes turbīnu spēkstacijas
Elektrostacijas, kuru pamatā ir kombinētā cikla gāzes stacijas
Elektrostacijas, kuru pamatā ir virzuļdzinēji
Kompresijas aizdedze (dīzelis)
Aizdegās dzirkstele
Kombinētais cikls
Koģenerācijas stacija
Koģenerācijas stacija (koģenerācijas stacija) ir termoelektrostacijas veids, kas ražo ne tikai elektroenerģiju, bet ir arī siltumenerģijas avots centralizētās siltumapgādes sistēmās (tvaika un karstā ūdens veidā, tostarp karstā ūdens nodrošināšanai dzīvojamo un rūpniecisko objektu piegāde un apkure). Parasti termoelektrostacijai jādarbojas saskaņā ar apkures grafiku, tas ir, elektroenerģijas ražošana ir atkarīga no siltumenerģijas ražošanas.
Novietojot termoelektrostaciju, tiek ņemts vērā siltuma patērētāju tuvums karstā ūdens un tvaika veidā.
Mini-CHP
Mini-CHP ir neliela koģenerācijas stacija.
Mini-CHP ierīce
Mini-koģenerācijas stacijas ir termoelektrostacijas, ko izmanto kopīgai elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošanai blokos ar vienības jaudu līdz 25 MW neatkarīgi no iekārtas veida. Pašlaik ārvalstu un vietējā siltumenerģētikā tiek plaši izmantotas šādas iekārtas: pretspiediena tvaika turbīnas, kondensācijas tvaika turbīnas ar tvaika ekstrakciju, gāzturbīnu iekārtas ar ūdens vai tvaika siltumenerģijas rekuperāciju, gāzes virzuļa, gāzes-dīzeļa un dīzeļa agregāti. ar dažādu šo mezglu sistēmu siltumenerģijas atgūšanu. Termins koģenerācijas stacijas tiek lietots kā sinonīms jēdzieniem mini-CHP un CHP, bet tam ir plašāka nozīme, jo tas ietver dažādu produktu kopīgu ražošanu (koģenerācijas stacijas, ražošana - ražošana), kas var būt gan elektriski, gan koģenerācijas stacijas. siltumenerģija un citi produkti, piemēram, siltumenerģija un oglekļa dioksīds, elektroenerģija un aukstums utt. Faktiski termins triģenerācija, kas nozīmē elektroenerģijas, siltumenerģijas un aukstuma ražošanu, ir arī īpašs koģenerācijas gadījums . Mini-koģenerācijas īpatnība ir ekonomiskāka degvielas izmantošana saražotajiem enerģijas veidiem, salīdzinot ar tradicionālajām atsevišķām to ražošanas metodēm. Tas ir saistīts ar faktu, ka elektrība valsts mērogā to ražo galvenokārt termoelektrostaciju un atomelektrostaciju kondensācijas ciklos, kuru elektriskā efektivitāte ir 30–35%, ja nav siltuma ieguvējs. Faktiski šādu situāciju nosaka esošā elektrisko un termisko slodžu attiecība apdzīvotās vietās, to dažādie izmaiņu modeļi visa gada garumā, kā arī nespēja pārvadīt siltumenerģiju lielos attālumos, atšķirībā no elektroenerģijas.
Mini-CHP modulis ietver gāzes virzuli, gāzes turbīnu vai dīzeļdzinēju, ģeneratoru elektrība, siltummainis siltuma atgūšanai no ūdens, vienlaikus atdzesējot dzinēju, eļļu un izplūdes gāzes. Karstā ūdens katls parasti tiek pievienots mini-koģenerācijai, lai kompensētu siltuma slodzi pīķa laikā.
Mini-CHP mērķis
Mini-CHP galvenais mērķis ir ražot elektrisko un siltumenerģiju no dažāda veida kurināmā.
Koncepcija par mini koģenerācijas stacijas būvniecību tiešā tuvumā ieguvējam ir vairākas priekšrocības (salīdzinājumā ar lielajām termoelektrostacijām):
ļauj izvairīties izdevumiem izbūvēt dārgo un bīstamo augstsprieguma elektrolīniju priekšrocības;
tiek novērsti zudumi enerģijas pārvades laikā;
nav nepieciešamas finansiālas izmaksas, lai izpildītu tehniskos nosacījumus pieslēgšanai tīkliem
centralizēta barošana;
nepārtraukta elektroenerģijas piegāde pircējam;
elektroapgāde ar kvalitatīvu elektroenerģiju, atbilstība noteiktajām sprieguma un frekvences vērtībām;
varbūt gūstot peļņu.
Mūsdienu pasaulē mini-CHP būvniecība uzņem apgriezienus, priekšrocības ir acīmredzamas.
Siltuma izmantošana no mini-koģenerācijas
Ievērojama daļa no kurināmā sadegšanas enerģijas elektroenerģijas ražošanas laikā ir siltumenerģija.
Ir pieejamas siltuma izmantošanas iespējas:
galapatērētāju tieša siltumenerģijas izmantošana (koģenerācija);
karstā ūdens apgāde (karstais ūdens), apkure, tehnoloģiskās vajadzības (tvaiks);
daļēja siltumenerģijas pārvēršana aukstā enerģijā (trīsģenerācija);
aukstumu rada absorbcijas saldēšanas iekārta, kas patērē nevis elektrisko, bet siltumenerģiju, kas ļauj diezgan efektīvi izmantot siltumu vasarā gaisa kondicionēšanai vai tehnoloģiskām vajadzībām;
Degviela mini-CHP
Izmantotās degvielas veidi
gāze: maģistrāle, Dabasgāze sašķidrinātas un citas viegli uzliesmojošas gāzes;
šķidrā degviela: dīzeļdegviela, biodīzeļdegviela un citi viegli uzliesmojoši šķidrumi;
cietais kurināmais: ogles, koksne, kūdra un cita veida biodegviela.
Visefektīvākā un lētākā degviela Krievijas Federācijā ir maģistrāle Dabasgāze, kā arī saistīto gāzi.
Mini-CHP un ekoloģija
Elektrostaciju dzinēju atkritumsiltuma izmantošana praktiskiem mērķiem ir mini-koģenerācijas īpatnība, un to sauc par koģenerāciju (koģenerāciju).
Divu veidu enerģijas kombinēta ražošana mini-koģenerācijas stacijās veicina daudz videi draudzīgāku kurināmā izmantošanu, salīdzinot ar atsevišķu elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošanu katlu stacijās.
Nomainot katlumājas, kas neracionāli izmanto kurināmo un piesārņo pilsētu un pilsētu atmosfēru, mini koģenerācijas stacijas veicina ne tikai ievērojamu degvielas ietaupījumu, bet arī paaugstina gaisa baseina tīrību un uzlabo vispārējo vides stāvokli.
Gāzes virzuļu un gāzes turbīnu mini koģenerācijas staciju enerģijas avots parasti ir . Dabiskā vai saistītā gāze, organiskā degviela, kas nepiesārņo atmosfēru ar cieto vielu emisijām
Gāzes turbīnas dzinējs
Gāzes turbīnu dzinējs (GTE, TRD) ir siltumdzinējs, kurā gāze tiek saspiesta un uzkarsēta, un pēc tam saspiestās un uzkarsētās gāzes enerģija tiek pārveidota mehāniskajā enerģijā. strādāt uz gāzes turbīnas vārpstas. Atšķirībā no virzuļdzinēja, gāzes turbīnas dzinējā procesi rodas kustīgas gāzes plūsmā.
Saspiests atmosfēras gaiss no kompresora nonāk sadegšanas kamerā, un tur tiek piegādāta degviela, kas, sadedzinot, veido lielu daudzumu sadegšanas produktu zem augsta spiediena. Tad gāzes turbīnā sadegšanas gāzu enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā strādāt lāpstiņu rotācijas dēļ ar gāzes strūklu, kuras daļa tiek tērēta gaisa saspiešanai kompresorā. Pārējais darbs tiek pārnests uz piedziņu. Darbs, ko patērē šī iekārta, ir gāzturbīnas dzinēja noderīgs darbs. Gāzes turbīnu dzinējiem ir lielākais jaudas blīvums starp iekšdedzes dzinējiem, līdz 6 kW/kg.
Vienkāršākajam gāzes turbīnas dzinējam ir tikai viena turbīna, kas darbina kompresoru un vienlaikus ir lietderīgas jaudas avots. Tas uzliek ierobežojumus dzinēja darbības režīmiem.
Dažreiz dzinējs ir vairāku vārpstu. Šajā gadījumā virknē ir vairākas turbīnas, no kurām katra dzen savu vārpstu. Augstspiediena turbīna (pirmā pēc sadegšanas kameras) vienmēr darbina dzinēja kompresoru, un nākamie var darbināt gan ārēju slodzi (helikoptera vai kuģa dzenskrūves, jaudīgus elektriskos ģeneratorus utt.), gan paša dzinēja papildu kompresorus, kas atrodas. galvenā priekšā.
Daudzvārpstu dzinēja priekšrocība ir tā, ka katra turbīna darbojas ar optimālu ātrumu un slodzi Priekšrocība slodze, kas tiek virzīta no viena vārpstas dzinēja vārpstas, dzinēja paātrinājums, tas ir, spēja ātri griezties, būtu ļoti vāja, jo turbīnai ir jāpiegādā jauda gan, lai nodrošinātu dzinēju ar lielu gaisa daudzumu ( jaudu ierobežo gaisa daudzums) un slodzes paātrināšanai. Ar divu vārpstu konstrukciju ātri iedarbojas viegls augstspiediena rotors, nodrošinot dzinēju ar gaisu un zemspiediena turbīnu ar lielu daudzumu gāzu paātrinājumam. Paātrinājumam var izmantot arī mazāk jaudīgu starteri, iedarbinot tikai augstspiediena rotoru.
Kombinētā cikla iekārta
Kombinētā cikla stacija ir elektroenerģijas ražošanas stacija, ko izmanto siltuma un elektroenerģijas ražošanai. Tas atšķiras no tvaika enerģijas un gāzes turbīnu iekārtām ar paaugstinātu efektivitāti.
Darbības princips
Kombinētā cikla iekārta sastāv no divām atsevišķām vienībām: tvaika enerģijas un gāzes turbīnas. Gāzes turbīnas blokā turbīnu griež degvielas sadegšanas gāzveida produkti. Degviela var būt dabasgāze vai naftas produkti. nozare (mazuts, dīzeļdegviela). Pirmais ģenerators atrodas uz tās pašas vārpstas, kur turbīna, kas ģenerē elektrisko strāvu rotora rotācijas dēļ. Izejot cauri gāzes turbīnai, sadegšanas produkti tai atdod tikai daļu savas enerģijas un joprojām saglabā augstu temperatūru pie izejas no gāzes turbīnas. No gāzes turbīnas izejas sadegšanas produkti nonāk tvaika elektrostacijā, atkritumu siltuma katlā, kur tiek uzkarsēts ūdens un iegūtie ūdens tvaiki. Sadegšanas produktu temperatūra ir pietiekama, lai tvaiks nonāktu tādā stāvoklī, kāds nepieciešams lietošanai tvaika turbīnā (dūmgāzu temperatūra aptuveni 500 grādi pēc Celsija ļauj iegūt pārkarsētu tvaiku pie aptuveni 100 atmosfēru spiediena). Tvaika turbīna darbina otru elektrisko ģeneratoru.
Priekšrocības
Kombinētā cikla stacijām elektriskā efektivitāte ir aptuveni 51-58%, savukārt atsevišķi strādājošām tvaika enerģijas vai gāzes turbīnu stacijām tā svārstās ap 35-38%. Tas ne tikai samazina degvielas patēriņu, bet arī samazina siltumnīcefekta gāzu emisijas.
Tā kā kombinētā cikla iekārta efektīvāk iegūst siltumu no sadegšanas produktiem, degvielu var sadedzināt augstākā temperatūrā, kā rezultātā slāpekļa oksīda emisiju līmenis ir zemāks nekā cita veida iekārtās.
Salīdzinoši zemas ražošanas izmaksas.
Izplatīšanās
Neskatoties uz to, ka tvaika-gāzes cikla priekšrocības 1950. gados pirmo reizi pierādīja padomju akadēmiķis Khristianovičs, šāda veida elektroenerģijas ražošanas iekārtas netika plaši izmantotas. Krievijas Federācija plašs pielietojums. PSRS tika uzbūvētas vairākas eksperimentālās CCGT vienības. Piemērs ir energobloki ar 170 MW jaudu Nevinnomysskaya GRES un 250 MW Moldavskaya GRES. Pēdējos gados in Krievijas Federācija Ekspluatācijā tika nodoti vairāki jaudīgi kombinētā cikla spēka agregāti. Starp viņiem:
2 energobloki ar jaudu 450 MW katrs Ziemeļrietumu termoelektrostacijā Sanktpēterburgā;
Kaļiņingradas TEC-2 1 energobloks ar jaudu 450 MW;
1 CCGT bloks ar jaudu 220 MW Tjumeņas TEC-1;
2 CCGT bloki ar jaudu 450 MW TEC-27 un 1 CCPP TEC-21 Maskavā;
1 CCGT bloks ar jaudu 325 MW pie Ivanovskaya GRES;
Soču TES 2 spēka agregāti ar jaudu 39 MW katrs
Kopš 2008. gada septembra Krievijas Federācijā vairāki CCPP atrodas dažādās projektēšanas vai būvniecības stadijās.
Eiropā un ASV līdzīgas iekārtas darbojas lielākajā daļā termoelektrostaciju.
Kondensācijas spēkstacija
Kondensācijas spēkstacija (CPP) ir termoelektrostacija, kas ražo tikai elektroenerģiju. Vēsturiski tā saņēma nosaukumu “GRES” - valsts rajona elektrostacija. Laika gaitā termins “GRES” ir zaudējis savu sākotnējo nozīmi (“rajons”) un mūsdienu izpratnē parasti nozīmē lieljaudas kondensācijas elektrostaciju (CPP) (tūkst.MW), kas darbojas vienotā enerģētikā. sistēma kopā ar citām lielajām elektrostacijām. Taču jāņem vērā, ka ne visas stacijas, kuru nosaukumos ir saīsinājums “GRES”, ir kondensācijas stacijas, dažas no tām darbojas kā koģenerācijas stacijas.
Stāsts
Pirmā GRES Elektroperedacha, šodienas GRES-3, tika uzbūvēta netālu no Maskavas Elektrogorskā 1912.-1914.gadā. pēc inženiera R. E. Klāsona iniciatīvas. Galvenā kurināmā ir kūdra, jauda 15 MW. 20. gados GOELRO plāns paredzēja vairāku termoelektrostaciju celtniecību, starp kurām slavenākā ir Kaširskas štata rajona spēkstacija.
Darbības princips
Ūdens, kas uzkarsēts tvaika katlā līdz pārkarsēta tvaika stāvoklim (520-565 grādi pēc Celsija), rotē tvaika turbīnu, kas darbina turboģeneratoru.
Liekais siltums atmosfērā (tuvējos ūdenstilpnēs) tiek izvadīts caur kondensācijas blokiem, atšķirībā no koģenerācijas elektrostacijām, kas izdala lieko siltumu tuvējo objektu (piemēram, māju apkurei) vajadzībām.
Kondensācijas spēkstacija parasti darbojas saskaņā ar Rankine ciklu.
Pamatsistēmas
IES ir komplekss enerģētikas komplekss, kas sastāv no ēkām, būvēm, enerģijas un citām iekārtām, cauruļvadiem, armatūras, instrumentiem un automatizācijas. Galvenās IES sistēmas ir:
katlu iekārta;
tvaika turbīnu iekārta;
degvielas ekonomija;
sistēma pelnu un izdedžu izvadīšanai, dūmgāzu attīrīšanai;
elektriskā daļa;
tehniskā ūdens apgāde (lai noņemtu lieko siltumu);
ķīmiskās tīrīšanas un ūdens attīrīšanas sistēma.
Projektējot un būvējot CES, tās sistēmas atrodas kompleksa ēkās un būvēs, galvenokārt galvenajā ēkā. Darbinot IES, sistēmas pārvaldošais personāls parasti ir apvienots darbnīcās (katlu-turbīnu, elektrības, degvielas padeves, ķīmiskā ūdens attīrīšanas, termiskās automatizācijas utt.).
Katlu iekārta atrodas galvenās ēkas katlu telpā. Krievijas Federācijas dienvidu reģionos katla uzstādīšana var būt atvērta, tas ir, bez sienām un jumta. Instalācija sastāv no tvaika katliem (tvaika ģeneratoriem) un tvaika cauruļvadiem. Tvaiks no katliem tiek pārnests uz turbīnām pa dzīvā tvaika līnijām. Dažādu katlu tvaika līnijas, kā likums, nav savienotas ar šķērssavienojumiem. Šāda veida shēmas sauc par “bloku” shēmu.
Tvaika turbīnas bloks atrodas mašīntelpā un galvenās ēkas deaeratora (bunkura-deaeratora) nodalījumā. Tas iekļauj:
tvaika turbīnas ar elektrisko ģeneratoru uz vienas vārpstas;
kondensators, kurā tiek kondensēts tvaiks, kas izgājis cauri turbīnai, veidojot ūdeni (kondensātu);
kondensāta un padeves sūkņi, kas nodrošina kondensāta (padeves ūdens) atgriešanos tvaika katlos;
zema un augsta spiediena rekuperatīvie sildītāji (LHP un PHH) - siltummaiņi, kuros padeves ūdeni silda ar tvaika ekstrakciju no turbīnas;
deaerators (izmanto arī kā HDPE), kurā ūdens tiek attīrīts no gāzveida piemaisījumiem;
cauruļvadi un palīgsistēmas.
Degvielas ekonomijai ir atšķirīgs sastāvs atkarībā no galvenās degvielas, kurai IES ir paredzēts. Ar oglēm darbināmām CPP degvielas ekonomija ietver:
atkausēšanas ierīce (tā sauktā "siltumnīca" vai "šķūnis") ogļu atkausēšanai atklātās gondolas automašīnās;
izkraušanas ierīce (parasti automašīnas pašizgāzējs);
ogļu noliktava, ko apkalpo greifers celtnis vai speciāla pārkraušanas mašīna;
drupināšanas iekārta ogļu iepriekšējai malšanai;
konveijeri ogļu pārvietošanai;
aspirācijas sistēmas, bloķēšanas un citas palīgsistēmas;
putekļu sagatavošanas sistēma, ieskaitot lodīšu, rullīšu vai āmuru ogļu malšanas dzirnavas.
Putekļu sagatavošanas sistēma, kā arī ogļu bunkuri atrodas galvenās ēkas bunkura-deaeratora nodalījumā, pārējās degvielas padeves ierīces atrodas ārpus galvenās ēkas. Reizēm tiek uzstādīta centrālā putekļu iekārta. Ogļu noliktava paredzēta 7-30 dienu nepārtrauktai IES darbībai. Dažas degvielas padeves ierīces ir liekas.
IES degvielas ekonomija, izmantojot dabasgāzi, ir visvienkāršākā: tajā ietilpst gāzes sadales punkts un gāzes vadi. Tomēr šādās spēkstacijās to izmanto kā rezerves vai sezonas avotu. mazuts, tāpēc tiek veidots mazuta bizness. Mazuta iekārtas tiek būvētas arī ogļu spēkstacijās, kur tās izmanto katlu kurināšanai. Degvielas rūpniecībā ietilpst:
uztveršanas un iztukšošanas ierīce;
mazuta krātuve ar tērauda vai dzelzsbetona tvertnēm;
mazuta sūkņu stacija ar mazuta sildītājiem un filtriem;
cauruļvadi ar noslēgšanas un vadības vārstiem;
ugunsdzēsības un citas palīgsistēmas.
Pelnu un izdedžu izvadīšanas sistēma tiek uzstādīta tikai ogļu spēkstacijās. Gan pelni, gan izdedži ir nedegoši ogļu atlikumi, bet izdedži veidojas tieši katla krāsnī un tiek izvadīti caur krāna atveri (caurumu izdedžu šahtā), un pelni tiek aizvadīti kopā ar dūmgāzēm un tiek izvadīti. notverts pie katla izejas. Pelnu daļiņas ir ievērojami mazākas izmēra (apmēram 0,1 mm) nekā izdedžu gabali (līdz 60 mm). Pelnu noņemšanas sistēmas var būt hidrauliskas, pneimatiskas vai mehāniskas. Visizplatītākā recirkulācijas hidraulisko pelnu un izdedžu noņemšanas sistēma sastāv no skalošanas ierīcēm, kanāliem, tvertņu sūkņiem, vircas cauruļvadiem, pelnu un izdedžu izgāztuvēm, sūkņu stacijām un dzidrinātā ūdens vadiem.
Dūmgāzu izplūde atmosfērā ir bīstamākā termoelektrostacijas ietekme uz vidi. Pelnu savākšanai no dūmgāzēm tiek uzstādīti dažāda veida filtri pēc pūtēju ventilatoriem (cikloni, skruberi, elektriskie nosūcēji, maisu auduma filtri), kas aiztur 90-99% cieto daļiņu. Tomēr tie nav piemēroti dūmu tīrīšanai no kaitīgām gāzēm. Ārzemēs un nesen vietējās elektrostacijās (tostarp gāzeļļas elektrostacijās) tiek uzstādītas sistēmas gāzes atsērošanai ar kaļķi vai kaļķakmeni (tā sauktais deSOx) un slāpekļa oksīdu katalītiskajai reducēšanai ar amonjaku (deNOx). Attīrītās dūmgāzes ar dūmu nosūcēju tiek izvadītas skurstenī, kura augstumu nosaka pēc atlikušo kaitīgo piemaisījumu izkliedes apstākļiem atmosfērā.
IES elektriskā daļa ir paredzēta elektroenerģijas ražošanai un sadalei patērētājiem. IES ģeneratori rada trīsfāzu elektrisko strāvu ar spriegumu parasti 6-24 kV. Tā kā enerģijas zudumi tīklos ievērojami samazinās, palielinoties spriegumam, transformatori tiek uzstādīti uzreiz aiz ģeneratoriem, palielinot spriegumu līdz 35, 110, 220, 500 kV un vairāk. Transformatori tiek uzstādīti ārpus telpām. Daļa elektroenerģijas tiek tērēta elektrostacijas vajadzībām. Elektropārvades līniju pieslēgšana un atvienošana, kas stiepjas uz apakšstacijām un patērētājiem, tiek veikta atvērtās vai slēgtās sadales iekārtās (ORU, ZRU), kas aprīkotas ar slēdžiem, kas spēj pieslēgt un pārtraukt augstsprieguma elektrisko ķēdi, neveidojot elektrisko loku.
Tehniskā ūdensapgādes sistēma piegādā lielu daudzumu aukstā ūdens, lai atdzesētu turbīnas kondensatorus. Sistēmas iedala tiešās plūsmas, cirkulējošās un jauktās. Vienreizējās caurlaidības sistēmās ūdens tiek sūknēts no dabiska avota (parasti upes) un pēc tam, kad tas ir izlaists caur kondensatoru, tiek izvadīts atpakaļ. Šajā gadījumā ūdens uzsilst par aptuveni 8-12 °C, kas atsevišķos gadījumos maina rezervuāru bioloģisko stāvokli. Recirkulācijas sistēmās ūdens cirkulē cirkulācijas sūkņu ietekmē un tiek dzesēts ar gaisu. Dzesēšanu var veikt uz dzesēšanas rezervuāru virsmas vai mākslīgās konstrukcijās: smidzināšanas baseinos vai dzesēšanas torņos.
Zemūdens zonās tehniskās ūdensapgādes sistēmas vietā tiek izmantotas gaisa kondensācijas sistēmas (sausās dzesēšanas torņi), kas ir gaisa radiators ar dabisku vai mākslīgu vilkmi. Šis lēmums parasti ir piespiedu kārtā, jo tie ir dārgāki un mazāk efektīvi dzesēšanas ziņā.
Ķīmiskā ūdens attīrīšanas sistēma nodrošina tvaika katlos un tvaika turbīnās nonākošā ūdens ķīmisko attīrīšanu un dziļu atsālīšanu, lai izvairītos no nosēdumiem uz iekārtu iekšējām virsmām. Parasti filtri, tvertnes un reaģentu iekārtas ūdens attīrīšanai atrodas IES palīgēkā. Papildus termoelektrostacijās tiek izveidotas daudzpakāpju sistēmas ar naftas produktiem, eļļām piesārņoto notekūdeņu, iekārtu mazgāšanas un skalošanas ūdens, vētras un kausējuma noteces attīrīšanai.
Vides ietekme
Ietekme uz atmosfēru. Dedzinot degvielu, tiek patērēts liels daudzums skābekļa, kā arī izdalās ievērojams daudzums sadegšanas produktu, piemēram, vieglie pelni, gāzveida slāpekļa sēra oksīdi, no kuriem dažiem ir augsta ķīmiskā aktivitāte.
Ietekme uz hidrosfēru. Galvenokārt ūdens novadīšana no turbīnu kondensatoriem, kā arī rūpnieciskie notekūdeņi.
Ietekme uz litosfēru. Lielu pelnu masu iznīcināšanai nepieciešams daudz vietas. Šo piesārņojumu samazina, kā būvmateriālus izmantojot pelnus un izdedžus.
Pašreizējais stāvoklis
Pašlaik Krievijas Federācijā ir standarta GRES ar jaudu 1000-1200, 2400, 3600 MW un vairākas unikālas, tiek izmantotas 150, 200, 300, 500, 800 un 1200 MW vienības. Starp tiem ir šādas valsts rajonu spēkstacijas (daļa no OGK):
Verkhnetagilskaya GRES - 1500 MW;
Iriklinskaya GRES - 2430 MW;
Kashirskaya GRES - 1910 MW;
Nizhnevartovskaya GRES - 1600 MW;
Permskaya GRES - 2400 MW;
Urengoyskaya GRES - 24 MW.
Pskovskaya GRES - 645 MW;
Serovskaya GRES - 600 MW;
Stavropoles valsts rajona elektrostacija - 2400 MW;
Surgutskaya GRES-1 - 3280 MW;
Troitskaya GRES - 2060 MW.
Gusinoozerskaya GRES - 1100 MW;
Kostromas valsts rajona elektrostacija - 3600 MW;
Pečoras štata rajona elektrostacija - 1060 MW;
Kharanorskaya GRES - 430 MW;
Čerepetskaja GRES - 1285 MW;
Yuzhnouralskaya GRES - 882 MW.
Berezovskas GRES - 1500 MW;
Smoļenskas GRES - 630 MW;
Surgutskaya GRES-2 - 4800 MW;
Shaturskaya GRES - 1100 MW;
Yaivinskaya GRES - 600 MW.
Konakovskaya GRES - 2400 MW;
Nevinnomysskaya GRES - 1270 MW;
Reftinskaya GRES - 3800 MW;
Sredneuralskaya GRES - 1180 MW.
Kirishskaya GRES - 2100 MW;
Krasnojarskas GRES-2 - 1250 MW;
Novocherkasskaya GRES - 2400 MW;
Ryazanskaya GRES (agregāts Nr. 1-6 - 2650 MW un bloks Nr. 7 (bijušais GRES-24, kas tika iekļauts Ryazanskaya GRES - 310 MW) - 2960 MW;
Cherepovetskaya GRES - 630 MW.
Verkhnetagilskaya GRES
Verkhnetagilskaya GRES ir termoelektrostacija Verkhny Tagil (Sverdlovskas apgabals), kas darbojas kā daļa no OGK-1. Dienestā no 1956. gada 29. maija.
Stacijā ietilpst 11 energobloki ar elektrisko jaudu 1497 MW un siltuma jaudu 500 Gcal/h. Stacijas degviela: dabasgāze (77%), ogles(23%). Personāla skaits ir 1119 cilvēki.
Stacijas būvniecība ar projektēto jaudu 1600 MW sākās 1951. gadā. Būvniecības mērķis bija nodrošināt Novouralskas elektroķīmisko rūpnīcu siltumenerģiju un elektroenerģiju. 1964. gadā elektrostacija sasniedza projektēto jaudu.
Lai uzlabotu siltumapgādi Verkhny Tagil un Novouralsk pilsētām, tika uzbūvētas šādas stacijas:
Četri kondensācijas turbīnu bloki K-100-90 (VK-100-5) LMZ tika nomainīti pret apkures turbīnām T-88/100-90/2,5.
TG-2,3,4 tīkla ūdens sildīšanai Novouralsk siltumapgādes ķēdē ir uzstādīti PSG-2300-8-11 tipa sildītāji.
Tīkla sildītāji ir uzstādīti uz TG-1.4 siltuma piegādei Verkhny Tagil un rūpnieciskajā vietā.
Visi darbi tika veikti pēc Centrālās klīniskās slimnīcas projekta.
Naktī no 2008. gada 3. uz 4. janvāri Surgutskaja GRES-2 notika avārija: daļēja jumta sabrukšana virs sestā energobloka ar jaudu 800 MW izraisīja divu energobloku apturēšanu. Situāciju sarežģīja tas, ka tika remontēts vēl viens energobloks (Nr. 5): Rezultātā tika apturēti energobloki Nr. 4, 5, 6. Šis negadījums tika lokalizēts līdz 8. janvārim. Visu šo laiku valsts rajona elektrostacija strādāja īpaši intensīvā režīmā.
Līdz 2010. un 2013. gadam plānots uzbūvēt divus jaunus energoblokus (degviela - Dabasgāze).
GRES pastāv emisiju problēma vidē. OGK-1 parakstīja līgumu ar Urālu Enerģētikas inženieru centru par 3,068 miljoniem rubļu, kas paredz Verkhnetagilskaya valsts rajona elektrostacijas katla rekonstrukcijas projekta izstrādi, kas ļaus samazināt emisijas. atbilst ELV standartiem.
Kaširskaja GRES
G. M. Kržižanovska vārdā nosauktā Kaširskas štata rajona spēkstacija Kašīras pilsētā, Maskavas apgabalā, Okas upes krastā.
Vēsturiska stacija, kas celta V.I.Ļeņina personīgā uzraudzībā pēc GOELRO plāna. Nodošanas ekspluatācijā brīdī 12 MW stacija bija otrā lielākā elektrostacija Eiropā.
Stacija tika uzcelta pēc GOELRO plāna, celtniecība tika veikta V.I.Ļeņina personīgā uzraudzībā. Tā celta 1919.-1922.gadā, celtniecībai Ternovo ciema vietā tika uzcelta Novokaširskas strādnieku apmetne. Palaista 1922. gada 4. jūnijā, tā kļuva par vienu no pirmajām padomju reģionālajām termoelektrostacijām.
Pskovskas GRES
Pskovskaya GRES ir valstij piederoša reģionālā spēkstacija, kas atrodas 4,5 kilometrus no pilsētas tipa apmetnes Dedoviči, Pleskavas apgabala reģionālā centra, Šelonas upes kreisajā krastā. Kopš 2006. gada tā ir OJSC OGK-2 filiāle.
Augstsprieguma elektrolīnijas savieno Pleskavas valsts rajona elektrostaciju ar Baltkrieviju, Latviju un Lietuvu. Mātes organizācija to uzskata par priekšrocību: ir kanāls energoresursu eksportam, kas tiek aktīvi izmantots.
GRES uzstādītā jauda ir 430 MW, tajā ietilpst divi ļoti manevrētspējīgi energobloki pa 215 MW katrs. Šie spēka agregāti tika uzbūvēti un nodoti ekspluatācijā 1993. un 1996. gadā. Oriģināls priekšrocība Pirmajā posmā tika uzbūvēti trīs energobloki.
Galvenais kurināmā veids ir dabasgāze, kas stacijā nonāk pa galvenā eksporta gāzes vada atzaru. Spēka agregāti sākotnēji bija paredzēti darbam uz frēzkūdras; tie rekonstruēti saskaņā ar VTI projektu Dabasgāzes dedzināšanai.
Elektrības izmaksas savām vajadzībām ir 6,1%.
Stavropoles valsts rajona elektrostacija
Stavropoles valsts rajona elektrostacija ir Krievijas Federācijas termoelektrostacija. Atrodas Solņečnodoļskas pilsētā, Stavropoles apgabalā.
Elektrostacijas noslogošana ļauj eksportēt elektroenerģiju uz ārzemēm: uz Gruziju un Azerbaidžānu. Tajā pašā laikā tiek garantēts, ka plūsmas Dienvidu Apvienotās enerģētikas sistēmas mugurkaula elektrotīklā tiks uzturētas pieņemamā līmenī.
Daļa no vairumtirdzniecības ražošanas uzņēmuma organizācijām Nr.2 (AS OGK-2).
Elektroenerģijas izmaksas stacijas pašu vajadzībām ir 3,47%.
Stacijas galvenā degviela ir dabasgāze, bet kā rezerves un avārijas degvielu stacija var izmantot mazutu. Degvielas atlikums uz 2008. gadu: gāze - 97%, mazuts - 3%.
Smoļenskas GRES
Smoļenskas valsts rajona elektrostacija ir Krievijas Federācijas termoelektrostacija. Daļa no vairumtirdzniecības ražošanas uzņēmuma kompānijas Nr.4 (AS OGK-4) kopš 2006.g.
1978. gada 12. janvārī tika nodots ekspluatācijā pirmais valsts rajona elektrostacijas bloks, kura projektēšana sākās 1965. gadā, bet celtniecība 1970. gadā. Stacija atrodas Smoļenskas apgabala Duhovščinskas rajona Ozernijas ciemā. Sākotnēji kā kurināmo bija paredzēts izmantot kūdru, taču kūdras ieguves uzņēmumu būvniecības aizkavēšanās dēļ tika izmantota cita veida degviela (Maskavas apgabals ogles, Intas ogles, slāneklis, hakasu ogles). Kopumā tika nomainīti 14 degvielas veidi. Kopš 1985. gada beidzot ir noteikts, ka enerģija tiks iegūta no dabasgāzes un oglēm.
Pašreizējā valsts rajona elektrostacijas uzstādītā jauda ir 630 MW.
- — LV siltuma un elektrostacija Spēkstacija, kas ražo gan elektroenerģiju, gan karsto ūdeni vietējiem iedzīvotājiem. Koģenerācijas stacija (koģenerācijas stacija) var darboties gandrīz… Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata
termoelektrostacija- šiluminė elektrinė statusas T joma fizika atitikmenys: engl. siltumelektrostacija; tvaika elektrostacija vok. Wärmekraftwerk, n rus. termoelektrostacija, f; termoelektrostacija, f pranc. centrale electrothermique, f; centrale thermique, f; usine… … Fizikos terminų žodynas
termoelektrostacija- termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija, termoelektrostacija,... .. . Vārdu formas - un; un. Uzņēmums, kas ražo elektroenerģiju un siltumenerģiju... enciklopēdiskā vārdnīca
