Schemat działania elektrociepłowni. Plusy i minusy elektrowni cieplnych (TES)
Przeznaczenie elektrociepłowni polega na przekształceniu energii chemicznej paliwa w energię elektryczną. Ponieważ bezpośrednie przeprowadzenie takiej przemiany okazuje się praktycznie niemożliwe, należy najpierw przekształcić energię chemiczną paliwa w ciepło, które powstaje w wyniku spalania paliwa, następnie przekształcić ciepło w energię mechaniczną i na końcu przekształcić tę ostatnią w energię elektryczną.
Poniższy rysunek przedstawia najprostszy schemat części cieplnej elektrowni, zwanej często elektrownią parową. Paliwo spalane jest w piecu. W której . Powstałe ciepło przekazywane jest wodzie w kotle parowym. W efekcie woda nagrzewa się, a następnie paruje, tworząc tzw. parę nasyconą, czyli parę o tej samej temperaturze co wrząca woda. Następnie do pary nasyconej doprowadza się ciepło, w wyniku czego powstaje para przegrzana, czyli taka, która ma wyższą temperaturę niż woda parująca pod tym samym ciśnieniem. Para przegrzana otrzymywana jest z pary nasyconej w przegrzewaczu, którym w większości przypadków jest wężownica z rur stalowych. Wewnątrz rur porusza się para, natomiast na zewnątrz wężownica jest myta gorącymi gazami.
Gdyby ciśnienie w kotle było równe ciśnieniu atmosferycznemu, wówczas wodę należałoby podgrzać do temperatury 100 ° C; przy dalszym ogrzewaniu zaczął szybko parować. Powstała para nasycona miałaby również temperaturę 100 ° C. Przy ciśnieniu atmosferycznym para ulegnie przegrzaniu, jeśli jej temperatura przekroczy 100 ° C. Jeśli ciśnienie w kotle jest wyższe niż atmosferyczne, wówczas para nasycona ma temperaturę powyżej 100°C. Temperatura nasycenia. Im wyższe ciśnienie, tym wyższa zawartość pary. Obecnie kotły parowe o ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego nie są w ogóle stosowane w energetyce. O wiele bardziej opłacalne jest stosowanie kotłów parowych zaprojektowanych na znacznie wyższe ciśnienie, około 100 atmosfer i więcej. Temperatura pary nasyconej wynosi 310°C lub więcej.
Z przegrzewacza przegrzana para wodna dostarczana jest najczęściej stalowym rurociągiem do silnika cieplnego. W istniejących elektrowniach parowych innych silników prawie nigdy nie stosuje się. Przegrzana para wodna wchodząca do silnika cieplnego zawiera duży zapas energii cieplnej uwalnianej w wyniku spalania paliwa. Zadaniem silnika cieplnego jest zamiana energii cieplnej pary na energię mechaniczną.
Ciśnienie i temperatura pary na wlocie do turbiny parowej, zwane zwykle , są znacznie wyższe niż ciśnienie i temperatura pary na wylocie z turbiny. Zwykle nazywa się ciśnienie i temperaturę pary na wylocie turbiny parowej, równe ciśnieniu i temperaturze w skraplaczu. Obecnie, jak już wspomniano, w energetyce wykorzystuje się parę o bardzo wysokich parametrach początkowych, o ciśnieniu dochodzącym do 300 atmosfer i temperaturze do 600°C. Natomiast parametry końcowe wybierane są na niskim poziomie: ciśnienie około 0,04 atmosfery, czyli 25 razy mniej niż atmosferyczne, a temperatura wynosi około 30°C, czyli jest bliska temperaturze otoczenia. Kiedy para rozpręża się w turbinie, na skutek spadku ciśnienia i temperatury pary, ilość zawartej w niej energii cieplnej znacznie maleje. Ponieważ proces rozprężania pary zachodzi bardzo szybko, w tym bardzo krótkim czasie nie ma czasu na jakikolwiek znaczący transfer ciepła z pary do otoczenia. Gdzie trafia nadmiar energii cieplnej? Wiadomo, że zgodnie z podstawowym prawem natury – prawem zachowania i przemiany energii – nie da się zniszczyć ani pozyskać „z niczego” żadnej, nawet najmniejszej ilości energii. Energia może przemieszczać się tylko z jednego rodzaju na drugi. Oczywiście, właśnie z taką transformacją energetyczną mamy do czynienia w tym przypadku. Nadmiar energii cieplnej zawartej wcześniej w parze zamienił się w energię mechaniczną i można ją wykorzystać według własnego uznania.
Sposób działania turbiny parowej opisano w artykule o.
Tutaj powiemy tylko, że strumień pary wchodzący do łopatek turbiny ma bardzo dużą prędkość, często przekraczającą prędkość dźwięku. Strumień pary obraca tarczę turbiny parowej i wał, na którym tarcza jest zamontowana. Wał turbiny można podłączyć np. do maszyny elektrycznej – generatora. Zadaniem generatora jest zamiana energii mechanicznej obrotu wału na energię elektryczną. W ten sposób energia chemiczna paliwa w elektrowni parowej jest przekształcana w energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną, która może być magazynowana w zasilaczu UPS prądu przemiennego.
Para, która wykonała pracę w silniku, dostaje się do skraplacza. Woda chłodząca jest w sposób ciągły pompowana przez rury skraplacza, zwykle pobierana z naturalnego zbiornika wodnego: rzeki, jeziora, morza. Woda chłodząca odbiera ciepło z pary wchodzącej do skraplacza, w wyniku czego para ulega kondensacji, czyli zamienia się w wodę. Powstała w wyniku kondensacji woda jest pompowana do kotła parowego, w którym ponownie odparowuje, a cały proces powtarza się od nowa.
Jest to w zasadzie działanie elektrowni parowej stacji termoelektrycznej. Jak widać para pełni rolę pośrednika, tzw. płynu roboczego, za pomocą którego energia chemiczna paliwa zamieniona na energię cieplną zamieniana jest na energię mechaniczną.
Nie należy oczywiście sądzić, że konstrukcja nowoczesnego, wydajnego kotła parowego lub silnika cieplnego jest tak prosta, jak pokazano na powyższym rysunku. Wręcz przeciwnie, kocioł i turbina, które są najważniejszymi elementami elektrowni parowej, mają bardzo złożoną konstrukcję.
Teraz zaczynamy wyjaśniać tę pracę.
), ale wszyscy używają 3-4 rodzajów paliwa. Są to gaz ziemny, węgiel kamienny i brunatny, olej opałowy oraz torf. Najpopularniejszymi rodzajami paliw są gaz i węgiel.
Zacznijmy od węgla. Węgiel znany jest ludzkości od czasów starożytnych. Ludzie ogrzewają nim swoje domy od bardzo dawna. Wynika to przede wszystkim z dostępności samego paliwa – część złóż węgla staje się dostępna po dosłownie usunięciu 2-3 metrów wierzchniej warstwy ziemi. Wieloletnie wykorzystanie węgla jako paliwa wynika także z faktu, że można go łatwo magazynować. Nie potrzebujesz żadnych wymyślnych urządzeń ani budynków, po prostu ułóż je w stos.
Od końca XVIII wieku węgiel zaczęto aktywnie wykorzystywać w przemyśle. Wraz z rozwojem transportu kolejowego zaczęto wykorzystywać tam także węgiel. W każdym zakładzie produkcyjnym ważny jest balkon, z którego będzie można oglądać przedsiębiorstwo. Balkon pod klucz.
Pierwsze elektrownie węglowe zaczęto budować pod koniec XIX wieku, a węgiel nadal jest aktywnie wykorzystywany w elektrowniach cieplnych.
W pierwszych elektrowniach cieplnych węgiel spalano w kotłach na rusztach. Najpierw palacze wrzucali węgiel do paleniska łopatami, a żużel również usuwano ręcznie. Potem pojawiły się ruszty zmechanizowane. Zsypywano na nie węgiel ze szczytu leja zasypowego, poruszał się ruszt i żużel opadał z drugiego końca do odbiornika żużla. To znacznie ułatwiło pracę palaczom.
Elektrownie gazowe.
Gaz jest paliwem, które podobnie jak węgiel znajduje szerokie zastosowanie w elektrowniach cieplnych. Gaz w porównaniu do węgla ma swoje zalety.
Po pierwsze, spalając gaz, wytwarzamy mniej szkodliwych emisji. Praktycznie nie ma takich składników, jak popiół i żużel.
Po drugie, upraszcza się eksploatację elektrowni cieplnych, ponieważ eliminuje się prace takie jak przygotowanie pyłu. Oprócz zakładów przygotowania pyłu, przy ul. Gazu praktycznie nie trzeba przygotowywać do spalania. Ponadto elektrownia cieplna zasilana gazem jest nieco bardziej zwrotna niż elektrownia cieplna zasilana węglem pod względem zmian obciążenia.
Jeśli chodzi o efektywność, można powiedzieć, że nowoczesne elektrownie cieplne pracujące w obiegu CCGT (elektrownia parowo-gazowa) mogą pracować wyłącznie na gazie. Zainstalowany jest CCGT i to w nim spalane jest paliwo, a nie w kotle, jak w starych elektrowniach. Nie ma tam możliwości spalania pyłu węglowego. Choć warto powiedzieć, że obecnie możliwe jest pozyskiwanie gazu syntetycznego z węgla, na którym mogą już pracować niektóre zagraniczne modele turbin gazowych.
Olej opałowy, torf, olej napędowy i inne rodzaje paliw w elektrowniach cieplnych.
W połowie XX wieku niektóre elektrownie cieplne aktywnie wykorzystywały jako paliwo olej opałowy. Obecnie olej opałowy nie jest stosowany jako główne paliwo ze względu na jego wysoką cenę. Jednak olej opałowy nadal jest wykorzystywany jako paliwo do ogrzewania w elektrowniach węglowych. Olej opałowy pod względem właściwości eksploatacyjnych jest zbliżony do gazu ziemnego. Warto zauważyć, że podczas spalania oleju opałowego wydziela się dużo tlenku siarki, ponieważ zawiera on wysoką zawartość siarki.
Również w ubiegłym stuleciu niektóre elektrownie cieplne wykorzystywały torf jako paliwo. Jednak ze względu na cechy operacyjne i nieopłacalność ekonomiczną obecnie praktycznie nie jest używany.
Olej napędowy stosowany jest tylko tam, gdzie nie są wymagane duże ilości energii elektrycznej. Na przykład na północnych i wyspiarskich terytoriach naszego kraju. Lub gdy wymagane jest tymczasowe zasilanie. Olej napędowy, podobnie jak olej opałowy, jest obecnie drogi.
Możesz także sprawdzić całą Rosję.
Stacja elektryczna to zestaw urządzeń zaprojektowanych do przetwarzania energii dowolnego źródła naturalnego na energię elektryczną lub ciepło. Istnieje kilka odmian takich obiektów. Na przykład elektrownie cieplne są często wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła.
Definicja
Elektrownia cieplna to elektrownia elektryczna wykorzystująca jako źródło energii dowolne paliwo kopalne. Do tych ostatnich można zastosować na przykład ropę naftową, gaz, węgiel. Obecnie kompleksy cieplne są najpowszechniejszym typem elektrowni na świecie. Popularność elektrowni cieplnych tłumaczy się przede wszystkim dostępnością paliw kopalnych. Ropa naftowa, gaz i węgiel są dostępne w wielu częściach planety.
TPP to (transkrypcja z Jego skrót wygląda jak „elektrownia cieplna”), między innymi kompleks o dość wysokiej wydajności. W zależności od rodzaju zastosowanych turbin odsetek ten na stacjach tego typu może wynosić 30 - 70%.
Jakie są rodzaje elektrowni cieplnych?
Stacje tego typu można klasyfikować według dwóch głównych kryteriów:
- zamiar;
- rodzaj instalacji.
W pierwszym przypadku rozróżnia się państwowe elektrownie okręgowe i elektrociepłownie.Elektrownia okręgowa to stacja, która działa na zasadzie obracania turbiny pod silnym ciśnieniem strumienia pary. Rozszyfrowanie skrótu GRES – państwowa elektrownia okręgowa – straciło obecnie na aktualności. Dlatego takie kompleksy często nazywane są również CES. Skrót ten oznacza „elektrownia kondensacyjna”.
CHP jest również dość powszechnym typem elektrowni cieplnej. W odróżnieniu od państwowych elektrowni okręgowych elektrownie te wyposażane są nie w turbiny kondensacyjne, lecz w turbiny ciepłownicze. CHP oznacza „elektrownię”.
Oprócz instalacji kondensacyjnych i ciepłowniczych (turbina parowa) w elektrowniach cieplnych można zastosować następujące typy urządzeń:
- gaz parowy.
TPP i CHP: różnice
Często ludzie mylą te dwa pojęcia. W rzeczywistości, jak się dowiedzieliśmy, CHP jest jednym z rodzajów elektrowni cieplnych. Elektrownia taka różni się od innych typów elektrociepłowni przede wszystkim tymczęść wytwarzanej przez nią energii cieplnej trafia do kotłów zainstalowanych w pomieszczeniach w celu ich ogrzania lub wytworzenia ciepłej wody.
Często mylone są także nazwy elektrowni wodnych z elektrowniami okręgowymi. Wynika to przede wszystkim z podobieństwa skrótów. Elektrownie wodne różnią się jednak zasadniczo od państwowych elektrowni regionalnych. Obydwa typy stacji budowane są na rzekach. Jednak w elektrowniach wodnych, w odróżnieniu od państwowych elektrowni regionalnych, źródłem energii nie jest para wodna, lecz sam przepływ wody.
Jakie wymagania stawiane są elektrowniom cieplnym?
Elektrownia cieplna to elektrownia cieplna, w której jednocześnie wytwarzana jest i zużywana energia elektryczna. Dlatego taki kompleks musi w pełni spełniać szereg wymagań ekonomicznych i technologicznych. Zapewni to nieprzerwane i niezawodne dostawy energii elektrycznej do odbiorców. Więc:
- teren elektrowni cieplnej musi posiadać dobre oświetlenie, wentylację i napowietrzanie;
- powietrze wewnątrz i wokół rośliny należy chronić przed zanieczyszczeniem cząstkami stałymi, azotem, tlenkiem siarki itp.;
- źródła zaopatrzenia w wodę powinny być starannie chronione przed przedostaniem się ścieków;
- należy wyposażyć stacje w systemy uzdatniania wodybezodpadowy.
Zasada działania elektrowni cieplnych
TPP to elektrownia, na których można zastosować turbiny różnych typów. Następnie rozważymy zasadę działania elektrowni cieplnych na przykładzie jednego z jej najczęstszych typów - elektrowni cieplnych. Energia wytwarzana jest w takich stacjach w kilku etapach:
Paliwo i utleniacz dostają się do kotła. Pył węglowy jest zwykle używany jako pierwszy w Rosji. Czasami paliwem dla elektrowni cieplnych może być również torf, olej opałowy, węgiel, łupki bitumiczne i gaz. W tym przypadku utleniaczem jest ogrzane powietrze.
Para powstająca w wyniku spalania paliwa w kotle trafia do turbiny. Celem tego ostatniego jest zamiana energii pary na energię mechaniczną.
Obracające się wały turbiny przekazują energię do wałów generatora, który przekształca ją w energię elektryczną.
Ochłodzona para, która straciła część swojej energii w turbinie, wchodzi do skraplacza.Tutaj zamienia się w wodę, która poprzez grzejniki jest dostarczana do odgazowywacza.
Deae Oczyszczona woda jest podgrzewana i dostarczana do kotła.
Zalety TPP
Elektrociepłownia jest zatem stacją, której głównym rodzajem urządzeń są turbiny i generatory. Zaletami takich kompleksów są przede wszystkim:
- niski koszt budowy w porównaniu do większości innych typów elektrowni;
- taniość stosowanego paliwa;
- niski koszt wytwarzania energii elektrycznej.
Dużą zaletą takich stacji jest także to, że można je budować w dowolnym miejscu, niezależnie od dostępności paliwa. Węgiel, olej opałowy itp. można dowieźć na stację transportem drogowym lub kolejowym.
Kolejną zaletą elektrowni cieplnych jest to, że zajmują one bardzo małą powierzchnię w porównaniu do innych typów elektrowni.
Wady elektrowni cieplnych
Oczywiście takie stacje mają nie tylko zalety. Mają też szereg wad. Elektrownie cieplne to kompleksy, które niestety mocno zanieczyszczają środowisko. Stacje tego typu mogą emitować do powietrza ogromne ilości sadzy i dymu. Do wad elektrowni cieplnych zaliczają się także wysokie koszty eksploatacji w porównaniu z elektrowniami wodnymi. Ponadto wszystkie rodzaje paliw wykorzystywane na takich stacjach uznawane są za niezastąpione zasoby naturalne.
Jakie inne typy elektrowni cieplnych istnieją?
Oprócz elektrowni cieplnych z turbinami parowymi i elektrociepłowni (GRES) w Rosji działają następujące elektrownie:
Turbina gazowa (GTPP). W tym przypadku turbiny obracają się nie z pary, ale z gazu ziemnego. Na takich stacjach jako paliwo można stosować także olej opałowy lub olej napędowy. Sprawność takich stacji niestety nie jest zbyt wysoka (27 – 29%). Dlatego też wykorzystywane są głównie jako rezerwowe źródła energii elektrycznej lub przeznaczone do dostarczania napięcia do sieci małych miejscowości.
Turbina parowo-gazowa (SGPP). Sprawność takich połączonych stacji wynosi około 41 - 44%. W układach tego typu zarówno turbina gazowa, jak i parowa jednocześnie przekazują energię do generatora. Podobnie jak elektrownie cieplne, elektrownie wodne połączone mogą służyć nie tylko do wytwarzania energii elektrycznej, ale także do ogrzewania budynków lub dostarczania odbiorcom ciepłej wody.
Przykłady stacji
Tak więc każdy przedmiot można uznać za dość produktywny, a do pewnego stopnia nawet uniwersalny. Jestem elektrownią cieplną, elektrownią. Przykłady Takie kompleksy prezentujemy na poniższej liście.
Elektrociepłownia Biełgorod. Moc tej stacji wynosi 60 MW. Jej turbiny napędzane są gazem ziemnym.
Elektrociepłownia Michurinskaya (60 MW). Obiekt ten również znajduje się w obwodzie biełgorodskim i zasilany jest gazem ziemnym.
Czerepowiec GRES. Kompleks położony jest w obwodzie wołgogradzkim i może działać zarówno na gazie, jak i na węglu. Moc tej stacji wynosi aż 1051 MW.
Lipieck CHPP-2 (515 MW). Zasilany gazem ziemnym.
CHPP-26 „Mosenergo” (1800 MW).
Czerepiecka GRES (1735 MW). Źródłem paliwa dla turbin tego kompleksu jest węgiel.
Zamiast wniosków
W ten sposób dowiedzieliśmy się, czym są elektrownie cieplne i jakie rodzaje tego typu obiektów istnieją. Pierwszy tego typu kompleks powstał dawno temu – w 1882 roku w Nowym Jorku. Rok później taki system zaczął działać w Rosji – w Petersburgu. Elektrownie cieplne są dziś rodzajem elektrowni, które wytwarzają około 75% całej energii elektrycznej wytwarzanej na świecie. I najwyraźniej, pomimo szeregu wad, tego typu stacje będą przez długi czas zapewniać ludności energię elektryczną i ciepło. Przecież zalety takich kompleksów są o rząd wielkości większe niż wady.
Zwiedzimy Czeboksary CHPP-2 i zobaczmy, jak wytwarzana jest energia elektryczna i ciepło:
Przy okazji przypomnę, że rura jest najwyższą budowlą przemysłową w Czeboksarach. Już 250 metrów!
Zacznijmy od kwestii ogólnych, do których zalicza się przede wszystkim bezpieczeństwo.
Oczywiście elektrownia cieplna, podobnie jak elektrownia wodna, jest przedsięwzięciem wrażliwym i nie można ot tak do niej wchodzić.
A jeśli zostaniesz wpuszczony, nawet podczas wycieczki, nadal będziesz musiał przejść odprawę dotyczącą bezpieczeństwa:
No cóż, u nas nie jest to niczym niezwykłym (tak jak sama elektrociepłownia nie jest niczym niezwykłym, pracowałem tam jakieś 30 lat temu;)).
Tak, kolejne ostre ostrzeżenie, którego nie mogę zignorować:
Technologia
Główną substancją roboczą we wszystkich elektrowniach cieplnych jest, co dziwne, woda.
Ponieważ łatwo zamienia się w parę i z powrotem.
Technologia jest taka sama dla wszystkich: musisz zdobyć parę, która obróci turbinę. Generator umieszczony jest na osi turbiny.
W elektrowniach jądrowych woda jest podgrzewana w wyniku wydzielania ciepła podczas rozpadu paliwa radioaktywnego.
Oraz termicznych – w wyniku spalania gazu, oleju opałowego, a do niedawna nawet węgla.
Gdzie umieścić parę odpadową? Jednak z powrotem do wody i z powrotem do kotła!
Gdzie umieścić ciepło z pary wylotowej? Tak, aby ogrzać wodę wchodzącą do kotła - aby zwiększyć wydajność całej instalacji jako całości.
Oraz do podgrzewania wody w sieci ciepłowniczej i zaopatrzenia w wodę (gorącą wodę)!
Zatem w sezonie grzewczym z ciepłowni uzyskuje się podwójne korzyści – prąd i ciepło. W związku z tym taka skojarzona produkcja nazywana jest elektrociepłownią (CHP).
Jednak latem nie da się w sposób opłacalny wykorzystać całego ciepła, dlatego para wydobywająca się z turbiny jest schładzana w chłodniach kominowych, zamieniając się w wodę, po czym woda jest zawracana do zamkniętego obiegu produkcyjnego. A w ciepłych basenach wież chłodniczych hodują też ryby;)
Aby zapobiec zużyciu sieci ciepłowniczych i kotła, woda poddawana jest specjalnemu przygotowaniu w warsztacie chemicznym:
Pompy obiegowe powodują cyrkulację wody w błędnym kole:
Nasze kotły mogą pracować zarówno na gazie (rurociąg żółty) jak i na oleju opałowym (czarny). Od 1994 roku działają na gazie. Tak, mamy 5 kotłów!
Do spalania palniki wymagają dopływu powietrza (niebieskie rury).
Woda wrze, a para (czerwone przewody pary) przechodzi przez specjalne wymienniki ciepła - przegrzewacze pary, które zwiększają temperaturę pary do 565 stopni, a ciśnienie odpowiednio do 130 atmosfer. To nie jest szybkowar w kuchni! Jedna mała dziura w przewodzie parowym spowoduje poważny wypadek; cienki strumień przegrzanej pary tnie metal jak masło!
I taka para jest już dostarczana do turbin (w dużych stacjach na wspólnym kolektorze parowym może pracować kilka kotłów, z którego zasilanych jest kilka turbin).
W kotłowni zawsze panuje hałas, ponieważ spalanie i gotowanie to procesy bardzo gwałtowne.
A same kotły (TGME-464) to wspaniałe konstrukcje o wysokości dwudziestopiętrowego budynku i można je w całości pokazać jedynie w panoramie wielu klatek:
Jeszcze jeden widok na piwnicę:
Panel sterowania kotła wygląda następująco:
Na przeciwległej ścianie znajduje się mnemoniczny diagram całego procesu technicznego ze światełkami wskazującymi stan zaworów, klasycznymi przyrządami z rejestratorami na taśmie papierowej, tablicą alarmową i innymi wskaźnikami.
A na samym pilocie klasyczne przyciski i klawisze sąsiadują z wyświetlaczem komputera, na którym obraca się system sterowania (SCADA). Znajdują się tu także najważniejsze przełączniki, zabezpieczone czerwonymi osłonami: „Zatrzymanie kotła” i „Główny zawór pary” (MSV):
Turbiny
Mamy 4 turbiny.
Mają bardzo złożoną konstrukcję, aby nie przegapić najmniejszego fragmentu energii kinetycznej przegrzanej pary.
Ale z zewnątrz nic nie widać - wszystko przykryte jest pustą obudową:
Konieczna jest poważna obudowa ochronna - turbina obraca się z dużą prędkością 3000 obr./min. Co więcej, przepływa przez nią przegrzana para (powiedziałem powyżej, jakie to niebezpieczne!). Wokół turbiny znajduje się wiele linii parowych:
W tych wymiennikach ciepła woda sieciowa podgrzewana jest parą odpadową:
Swoją drogą, na zdjęciu mam najstarszą turbinę CHPP-2, więc nie zdziwcie się brutalnym wyglądem urządzeń, które zostaną pokazane poniżej:
Jest to mechanizm sterujący turbiną (TCM), który reguluje dopływ pary i odpowiednio kontroluje obciążenie. Kiedyś obracano ręcznie:
A to jest zawór odcinający (trzeba go ręcznie nakręcić jeszcze długo po uruchomieniu):
Turbiny małe składają się z jednego tzw. cylindra (zestawu łopatek), średnie z dwóch, duże z trzech (cylindry wysokiego, średniego i niskiego ciśnienia).
Z każdego cylindra para trafia do wyciągów pośrednich i kierowana jest do wymienników ciepła – podgrzewaczy wody:
A w ogonie turbiny musi być podciśnienie - im lepsze, tym wyższa wydajność turbiny:
Próżnia powstaje w wyniku kondensacji pary pozostałej w agregacie skraplającym.
Przeszliśmy więc całą drogę wodną do elektrociepłowni. Proszę również zwrócić uwagę na część pary, która trafia do podgrzewania wody sieciowej dla odbiorcy (PSG):
Kolejny widok z kilkoma punktami kontrolnymi. Nie zapominaj, że konieczna jest kontrola wielu ciśnień i temperatur na turbinie, nie tylko pary, ale także oleju w łożyskach każdej części:
Tak, a tu jest pilot. Zwykle znajduje się w tym samym pomieszczeniu, co kotły. Pomimo tego, że same kotły i turbiny znajdują się w różnych pomieszczeniach, kierownictwa warsztatu kotłowo-turbinowego nie można podzielić na osobne części - wszystko jest zbyt połączone przegrzaną parą!
Nawiasem mówiąc, na pilocie widzimy parę średnich turbin z dwoma cylindrami.
Automatyzacja
Natomiast procesy w elektrowniach cieplnych są szybsze i bardziej odpowiedzialne (swoją drogą, czy wszyscy pamiętają głośny hałas słyszalny we wszystkich częściach miasta, podobny do samolotu? Więc to jest zawór parowy, który czasami działa, uwalniając nadmiar ciśnienie pary. Wyobraź sobie, jak słyszysz to z bliska!).
Dlatego automatyzacja jest tutaj wciąż spóźniona i ogranicza się głównie do gromadzenia danych. Na panelach sterowania widzimy mieszankę różnych sterowników SCADA i przemysłowych zaangażowanych w lokalne regulacje. Ale proces trwa!
Elektryczność
Spójrzmy jeszcze raz na ogólny widok sklepu z turbinami:
Należy pamiętać, że po lewej stronie pod żółtą obudową znajdują się generatory prądu.
Co dalej stanie się z energią elektryczną?
Jest wysyłany do sieci federalnych za pośrednictwem szeregu urządzeń dystrybucyjnych:
Sklep elektryczny to bardzo trudne miejsce. Wystarczy spojrzeć na panoramę panelu sterowania:
Ochrona przekaźników i automatyzacja to dla nas wszystko!
Na tym można zakończyć zwiedzanie i jeszcze powiedzieć kilka słów o palących problemach.
Technologie ciepłownicze i użytkowe
Dowiedzieliśmy się więc, że CHP produkuje prąd i ciepło. Obydwa są oczywiście dostarczane konsumentom. Teraz będziemy głównie zainteresowani ciepłem.
Po pierestrojce, prywatyzacji i podziale całego zjednoczonego przemysłu radzieckiego na odrębne części, w wielu miejscach okazało się, że elektrownie pozostały pod władzą Czubajsa, a miejskie sieci ciepłownicze stały się miejskimi. I utworzyli pośrednika, który bierze pieniądze za transport ciepła. Trudno powiedzieć, w jaki sposób te pieniądze są wydawane na coroczne naprawy systemów grzewczych, które są w 70% zużyte.
Tak więc, ze względu na wielomilionowe długi pośrednika NOVEK w Nowoczeboksarsku, TGK-5 przeszedł już na bezpośrednie umowy z konsumentami.
W Czeboksarach jeszcze tego nie ma. Co więcej, Czeboksary „Technologie Utility” mają obecnie projekt rozwoju swoich kotłowni i sieci ciepłowniczych na kwotę aż 38 miliardów (TGK-5 poradziłby sobie z tym w zaledwie trzy).
Wszystkie te miliardy zostaną w ten czy inny sposób uwzględnione w taryfach za ciepło, które ustala władze miasta „ze względu na sprawiedliwość społeczną”. Tymczasem obecnie koszt ciepła wytworzonego w CHPP-2 jest 1,5 razy niższy niż w kotłowniach KT. I taka sytuacja powinna utrzymać się w przyszłości, bo im większa elektrownia, tym jest ona bardziej efektywna (w szczególności niższe koszty operacyjne + odzysk ciepła z produkcji energii elektrycznej).
A co z ekologicznego punktu widzenia?
Oczywiście jedna duża elektrownia cieplna z wysokim kominem jest lepsza ekologicznie niż kilkanaście małych kotłowni z małymi kominami, z których dym praktycznie pozostanie w mieście.
Najgorsze pod względem ekologicznym jest popularne obecnie ogrzewanie indywidualne.
Małe kotły domowe nie zapewniają tak całkowitego spalania paliwa, jak duże elektrownie cieplne, a wszystkie gazy spalinowe pozostają nie tylko w mieście, ale dosłownie nad oknami.
Ponadto niewiele osób myśli o zwiększonym niebezpieczeństwie, jakie stwarzają dodatkowe urządzenia gazowe instalowane w każdym mieszkaniu.
Które wyjście?
W wielu krajach do centralnego ogrzewania stosuje się regulatory mieszkaniowe, które pozwalają na bardziej ekonomiczne zużycie ciepła.
Niestety, przy obecnych apetytach pośredników i degradacji sieci ciepłowniczych, zalety centralnego ogrzewania zanikają. Jednak z globalnego punktu widzenia indywidualne ogrzewanie jest bardziej odpowiednie w domkach.
Inne wpisy branżowe:
Definicja
wieża chłodnicza
Charakterystyka
Klasyfikacja
Elektrociepłownia kogeneracyjna
Urządzenie Mini-CHP
Cel mini-CHP
Wykorzystanie ciepła z mini-CHP
Paliwo do mini-CHP
Mini-CHP i ekologia
Silnik turbinowy gazowy
Instalacja pracująca w cyklu kombinowanym
Zasada działania
Zalety
Rozpościerający się
Elektrownia kondensacyjna
Fabuła
Zasada działania
Podstawowe systemy
Wpływ środowiska
Stan aktulany
Wierchnetagilskaja GRES
Kashirskaja GRES
Pskowskaja GRES
Elektrownia Rejonowa Stawropol
Smoleńska GRES
Elektrociepłownia jest(lub elektrownia cieplna) to elektrownia wytwarzająca energię elektryczną poprzez konwersję energii chemicznej paliwa na energię mechaniczną obrotu wału generatora elektrycznego.
Głównymi elementami elektrowni cieplnej są:
Silniki - jednostki napędowe Elektrociepłownia
Generatory elektryczne
Wymienniki ciepła TPP - elektrownie cieplne
Wieże chłodnicze.
wieża chłodnicza
Wieża chłodnicza (niem. gradieren – do zagęszczania roztworu solanki; pierwotnie wieże chłodnicze służyły do ekstrakcji soli przez odparowanie) to urządzenie służące do schładzania dużej ilości wody za pomocą ukierunkowanego przepływu powietrza atmosferycznego. Czasami wieże chłodnicze nazywane są również wieżami chłodniczymi.
Obecnie chłodnie kominowe stosowane są głównie w systemach zaopatrzenia w wodę obiegową do chłodzenia wymienników ciepła (najczęściej w elektrociepłowniach, elektrociepłowniach). W budownictwie wieże chłodnicze wykorzystuje się w klimatyzacji, np. do chłodzenia skraplaczy agregatów chłodniczych, do chłodzenia awaryjnych agregatów prądotwórczych. W przemyśle wieże chłodnicze służą do chłodzenia maszyn chłodniczych, maszyn do formowania tworzyw sztucznych i chemicznego oczyszczania substancji.
Chłodzenie następuje w wyniku odparowania części wody, gdy przepływa ona cienką warstwą lub spada wzdłuż specjalnego zraszacza, przez który przepływ powietrza jest dostarczany w kierunku przeciwnym do ruchu wody. Po odparowaniu 1% wody temperatura pozostałej wody spada o 5,48°C.
Z reguły wieże chłodnicze stosuje się tam, gdzie nie ma możliwości wykorzystania do chłodzenia dużych zbiorników wodnych (jezior, mórz). Ponadto ta metoda chłodzenia jest bardziej przyjazna dla środowiska.
Prostą i tanią alternatywą dla wież chłodniczych są stawy natryskowe, w których woda jest schładzana poprzez proste natryskiwanie.
Charakterystyka
Głównym parametrem wieży chłodniczej jest wartość gęstości nawadniania - konkretna wartość zużycia wody na 1 m² powierzchni nawadniającej.
Główne parametry projektowe wież chłodniczych określane są na podstawie obliczeń techniczno-ekonomicznych w zależności od objętości i temperatury chłodzonej wody oraz parametrów atmosferycznych (temperatura, wilgotność itp.) w miejscu instalacji.
Korzystanie z wież chłodniczych zimą, szczególnie w trudnych warunkach klimatycznych, może być niebezpieczne ze względu na możliwość zamarznięcia wieży chłodniczej. Dzieje się tak najczęściej w miejscu kontaktu mroźnego powietrza z niewielką ilością ciepłej wody. Aby zapobiec zamarznięciu wieży chłodniczej i tym samym jej awarii, należy zapewnić równomierny rozkład schłodzonej wody na powierzchni zraszacza oraz monitorować jednakową gęstość nawadniania w poszczególnych obszarach wieży chłodniczej. Wentylatory dmuchawowe są również często podatne na oblodzenie w wyniku niewłaściwego użytkowania wieży chłodniczej.
Klasyfikacja
W zależności od rodzaju tryskacza, wieże chłodnicze to:
film;
kroplówka;
pluśnięcie;
Według metody dostarczania powietrza:
wentylacyjny (ciąg wytwarzany jest przez wentylator);
wieża (ciąg wytwarzany jest za pomocą wysokiej wieży wydechowej);
otwarte (atmosferyczne), wykorzystujące siłę wiatru i naturalną konwekcję podczas przepływu powietrza przez tryskacz.
Z technicznego punktu widzenia najbardziej efektywne są wieże chłodnicze wentylatorowe, ponieważ zapewniają głębsze i wyższej jakości chłodzenie wodą oraz są w stanie wytrzymać duże obciążenia cieplne (wymagają jednak koszty energia elektryczna do napędzania wentylatorów).
Typy
Elektrownie kotłowo-turbinowe
Elektrownie kondensacyjne (GRES)
Elektrociepłownie (elektrownie kogeneracyjne, elektrociepłownie)
Elektrownie turbinowe gazowe
Elektrownie oparte na elektrowniach gazowo-parowych
Elektrownie oparte na silnikach tłokowych
Zapłon samoczynny (diesel)
Zapaliła się iskra
Połączony cykl
Elektrociepłownia kogeneracyjna
Elektrociepłownia (CHP) to rodzaj elektrowni cieplnej, która wytwarza nie tylko energię elektryczną, ale jest także źródłem energii cieplnej w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w ciepło (w postaci pary i gorącej wody, w tym do dostarczania ciepłej wody zaopatrzenie i ogrzewanie obiektów mieszkalnych i przemysłowych). Z reguły elektrownia cieplna musi pracować według harmonogramu grzewczego, czyli produkcja energii elektrycznej jest uzależniona od produkcji energii cieplnej.
Przy lokalizacji elektrowni cieplnej uwzględnia się bliskość odbiorców ciepła w postaci gorącej wody i pary.
Mini-CHP
Mini-CHP jest małą elektrociepłownią.
Urządzenie Mini-CHP
Mini-CHP to elektrownie cieplne służące do wspólnego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach o mocy jednostkowej do 25 MW, niezależnie od rodzaju urządzeń. Obecnie w zagranicznej i krajowej energetyce cieplnej szeroko stosowane są następujące instalacje: turbiny parowe przeciwprężne, turbiny parowe kondensacyjne z odciągiem pary, turbiny gazowe z wodnym lub parowym odzyskiem energii cieplnej, bloki gazowe tłokowe, gazowo-dieselowe i wysokoprężne z odzyskiem energii cieplnej różnych układów tych jednostek. Terminu elektrownie kogeneracyjne używa się jako synonimu pojęć mini-CHP i CHP, ma on jednak szersze znaczenie, gdyż wiąże się ze wspólną produkcją (współwytwarzaniem, wytwarzaniem - produkcją) różnych produktów, które mogą być zarówno elektryczne, jak i energia cieplna i inne produkty, na przykład energia cieplna i dwutlenek węgla, energia elektryczna i chłód itp. W rzeczywistości termin trigeneracja, który oznacza wytwarzanie energii elektrycznej, energii cieplnej i chłodu, jest również szczególnym przypadkiem kogeneracji . Cechą charakterystyczną mini-CHP jest oszczędniejsze wykorzystanie paliwa do wytwarzanych rodzajów energii w porównaniu z konwencjonalnymi, odrębnymi sposobami ich wytwarzania. Wynika to z faktu, że Elektryczność w skali kraju produkowany jest głównie w obiegach kondensacyjnych elektrowni cieplnych i jądrowych, które przy braku ciepła charakteryzują się sprawnością elektryczną na poziomie 30-35%. nabywca. W rzeczywistości o takim stanie rzeczy decyduje istniejący stosunek obciążeń elektrycznych i cieplnych na obszarach zaludnionych, różne wzorce ich zmian w ciągu roku, a także brak możliwości przesyłania energii cieplnej na duże odległości, w przeciwieństwie do energii elektrycznej.
Moduł mini-CHP zawiera tłok gazowy, turbinę gazową lub silnik wysokoprężny, generator Elektryczność, wymiennik ciepła służący do odzyskiwania ciepła z wody podczas chłodzenia silnika, oleju i spalin. Do mini-CHP zwykle dodawany jest kocioł na gorącą wodę, aby skompensować obciążenie cieplne w godzinach szczytu.
Cel mini-CHP
Głównym zadaniem mini-CHP jest wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej z różnych rodzajów paliw.
Koncepcja budowy miniciepłowni w bliskiej odległości od ul do nabywcy ma szereg zalet (w porównaniu do dużych elektrowni cieplnych):
pozwala uniknąć wydatki budowę przewag kosztownych i niebezpiecznych linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia;
eliminowane są straty podczas przesyłu energii;
nie ma konieczności ponoszenia kosztów finansowych w celu spełnienia warunków technicznych przyłączenia do sieci
scentralizowane zasilanie;
nieprzerwane dostawy energii elektrycznej do nabywcy;
zasilanie energią elektryczną wysokiej jakości, z zachowaniem określonych wartości napięcia i częstotliwości;
być może osiągając zysk.
We współczesnym świecie budowa mini-CHP nabiera tempa, zalety są oczywiste.
Wykorzystanie ciepła z mini-CHP
Znaczącą część energii spalania paliw podczas wytwarzania energii elektrycznej stanowi energia cieplna.
Istnieją opcje wykorzystania ciepła:
bezpośrednie wykorzystanie energii cieplnej przez odbiorców końcowych (kogeneracja);
zaopatrzenie w ciepłą wodę (CWU), ogrzewanie, potrzeby technologiczne (para wodna);
częściowa konwersja energii cieplnej na energię chłodu (trigeneracja);
chłód wytwarza absorpcyjna maszyna chłodnicza, która zużywa nie energię elektryczną, ale energię cieplną, co pozwala na dość efektywne wykorzystanie ciepła latem do klimatyzacji lub na potrzeby technologiczne;
Paliwo do mini-CHP
Rodzaje stosowanego paliwa
gaz: sieciowy, Gazu ziemnego gazy skroplone i inne gazy łatwopalne;
paliwo płynne: olej napędowy, biodiesel i inne ciecze łatwopalne;
paliwo stałe: węgiel, drewno, torf i inne rodzaje biopaliw.
Najbardziej wydajnym i niedrogim paliwem w Federacji Rosyjskiej jest paliwo główne Gazu ziemnego, a także związany z nim gaz.
Mini-CHP i ekologia
Wykorzystanie ciepła odpadowego z silników elektrowni do celów praktycznych jest cechą charakterystyczną mini-CHP i nazywane jest kogeneracją (kogeneracją).
Łączna produkcja dwóch rodzajów energii w miniciepłowniach przyczynia się do znacznie bardziej przyjaznego dla środowiska wykorzystania paliwa w porównaniu do oddzielnego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej w kotłowniach.
Zastępując kotłownie nieracjonalnie zużywające paliwo i zanieczyszczające atmosferę miast, mini-ciepłownie przyczyniają się nie tylko do znacznych oszczędności paliwa, ale także do zwiększenia czystości basenu powietrznego i poprawy ogólnego stanu środowiska.
Źródłem energii dla mini-CHP z tłokiem gazowym i turbiną gazową jest zwykle. Gaz ziemny lub powiązany, paliwo organiczne, które nie zanieczyszcza atmosfery emisjami stałymi
Silnik turbinowy gazowy
Silnik turbinowy gazowy (GTE, TRD) to silnik cieplny, w którym gaz jest sprężany i podgrzewany, a następnie energia sprężonego i ogrzanego gazu zamieniana jest na energię mechaniczną praca na wale turbiny gazowej. W przeciwieństwie do silnika tłokowego, w silniku turbinowym procesy występują w przepływie poruszającego się gazu.
Sprężone powietrze atmosferyczne ze sprężarki dostaje się do komory spalania, gdzie dostarczane jest paliwo, które po spaleniu tworzy pod wysokim ciśnieniem dużą ilość produktów spalania. Następnie w turbinie gazowej energia gazów spalinowych zamieniana jest na energię mechaniczną praca w wyniku obrotu łopatek przez strumień gazu, którego część jest zużywana na sprężanie powietrza w sprężarce. Pozostała część pracy przekazywana jest na jednostkę napędzaną. Praca zużyta przez to urządzenie jest pracą użyteczną silnika turbinowego. Silniki z turbiną gazową charakteryzują się największą gęstością mocy spośród silników spalinowych, sięgającą 6 kW/kg.
Najprostszy silnik turbinowy ma tylko jedną turbinę, która napędza sprężarkę i jednocześnie jest źródłem mocy użytecznej. Nakłada to ograniczenia na tryby pracy silnika.
Czasami silnik jest wielowałowy. W tym przypadku jest kilka turbin połączonych szeregowo, z których każda napędza swój własny wał. Turbina wysokociśnieniowa (pierwsza za komorą spalania) zawsze napędza sprężarkę silnika, a kolejne mogą napędzać zarówno obciążenie zewnętrzne (śmigła helikoptera lub statku, potężne generatory elektryczne itp.), jak i dodatkowe sprężarki samego silnika, umieszczone przed głównym.
Zaletą silnika wielowałowego jest to, że każda turbina pracuje z optymalną prędkością i obciążeniem Korzyść obciążenie napędzane z wału silnika jednowałowego, przyspieszenie silnika, czyli zdolność do szybkiego rozkręcania się, byłaby bardzo słaba, gdyż turbina musi dostarczać moc zarówno, aby zapewnić silnikowi dużą ilość powietrza ( moc jest ograniczona ilością powietrza) i przyspieszanie obciążenia. Dzięki konstrukcji dwuwałowej lekki wirnik wysokociśnieniowy szybko uruchamia się, dostarczając silnikowi powietrze, a turbinie niskociśnieniowej dużą ilość gazów do przyspieszenia. Możliwe jest również użycie słabszego rozrusznika do przyspieszania podczas uruchamiania tylko wirnika wysokociśnieniowego.
Instalacja pracująca w cyklu kombinowanym
Elektrownia pracująca w cyklu kombinowanym to stacja wytwarzania energii elektrycznej wykorzystywana do produkcji ciepła i energii elektrycznej. Od elektrowni parowych i turbin gazowych różni się zwiększoną wydajnością.
Zasada działania
Instalacja o cyklu kombinowanym składa się z dwóch oddzielnych jednostek: elektrowni parowej i turbiny gazowej. W zespole turbiny gazowej turbina jest obracana przez gazowe produkty spalania paliwa. Paliwem może być gaz ziemny lub produkty naftowe. przemysł (olej opałowy, olej napędowy). Pierwszy generator znajduje się na tym samym wale co turbina, który wytwarza prąd elektryczny w wyniku obrotu wirnika. Produkty spalania, przechodząc przez turbinę gazową, oddają jej tylko część swojej energii, a na wyjściu z turbiny gazowej nadal mają wysoką temperaturę. Z wyjścia turbiny gazowej produkty spalania trafiają do elektrowni parowej, kotła na ciepło odpadowe, gdzie podgrzewana jest woda i powstająca para wodna. Temperatura produktów spalania jest wystarczająca do doprowadzenia pary do stanu niezbędnego do wykorzystania w turbinie parowej (temperatura gazów spalinowych około 500 stopni Celsjusza pozwala uzyskać parę przegrzaną o ciśnieniu około 100 atmosfer). Turbina parowa napędza drugi generator elektryczny.
Zalety
Elektrownie pracujące w cyklu kombinowanym mają sprawność elektryczną na poziomie około 51-58%, podczas gdy w przypadku oddzielnie działających elektrowni parowych lub elektrowni z turbiną gazową oscyluje ona wokół 35-38%. To nie tylko zmniejsza zużycie paliwa, ale także zmniejsza emisję gazów cieplarnianych.
Ponieważ instalacja pracująca w cyklu kombinowanym efektywniej odzyskuje ciepło z produktów spalania, paliwo może być spalane w wyższych temperaturach, co skutkuje niższym poziomem emisji tlenku azotu w porównaniu z innymi typami instalacji.
Stosunkowo niski koszt produkcji.
Rozpościerający się
Mimo że zalety obiegu parowo-gazowego zostały po raz pierwszy udowodnione już w latach pięćdziesiątych XX wieku przez radzieckiego akademika Chrystianowicza, tego typu instalacje energetyczne nie były powszechnie stosowane. Federacja Rosyjska szerokie zastosowanie. W ZSRR zbudowano kilka eksperymentalnych jednostek CCGT. Przykładem są bloki energetyczne o mocy 170 MW w GRES Niewinnomyska i 250 MW w GRES Mołdawska. W ostatnich latach w Federacja Rosyjska Uruchomiono szereg potężnych jednostek napędowych o cyklu kombinowanym. Pomiędzy nimi:
2 bloki energetyczne o mocy 450 MW każdy w Północno-Zachodniej Elektrociepłowni w St. Petersburgu;
1 blok energetyczny o mocy 450 MW w Elektrociepłowni Kaliningradzkiej-2;
1 blok CCGT o mocy 220 MW w CHPP-1 w Tiumeniu;
2 bloki CCGT o mocy 450 MW w CHPP-27 i 1 CCPP w CHPP-21 w Moskwie;
1 blok CCGT o mocy 325 MW w Iwanowskiej GRES;
2 bloki energetyczne o mocy 39 MW każdy w Soczi TPP
Według stanu na wrzesień 2008 r. kilka CCPP w Federacji Rosyjskiej znajduje się na różnych etapach projektowania lub budowy.
W Europie i USA podobne instalacje pracują w większości elektrociepłowni.
Elektrownia kondensacyjna
Elektrownia kondensacyjna (CPP) to elektrownia cieplna, która wytwarza wyłącznie energię elektryczną. Historycznie otrzymała nazwę „GRES” – państwowa elektrownia okręgowa. Z biegiem czasu określenie „GRES” utraciło swoje pierwotne znaczenie („okręg”) i we współczesnym rozumieniu oznacza z reguły elektrownię kondensacyjną dużej mocy (CPP) (tys. MW), pracującą w zunifikowanym systemie energetycznym. systemu wraz z innymi dużymi elektrowniami. Należy jednak wziąć pod uwagę, że nie wszystkie stacje posiadające w nazwie skrót „GRES” są stacjami kondensacyjnymi, część z nich funkcjonuje jako elektrociepłownie.
Fabuła
Pierwsza Elektroperedacha GRES, dzisiejsza GRES-3, została zbudowana pod Moskwą w Elektrogorsku w latach 1912-1914. z inicjatywy inżyniera R.E. Klassona. Głównym paliwem jest torf, moc wynosi 15 MW. W latach dwudziestych XX wieku plan GOELRO przewidywał budowę kilku elektrowni cieplnych, wśród których najsłynniejsza jest Państwowa Elektrownia Okręgowa Kashirskaya.
Zasada działania
Woda podgrzana w kotle parowym do stanu pary przegrzanej (520-565 stopni Celsjusza) wprawia w ruch turbinę parową napędzającą turbogenerator.
Nadmiar ciepła oddawany jest do atmosfery (pobliskich zbiorników wodnych) poprzez agregaty skraplające, w przeciwieństwie do elektrowni kogeneracyjnych, które oddają nadmiar ciepła na potrzeby pobliskich obiektów (np. ciepłowni domów).
Elektrownia kondensacyjna zazwyczaj działa zgodnie z cyklem Rankine’a.
Podstawowe systemy
IES to złożony kompleks energetyczny składający się z budynków, konstrukcji, urządzeń energetycznych i innych, rurociągów, armatury, oprzyrządowania i automatyki. Główne systemy IES to:
kotłownia;
turbina parowa;
oszczędność paliwa;
instalacja odpopielania i żużla, oczyszczania spalin;
część elektryczna;
zaopatrzenie w wodę techniczną (w celu usunięcia nadmiaru ciepła);
system czyszczenia chemicznego i uzdatniania wody.
Projektując i budując CES, jego systemy są zlokalizowane w budynkach i konstrukcjach kompleksu, przede wszystkim w budynku głównym. Podczas obsługi IES personel zarządzający systemami z reguły jest zjednoczony w warsztatach (kocioł-turbina, elektryka, zaopatrzenie w paliwo, chemiczne uzdatnianie wody, automatyka termiczna itp.).
Kotłownia zlokalizowana jest w kotłowni budynku głównego. W południowych regionach Federacji Rosyjskiej instalacja kotła może być otwarta, to znaczy bez ścian i dachu. Instalacja składa się z kotłów parowych (wytwornic pary) i rurociągów parowych. Para z kotłów przekazywana jest do turbin rurociągami pary świeżej. Linie parowe różnych kotłów z reguły nie są połączone połączeniami krzyżowymi. Ten typ schematu nazywany jest schematem „blokowym”.
Zespół turbiny parowej zlokalizowany jest w maszynowni oraz w przedziale odgazowywacza (bunkrowo-odgazowywacza) budynku głównego. Obejmuje:
turbiny parowe z generatorem elektrycznym na tym samym wale;
skraplacz, w którym para przechodząca przez turbinę jest skraplana, tworząc wodę (kondensat);
pompy kondensatu i zasilające zapewniające powrót kondensatu (wody zasilającej) do kotłów parowych;
nagrzewnice rekuperacyjne nisko i wysokociśnieniowe (LHP i PHH) – wymienniki ciepła, w których woda zasilająca podgrzewana jest poprzez odsysanie pary z turbiny;
odgazowywacz (wykorzystywany również jako HDPE), w którym oczyszczana jest woda z zanieczyszczeń gazowych;
rurociągi i systemy pomocnicze.
Zużycie paliwa ma różny skład w zależności od głównego paliwa, dla którego zaprojektowano IES. W przypadku ŚOR opalanych węglem oszczędność paliwa obejmuje:
urządzenie rozmrażające (tzw. „cieplarnia” lub „szopa”) do rozmrażania węgla w otwartych wagonach gondolowych;
urządzenie rozładowcze (zwykle wywrotka samochodowa);
magazyn węgla obsługiwany dźwigiem lub specjalną maszyną przeładunkową;
kruszarka do wstępnego mielenia węgla;
przenośniki do transportu węgla;
systemy zasysające, blokujące i inne systemy pomocnicze;
systemy przygotowania pyłu, w tym młyny kulowe, walcowe lub młotkowe do mielenia węgla.
Instalacja przygotowania pyłu oraz bunkry węglowe zlokalizowane są w przedziale bunkrowo-odpowietrzającym budynku głównego, pozostałe urządzenia dostarczające paliwo znajdują się na zewnątrz budynku głównego. Czasami tworzona jest centralna instalacja pyłowa. Magazyn węgla projektowany jest na 7-30 dni ciągłej pracy SSE. Niektóre urządzenia dostarczające paliwo są zbędne.
Gospodarka paliwowa IES wykorzystującego gaz ziemny jest najprostsza: obejmuje punkt dystrybucji gazu i gazociągi. Jednak w takich elektrowniach wykorzystywany jest jako źródło rezerwowe lub sezonowe. olej opałowy, więc powstaje biznes związany z olejem opałowym. Instalacje na olej opałowy budowane są także w elektrowniach węglowych, gdzie wykorzystywane są do opalania kotłów. Przemysł oleju opałowego obejmuje:
urządzenie odbierające i opróżniające;
magazyn oleju opałowego ze zbiornikami stalowymi lub żelbetowymi;
przepompownia oleju opałowego z podgrzewaczami i filtrami oleju opałowego;
rurociągi z zaworami odcinającymi i regulacyjnymi;
systemy przeciwpożarowe i inne systemy pomocnicze.
Instalacja odpopielania i żużla instalowana jest wyłącznie w elektrowniach węglowych. Zarówno popiół, jak i żużel są niepalnymi pozostałościami węgla, przy czym żużel powstaje bezpośrednio w palenisku kotła i jest usuwany przez otwór spustowy (otwór w szybie żużlowym), a popiół jest odprowadzany ze spalinami i jest przechwycone na wyjściu z kotła. Cząstki popiołu są znacznie mniejsze (około 0,1 mm) niż kawałki żużla (do 60 mm). Systemy usuwania popiołu mogą być hydrauliczne, pneumatyczne lub mechaniczne. Najpopularniejszy system recyrkulacyjnego hydraulicznego usuwania popiołów i żużli składa się z urządzeń płuczących, kanałów, pomp zbiornikowych, rurociągów szlamowych, składowisk popiołów i żużli, przepompowni i przewodów wody oczyszczonej.
Najbardziej niebezpiecznym oddziaływaniem elektrowni cieplnej na środowisko jest emisja gazów spalinowych do atmosfery. Do zbierania popiołów ze spalin za wentylatorami nadmuchowymi instaluje się różnego rodzaju filtry (cyklony, płuczki, elektrofiltry, filtry workowe) zatrzymujące 90-99% cząstek stałych. Nie nadają się jednak do oczyszczania dymu ze szkodliwych gazów. Za granicą, a ostatnio w krajowych elektrowniach (m.in. w elektrowniach gazowo-olejowych), instalowane są instalacje odsiarczania gazów wapnem lub wapieniem (tzw. deSOx) i katalitycznej redukcji tlenków azotu amoniakiem (deNOx). Oczyszczone spaliny odprowadzane są za pomocą oddymiacza do komina, którego wysokość określana jest na podstawie warunków rozproszenia pozostałych szkodliwych zanieczyszczeń w atmosferze.
Część elektryczna SSE przeznaczona jest do wytwarzania energii elektrycznej i jej dystrybucji do odbiorców. Generatory IES wytwarzają trójfazowy prąd elektryczny o napięciu zwykle 6-24 kV. Ponieważ straty energii w sieciach znacznie maleją wraz ze wzrostem napięcia, bezpośrednio za generatorami instaluje się transformatory, zwiększając napięcie do 35, 110, 220, 500 kV i więcej. Transformatory są instalowane na zewnątrz. Część energii elektrycznej zużywana jest na potrzeby własne elektrowni. Łączenie i rozłączanie linii elektroenergetycznych biegnących do podstacji i odbiorców odbywa się na otwartych lub zamkniętych urządzeniach rozdzielczych (ORU, ZRU), wyposażonych w przełączniki zdolne do łączenia i rozłączania obwodu elektrycznego wysokiego napięcia bez powstawania łuku elektrycznego.
Instalacja wodociągowa techniczna dostarcza dużą ilość zimnej wody do chłodzenia skraplaczy turbin. Systemy dzielą się na przepływ bezpośredni, obiegowy i mieszany. W systemach z jednorazowym przepływem woda jest pompowana ze źródła naturalnego (zwykle rzeki) i odprowadzana z powrotem po przejściu przez skraplacz. W tym przypadku woda nagrzewa się o około 8-12°C, co w niektórych przypadkach zmienia stan biologiczny zbiorników. W układach z recyrkulacją woda krąży pod wpływem pomp obiegowych i jest chłodzona powietrzem. Chłodzenie można prowadzić na powierzchni zbiorników chłodniczych lub w sztucznych konstrukcjach: basenach natryskowych lub wieżach chłodniczych.
Na terenach o niskim stanie wody zamiast wodociągu technicznego stosuje się systemy kondensacji powietrza (wieże chłodnicze suche), które stanowią chłodnicę powietrza z ciągiem naturalnym lub sztucznym. Decyzja ta jest zwykle wymuszona, ponieważ są one droższe i mniej wydajne pod względem chłodzenia.
System chemicznego uzdatniania wody zapewnia chemiczne oczyszczanie i głębokie odsalanie wody wpływającej do kotłów parowych i turbin parowych, aby uniknąć osadzania się na wewnętrznych powierzchniach urządzeń. Zazwyczaj filtry, zbiorniki i urządzenia odczynnikowe do uzdatniania wody znajdują się w budynku pomocniczym IES. Ponadto w elektrowniach cieplnych tworzone są wielostopniowe systemy oczyszczania ścieków zanieczyszczonych produktami naftowymi, olejami, wodą z mycia i płukania urządzeń, odpływami burzowymi i roztopowymi.
Wpływ środowiska
Wpływ na atmosferę. Podczas spalania paliwa zużywa się dużą ilość tlenu, a także wydziela się znaczna ilość produktów spalania, takich jak popiół lotny, gazowe tlenki siarki i azotu, z których część ma wysoką aktywność chemiczną.
Wpływ na hydrosferę. Przede wszystkim odprowadzanie wody ze skraplaczy turbinowych, a także ścieków przemysłowych.
Wpływ na litosferę. Utylizacja dużych mas popiołu wymaga dużej przestrzeni. Zanieczyszczenia te są redukowane poprzez stosowanie popiołów i żużli jako materiałów budowlanych.
Stan aktulany
Obecnie w Federacji Rosyjskiej istnieją standardowe GRES o mocy 1000-1200, 2400, 3600 MW oraz kilka unikalnych; wykorzystywane są jednostki o mocy 150, 200, 300, 500, 800 i 1200 MW. Wśród nich znajdują się następujące państwowe elektrownie rejonowe (wchodzące w skład OGK):
GRES Wierchnetagilska - 1500 MW;
GRES Iriklinskaya – 2430 MW;
Kashirskaja GRES – 1910 MW;
Niżniewartowska GRES – 1600 MW;
Permskaja GRES – 2400 MW;
Urengojska GRES - 24 MW.
Pskowskaja GRES – 645 MW;
Serowska GRES – 600 MW;
Elektrownia Rejonowa Stawropol – 2400 MW;
Surgucka GRES-1 – 3280 MW;
Troicka GRES - 2060 MW.
Gusinoozerska GRES – 1100 MW;
Elektrownia Rejonowa Stanu Kostroma – 3600 MW;
Elektrownia Rejonowa Peczora – 1060 MW;
Kharanorskaja GRES – 430 MW;
Czerepiecka GRES – 1285 MW;
Yuzhnouralskaya GRES - 882 MW.
Bieriezowska GRES – 1500 MW;
Smoleńska GRES – 630 MW;
Surgucka GRES-2 – 4800 MW;
Szaturskaja GRES – 1100 MW;
Yaivinskaya GRES - 600 MW.
Konakowska GRES – 2400 MW;
Niewinnomyska GRES – 1270 MW;
Reftinskaya GRES - 3800 MW;
Sredneuralskaya GRES - 1180 MW.
Kirińska GRES – 2100 MW;
Krasnojarska GRES-2 – 1250 MW;
Nowoczerkaska GRES – 2400 MW;
Ryazanskaya GRES (bloki nr 1-6 – 2650 MW i blok nr 7 (dawny GRES-24, który wszedł w skład Ryazanskaya GRES – 310 MW) – 2960 MW;
Czerepowiecka GRES – 630 MW.
Wierchnetagilskaja GRES
Wierchnetagilskaja GRES to elektrociepłownia w Wierchnym Tagile (obwód swierdłowski), działająca w ramach OGK-1. W służbie od 29 maja 1956 r.
W skład stacji wchodzi 11 bloków energetycznych o mocy elektrycznej 1497 MW i wydajności cieplnej 500 Gcal/h. Paliwo stacyjne: Gaz ziemny (77%), węgiel(23%). Liczba personelu wynosi 1119 osób.
Budowę stacji o projektowej mocy 1600 MW rozpoczęto w 1951 roku. Celem budowy było zaopatrzenie w energię cieplną i elektryczną Zakładów Elektrochemicznych w Nowouralsku. W 1964 roku elektrownia osiągnęła moc projektową.
W celu poprawy zaopatrzenia w ciepło miast Wierchny Tagil i Nowouralsk zbudowano następujące stacje:
Cztery turbozespoły kondensacyjne K-100-90 (VK-100-5) LMZ zastąpiono turbinami ciepłowniczymi T-88/100-90/2,5.
Na TG-2,3,4 grzejniki sieciowe typu PSG-2300-8-11 są instalowane w celu podgrzewania wody sieciowej w obwodzie ciepłowniczym Nowouralska.
Grzejniki sieciowe są instalowane na TG-1.4 w celu dostarczania ciepła do Verkhny Tagil i terenu przemysłowego.
Całość prac wykonano według projektu Centralnego Szpitala Klinicznego.
W nocy z 3 na 4 stycznia 2008 r. na Surguckiej GRES-2 doszło do wypadku: częściowe zawalenie się dachu nad szóstym blokiem energetycznym o mocy 800 MW doprowadziło do wyłączenia dwóch bloków energetycznych. Sytuację komplikował fakt, że w naprawie był inny blok energetyczny (nr 5): W rezultacie zatrzymano bloki energetyczne nr 4, 5, 6. Awarię zlokalizowano już 8 stycznia. Przez cały ten czas państwowa elektrownia rejonowa pracowała w szczególnie intensywnym trybie.
Planowana jest budowa dwóch nowych bloków energetycznych (paliwo - gaz ziemny) odpowiednio do 2010 i 2013 roku.
W GRES istnieje problem emisji do środowiska. OGK-1 podpisał kontrakt z Centrum Inżynierii Energetycznej Uralu za 3,068 mln rubli, który przewiduje opracowanie projektu przebudowy kotła w Państwowej Elektrowni Rejonowej Wierchnetagilskaja, co doprowadzi do zmniejszenia emisji do spełniają standardy ELV.
Kashirskaja GRES
Elektrownia Okręgowa Kashirskaya nazwana na cześć G. M. Krzhizhanovsky'ego w mieście Kashira w obwodzie moskiewskim, nad brzegiem rzeki Oka.
Dworzec historyczny, zbudowany pod osobistym nadzorem W.I. Lenina według planu GOELRO. W momencie oddania do użytku elektrownia o mocy 12 MW była drugą co do wielkości elektrownią w kraju Europa.
Stacja została zbudowana według planu GOELRO, budowę prowadzono pod osobistym nadzorem W.I. Lenina. Został zbudowany w latach 1919–1922, na budowę na terenie wsi Ternovo wzniesiono osadę robotniczą Nowokaszirsk. Uruchomiona 4 czerwca 1922 roku, stała się jedną z pierwszych radzieckich regionalnych elektrowni cieplnych.
Pskowskaja GRES
Pskowskaja GRES to państwowa elektrownia regionalna, położona 4,5 km od osady miejskiej Dedowicze, regionalnego centrum obwodu pskowskiego, na lewym brzegu rzeki Szelon. Od 2006 roku jest oddziałem OJSC OGK-2.
Linie wysokiego napięcia łączą Państwową Elektrownię Rejonową Psków z Białorusią, Łotwą i Litwą. Organizacja macierzysta uważa to za zaletę: istnieje aktywnie wykorzystywany kanał eksportu zasobów energii.
Moc zainstalowana GRES wynosi 430 MW, w skład której wchodzą dwa bloki energetyczne o dużej zwrotności, o mocy 215 MW każdy. Bloki te zostały zbudowane i oddane do eksploatacji w latach 1993 i 1996. Oryginalny korzyść Pierwszy etap obejmował budowę trzech bloków energetycznych.
Głównym rodzajem paliwa jest gaz ziemny, wpływa on na stację odgałęzieniem głównego gazociągu eksportowego. Jednostki napędowe zostały pierwotnie zaprojektowane do pracy na torfie mielonym; zostały zrekonstruowane według projektu VTI dotyczącego spalania gazu ziemnego.
Koszt energii elektrycznej na potrzeby własne wynosi 6,1%.
Elektrownia Rejonowa Stawropol
Państwowa Elektrownia Rejonowa Stawropol jest elektrownią cieplną Federacji Rosyjskiej. Znajduje się w mieście Solnechnodolsk na terytorium Stawropola.
Załadunek elektrowni pozwala na eksport energii elektrycznej za granicę: do Gruzji i Azerbejdżanu. Jednocześnie gwarantuje się utrzymanie przepływów w szkieletowej sieci elektrycznej Zjednoczonego Systemu Energetycznego Południa na akceptowalnym poziomie.
Część Hurtowego Przedsiębiorstwa Wytwarzającego organizacje Nr 2 (JSC OGK-2).
Koszt energii elektrycznej na potrzeby własne stacji wynosi 3,47%.
Głównym paliwem stacji jest gaz ziemny, ale stacja może wykorzystywać olej opałowy jako paliwo zapasowe i awaryjne. Bilans paliw na rok 2008: gaz – 97%, olej opałowy – 3%.
Smoleńska GRES
Państwowa Elektrownia Rejonowa Smoleńska jest elektrownią cieplną Federacji Rosyjskiej. Część Hurtowego Przedsiębiorstwa Wytwarzającego firmy Nr 4 (JSC OGK-4) od 2006 roku.
12 stycznia 1978 r. oddano do użytku pierwszy blok państwowej elektrowni obwodowej, którego projektowanie rozpoczęto w 1965 r., a budowę w 1970 r. Stacja zlokalizowana jest we wsi Ozerny, rejon Duchowszczyński, obwód smoleński. Początkowo jako paliwo zamierzano wykorzystywać torf, ale ze względu na opóźnienia w budowie przedsiębiorstw wydobywających torf, stosowano inne rodzaje paliwa (obwód moskiewski węgiel, węgiel Inta, łupki, węgiel Khakass). Łącznie wymieniono 14 rodzajów paliwa. Od 1985 roku ostatecznie ustalono, że energia będzie pozyskiwana z gazu ziemnego i węgla.
Aktualnie moc zainstalowana państwowej elektrowni rejonowej wynosi 630 MW.
- — PL elektrociepłownia Elektrownia wytwarzająca zarówno energię elektryczną, jak i ciepłą wodę dla lokalnej ludności. Elektrociepłownia (skojarzona elektrociepłownia) może pracować na prawie… Przewodnik tłumacza technicznego
Elektrociepłownia- šiluminė elektrinė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. elektrociepłownia; elektrownia parowa vok. Wärmekraftwerk, n rus. elektrownia cieplna, f; elektrownia cieplna, f pranc. centrale électrothermique, f; centrale thermique, f; usine… … Fizikos terminų žodynas
Elektrociepłownia- elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrownia cieplna, elektrociepłownia,... .. . Formy słów - i; I. Przedsiębiorstwo wytwarzające energię elektryczną i ciepło... słownik encyklopedyczny
