Budowa elektrowni cieplnej. Jak działa elektrownia cieplna? Jak oznacza tes?

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 Mój skrót wygląda następująco: „ elektrownia cieplna"), między innymi kompleks o dość wysokiej wydajności. W zależności od rodzaju zastosowanych turbin liczba ta 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.GRES to stacja działająca na zasadzie obracania turbiny pod silnym strumieniem pary. Rozszyfrowanie skrótu GRES – państwowa elektrownia rejonowa – straciło obecnie na aktualności. Dlatego takie kompleksy często nazywane są również CES. Ten skrót oznacza „elektrownię kondensacyjną”.

CHP jest również dość powszechnym rodzajem 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 (turbin parowych) 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 uzyskania tarapaty.

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 elektrowni wodnej, 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 różne typy. 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 trafia 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. Zalety takich kompleksów to 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 powodują bardzo duże zanieczyszczenie środowisko. Stacje tego typu można po prostu zwolnić ogromna ilość sadza i dym. 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 zasilania sieci małych osiedli.

    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 być wykorzystywane nie tylko do faktycznego wytwarzania energii elektrycznej, ale także do ogrzewania budynków lub zasilania odbiorców tarapaty.

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.

    Elektrownia Rejonowa Czerepowiec. 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.

Interaktywna aplikacja „Jak działa CHP”

Zdjęcie po lewej stronie przedstawia elektrownię Mosenergo, w której wytwarzana jest energia elektryczna i ciepło dla Moskwy i regionu. Najbardziej ekologicznym stosowanym paliwem jest gaz ziemny. W elektrowni cieplnej gaz dostarczany jest gazociągiem do kotła parowego. Gaz spala się w bojlerze i podgrzewa wodę.

Aby zapewnić lepsze spalanie gazu, kotły są wyposażone w mechanizmy ciągu. Do kotła dostarczane jest powietrze, które podczas spalania gazu pełni rolę utleniacza. Aby zmniejszyć poziom hałasu, mechanizmy są wyposażone w tłumiki hałasu. Spaliny powstające podczas spalania paliwa odprowadzane są do komina i rozprowadzane do atmosfery.

Gorący gaz przepływa przez komin i podgrzewa wodę przepływającą przez specjalne rury kotła. Po podgrzaniu woda zamienia się w przegrzaną parę, która dostaje się do turbiny parowej. Para wchodzi do turbiny i zaczyna obracać łopatki turbiny, które są połączone z wirnikiem generatora. Energia pary zamieniana jest na energię mechaniczną. W generatorze energia mechaniczna zamieniana jest na energię elektryczną, wirnik nadal się obraca, tworząc przemienny prąd elektryczny w uzwojeniach stojana.

Poprzez transformator podwyższający i podstację transformatorową obniżającą prąd jest dostarczany do odbiorców za pośrednictwem linii elektroenergetycznych. Para wydobywająca się z turbiny kierowana jest do skraplacza, gdzie zamienia się w wodę i wraca do kotła. W elektrowni cieplnej woda porusza się po okręgu. Wieże chłodnicze służą do schładzania wody. Elektrociepłownie wykorzystują wieże chłodnicze z wentylatorami i wieżami chłodniczymi. Woda w wieżach chłodniczych jest chłodzona powietrzem atmosferycznym. W rezultacie uwalnia się para, którą widzimy nad wieżą chłodniczą w postaci chmur. Woda w wieżach chłodniczych podnosi się pod ciśnieniem i opada niczym wodospad do przedniej komory, skąd wraca do elektrociepłowni. Aby ograniczyć porywanie kropel, wieże chłodnicze są wyposażone w łapacze wody.

Zaopatrzenie w wodę zapewnia rzeka Moskwa. W budynku chemicznej uzdatniania wody woda jest oczyszczana z zanieczyszczeń mechanicznych i dostarczana do grup filtrów. W niektórych jest przygotowywany do poziomu wody oczyszczonej do zasilania sieci ciepłowniczej, w innych do poziomu wody zdemineralizowanej i służy do zasilania bloków energetycznych.

Obieg wykorzystywany do zaopatrzenia w ciepłą wodę i ciepłownictwa jest również zamknięty. Część pary z turbiny parowej kierowana jest do podgrzewaczy wody. Następnie kierowana jest gorąca woda punkty grzewcze, gdzie następuje wymiana ciepła z wodą pochodzącą z domów.

Wysoko wykwalifikowani specjaliści Mosenergo wspierają proces produkcyjny przez całą dobę, zaopatrując ogromną metropolię w energię elektryczną i ciepło.

Jak działa jednostka napędowa pracująca w cyklu łączonym?


stronie IA. Elektrownia cieplna (elektrownia cieplna) to elektrownia wytwarzająca energię elektryczną poprzez konwersję energii chemicznej paliwa na energię mechaniczną obrotu wału generatora elektrycznego.


1 Wieża chłodnicza wieża chłodnicza
2 Pompa wody chłodzącej Pompa chłodząca wodę; Pompa obiegowa
3 Linia przesyłowa (3-fazowa) Linia energetyczna (3-fazowa)
4 Transformator podwyższający (3-fazowy) Transformator podwyższający
5 Generator elektryczny (3-fazowy) Generator elektryczny; Generator maszyny elektrycznej
6 Turbina parowa niskiego ciśnienia Turbina parowa niskiego ciśnienia
7 Pompa kondensatu Pompa kondensatu
8 Kondensator powierzchniowy Kondensator powierzchniowy
9 Turbina parowa średniego ciśnienia Turbina parowa średniego ciśnienia
10 Zawór sterujący parą Zawór sterujący parą
11 Turbina parowa wysokiego ciśnienia Turbina parowa wysokie ciśnienie
12 Odgazowywacz Odgazowywacz
13 Podgrzewacz wody zasilającej Podgrzewacz wody zasilającej
14 Przenośnik węgla Przenośnik węgla
15 Zbiornik na węgiel Bunkier węglowy
16 Młynek węglowy Młyn do mielenia węgla; Młyn do mielenia węgla
17 Bęben kotła Bęben kotła
18 Dolny zbiornik na popiół Bunkier żużlowy
19 Przegrzewacz Przegrzewacz; Przegrzewacz pary
20 Wentylator z wymuszonym ciągiem (przeciągiem). Wentylator dmuchawy; Wentylator ciągu
21 Podgrzewacz Przegrzewacz pośredni
22 Wlot powietrza do spalania Wlot powietrza pierwotnego; Wlot powietrza do paleniska
23 Podgrzewacz Podgrzewacz
24 Podgrzewacz powietrza Podgrzewacz powietrza
25 Wytrącacz Łapacz popiołu
26 Wentylator ciągu indukcyjnego Wyciąg dymu; Wentylator wyciągowy
27 Komin spalinowy Komin
28 Pompa zasilająca Pompa zasilająca

Węgiel transportowany jest (14) z zewnętrznego szybu i mielony na bardzo drobny proszek w młynie (16) za pomocą dużych metalowych kul.

Tam zostaje ono zmieszane z podgrzanym powietrzem (24), wymuszonym przez dmuchawę (20).

Gorąca mieszanka paliwowo-powietrzna wtłaczana jest pod wysokim ciśnieniem do kotła, gdzie ulega szybkiemu zapaleniu.

Woda przepływa pionowo po rurowych ściankach kotła, gdzie zamienia się w parę i wpływa do korpusu kotła (17), w którym para jest oddzielana od pozostałej wody.

Para przepływa przez kolektor w głowicy bębna do podwieszanego grzejnika (19), gdzie jej ciśnienie i temperatura szybko wzrastają do 200 barów i 570°C, co jest wystarczające, aby ścianki rurek zaświeciły się na matowoczerwony kolor.

Następnie para wchodzi do turbiny wysokociśnieniowej (11), pierwszej z trzech w procesie wytwarzania energii elektrycznej.

Zawór sterujący dopływem pary (10) zapewnia zarówno ręczne sterowanie turbiną, jak i automatyczne sterowanie według zadanych parametrów.

Para jest uwalniana z turbiny wysokociśnieniowej wraz ze spadkiem ciśnienia i temperatury, po czym wraca do przegrzewacza pośredniego (21) kotła w celu ogrzania.

TPP są głównym rodzajem elektrowni w Rosji; udział wytwarzanej przez nie energii elektrycznej wynosi 67% od 2000 r.

W krajach uprzemysłowionych odsetek ten sięga 80%.

Energia cieplna w elektrowniach cieplnych wykorzystywana jest do podgrzewania wody i wytwarzania pary - w elektrowniach z turbiną parową lub do produkcji gorących gazów - w elektrowniach z turbiną gazową.

W celu wytworzenia ciepła w kotłach elektrowni cieplnych spala się paliwo organiczne.

Stosowanym paliwem jest węgiel, torf, gaz ziemny, olej opałowy i łupki bitumiczne.

1. Elektrownie kotłowo-turbinowe

1.1. Elektrownie kondensacyjne (CPS, historycznie zwane GRES – państwowa elektrownia okręgowa)

1.2 Elektrociepłownie (elektrownie kogeneracyjne, elektrociepłownie)

2. Elektrownie turbinowe gazowe

3. Elektrownie oparte na elektrowniach gazowo-parowych

4. Elektrownie oparte na silnikach tłokowych

5. Cykl łączony

Zwiedzimy Czeboksary CHPP-2 i zobaczmy, jak wytwarzana jest energia elektryczna i ciepło:

Przy okazji przypomnę, że rura jest najwyższą budowlą przemysłową w Czeboksarach. Aż 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 wolno jej ot tak wprowadzać.
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)!
Więc w sezon grzewczy Ze stacji cieplnej 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 światłami wskazującymi stan zaworów, klasycznymi przyrządami z rejestratorami na taśmie papierowej, panelami alarmowymi 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. Zwróć także uwagę na część pary, która trafia do podgrzewania wody sieciowej dla konsumenta (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 różne pokoje, zarządzania kotłownią i turbiną 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

Zobaczmy jeszcze raz widok ogólny sklep 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 miejskie. 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 zrealizowałby go 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 eksploatacji + 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 dodatkowym sprzęt gazowy znajduje się w każdym mieszkaniu.

Jakie jest rozwiązanie?
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:

Elektrownia to elektrownia, która przetwarza energię naturalną na energię elektryczną. Najczęściej stosowane elektrownie cieplne (TPP). energia cieplna emitowane podczas spalania paliwa organicznego (stałego, ciekłego i gazowego).

Elektrownie cieplne wytwarzają około 76% energii elektrycznej produkowanej na naszej planecie. Wynika to z obecności paliw kopalnych w prawie wszystkich obszarach naszej planety; możliwość transportu paliwa organicznego z miejsca wydobycia do elektrowni zlokalizowanej w pobliżu odbiorców energii; postęp techniczny w elektrowniach cieplnych zapewniający budowę elektrowni cieplnych dużej mocy; możliwość wykorzystania ciepła odpadowego z płynu roboczego i dostarczenia go odbiorcom, oprócz energii elektrycznej, także energii cieplnej (parą lub gorącą wodą) itp.

Wysoki poziom techniczny energii można zapewnić jedynie przy harmonijnej strukturze mocy wytwórczych: w systemie energetycznym muszą znajdować się elektrownie jądrowe, które wytwarzają tanią energię elektryczną, ale mają poważne ograniczenia co do zakresu i szybkości zmian obciążenia oraz elektrownie cieplne dostarczające ciepło i energię elektryczną, których ilość uzależniona jest od zapotrzebowania na ciepło, oraz potężne turbozespoły parowe pracujące na paliwach ciężkich oraz mobilne autonomiczne zespoły turbin gazowych pokrywające krótkotrwałe szczyty obciążenia.

1.1 Rodzaje elektrowni i ich cechy.

Na ryc. 1 przedstawiono klasyfikację elektrowni cieplnych wykorzystujących paliwa kopalne.

Ryc.1. Rodzaje elektrowni cieplnych wykorzystujących paliwa kopalne.

Rys.2 Schematyczny diagram cieplny elektrowni cieplnej

1 – kocioł parowy; 2 – turbina; 3 – generator elektryczny; 4 – kondensator; 5 – pompa kondensatu; 6 – podgrzewacze niskociśnieniowe; 7 – odgazowywacz; 8 – pompa zasilająca; 9 – podgrzewacze wysokociśnieniowe; 10 – pompa drenażowa.

Elektrownia cieplna to zespół urządzeń i urządzeń przetwarzających energię paliwa na energię elektryczną i (ogólnie) cieplną.

Elektrownie cieplne charakteryzują się dużą różnorodnością i można je klasyfikować według różnych kryteriów.

Ze względu na przeznaczenie i rodzaj dostarczanej energii elektrownie dzieli się na regionalne i przemysłowe.

Elektrownie okręgowe to niezależne elektrownie publiczne, które obsługują wszystkich typów odbiorców w regionie (przedsiębiorstwa przemysłowe, transport, ludność itp.). Okręgowe elektrownie kondensacyjne, które wytwarzają głównie energię elektryczną, często zachowują swoją historyczną nazwę – GRES (państwowe elektrownie rejonowe). Elektrownie okręgowe wytwarzające energię elektryczną i cieplną (w postaci pary lub gorącej wody) nazywane są elektrociepłowniami (CHP). Z reguły państwowe elektrownie rejonowe i okręgowe elektrociepłownie mają moc ponad 1 mln kW.

Elektrownie przemysłowe to elektrownie dostarczające energię cieplną i elektryczną określonym przedsiębiorstwom przemysłowym lub ich kompleksowi, np. zakładowi produkcji chemicznej. Elektrownie przemysłowe są częścią przedsiębiorstw przemysłowych, którym służą. Ich moc uzależniona jest od zapotrzebowania przedsiębiorstw przemysłowych na energię cieplną i elektryczną i z reguły jest znacznie mniejsza od mocy okręgowych elektrociepłowni. Często elektrownie przemysłowe działają na ogólnej sieci elektrycznej, ale nie podlegają dyspozytorowi systemu elektroenergetycznego.

Ze względu na rodzaj stosowanego paliwa elektrownie cieplne dzielą się na elektrownie opalane paliwami kopalnymi i paliwem jądrowym.

Elektrownie kondensacyjne pracujące na paliwach kopalnych, w czasach, gdy nie było elektrowni jądrowych, historycznie nazywano elektrowniami cieplnymi (TES – elektrownia cieplna). W tym sensie termin ten będzie używany poniżej, chociaż elektrownie cieplne, elektrownie jądrowe, elektrownie z turbiną gazową (GTPP) i elektrownie gazowo-parowe (CGPP) są również elektrowniami cieplnymi działającymi na zasadzie przetwarzania energii cieplnej energię w energię elektryczną.

Paliwa gazowe, płynne i stałe wykorzystywane są jako paliwo organiczne w elektrowniach cieplnych. Większość elektrowni cieplnych w Rosji, szczególnie w części europejskiej, wykorzystuje gaz ziemny jako paliwo główne oraz olej opałowy jako paliwo zapasowe, przy czym to ostatnie ze względu na wysoki koszt wykorzystuje jedynie w skrajnych przypadkach; Takie elektrownie cieplne nazywane są elektrowniami gazowo-olejowymi. W wielu regionach, głównie w azjatyckiej części Rosji, głównym paliwem jest węgiel energetyczny – węgiel niskokaloryczny lub odpady z wydobycia węgla wysokokalorycznego (węgiel antracytowy – popiół). Ponieważ przed spalaniem takie węgle są mielone w specjalnych młynach do stanu zapylonego, takie elektrownie cieplne nazywane są pyłem węglowym.

Ze względu na rodzaj elektrowni cieplnych stosowanych w elektrowniach cieplnych do zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną obrotu wirników zespołów turbinowych rozróżnia się elektrownie z turbiną parową, turbiną gazową i elektrownie gazowo-parowe.

Podstawą elektrowni z turbiną parową są zespoły turbin parowych (STU), które wykorzystują najbardziej złożoną, najpotężniejszą i niezwykle zaawansowaną maszynę energetyczną - turbinę parową - do zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną. PTU jest głównym elementem elektrowni cieplnych, elektrociepłowni i elektrowni jądrowych.

STP posiadające turbiny kondensacyjne jako napęd generatorów elektrycznych i nie wykorzystujące ciepła pary wylotowej do dostarczania energii cieplnej odbiorcom zewnętrznym nazywane są elektrowniami kondensacyjnymi. STU wyposażone w turbiny grzewcze i oddające ciepło pary odlotowej do odbiorców przemysłowych lub komunalnych nazywane są elektrociepłowniami (CHP).

Elektrownie cieplne z turbiną gazową (GTPP) są wyposażone w zespoły turbin gazowych (GTU) zasilane paliwem gazowym lub, w skrajnych przypadkach, paliwem płynnym (diesel). Ponieważ temperatura gazów za turbiną gazową jest dość wysoka, można je wykorzystać do dostarczania energii cieplnej odbiorcom zewnętrznym. Takie elektrownie nazywane są GTU-CHP. Obecnie w Rosji funkcjonuje jedna elektrownia turbinowa z turbiną gazową (GRES-3 im. Klassona, Elektrogorsk, obwód moskiewski) o mocy 600 MW oraz jedna elektrociepłownia z turbiną gazową (w mieście Elektrostal, obwód moskiewski).

Tradycyjny nowoczesny zespół turbiny gazowej (GTU) to połączenie sprężarki powietrza, komory spalania i turbiny gazowej oraz układów pomocniczych zapewniających jego pracę. Połączenie zespołu turbiny gazowej i generatora elektrycznego nazywane jest zespołem turbiny gazowej.

Elektrownie cieplne pracujące w cyklu mieszanym wyposażone są w turbiny gazowe o cyklu kombinowanym (CCGT), które stanowią połączenie jednostek turbin gazowych i jednostek turbin parowych, co zapewnia wysoką sprawność. Elektrociepłownie CCGT-CHP mogą być projektowane jako instalacje kondensacyjne (CCP-CHP) oraz z dostawą energii cieplnej (CCP-CHP). Obecnie w Rosji działają cztery nowe elektrociepłownie CCGT-CHP (ECN-West CHPP w St. Petersburgu, Kaliningradskaja, CHPP-27 Mosenergo OJSC i Sochinskaya), a w Elektrociepłowni Tiumeń wybudowano także kogeneracyjną elektrociepłownię CCGT. W 2007 roku oddano do użytku Iwanowo CCGT-KES.

Elektrociepłownie modułowe składają się z odrębnych, najczęściej tego samego typu, elektrowni – bloków energetycznych. W bloku energetycznym każdy kocioł dostarcza parę tylko do własnej turbiny, z której po skropleniu wraca tylko do własnego kotła. Wszystkie potężne państwowe elektrownie okręgowe i elektrociepłownie, które posiadają tzw. pośrednie przegrzanie pary, budowane są według schematu blokowego. Praca kotłów i turbin w elektrowniach cieplnych z połączeniami krzyżowymi jest zapewniona inaczej: wszystkie kotły elektrowni cieplnej dostarczają parę do jednego wspólnego przewodu parowego (kolektora) i z niego zasilane są wszystkie turbiny parowe elektrociepłowni. Zgodnie z tym schematem, elektrownie CPP budowane są bez przegrzania pośredniego, a prawie wszystkie elektrociepłownie budowane są z podkrytycznymi początkowymi parametrami pary.

Na podstawie poziomu ciśnienia początkowego rozróżnia się elektrownie cieplne o ciśnieniu podkrytycznym, ciśnieniu nadkrytycznym (SCP) i parametrach nadnadkrytycznych (SSCP).

Ciśnienie krytyczne wynosi 22,1 MPa (225,6 at). W rosyjskiej elektrociepłowni parametry początkowe są ujednolicone: elektrownie cieplne i elektrociepłownie budowane są na ciśnienie podkrytyczne 8,8 i 12,8 MPa (90 i 130 atm), a dla SKD - 23,5 MPa (240 atm). . Ze względów technicznych elektrownie cieplne na parametry nadkrytyczne uzupełniane są z przegrzaniem pośrednim i zgodnie ze schematem blokowym. Do parametrów nadkrytycznych zalicza się tradycyjnie ciśnienie powyżej 24 MPa (do 35 MPa) i temperaturę powyżej 5600C (do 6200C), których zastosowanie wymaga nowych materiałów i nowych konstrukcji urządzeń. Często elektrownie cieplne lub elektrownie cieplne przy ul inny poziom parametry budowane są w kilku etapach - kolejki, których parametry rosną wraz z wprowadzeniem każdej nowej kolejki.