Termoelektrarne so lahko s paro in plinske turbine, z motorji z notranjim zgorevanjem. Najpogostejše termoelektrarne s parnimi turbinami, ki jih delimo na: kondenzacijski (CES)- vsa para, pri kateri se, razen majhnih izločkov za ogrevanje napajalne vode, uporablja za vrtenje turbine in pridobivanje električne energije; termoelektrarne- elektrarne za soproizvodnjo toplote in električne energije (SPTE), ki so vir energije za porabnike električne in toplotne energije in se nahajajo na območju njihovega odjema.
Kondenzacijske elektrarne
Kondenzacijske elektrarne pogosto imenujemo državne daljinske elektrarne (GRES). CPP se večinoma nahajajo v bližini območij za proizvodnjo goriva ali rezervoarjev, ki se uporabljajo za hlajenje in kondenzacijo pare, ki se uporablja v turbinah.
Značilnosti kondenzacijskih elektrarn
- večinoma znatna oddaljenost od porabnikov električne energije, zaradi česar je potreben prenos električne energije predvsem pri napetostih 110-750 kV;
- blokovno načelo gradnje postaje, ki zagotavlja pomembne tehnične in ekonomske prednosti, ki so sestavljene iz povečanja zanesljivosti dela in olajšanja delovanja, zmanjšanja obsega gradbenih in inštalacijskih del.
- Mehanizmi in naprave, ki zagotavljajo normalno delovanje postaje, sestavljajo njen sistem.
IES lahko deluje na trdno (premog, šota), tekoče (kurilno olje, olje) gorivo ali plin.
Oskrba z gorivom in priprava trdega goriva je sestavljena iz transporta iz skladišča v sistem za pripravo goriva. V tem sistemu se gorivo spravi v praškasto stanje, da se nadalje razpihuje do gorilnikov kurišča kotla. Za vzdrževanje zgorevalnega procesa poseben ventilator vpihuje v kurišče zrak, segret z izpušnimi plini, ki jih odsesava dimnik iz kurišča.
Tekoče gorivo se dovaja v gorilnike neposredno iz skladišča v ogrevani obliki s posebnimi črpalkami.
Priprava plinastega goriva je sestavljena predvsem iz uravnavanja tlaka plina pred zgorevanjem. Plin iz polja ali skladišča se transportira po plinovodu do distribucijske točke plina (GDP) postaje. Hidravlično lomljenje distribuira plin in uravnava njegove parametre.
Procesi v parnem krogu
Glavni parni tokokrog izvaja naslednje procese:
- Zgorevanje goriva v kurišču spremlja sproščanje toplote, ki segreva vodo, ki teče v ceveh kotla.
- Voda se spremeni v paro s tlakom 13 ... 25 MPa pri temperaturi 540..560 ° C.
- Para, proizvedena v kotlu, se dovaja v turbino, kjer opravlja mehansko delo – vrti gred turbine. Posledično se vrti tudi rotor generatorja, ki se nahaja na skupni gredi s turbino.
- Para, izpuščena v turbini s tlakom 0,003 ... 0,005 MPa pri temperaturi 120 ... 140 ° C, vstopi v kondenzator, kjer se spremeni v vodo, ki se črpa v odzračevalnik.
- V odzračevalniku se odvajajo raztopljeni plini, predvsem pa kisik, ki je nevaren zaradi korozivnega delovanja.Obtočni vodovod hladi paro v kondenzatorju z vodo iz zunanjega vira (akumulacija, reka, arteška vrtina). Ohlajena voda, katere temperatura na izhodu iz kondenzatorja ne presega 25 ... 36 ° C, se odvaja v sistem za oskrbo z vodo.
Zanimiv video o delovanju SPTE si lahko ogledate spodaj:
Za nadomestitev izgub pare se dopolnilna voda, ki je bila predhodno kemično obdelana, črpa s črpalko v glavni sistem para-voda.
Opozoriti je treba, da za normalno delovanje V napravah za paro in vodo, zlasti pri nadkritičnih parametrih pare, je kakovost vode, ki se dovaja v kotel, zelo pomembna, zato se kondenzat turbine prenaša skozi sistem filtrov za razsoljevanje. Sistem za pripravo vode je namenjen čiščenju dopolnjevalne in kondenzirane vode ter odstranjevanju raztopljenih plinov iz nje.
Na postajah, ki uporabljajo trda goriva, se produkti zgorevanja v obliki žlindre in pepela iz kurišča kotla odstranijo s posebnim sistemom za odstranjevanje pepela in pepela, opremljenim s posebnimi črpalkami.
Pri kurjenju plina in kurilnega olja tak sistem ni potreben.
Pri IES prihaja do velikih izgub energije. Toplotne izgube so še posebej velike v kondenzatorju (do 40..50% celotne količine toplote, sproščene v peči), pa tudi z izpušnimi plini (do 10%). Koeficient koristno dejanje sodoben CES z visokim tlakom pare in temperaturnimi parametri doseže 42%.
Električni del IES je sklop glavne električne opreme (generatorji,) in električne opreme za lastne potrebe, vključno z zbiralkami, stikalno in drugo opremo z vsemi medsebojnimi povezavami.
Postajni generatorji so povezani v bloke s povečevalnimi transformatorji brez naprav med njimi.
V zvezi s tem se na IES ne gradi generatorska napetostna stikalna naprava.
Razdelilne naprave za 110-750 kV so glede na število priključkov, napetost, preneseno moč in zahtevano stopnjo zanesljivosti izdelane po standardnih električnih povezovalnih shemah. Križne povezave med bloki potekajo samo v stikalnih napravah višjega ali v elektroenergetskem sistemu ter za gorivo, vodo in paro.
V zvezi s tem se lahko vsak agregat obravnava kot ločena avtonomna postaja.
Za zagotavljanje električne energije za lastne potrebe postaje so odcepi izdelani iz generatorjev vsake enote. Za napajanje močnih elektromotorjev (200 kW ali več) se uporablja generatorska napetost, za napajanje motorjev manjših moči in razsvetljave pa sistem 380/220 V. Električna vezja za lastne potrebe postaje so lahko drugačna.
Še ena zanimiv video o delovanju SPTE od znotraj:
Toplotne in elektrarne
Sotoplarne kot viri soproizvodnje električne in toplotne energije imajo precej večji delež kot IES (do 75 %). To pojasnjuje. da se del pare, izpuščene v turbinah, porabi za potrebe industrijske proizvodnje (tehnologije), ogrevanja, oskrbe s toplo vodo.
Ta para se dobavlja neposredno za industrijske in gospodinjske potrebe ali pa se delno uporablja za predgretje vode v posebnih kotlih (grelnikih), iz katerih se voda po ogrevalnem omrežju pošilja do porabnikov toplotne energije.
Glavna razlika med tehnologijo pridobivanja energije v primerjavi z IES je specifika krogotoka para-voda. Zagotavljanje vmesnih odvzemov pare turbine, kot tudi pri načinu oddajanja energije, po katerem se glavni del porazdeli na napetost generatorja skozi stikalno napravo generatorja (GRU).
Komunikacija z drugimi postajami elektroenergetskega sistema se izvaja pri povečani napetosti preko povečavnih transformatorjev. Med popravilom ali zasilno zaustavitvijo enega generatorja se lahko manjkajoča moč prenese iz elektroenergetskega sistema prek istih transformatorjev.
Za povečanje zanesljivosti SPTE je predvideno razdeljevanje vodil.
Torej, v primeru nesreče na pnevmatikah in poznejšega popravila enega od odsekov, drugi odsek ostane v delovanju in zagotavlja napajanje potrošnikom prek vodov, ki ostanejo pod napetostjo.
Po takšnih shemah se gradijo industrijski generatorji do 60 MW, ki so namenjeni oskrbi lokalnih obremenitev v radiju 10 km.
Veliki sodobni uporabljajo generatorje z zmogljivostjo do 250 MW s skupno močjo postaje 500-2500 MW.
Ti so zgrajeni izven meja mesta in električna energija se prenaša na napetosti 35-220 kV, GRU ni predviden, vsi generatorji so povezani v bloke s povečevalnimi transformatorji. Če je treba zagotoviti napajanje majhnega lokalnega bremena v bližini bloka 1, so predvidene pipe iz blokov med generatorjem in transformatorjem. Možne so tudi kombinirane sheme postaj, v katerih ni GRU in je več generatorjev povezanih po blokovnih shemah.
V tej parni turbini so jasno vidne lopatice tekačev.
Termoelektrarna (SPTE) uporablja energijo, ki se sprosti pri zgorevanju fosilnih goriv – premoga, nafte in zemeljskega plina – za pretvorbo vode v visokotlačno paro. Ta para, ki ima pritisk približno 240 kilogramov na kvadratni centimeter in temperaturo 524 °C (1000 °F), poganja turbino. Turbina vrti ogromen magnet znotraj generatorja, ki proizvaja elektriko.
Sodobne termoelektrarne približno 40 odstotkov toplote, ki se sprosti pri zgorevanju goriva, pretvorijo v električno energijo, ostalo oddajo v okolje. V Evropi številne termoelektrarne uporabljajo odpadno toploto za ogrevanje bližnjih domov in podjetij. Kombinirana proizvodnja toplote in električne energije poveča energijsko učinkovitost elektrarne do 80 odstotkov.
Parna turbina z električnim generatorjem
Tipična parna turbina vsebuje dve skupini lopatic. Visokotlačna para, ki prihaja neposredno iz kotla, vstopi v pretočno pot turbine in vrti rotorje s prvo skupino lopatic. Nato se para segreje v pregrevalniku in ponovno vstopi v pretočno pot turbine, da vrti rotorje z drugo skupino lopatic, ki delujejo pri nižjem tlaku pare.
Pogled v prerezu
Tipičen generator v termoelektrarni (SPTE) poganja neposredno parna turbina, ki se vrti s 3000 vrtljaji na minuto. V generatorjih tega tipa se magnet, ki mu pravimo tudi rotor, vrti, navitja (stator) pa mirujejo. Hladilni sistem preprečuje pregrevanje generatorja.
Proizvodnja električne energije s paro
V termoelektrarni gorivo zgoreva v kotlu, da nastane visokotemperaturni plamen. Voda gre skozi cevi skozi plamen, se segreje in spremeni v visokotlačno paro. Para poganja turbino in proizvaja mehansko energijo, ki jo generator pretvarja v električno. Po izstopu iz turbine gre para v kondenzator, kjer s hladno tekočo vodo spere cevi in se posledično spremeni nazaj v tekočino.
Kotel na olje, premog ali plin
Znotraj kotla
Kotel je napolnjen z zapleteno ukrivljenimi cevmi, skozi katere teče ogrevana voda. Kompleksna konfiguracija cevi vam omogoča, da znatno povečate količino toplote, prenesene na vodo, in zaradi tega proizvedete veliko več pare.
Opredelitev
hladilni stolp
Značilnosti
Razvrstitev
Toplotna in elektrarna
Naprava mini-SPTE
Namen mini SPTE
Uporaba toplote iz mini SPTE
Gorivo za mini SPTE
Mini SPTE in ekologija
Plinskoturbinski motor
Tovarna s kombiniranim ciklom
Princip delovanja
Prednosti
Širjenje
kondenzacijska elektrarna
Zgodba
Načelo delovanja
Glavni sistemi
Okoljski udarec
Trenutno stanje
Verkhnetagilskaya GRES
Kashirska GRES
Pskovskaya GRES
Stavropolskaya GRES
Smolenska GRES
Termoelektrarna je(ali termoelektrarna) - elektrarna, ki proizvaja električno energijo s pretvarjanjem kemične energije goriva v mehansko energijo vrtenja gredi električnega generatorja.
Glavna vozlišča termoelektrarne so:
Motorji - agregati termoelektrarna
Električni generatorji
Toplotni izmenjevalci TE - termoelektrarne
Hladilni stolpi.
hladilni stolp
Hladilni stolp (nemško gradieren - zgostiti slanica; Sprva so za pridobivanje soli z izhlapevanjem uporabljali hladilne stolpe) - napravo za hlajenje velike količine vode z usmerjenim tokom atmosferskega zraka. Včasih se hladilni stolpi imenujejo tudi hladilni stolpi.
Trenutno se hladilni stolpi uporabljajo predvsem v sistemih za oskrbo z vodo za hlajenje toplotnih izmenjevalcev (praviloma v termoelektrarnah, termoelektrarnah). V gradbeništvu se hladilni stolpi uporabljajo v klimatizaciji, na primer za hlajenje kondenzatorjev hladilnih enot, hlajenje zasilnih generatorjev energije. V industriji se hladilni stolpi uporabljajo za hlajenje hladilnih strojev, strojev za oblikovanje plastike in za kemično čiščenje snovi.
Hlajenje nastane zaradi izhlapevanja dela vode, ko teče navzdol v tankem filmu ali kaplja po posebnem razpršilniku, vzdolž katerega se dovaja zračni tok v nasprotni smeri od gibanja vode. Ko izhlapi 1 % vode, se temperatura preostale vode zniža za 5,48 °C.
Hladilni stolpi se praviloma uporabljajo tam, kjer za hlajenje ni mogoče uporabiti velikih rezervoarjev (jezera, morja). Poleg tega je ta način hlajenja bolj okolju prijazen.
Preprosta in poceni alternativa hladilnim stolpom so brizgalni bazeni, kjer se voda ohladi s preprostim brizganjem.
Značilnosti
Glavni parameter hladilnega stolpa je vrednost gostote namakanja - specifična vrednost porabe vode na 1 m² površine namakanja.
Glavni konstrukcijski parametri hladilnih stolpov so določeni s tehničnim in ekonomskim izračunom v odvisnosti od prostornine in temperature ohlajene vode ter atmosferskih parametrov (temperatura, vlažnost itd.) na mestu namestitve.
Uporaba hladilnih stolpov pozimi, zlasti v hudih podnebne razmere, je lahko nevarno zaradi možnosti zmrzovanja hladilnega stolpa. Najpogosteje se to zgodi na mestu, kjer pride v stik z ledenim zrakom velika količina topla voda. Da bi preprečili zmrzovanje hladilnega stolpa in posledično njegovo okvaro, je treba zagotoviti enakomerno porazdelitev ohlajene vode po površini škropilnice in spremljati enako gostoto namakanja v ločenih odsekih hladilnega stolpa. Puhala so pogosto izpostavljena tudi zaledenitvi zaradi nepravilne uporabe hladilnega stolpa.
Razvrstitev
Glede na vrsto brizgalk so hladilni stolpi:
film;
kapljanje;
pršilo;
Način dovoda zraka:
ventilator (potisk ustvari ventilator);
stolp (vleka se ustvari z visokim izpušnim stolpom);
odprto (atmosfersko), z uporabo moči vetra in naravna konvekcija ko se zrak premika skozi razpršilnik.
Ventilatorski hladilni stolpi so s tehničnega vidika najučinkovitejši, saj zagotavljajo globlje in boljše hlajenje vode, prenesejo velike specifične toplotne obremenitve (vendar zahtevajo stroški električna energija za pogon ventilatorjev).
Vrste
Kotlovsko-turbinske elektrarne
Kondenzacijske elektrarne (GRES)
Toplotne in elektrarne (kogeneracijske elektrarne, termoelektrarne)
Plinske turbinske elektrarne
Elektrarne na osnovi elektrarn s kombiniranim ciklom
Elektrarne na osnovi batnih motorjev
Kompresijski vžig (dizel)
Z vžigom na iskro
kombinirani cikel
Toplotna in elektrarna
Toplotna elektrarna (SPTE) je vrsta termoelektrarne, ki ne proizvaja le električne energije, ampak je tudi vir toplotne energije v sistemih daljinskega ogrevanja (v obliki pare in topla voda, vključno z oskrbo s toplo vodo in ogrevanjem za stanovanjske in industrijske objekte). Praviloma mora SPTE obratovati po ogrevalnem programu, to pomeni, da je proizvodnja električne energije odvisna od proizvodnje toplotne energije.
Pri postavitvi SPTE se upošteva bližina porabnikov toplote v obliki tople vode in pare.
Mini SPTE
Mini SPTE je mala soproizvodnja toplote in električne energije.
Naprava mini-SPTE
Mini SPTE so termoelektrarne, ki služijo skupni proizvodnji električne in toplotne energije v enotah z enotsko močjo do 25 MW, ne glede na vrsto opreme. Trenutno se v tuji in domači termoenergetiki široko uporabljajo naslednje naprave: protitlačne parne turbine, kondenzacijske parne turbine z odvzemom pare, plinske turbine z vodno ali parno rekuperacijo toplotne energije, plinski bati, plinsko dizelsko gorivo in dizelsko gorivo. enote z rekuperacijo toplote različne sisteme te enote. Izraz kogeneracijske naprave se uporablja kot sinonim za pojma mini SPTE in SPTE, vendar je širšega pomena, saj pomeni skupno proizvodnjo (so-skupna, proizvodnja-proizvodnja). različne izdelke, ki je lahko tako električna kot toplotna energija in drugi produkti, na primer toplotna energija in ogljikov dioksid, električna energija in hlad itd. Pravzaprav je izraz trigeneracija, ki pomeni proizvodnjo električne energije, toplotne energije in hladu. tudi poseben primer soproizvodnje. Posebna značilnost mini SPTE je bolj ekonomična poraba goriva za proizvedene vrste energije v primerjavi s splošno sprejetimi ločenimi metodami njihove proizvodnje. To je posledica dejstva, da elektrika v nacionalnem merilu se proizvaja predvsem v kondenzacijskih ciklih termoelektrarn in jedrskih elektrarn, ki imajo električni izkoristek 30-35 % brez termoelektrarne. pridobitelj. Pravzaprav to stanje določa obstoječe razmerje med električnimi in toplotnimi obremenitvami naselij, njihova različna narava sprememb med letom, pa tudi nezmožnost prenosa toplotne energije na velike razdalje, za razliko od električne energije.
Modul mini SPTE vključuje plinski batni, plinskoturbinski ali dizelski motor, generator elektrika, toplotni izmenjevalnik za pridobivanje toplote iz vode pri hlajenju motorja, olja in izpušnih plinov. Toplovodni kotel je običajno dodan mini SPTE za kompenzacijo toplotne obremenitve ob konicah.
Namen mini SPTE
Glavni namen mini SPTE je pridobivanje električne in toplotne energije iz različnih vrst goriv.
Koncept izgradnje mini SPTE v neposredni bližini pridobitelj ima številne prednosti (v primerjavi z velikimi SPTE):
izogiba stroški o konstrukcijskih prednostih stoječih in nevarnih visokonapetostnih daljnovodov (DV);
izgube pri prenosu električne energije so izključene;
ni potrebe po finančnih stroških za izpolnjevanje tehničnih pogojev za priključitev na omrežja
centralizirano napajanje;
nemoteno dobavo električne energije kupcu;
napajanje z visokokakovostno električno energijo, skladnost z navedenimi vrednostmi napetosti in frekvence;
morebitno ustvarjanje dobička.
V sodobnem svetu gradnja mini SPTE dobiva zagon, prednosti so očitne.
Uporaba toplote iz mini SPTE
Pomemben del energije zgorevanja goriva pri proizvodnji električne energije predstavlja toplotna energija.
Obstajajo možnosti za uporabo toplote:
neposredna raba toplotne energije pri končnih porabnikih (soproizvodnja);
oskrba s toplo vodo (TV), ogrevanje, tehnološke potrebe (para);
delna pretvorba toplotne energije v hladno (trigeneracija);
hlad proizvaja absorpcijski hladilni stroj, ki ne porablja električne, temveč toplotno energijo, kar omogoča dokaj učinkovito izrabo toplote poleti za klimatizacijo ali za tehnološke potrebe;
Gorivo za mini SPTE
Vrste uporabljenega goriva
plin: glavni, Zemeljski plin utekočinjeni in drugi gorljivi plini;
tekoče gorivo: dizelsko gorivo, biodizel in druge gorljive tekočine;
trdna goriva: premog, les, šota in druge vrste biogoriv.
Najbolj učinkovito in poceni gorivo v Ruski federaciji je glavno Zemeljski plin, kot tudi pripadajoči plin.
Mini SPTE in ekologija
Uporaba odpadne toplote motorjev elektrarn v praktične namene je posebnost mini SPTE in se imenuje soproizvodnja (soproizvodnja).
Kombinirana proizvodnja dveh vrst energije v mini SPTE prispeva k okolju prijaznejši porabi goriva v primerjavi z ločeno proizvodnjo električne in toplotne energije v kotlovnicah.
Zamenjava kotlovnic, ki neracionalno uporabljajo gorivo in onesnažujejo ozračje mest, mini SPTE prispeva ne le k znatnim prihrankom goriva, temveč tudi k povečanju čistosti zračnega bazena in izboljšanju splošnega ekološkega stanja.
Praviloma je vir energije za plinske bate in plinske turbine mini SPTE. Zemeljski ali povezani plin organsko gorivo, ki ne onesnažuje ozračja s trdnimi izpusti
Plinskoturbinski motor
Plinskoturbinski motor (GTE, TRD) je toplotni stroj, pri katerem se plin stisne in segreje, nato pa se energija stisnjenega in segretega plina pretvori v mehansko energijo. delo na gredi plinske turbine. Za razliko od batnega motorja, v plinskoturbinskem motorju procesov pojavijo v premikajočem se plinskem toku.
Stisnjen atmosferski zrak iz kompresorja vstopi v zgorevalno komoro, tam se dovaja tudi gorivo, ki pri zgorevanju tvori veliko število produkti zgorevanja pod visokim pritiskom. Nato noter plinska turbina energija plinastih produktov zgorevanja se pretvori v mehansko delo zaradi vrtenja lopatic s curkom plina, katerega del se porabi za stiskanje zraka v kompresorju. Ostalo delo se prenese na gnano enoto. Delo, ki ga porabi ta enota, je koristno delo GTD. Plinskoturbinski motorji imajo največjo specifično moč med motorji z notranjim izgorevanjem, do 6 kW/kg.
Najenostavnejši plinskoturbinski motor ima samo eno turbino, ki poganja kompresor in je hkrati vir koristne moči. To nalaga omejitev načinov delovanja motorja.
Včasih je motor večgredni. V tem primeru je zaporedno povezanih več turbin, od katerih vsaka poganja svojo gred. Visokotlačna turbina (prva za zgorevalno komoro) vedno poganja kompresor motorja, naslednje pa lahko poganjajo tako zunanjo obremenitev (helikopterski ali ladijski propelerji, močni električni generatorji itd.) kot dodatne motorne kompresorje, ki se nahajajo spredaj. glavnega.
Prednost večgrednega motorja je, da vsaka turbina deluje z optimalno hitrostjo in obremenitvijo. Prednost Obremenitev, ki jo poganja gred enogrednega motorja, bi imela zelo slab odziv motorja, to je zmožnost hitrega vrtenja, saj mora turbina zagotoviti moč tako, da zagotovi motorju veliko količino zraka (moč je omejeno s količino zraka) in pospešiti obremenitev. Z dvema gredema shema enostavna visokotlačni rotor hitro vstopi v režim, ki motorju zagotavlja zrak, nizkotlačna turbina pa veliko količino plinov za pospeševanje. Možna je tudi uporaba manj zmogljivega zaganjalnika za pospeševanje pri zagonu samo visokotlačnega rotorja.
Tovarna s kombiniranim ciklom
Kombinirana elektrarna - postaja za proizvodnjo električne energije, ki služi za proizvodnjo toplote in električne energije. Od elektrarn na parni pogon in plinskih turbin se razlikuje po večji učinkovitosti.
Princip delovanja
Obrat kombiniranega cikla je sestavljen iz dveh individualne instalacije: parna energija in plinska turbina. V napravi za plinske turbine turbino vrtijo plinasti produkti zgorevanja goriva. Gorivo je lahko zemeljski plin ali naftni derivati. industrija (kurilno olje, solarij). Na isti gredi s turbino je prvi generator, ki zaradi vrtenja rotorja proizvaja elektrika. Produkti zgorevanja, ki gredo skozi plinsko turbino, ji dajo le del svoje energije in imajo še vedno visoko temperaturo na izhodu iz plinske turbine. Iz izhoda iz plinske turbine produkti zgorevanja pridejo v parno elektrarno, v kotel na odpadno toploto, kjer segrejejo vodo in nastalo paro. Temperatura produktov zgorevanja je zadostna, da paro privede do stanja, ki je potrebno za uporabo v parni turbini (temperatura dimnih plinov okoli 500 stopinj Celzija omogoča pridobivanje pregrete pare pri tlaku okoli 100 atmosfer). Parna turbina poganja drugi električni generator.
Prednosti
Naprave s kombiniranim ciklom imajo električni izkoristek približno 51-58%, medtem ko se pri ločeno delujočih parnih ali plinskih turbinah giblje okoli 35-38%. To ne le zmanjša porabo goriva, ampak tudi zmanjša emisije toplogrednih plinov.
Ker naprava s kombiniranim ciklom učinkoviteje odvzema toploto iz produktov izgorevanja, je mogoče kuriti gorivo pri višjih temperaturah, kar ima za posledico manjše emisije dušikovega oksida v ozračje kot druge vrste naprav.
Relativno nizki proizvodni stroški.
Širjenje
Kljub dejstvu, da je prednosti parno-plinskega cikla prvič dokazal že v petdesetih letih 20. stoletja sovjetski akademik Kristianovič, ta vrsta naprav za proizvodnjo električne energije ni prejela Ruska federacijaširoka uporaba. V ZSSR je bilo zgrajenih več poskusnih CCGT. Primer so napajalne enote z močjo 170 MW na Nevinnomysskaya GRES in z močjo 250 MW na Moldavskaya GRES. V zadnjih letih v Ruska federacija začeli so delovati številni močni parno-plinski agregati. Med njimi:
2 agregata z zmogljivostjo 450 MW vsaka v Severo-Zapadnaya CHPP v Sankt Peterburgu;
1 agregat z močjo 450 MW v Kaliningrajski CHPP-2;
1 enota CCGT z zmogljivostjo 220 MW na Tyumen CHPP-1;
2 CCGT z zmogljivostjo 450 MW na CHPP-27 in 1 CCGT na CHPP-21 v Moskvi;
1 enota CCGT z zmogljivostjo 325 MW na Ivanovskaya GRES;
2 agregata z zmogljivostjo 39 MW vsaka v TE Sochinskaya
Od septembra 2008 je več CCGT v različnih fazah načrtovanja ali gradnje v Ruski federaciji.
V Evropi in ZDA podobne naprave delujejo v večini termoelektrarn.
kondenzacijska elektrarna
Kondenzacijska elektrarna (KTE) je termoelektrarna, ki proizvaja izključno električno energijo. V zgodovini je dobila ime "GRES" - državna regionalna elektrarna. Sčasoma je izraz »GRES« izgubil svoj prvotni pomen (»distrikt«) in v sodobnem pomenu praviloma pomeni visokozmogljivo kondenzacijsko elektrarno (KPE) (na tisoče MW), ki deluje v integriranem energetskem sistemu. skupaj z drugimi velikimi elektrarnami. Vendar se je treba zavedati, da niso vse postaje, ki imajo v imenu kratico GRES, kondenzacijske, nekatere delujejo kot soproizvodnja toplote in električne energije.
Zgodba
Prvi GRES "Electroperedachi", današnji "GRES-3", je bil zgrajen blizu Moskve v mestu Elektrogorsk v letih 1912-1914. na pobudo inženirja R. E. Klassona. Glavno gorivo je šota, moč je 15 MW. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je načrt GOELRO predvideval gradnjo več termoelektrarn, med katerimi je najbolj znana Kashirska GRES.
Načelo delovanja
Voda, segreta v parnem kotlu do stanja pregrete pare (520-565 stopinj Celzija), vrti parno turbino, ki poganja turbogenerator.
Odvečna toplota se oddaja v ozračje (bližnja vodna telesa) preko kondenzacijskih naprav, za razliko od sotoplarn, ki oddajajo odvečno toploto za potrebe bližnjih objektov (na primer ogrevanje hiš).
Kondenzacijska elektrarna običajno deluje na Rankinov cikel.
Glavni sistemi
IES je kompleksen energetski kompleks, ki ga sestavljajo zgradbe, objekti, elektroenergetska in druga oprema, cevovodi, oprema, instrumentacija in avtomatizacija. Glavni sistemi IES so:
kotlovnica;
parna turbina;
ekonomičnost porabe goriva;
sistem za odstranjevanje pepela in žlindre, čiščenje dimnih plinov;
električni del;
oskrba s tehnično vodo (za odstranitev odvečne toplote);
sistem za kemično obdelavo in čiščenje vode.
Med načrtovanjem in gradnjo IES so njegovi sistemi nameščeni v zgradbah in objektih kompleksa, predvsem v glavni stavbi. Med delovanjem IES je osebje, ki upravlja sisteme, praviloma združeno v delavnice (kotlovsko-turbinska, električna, oskrba z gorivom, kemična obdelava vode, toplotna avtomatizacija itd.).
Kotlovnica se nahaja v kotlovnici glavne stavbe. V južnih regijah Ruske federacije je lahko kotlovnica odprta, to je brez sten in streh. Napeljavo sestavljajo parni kotli (uparjalniki) in parovodi. Para iz kotlov se do turbin prenaša po cevovodih pod napetostjo pare. Parne cevi različnih kotlov običajno niso zamrežene. Takšna shema se imenuje "blok".
Parna turbinska naprava se nahaja v strojnici in v odzračevalnem (bunker-odzračevalnem) delu glavne stavbe. Vključuje:
parne turbine z električnim generatorjem na eni gredi;
kondenzator, v katerem se para, ki je šla skozi turbino, kondenzira v vodo (kondenzat);
kondenzne in napajalne črpalke, ki vračajo kondenzat (napajalno vodo) v parne kotle;
nizkotlačni in visokotlačni rekuperacijski grelniki (LPH in HPH) - toplotni izmenjevalniki, v katerih se napajalna voda segreva z odvzemom pare iz turbine;
deaerator (služi tudi kot HDPE), v katerem se voda očisti iz plinastih nečistoč;
cevovodov in pomožnih sistemov.
Ekonomičnost porabe goriva ima različno sestavo glede na glavno gorivo, za katero je zasnovan IES. Za IES na premog ekonomičnost porabe goriva vključuje:
naprava za odtaljevanje (tako imenovani "teplyak" ali "lopa") za odmrzovanje premoga v odprtih gondolskih vagonih;
naprava za razkladanje (običajno demper za vagone);
skladišče premoga, oskrbovano z dvigalom ali posebnim prekladalnim strojem;
drobilnica za predhodno mletje premoga;
transporterji za premikanje premoga;
aspiracijski sistemi, blokirni in drugi pomožni sistemi;
prašni sistem, vključno s krogličnimi, valjčnimi ali udarnimi mlini na premog.
Sistem za prašenje, kot tudi bunker za premog, se nahajata v bunkerju in odzračevalnem oddelku glavne stavbe, ostale naprave za dovod goriva so zunaj glavne stavbe. Občasno je urejena centralna prašilnica. Skladišče premoga je izračunano za 7-30 dni neprekinjenega delovanja IES. Del naprav za dovod goriva je rezerviran.
Ekonomičnost porabe goriva IES, ki deluje na zemeljski plin, je najenostavnejša: vključuje distribucijsko točko plina in plinovode. Vendar pri takšnih elektrarnah kot rezervni ali sezonski vir, kurilno olje, torej se ureja črno naftno gospodarstvo. Naftne objekte gradijo tudi v elektrarnah na premog, kjer jih uporabljajo za vžig kotlov. Naftna industrija vključuje:
naprava za sprejem in praznjenje;
skladiščenje kurilnega olja z jeklenimi ali armiranobetonskimi rezervoarji;
črpališče kurilnega olja z grelci in filtri kurilnega olja;
cevovodi z zapornimi in regulacijskimi ventili;
gasilni in drugi pomožni sistemi.
Sistem odstranjevanja pepela in žlindre je urejen samo v elektrarnah na premog. Tako pepel kot žlindra sta negorljiva ostanka premoga, vendar žlindra nastaja neposredno v kurišču kotla in se odvaja skozi pipo (luknja v žlindarniku), pepel pa se odnaša z dimnimi plini in se že zajema na izhodu iz kotla. Delci pepela so veliko manjši (približno 0,1 mm) od kosov žlindre (do 60 mm). Sistemi za odstranjevanje pepela so lahko hidravlični, pnevmatski ali mehanski. Najpogostejši sistem recirkuliranega hidravličnega odstranjevanja pepela in žlindre je sestavljen iz izpiralnih naprav, kanalov, črpalk, gnojevk, deponij pepela in žlindre, črpalnih in očiščenih vodnih vodov.
Izpust dimnih plinov v ozračje je najnevarnejši vpliv termoelektrarne na okoliško naravo. Za pušnimi ventilatorji so nameščeni filtri za zajemanje pepela iz dimnih plinov. različne vrste(cikloni, pralniki, elektrofiltri, vrečasti filtri), ki ujamejo 90-99 % trdnih delcev. Vendar pa za čiščenje dima iz škodljivi plini so neprimerni. V tujini in notri zadnje čase in v domačih elektrarnah (tudi na plinsko olje) vgraditi sisteme za razžveplanje plinov z apnom ali apnencem (ti deSOx) in katalitično redukcijo dušikovih oksidov z amoniakom (deNOx). Očiščeni dimni plini se z odvodom dima odvajajo v dimnik, katerega višina je določena iz pogojev razpršitve preostalih škodljivih primesi v ozračju.
Električni del IES je namenjen proizvodnji električne energije in njeni distribuciji porabnikom. V generatorjih IES se ustvari trifazni električni tok z napetostjo običajno 6-24 kV. Ker se s povečanjem napetosti izgube energije v omrežjih znatno zmanjšajo, so takoj za generatorji nameščeni transformatorji, ki povečajo napetost na 35, 110, 220, 500 ali več kV. Transformatorji so nameščeni na prostem. Del električne energije porabimo za lastne potrebe elektrarne. Priključitev in odklop električnih vodov, ki izhajajo iz razdelilnih postaj in potrošnikov, se izvaja na odprtih ali zaprtih stikalnih napravah (OSG, ZRU), opremljenih s stikali, ki lahko povežejo in prekinejo visokonapetostni električni tokokrog brez nastanka električnega obloka.
Sistem sanitarne vode dovaja veliko količino hladne vode za hlajenje kondenzatorjev turbine. Sistemi so razdeljeni na neposredne, povratne in mešane. V pretočnih sistemih vodo črpajo črpalke iz naravni vir(običajno iz reke) in po prehodu skozi kondenzator se vrže nazaj. Hkrati se voda segreje za približno 8–12 °C, kar v nekaterih primerih spremeni biološko stanje rezervoarjev. V obtočnih sistemih voda kroži pod vplivom obtočnih črpalk in se ohlaja z zrakom. Hlajenje se lahko izvaja na površini hladilnih rezervoarjev ali v umetnih objektih: škropilnicah ali hladilnih stolpih.
V nizkovodnih območjih se namesto tehničnega vodovoda uporabljajo zračno-kondenzacijski sistemi (suhi hladilni stolpi), ki so zračni radiatorji z naravnim ali umetnim vlekom. Ta odločitev je običajno izsiljena, saj so dražji in hladilno manj učinkoviti.
Sistem za kemično obdelavo vode zagotavlja kemično čiščenje in globoko razsoljevanje vode, ki vstopa v parne kotle in parne turbine, da se prepreči usedline na notranje površine opremo. Običajno so filtri, rezervoarji in reagentne naprave za čiščenje vode nameščeni v pomožni stavbi IES. Poleg tega termoelektrarne ustvarjajo večstopenjske sisteme za čiščenje odpadne vode, onesnažene z naftnimi derivati, olji, pranjem opreme in pralnimi vodami, nevihto in odtokom taline.
Okoljski udarec
Vpliv na ozračje. Pri zgorevanju goriva se porabi velika količina kisika in sprosti se znatna količina produktov zgorevanja, kot so leteči pepel, plinasti žveplovi oksidi dušika, od katerih imajo nekateri visoko kemično aktivnost.
Vpliv na hidrosfero. Najprej odvajanje vode iz turbinskih kondenzatorjev, pa tudi industrijskih odplak.
Vpliv na litosfero. Za zakop večjih mas pepela je potrebno veliko prostora. Ta onesnaženja se zmanjšajo z uporabo pepela in žlindre kot gradbenega materiala.
Trenutno stanje
Trenutno v Ruski federaciji delujejo tipični GRES z močjo 1000-1200, 2400, 3600 MW in več edinstvenih; uporabljajo se enote 150, 200, 300, 500, 800 in 1200 MW. Med njimi so naslednji GRES (ki so del WGC):
Verkhnetagilskaya GRES - 1500 MW;
Iriklinska GRES - 2430 MW;
Kashirska GRES - 1910 MW;
Nizhnevartovskaya GRES - 1600 MW;
Permskaya GRES - 2400 MW;
Urengoyskaya GRES - 24 MW.
Pskovskaya GRES - 645 MW;
Serovskaya GRES - 600 MW;
Stavropolskaya GRES - 2400 MW;
Surgutskaya GRES-1 - 3280 MW;
Troitskaya GRES - 2060 MW.
Gusinoozjorska GRES - 1100 MW;
Kostromskaya GRES - 3600 MW;
Pechorskaya GRES - 1060 MW;
Kharanorskaya GRES - 430 MW;
Cherepetskaya GRES - 1285 MW;
Yuzhnouralskaya GRES - 882 MW.
Berezovskaya GRES - 1500 MW;
Smolenska 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;
Krasnoyarsk GRES-2 - 1250 MW;
Novocherkasskaya GRES - 2400 MW;
Ryazanskaya GRES (enote št. 1-6 - 2650 MW in blok št. 7 (nekdanji GRES-24, ki je postal del Ryazanskaya GRES - 310 MW) - 2960 MW);
Cherepovetskaya GRES - 630 MW.
Verkhnetagilskaya GRES
Verkhnetagilskaya GRES je termoelektrarna v Verkhny Tagilu (regija Sverdlovsk), ki deluje kot del OGK-1. Deluje od 29. maja 1956.
Postaja vključuje 11 energetskih enot z električno močjo 1497 MW in termoenergetsko enoto 500 Gcal / h. Gorivo postaje: Zemeljski plin (77%), premog(23 %). Število osebja je 1119 ljudi.
Gradnja postaje s projektno močjo 1600 MW se je začela leta 1951. Namen gradnje je bil oskrba s toplotno in električno energijo Novouralske elektrokemijske tovarne. Leta 1964 je elektrarna dosegla projektno zmogljivost.
Da bi izboljšali oskrbo s toploto v mestih Verkhny Tagil in Novouralsk, so bile izdelane naslednje postaje:
Štiri kondenzacijske turboagregate K-100-90(VK-100-5) LMZ so zamenjali s kogeneracijskimi turbinami T-88/100-90/2,5.
TG-2,3,4 so opremljeni z omrežnimi grelniki tipa PSG-2300-8-11 za ogrevanje omrežne vode v shemi oskrbe s toploto Novouralsk.
TG-1.4 je opremljen z omrežnimi grelniki za oskrbo s toploto v Verkhny Tagil in industrijski lokaciji.
Vsa dela so bila izvedena po projektu KhF TsKB.
V noči s 3. na 4. januar 2008 se je na Surgutskaya GRES-2 zgodila nesreča: delno zrušitev strehe nad šesto enoto z močjo 800 MW je povzročila zaustavitev dveh enot. Situacijo je zapletlo dejstvo, da je bil v popravilu še en agregat (št. 5): zaradi tega so bili ustavljeni agregati št. 4, 5, 6. Ta nesreča je bila lokalizirana do 8. januarja. Ves ta čas je GRES deloval v posebej intenzivnem načinu.
Do leta 2010 oziroma 2013 je predvidena izgradnja dveh novih agregatov (gorivo - zemeljski plin).
Na GRES obstaja problem emisij v okolje. OGK-1 je podpisal pogodbo z Uralskim energetskim inženirskim centrom za 3,068 milijona rubljev, ki predvideva razvoj projekta rekonstrukcije kotla na Verkhnetagilskaya GRES, kar bo privedlo do zmanjšanja emisij v skladu s standardi MPE .
Kashirska GRES
Kashirskaya GRES poimenovana po G. M. Krzhizhanovsky v mestu Kashira, Moskovska regija, na bregovih Oke.
Zgodovinska postaja, zgrajena pod osebnim nadzorom V. I. Lenina po načrtu GOELRO. Elektrarna z 12 MW je bila ob zagonu druga največja elektrarna v Evropi.
Postaja je bila zgrajena po načrtu GOELRO, gradnja je potekala pod osebnim nadzorom V. I. Lenina. Zgrajena je bila v letih 1919-1922, za gradnjo na mestu vasi Ternovo je bilo postavljeno delovno naselje Novokaširsk. Zagnana 4. junija 1922 je postala ena prvih sovjetskih regionalnih termoelektrarn.
Pskovskaya GRES
Pskovskaya GRES je državna okrožna elektrarna, ki se nahaja 4,5 kilometra od mestnega naselja Dedovichi, okrožnega središča regije Pskov, na levem bregu reke Shelon. Od leta 2006 je podružnica OAO OGK-2.
Visokonapetostni daljnovodi povezujejo Pskovskaya GRES z Belorusijo, Latvijo in Litvo. Matična organizacija meni, da je to prednost: obstaja kanal za izvoz energetskih virov, ki se aktivno uporablja.
Inštalirana moč GRES je 430 MW, vključuje pa dva zelo manevrska agregata po 215 MW. Ti agregati so bili zgrajeni in zagnani v letih 1993 in 1996. začetnica prednost V prvi fazi so zgradili tri agregate.
Glavna vrsta goriva je zemeljski plin, vstopa v postajo skozi vejo glavnega izvoznega plinovoda. Agregati so bili prvotno zasnovani za delovanje na mleto šoto; so bile rekonstruirane po projektu VTI za kurjenje z zemeljskim plinom.
Strošek električne energije za lastne potrebe znaša 6,1 %.
Stavropolskaya GRES
Stavropolskaya GRES je termoelektrarna Ruske federacije. Nahaja se v mestu Solnechnodolsk na Stavropolskem ozemlju.
Obremenitev elektrarne omogoča izvoz električne energije v tujino: v Gruzijo in Azerbajdžan. Hkrati je zagotovljeno vzdrževanje pretokov v hrbteničnem električnem omrežju ENO na sprejemljivih ravneh.
Del veleprodajne proizvodnje organizaciješt. 2 (JSC "OGK-2").
Strošek električne energije za lastne potrebe postaje je 3,47 %.
Glavno gorivo postaje je zemeljski plin, kot rezervno in zasilno gorivo pa se lahko uporablja kurilno olje. Bilanca goriva od leta 2008: plin - 97%, kurilno olje - 3%.
Smolenska GRES
Smolenska GRES je termoelektrarna Ruske federacije. Del veleprodajne proizvodnje podjetjašt. 4 (JSC "OGK-4") od leta 2006.
12. januarja 1978 je začel delovati prvi blok državne okrožne elektrarne, katerega načrtovanje se je začelo leta 1965, gradnja pa leta 1970. Postaja se nahaja v vasi Ozerny, Dukhovshchinsky District, Smolensk Region. Sprva naj bi kot gorivo uporabljali šoto, vendar so zaradi zaostanka pri gradnji podjetij za pridobivanje šote uporabljali druge vrste goriva (Moskovska regija premog, Inta premog, skrilavec, kakaški premog). Skupno je bilo zamenjanih 14 vrst goriva. Od leta 1985 je dokončno določeno, da se bo energija pridobivala iz zemeljskega plina in premoga.
Trenutna instalirana moč GRES je 630 MW.
Viri
Ryzhkin V. Ya. Termoelektrarne. Ed. V. Ya. Girshfeld. Učbenik za srednje šole. 3. izdaja, popravljena. in dodatno — M.: Energoatomizdat, 1987. — 328 str.
http://ru.wikipedia.org/
Enciklopedija investitorja. 2013 .
Sopomenke: Slovar sinonimovtermoelektrarna- - EN toplotna in elektrarna Elektrarna, ki proizvaja električno energijo in toplo vodo za lokalno prebivalstvo. SPTE (kombinirana toplotna in elektrarna) lahko deluje na skoraj … Priročnik tehničnega prevajalca
termoelektrarna- šiluminė elektrinė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. toplotna elektrarna; parna elektrarna vok. Wärmekraftwerk, n rus. termoelektrarna, f; termoelektrarna, f pranc. centrale electrothermique, f; centrale thermique, f; usine… … Fizikos terminų žodynas
termoelektrarna- termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, termoelektrarna, ... .. . Besedne oblike - in; in. Podjetje, ki proizvaja električno in toplotno energijo ... enciklopedični slovar
Članek obravnava vrste termoelektrarn in njihovo razvrstitev po različnih kriterijih. Podane so tudi njihove definicije in značilnosti.
Človeško življenje je povezano s široko uporabo ne le električne, ampak tudi toplotne energije. Pomembno je, da se takoj naučite, da je toplota, ki jo oseba porabi za domače potrebe, nizek potencial, tj. njegova hladilna tekočina ima relativno nizko temperaturo in tlak, saj je to tisto, kar omogoča organizacijo zelo ekonomične proizvodnje električne in toplotne energije v SPTE, o čemer bomo govorili v nadaljevanju. V splošnem primeru oskrbo katerega koli objekta s toplotno energijo zagotavlja sistem, ki ga sestavljajo trije glavni elementi: vir toplote (na primer kotlovnica), toplotno omrežje (na primer cevovodi za toplo vodo ali paro) in hladilno telo (na primer baterija za ogrevanje vode, ki se nahaja v sobi).
Termoelektrarna je kompleks opreme in naprav, ki pretvarjajo energijo goriva v električno in (na splošno) toplotno energijo.
Za termoelektrarne je značilna velika raznolikost in jih lahko razvrstimo po različnih kriterijih.
- Glede na namen in vrsto dobavljene energije delimo elektrarne na regionalne in industrijske.
Daljinske elektrarne so samostojne elektrarne običajna uporaba ki služijo vsem vrstam potrošnikov na območju (industrijska podjetja, promet, prebivalstvo itd.). Daljinske kondenzacijske elektrarne, ki proizvajajo pretežno električno energijo, pogosto ohranijo svoje zgodovinsko ime - GRES (državne daljinske elektrarne). Daljinske elektrarne, ki proizvajajo električno in toplotno energijo (v obliki pare ali tople vode), imenujemo soproizvodnja toplote in električne energije (SPTE). Državne elektrarne in regionalne termoelektrarne imajo praviloma moč nad 1 milijon kW.
Industrijske elektrarne so elektrarne, ki oskrbujejo toploto in električno energijo določena proizvodna podjetja ali njihov kompleks, na primer obrat za proizvodnjo kemičnih izdelkov. Industrijske elektrarne so del industrijskih podjetij, ki jim služijo. Njihova zmogljivost je določena s potrebami industrijskih podjetij po toploti in električni energiji in je praviloma bistveno manjša kot pri daljinskih termoelektrarnah. Pogosto industrijske elektrarne delujejo na skupnem električnem omrežju, vendar niso podrejene upravljavcu EES. V nadaljevanju so obravnavane le regionalne elektrarne.
2. Termoelektrarne se glede na vrsto goriva delijo na elektrarne na organsko gorivo in na jedrsko gorivo.
Za kondenzacijskimi elektrarnami na fosilna goriva se je v času, ko še ni bilo jedrskih elektrarn (JE), zgodovinsko razvilo ime termoelektrarna (TE - termoelektrarna). V tem smislu bo ta izraz uporabljen v nadaljevanju, čeprav so SPTE in jedrske elektrarne, plinskoturbinske elektrarne (GTPP) in kombinirane elektrarne (CCPP) tudi termoelektrarne, ki delujejo po principu pretvarjanja toplotne energije v električna energija.
Kot fosilna goriva za termoelektrarne se uporabljajo plinasta, tekoča in trdna goriva. Večina termoelektrarn v Rusiji, zlasti v evropskem delu, uporablja zemeljski plin kot glavno gorivo in kurilno olje kot rezervno gorivo, slednje pa zaradi visokih stroškov uporablja le v skrajnih primerih; takšne termoelektrarne imenujemo na kurilno olje. V mnogih regijah, predvsem v azijskem delu Rusije, je glavno gorivo parni premog - nizkokalorični premog ali odpadki iz visokokaloričnih črni premog(antracit čip - ASH). Ker se taka oglja pred sežigom v posebnih mlinih zmeljejo v prah, se takšne termoelektrarne imenujejo prašni premog.
- Glede na vrsto termoelektrarn, ki se uporabljajo v termoelektrarnah za pretvorbo toplotne energije v mehansko energijo vrtenja rotorjev turbinskih enot, ločimo parne turbine, plinske turbine in kombinirane elektrarne.
Osnova parnih turbinskih elektrarn so parne turbinske naprave(PTU), ki za pretvorbo toplotne energije v mehansko uporablja najkompleksnejši, najmočnejši in izjemno napreden energetski stroj – parno turbino. PTU je glavni element termoelektrarn, termoelektrarn in jedrskih elektrarn.
Termoelektrarne s plinskimi turbinami (GTPP) so opremljene s plinskoturbinskimi enotami (GTP), ki delujejo na plin oz. zadnje zatočišče, tekoče (dizelsko) gorivo. Ker je temperatura plinov za plinsko turbino precej visoka, jih je mogoče uporabiti za oskrbo s toplotno energijo zunanjega porabnika. Takšne elektrarne imenujemo GTU-CHP. Trenutno v Rusiji deluje ena GTPP (GRES-3 po imenu Klasson, Elektrogorsk, Moskovska regija) z zmogljivostjo 600 MW in ena GTU-CHPP (v Elektrostalu, Moskovska regija).
Termoelektrarne s kombiniranim ciklusom so opremljene s termoelektrarnami s kombiniranim ciklusom (CCGT), ki so kombinacija GTP in STP, kar omogoča visoke izkoristke. CCGT-TE so lahko kondenzacijske (CCGT-CES) in s toplotno močjo (CCCGT-SPTE). V Rusiji deluje le ena CCGT-SPTE (CCGT-450T) z zmogljivostjo 450 MW. Nevinnomysskaya GRES upravlja agregat CCGT-170 (glej predavanje 7) z močjo 170 MW, agregat CCGT-300 z močjo 300 MW pa deluje v SPTE Južnaya v St. Petersburgu.
- Glede na tehnološko shemo parovodov se TE delijo na blokovne TE in TE s prečnimi povezavami.
Blokovne TE so sestavljene iz ločenih, praviloma istovrstnih elektrarn - agregatov. V agregatu vsak kotel dovaja paro samo za svojo turbino, iz katere se po kondenzaciji vrača le v svoj kotel. Po blokovni shemi so zgrajene vse močne državne daljinske elektrarne in termoelektrarne, ki imajo tako imenovano vmesno pregrevanje pare. Delovanje kotlov in turbin v TE s prečnimi povezavami je zagotovljeno drugače: vsi kotli TE dovajajo paro v en skupni parovod (zbiralnik) in iz njega se napajajo vse parne turbine TE. Po tej shemi so CPP zgrajene brez vmesnega pregrevanja in skoraj vse SPTE so zgrajene za podkritične začetne parametre pare.
- Glede na stopnjo začetnega tlaka ločimo TE podkritičnega tlaka in nadkritičnega tlaka (SKP).
Kritični tlak je 22,1 MPa (225,6 atm). V ruski termoenergetiki so začetni parametri standardizirani: termoelektrarne in termoelektrarne so zgrajene za podkritični tlak 8,8 in 12,8 MPa (90 in 130 atm), za SKD pa 23,5 MPa (240 atm). TE za superkritične parametre se iz tehničnih razlogov izvajajo z dogrevanjem in po blokovni shemi. Pogosto so termoelektrarne ali termoelektrarne zgrajene v več fazah – v čakalnih vrstah, katerih parametri se z uvedbo vsake nove čakalne vrste izboljšujejo.
LITERATURA
- Trukhniy A.D. Stacionarne parne turbine. - M.: Energoatomizdat, 1990. - S. 114.
- Energija v Rusiji in po svetu: težave in možnosti. - M.: MAIK "Znanost / Interperiodika", 2001.- 302 str.
Osnovno strukturna enota v večini elektrarn je trgovina . V termoelektrarnah se razlikujejo trgovine glavnih, pomožnih proizvodnih in neindustrijskih objektov.
· Trgovine glavne proizvodnje proizvajajo izdelke, za proizvodnjo katerih je bilo podjetje ustanovljeno. V termoelektrarnah so glavne delavnice tiste, v katerih se izvajajo proizvodni procesi za pretvorbo kemične energije goriva v toplotno in električno energijo.
· Trgovine pomožne proizvodnje industrijskih podjetij, vključno z elektrarnami, niso neposredno povezane s proizvodnjo glavnih proizvodov podjetja: služijo glavni proizvodnji, prispevajo k proizvodnji izdelkov in zagotavljajo glavni proizvodnji potrebne pogoje za normalno delovanje. Te delavnice popravljajo opremo, dobavljajo materiale, orodja, napeljave, rezervne dele, vodo (industrijsko), različne vrste energije, transport itd.
· Neindustrijske kmetije so tiste, katerih proizvodi in storitve niso povezani z glavno dejavnostjo podjetja. Njihove naloge vključujejo zagotavljanje in servisiranje gospodinjskih potreb osebja podjetja (stanovanjske ustanove, otroške ustanove itd.).
Proizvodne strukture toplotne postaje določa razmerje moči glavnih enot (turbo enot, parnih kotlov, transformatorjev) in tehnoloških povezav med njimi. Odločilno pri določanju regulacijske strukture je razmerje moči in komunikacije med turbinami in kotlovskimi enotami. Pri obstoječih elektrarnah srednje in male moči so homogene enote med seboj povezane s cevovodi za paro in vodo (para iz kotlov se zbira v skupnih zbirnih vodih, iz katerih se razporedi med posamezne kotle). Ta tok procesa se imenuje centralizirano . Tudi široko uporabljen sekcijski shema, v kateri turbina z enim ali dvema kotloma, ki ji zagotavljata paro, tvori del elektrarne.
- S takšnimi shemami je oprema razdeljena med trgovine, ki združujejo homogeno opremo: v kotlovnici - kotlovske enote s pomožno opremo; turbina - turbinske enote s pomožno opremo itd. Po tem principu so v velikih termoelektrarnah organizirane delavnice in laboratoriji: gorivo in transport, kotlovska, turbinska, električna (z elektrolaboratorijem), delavnica (laboratorij) za avtomatizacijo in toplotno regulacijo, kemična (s kemijskim laboratorijem). ), mehanska (pri popravilih te delavnice postane elektrarna, servisna in gradbena delavnica.
Trenutno se zaradi posebnosti tehnološkega procesa proizvodnje energije uporabljajo postaje z enotami z zmogljivostjo 200 ... 800 MW in več blok diagram povezave opreme. Pri blokovskih elektrarnah tvorijo blok turbina, generator, kotel (ali dva kotla) s pomožno opremo; med bloki ni cevovodov, ki bi povezovali enote za paro in vodo, v elektrarnah niso nameščene rezervne kotlovske enote. Sprememba tehnološke sheme elektrarne vodi do potrebe po reorganizaciji strukture vodenja proizvodnje, v kateri je glavna primarna proizvodna enota enota.
Za blokovske postaje je najbolj racionalno vodstvena struktura je brez trgovine (funkcionalno) z organizacijo obratovalne službe in službe za popravila, ki jo vodijo vodje služb - namestniki glavnih inženirjev postaje. Funkcionalni oddelki so neposredno odgovorni direktorju postaje, funkcionalne službe in laboratoriji pa neposredno glavnemu inženirju postaje.
Na velikih blokovskih postajah je vmesna vodstvena struktura - blokovska trgovina . Trgovine s kotli in turbinami so združene v eno in organizirane so naslednje trgovine: gorivo in transport, kemična, toplotna avtomatizacija in meritve, centralizirana popravila itd. Ko postaja deluje na plin, trgovina z gorivom in transportom ni organizirana.
Organizacijska in proizvodna struktura hidroelektrarn
V hidroelektrarnah se nahajajo posamezne hidroelektrarne in njihova združenja, ki se nahajajo na isti reki (kanalu) ali preprosto v kateri koli upravni ali gospodarski regiji; takšni spoji se imenujejo kaskadni spoji (slika 23.2).
Organizacijska struktura upravljanja HE:
a- 1. in 2. skupina; 1 - direktor hidroelektrarne; 2 - namestnik direktor za upravno-gospodarske dejavnosti; 3 - namestnik direktor kapitalske gradnje; 4 - kadrovska služba; 5 - glavni inženir; 6 - računovodstvo; 7 - oddelek za načrtovanje; 8 - oddelek civilna zaščita; 2.1 - transportni del; 2.2 - oddelek za logistiko; 2.3 - upravni in gospodarski oddelek; 2.4 - stanovanjski in komunalni oddelek; 2,5 - zaščita HE; 5.1 - namestnik. pogl. operativni inženir; 5.2 - vodja elektro oddelka; 5.3 - vodja turbinske trgovine; 5.4 - vodja hidravličnega oddelka; 5.5 - proizvodno-tehnični oddelek; 5.6 - komunikacijska storitev; 5.7 - inženir za obratovanje in varnost; 5.2.1 - električni laboratorij; b- 3. in 4. skupina; 1 - oddelek za materialno in tehnično oskrbo; 2 - proizvodno-tehnični oddelek (PTO); 3 - računovodstvo; 4 - hidrotehnična trgovina; 5 - delavnica električnih strojev
Organizacijska struktura upravljanja kaskad HE: a - možnost 1; 1 - vodja električnega oddelka kaskade; 2 - vodja turbinske trgovine kaskade; 3 - vodja hidrotrgovine kaskade; 4 - vodja tehnične službe; 5 - glava HE-1; 6 - glava HE-2; 7 - glava HE-3; 8 - komunikacijska storitev; 9 - služba lokalne relejne zaščite in avtomatizacije; 10 - inženir-inšpektor za delovanje in varnost; 5.1, 6.1, 7.1 - proizvodno osebje, oziroma HE-1, 2, 3; b- možnost 2; 1 - direktor kaskade; 2 - upravne delitve kaskade; 3 - glavni inženir; 3.1, 3.2, 3.3 - glava HE-1, 2, 3; 3.1.1, 3.2.1, 3.3.1 - proizvodne enote, vključno z operativnim osebjem, oziroma HE-1, 2, 3
Glede na zmogljivost HE in kaskad HE, MW, glede na strukturo upravljanja je običajno obravnavati šest skupin in enako število kaskad HE:
- AT prve štiri skupine uporabljajo predvsem delavnica organizacijska struktura upravljanje . V HE in njenih kaskadah 1. in 2. skupine so praviloma zagotovljene električne, turbinske in hidrotehnične trgovine; 3. in 4. skupina - elektroturbinska in hidrotehnična tehnika;
- Pri malih HE ( 5. skupina ) veljajo upravljavske strukture brez trgovin z organizacijo ustreznih mest;
- Pri HE in kaskadah z močjo do 25 MW ( 6. skupina ) - samo vzdrževalno osebje .
Pri organizaciji kaskade HE se za bazno postajo izbere ena od kaskadnih postaj, praviloma največja po moči, v kateri se nahajajo upravljanje kaskade, njeni oddelki in službe, delavnice, glavna centralna skladišča in delavnice. S strukturo vodenja delavnice vsaka delavnica vzdržuje opremo in objekte vseh HE, ki so vključene v kaskado, osebje pa je locirano bodisi v osnovni HE bodisi razporejeno po postajah kaskade. V primerih, ko se HE kaskade nahajajo na precejšnji razdalji drug od drugega in s tem tudi od osnovne, je treba imenovati osebe, odgovorne za delovanje HE, vključene v kaskado.
Pri združevanju velikih HE v kaskado je priporočljivo centralizirati samo upravljavske funkcije (upravljanje kaskade, računovodstvo, oskrba itd.). Pri vsaki HE so organizirane delavnice, ki izvajajo celovite obratovalne in remontne storitve. Pri izvajanju večjih popravil, na primer med remontom enot, se del delavcev ustrezne delavnice iz ene ali več hidroelektrarn prenese na postajo, kjer je to potrebno.
Tako se v vsakem primeru sprejme racionalna krmilna struktura, ki temelji na specifičnih pogojih za oblikovanje kaskade. pri velike številke HE, ki so vključene v kaskado, se uporablja predhodna širitev medsebojno najbližjih postaj, ki jih vodi vodja skupine HE. Vsaka skupina samostojno izvaja operativno vzdrževanje, vključno s tekočimi popravili opreme in objektov.