Kratek opis delovanja termoelektrarne. Organizacijska in proizvodna struktura termoelektrarn (TE)

Električna postaja je sklop opreme, zasnovan za pretvorbo energije katere koli naravni vir v elektriko ali toploto. Obstaja več vrst takšnih predmetov. Termoelektrarne se na primer pogosto uporabljajo za proizvodnjo električne energije in toplote.

Opredelitev

Termoelektrarna je elektrarna, ki kot vir energije uporablja neko fosilno gorivo. Slednje se lahko uporablja, na primer, nafta, plin, premog. Na ta trenutek termalni kompleksi so najpogostejša vrsta elektrarn na svetu. Priljubljenost termoelektrarn pojasnjuje predvsem razpoložljivost fosilnih goriv. Nafta, plin in premog so na voljo v mnogih delih sveta.

TPP je (dekodiranje s njegova okrajšava izgleda kot "termoelektrarna"), med drugim kompleks s precej visokim izkoristkom. Glede na vrsto uporabljenih turbin je lahko ta indikator na postajah te vrste enak 30 - 70%.

Kakšne so vrste termoelektrarn

Postaje te vrste lahko razvrstimo po dveh glavnih značilnostih:

imenovanje;
vrsta namestitve.

V prvem primeru se razlikujeta GRES in SPTE.Elektrarna je naprava, ki deluje z vrtenjem turbine pod močnim pritiskom parnega curka. Dešifriranje kratice GRES - državna okrožna elektrarna - je zdaj izgubilo svojo pomembnost. Zato se pogosto takšni kompleksi imenujejo tudi IES. Ta okrajšava pomeni "kondenzacijska elektrarna".

SPTE je tudi precej pogosta vrsta termoelektrarne. Za razliko od GRES-a takšne postaje niso opremljene s kondenzacijskimi, temveč z ogrevalnimi turbinami. CHP pomeni "termalna elektrarna".

Poleg kondenzacijskih in ogrevalnih naprav (parne turbine) se v TE lahko uporabljajo naslednje vrste opreme:

parni plin.

TPP in SPTE: razlike

Ljudje pogosto zamenjujejo ta dva pojma. SPTE je pravzaprav, kot smo ugotovili, ena izmed vrst termoelektrarn. Takšna postaja se od drugih vrst termoelektrarn razlikuje predvsem v temdel toplotne energije, ki jo proizvede, gre v kotle, nameščene v prostorih za ogrevanje ali pripravo tople vode.

Prav tako ljudje pogosto zamenjujejo imena HE in GRES. To je predvsem posledica podobnosti okrajšav. Vendar se hidroelektrarna bistveno razlikuje od državne okrajne elektrarne. Obe vrsti postaj sta zgrajeni na rekah. Vendar se v hidroelektrarni, za razliko od državne daljinske elektrarne, kot vir energije ne uporablja para, ampak sam tok vode.

Kakšne so zahteve za TPP

Termoelektrarna je termoelektrarna, v kateri se hkrati proizvaja in porablja električna energija. Zato mora tak kompleks v celoti izpolnjevati številne ekonomske in tehnološke zahteve. To bo zagotovilo nemoteno in zanesljivo oskrbo odjemalcev z električno energijo. Torej:

Prostori TE morajo imeti dobro osvetlitev, prezračevanje in prezračevanje;
zrak znotraj in okoli rastline je treba zaščititi pred onesnaženjem z delci, dušikom, žveplovim oksidom itd.;
vire oskrbe z vodo je treba skrbno zaščititi pred vdorom odplak vanje;
sistemi za čiščenje vode na postajah morajo biti opremljenibrez odpadkov.

Načelo delovanja TPP

TE je elektrarna na katerih se lahko uporabljajo turbine različne vrste. Nato upoštevamo načelo delovanja termoelektrarne na primeru ene izmed njenih najpogostejših vrst - SPTE. Energija se na takih postajah proizvaja v več fazah:

Gorivo in oksidant vstopata v kotel. Premogov prah se običajno uporablja kot prvi v Rusiji. Včasih lahko kot gorivo za SPTE služijo tudi šota, kurilno olje, premog, oljni skrilavec, plin. oksidant v ta primer segret zrak pride ven.

Para, ki nastane kot posledica zgorevanja goriva v kotlu, vstopi v turbino. Namen slednjega je pretvorba energije pare v mehansko energijo.

Vrtljive gredi turbine prenašajo energijo na gredi generatorja, ki jo pretvarja v električno energijo.

Ohlajena in izgubljena del energije v turbini vstopi para v kondenzator.Tu se spremeni v vodo, ki se preko grelnikov dovaja v odzračevalnik.

Deae Prečiščena voda se segreje in dovaja v kotel.

Prednosti TPP

TE je tako postaja, glavna vrsta opreme v kateri so turbine in generatorji. Prednosti takšnih kompleksov vključujejo na prvem mestu:

nizki stroški gradnje v primerjavi z večino drugih vrst elektrarn;
poceni uporabljeno gorivo;
nizki stroški proizvodnje električne energije.

Tudi velik plus takšnih postaj je, da jih je mogoče zgraditi na katerem koli želenem mestu, ne glede na razpoložljivost goriva. Premog, kurilno olje ipd. se lahko na postajo prevažajo po cesti ali železnici.

Druga prednost termoelektrarn je, da zavzemajo zelo majhno površino v primerjavi z drugimi vrstami elektrarn.

Slabosti TPP

Seveda takšne postaje nimajo le prednosti. Imajo tudi številne pomanjkljivosti. Termoelektrarne so kompleksi, na žalost zelo onesnažujoče okolje. Postaje te vrste lahko preprosto oddajajo ogromno saj in dima v zrak. Tudi minusi termoelektrarn vključujejo visoke obratovalne stroške v primerjavi s hidroelektrarnami. Poleg tega so vse vrste goriva, ki se uporabljajo na takšnih postajah, nenadomestljivi naravni vir.

Katere druge vrste termoelektrarn obstajajo

Poleg parnoturbinskih SPTE in CPP (GRES) v Rusiji delujejo naslednje postaje:

Plinska turbina (GTPP). V tem primeru se turbine ne vrtijo iz pare, ampak iz zemeljski plin. Tudi kurilno olje ali dizelsko gorivo se lahko uporablja kot gorivo na takšnih postajah. Učinkovitost takšnih postaj žal ni previsoka (27 - 29 %). Zato se večinoma uporabljajo le kot rezervni viri električne energije ali pa so namenjeni oskrbi z napetostjo v omrežje manjših naselij.

Parna in plinska turbina (PGES). Učinkovitost takšnih kombiniranih postaj je približno 41 - 44 %. Energija se v sistemih te vrste prenaša na generator hkrati s turbinami in plinom in paro. Tako kot SPTE se lahko CCPP uporabljajo ne le za dejansko proizvodnjo električne energije, ampak tudi za ogrevanje stavb ali oskrbo porabnikov s toplo vodo.

Primeri postaj

Torej, kateri koli Sem termoelektrarna, elektrarna. Primeri takšni kompleksi so predstavljeni na spodnjem seznamu.

Belgorodska CHPP. Moč te postaje je 60 MW. Njegove turbine delujejo na zemeljski plin.

Michurinskaya CHPP (60 MW). Ta objekt se nahaja tudi v regiji Belgorod in deluje na zemeljski plin.

Cherepovets GRES. Kompleks se nahaja v regiji Volgograd in lahko deluje tako na plin kot na premog. Moč te postaje je kar 1051 MW.

Lipetsk SP-2 (515 MW). Deluje na zemeljski plin.

SPTE-26 "Mosenergo" (1800 MW).

Cherepetskaya GRES (1735 MW). Vir goriva za turbine tega kompleksa je premog.

Namesto sklepa

Tako smo ugotovili, kaj so termoelektrarne in kakšne vrste tovrstnih objektov obstajajo. Prvič je bil tovrstni kompleks zgrajen že zelo dolgo nazaj - leta 1882 v New Yorku. Leto pozneje je bil tak sistem uveden v Rusiji - v Sankt Peterburgu. Danes so termoelektrarne vrsta elektrarn, ki predstavljajo približno 75 % vse proizvedene električne energije na svetu. In očitno bodo tovrstne postaje kljub številnim pomanjkljivostim prebivalstvu še dolgo zagotavljale električno energijo in toploto. Navsezadnje so prednosti takšnih kompleksov za red večje od slabosti.

V skladu s tehnološkim postopkom za proizvodnjo električne in toplotne energije v termoelektrarnah (TE) in Splošni pogoji vodstva, organizacijsko strukturo TPP sestavljajo proizvodne enote (delavnica, laboratorij, proizvodno-tehnična služba) in funkcionalni oddelki.
diagram vezja upravljanje elektrarn s trgovinsko strukturo je prikazano na sl. 11.1.
Za sodelovanje v tehnološki proces proizvodnje energije, obstajajo delavnice glavne in pomožne industrije.
Delavnice glavne proizvodnje vključujejo delavnice, ki so po svoji organizaciji in tehnološkem postopku neposredno vključene v proizvodnjo električne in toplotne energije.
Pomožne proizvodne trgovine energetskih podjetij so trgovine, ki niso neposredno povezane s proizvodnjo električne in toplotne energije, ampak služijo le glavnim proizvodnim trgovinam in jih ustvarjajo. potrebne pogoje za normalno delovanje, na primer popravilo opreme ali dobavo materiala, orodja, rezervnih delov, vode, vozil itd. Sem spadajo tudi storitve laboratorijev, projektantskih oddelkov itd.

Glavne proizvodne trgovine v termoelektrarnah so:
. trgovina z gorivom in transportom: dobava trdnega goriva in njegova priprava, železniški in cestni transport, razkladalna regala in skladišča goriva;
. kemična delavnica v sklopu kemične obdelave vode in kemični laboratorij, ki izvaja proizvodne funkcije za kemično obdelavo vode in kemično obdelavo vode ter nadzor kakovosti goriva, vode, pare, olja in pepela;
. kotlovnica: oskrba s tekočim in plinskim gorivom, priprava prahu, kotlovnica in odstranjevanje pepela;
. turbinska delavnica: turbinske enote, oddelek za ogrevanje, centralno črpanje in vodenje;
. elektro delavnica: vsa elektro oprema postaje, elektrolaboratorij, elektro popravila in transformatorske delavnice, naftni objekti in komunikacije.
Pomožne proizvodne trgovine v elektrarnah vključujejo:
. strojna trgovina: delavnice splošne postaje, ogrevalni sistemi za industrijske in pisarniške prostore, vodovod in kanalizacija;
. servisna in gradbena delavnica (RSC): nadzor proizvodnih in poslovnih zgradb, njihovo popravilo ter vzdrževanje cest in celotnega ozemlja postaje v ustreznem stanju;
. delavnica (ali laboratorij) toplotne avtomatizacije in meritev (TAI);
. električna delavnica (ERM).
Proizvodno strukturo termoelektrarne je mogoče poenostaviti ob upoštevanju njene zmogljivosti, števila osnovne opreme, pa tudi njenih tehnoloških značilnosti, na primer mogoče je kombinirati kotlovnico in turbino. V TE nizke moči, pa tudi v TE, ki delujejo na tekoča ali plinasta goriva, se je razširila proizvodna struktura z dvema delavnicama - toplotno-energetsko in električno.
Proizvodno-tehnični oddelek (PTO) elektrarne razvija načine delovanja opreme elektrarne, obratovalne standarde in režimske karte. Skupaj s plansko-ekonomskim oddelkom izdela osnutke načrtov proizvodnje energije in načrte tehnično-ekonomskih kazalnikov za načrtovano obdobje za postajo kot celoto in za posamezne delavnice. PTO organizira tehnično knjigovodstvo delovanja opreme, vodi evidenco porabe goriva, vode, pare, električne energije za lastne potrebe, sestavlja potrebno tehnično poročilo, obdeluje primarno tehnično dokumentacijo. PTO analizira izvajanje uveljavljenih načinov in tehničnih standardov delovanja opreme, razvija ukrepe za varčevanje z gorivom (v TE).
Proizvodno-tehnična služba izdela načrt popravil opreme v celotnem obratu, sodeluje pri prevzemu opreme iz popravila, spremlja izvajanje načrta popravil, razvija aplikacije za materiale, rezervne dele in opremo elektrarne, spremlja skladnost z ugotovljeno porabo materiala. stopnje, zagotavlja izvajanje Najboljše prakse popravilo.
V strukturo aparatov elektrarne je skupina inšpektorjev, ki spremlja skladnost v podjetju s Pravilnikom o tehničnem obratovanju in Varnostnimi predpisi.
Plansko-ekonomski oddelek (PEO) razvija dolgoročne in tekoče načrte delovanja elektrarne in njenih delavnic, spremlja potek izvajanja načrtovanih kazalnikov.
Oddelek za kadrovske in socialne odnose pod vodstvom direktorja rešuje sklop nalog za organizacijo upravljanja s kadri.
Služba za logistiko (OMTS) zagotavlja elektrarni material, orodje in rezervne dele, sklepa pogodbe za logistiko in jih izvaja.
Oddelek za kapitalsko gradnjo izvaja organizacijo kapitalske gradnje v elektrarni.
Računovodstvo vodi evidenco gospodarska dejavnost elektrarne, spremlja pravilno porabo sredstev in spoštovanje finančne discipline, sestavlja računovodska poročila in bilance.
Vsako delavnico elektrarne vodi vodja, ki je edini vodja delavnice in organizira njeno delo za izpolnjevanje načrtovanih ciljev.
Ločene oddelke delavnice vodijo delovodji, ki so odgovorni za delo na svoji lokaciji.
Vodenje obratovalnega osebja v elektrarni izvaja vodja izmene, ki v svoji izmeni neposredno vodi celoten način delovanja elektrarne in obratovalno delovanje njenega osebja. V administrativnem in tehničnem smislu je dežurni inženir podrejen glavnemu inženirju in opravlja svoje delo po njegovih navodilih. Hkrati je vodja izmene postaje operativno podrejen dežurnemu dispečerju elektroenergetskega sistema, ki poleg glavnega inženirja daje ukaze glede načina postaje, njene obremenitve in priključnega načrta. V podobni podrejenosti so tudi nadzorniki izmene trgovine: operativno so podrejeni vodji postajne izmene, administrativno-tehnično pa svojemu enočlanskemu šefu. Dvojna podrejenost dežurnega osebja v energetskih podjetjih je ena od njihovih značilnosti in je posledica zgoraj obravnavanih tehnoloških značilnosti proizvodnje energije.
Organizacijske strukture elektrarn se v zvezi z reformo elektroenergetike spreminjajo. V teritorialnih združenjih elektrarn so skoncentrirane funkcije upravljanja osebja, financ, oskrbe, načrtovanja, kapitalske gradnje in številna tehnična vprašanja.

Osnovni strukturna enota v večini elektrarn je trgovina . Na termalnih postajah ločimo trgovine glavne, pomožne proizvodnje in neindustrijske objekte.

· 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 izdelkov podjetja: služijo glavni proizvodnji, prispevajo k proizvodnji izdelkov in zagotavljajo glavni proizvodnji potrebne pogoje za normalno delovanje. Te delavnice popravljajo opremo, dobavni material, orodje, 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 funkcije vključujejo zagotavljanje in servisiranje gospodinjskih potreb osebja podjetja (stanovanjski objekti, otroške ustanove itd.).

Proizvodne strukture termalne postaje so določene z razmerjem moči glavnih enot (turboagregatov, parnih kotlov, transformatorjev) in tehnoloških povezav med njimi. Pri določanju strukture krmiljenja je odločilno razmerje moči in komunikacije med turbinami in kotlovskimi enotami. Pri obstoječih elektrarnah srednje in male zmogljivosti so homogene enote med seboj povezane s cevovodoma za paro in vodo (para iz kotlov se zbira v skupnih zbirnih vodah, iz katerih se razporedi med posamezne kotle). Ta procesni tok se imenuje centralizirano . Tudi v široki uporabi sekcijski shema, v kateri turbina z enim ali dvema kotloma, ki ji zagotavljata paro, tvori del elektrarne.

S takšnimi shemami se oprema porazdeli med trgovine, ki združujejo homogeno opremo: v kotlovnici - kotlovske enote s pomožno opremo; turbina - turbinske enote s pomožno opremo itd. Po tem principu so pri velikih termoelektrarnah organizirane naslednje delavnice in laboratoriji: goriv in transport, kotlovski, turbinski, elektro (z električnim laboratorijem), delavnica (laboratorij) za avtomatizacijo in toplotno regulacijo, kemični (s kemičnim laboratorijem). ), mehanski (pri izvajanju popravil ta delavnica 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 shema povezave opreme. V blokovskih elektrarnah turbina, generator, kotel (ali dva kotla) s pomožno opremo tvorijo blok; med bloki ni cevovodov, ki povezujejo enote za paro in vodo, v elektrarnah niso nameščene rezervne kotlovnice. Sprememba tehnološke sheme elektrarne vodi v potrebo po reorganizaciji strukture vodenja proizvodnje, v kateri je glavna primarna proizvodna enota blok.

Za postaje blokovnega tipa je najbolj racionalno strukturo upravljanja je brez trgovine (funkcionalno) z organizacijo obratovalne službe in servisne službe, ki jo vodijo vodje služb - namestniki glavnega inženirja postaje. Funkcionalni oddelki poročajo neposredno direktorju postaje, funkcionalne službe in laboratoriji pa neposredno glavnemu inženirju postaje.

Na velikih postajah blokovnega tipa vmesna strukturo upravljanja - blok trgovina . Kotlovnica in turbinska prodajalna sta združeni v eno in organizirane so naslednje trgovine: goriva in transportna, kemična, termična avtomatika in meritve, centralizirana popravila itd. Pri obratovanju postaje na plin trgovina goriva in transporta ni organizirana.

Organizacijska in proizvodna struktura hidroelektrarn

Na hidroelektrarnah potekajo tako posamezne hidroelektrarne kot 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 upravne in gospodarske dejavnosti; 3 - namestnik direktor kapitalske gradnje; 4 - kadrovski oddelek; 5 - glavni inženir; 6 - računovodstvo; 7 - oddelek za načrtovanje; 8 - oddelek civilna zaščita; 2.1 - transportni odsek; 2.2 - logistični oddelek; 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 električnega 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 - prodajalna hidravličnega inženiringa; 5 - trgovina z električnimi stroji

Organizacijska struktura kaskadnega upravljanja HE: a - možnost 1; 1 - vodja električnega oddelka kaskade; 2 - vodja turbinske trgovine kaskade; 3 - vodja hidrotrgovine kaskade; 4 - vodja tehničnega oddelka; 5 - glava HE-1; 6 - glava HE-2; 7 - glava HE-3; 8 - komunikacijska storitev; 9 - storitev lokalne relejne zaščite in avtomatizacije; 10 - inženir-inšpektor za delovanje in varnost; 5.1, 6.1, 7.1 - proizvodno osebje, HE-1, 2, 3; b- možnost 2; 1 - direktor kaskade; 2 - upravni deli 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, je glede na strukturo upravljanja običajno upoštevati šest skupin in enako število kaskad HE:

AT prve štiri skupine uporablja predvsem organizacijska struktura vodenja trgovine . Na HE in njenih kaskadah 1. in 2. skupine so praviloma zagotovljene elektro, turbinske in hidravlične delavnice; 3. in 4. skupina - elektroturbina in hidravlika;
Na malih HE ( 5. skupina ) se prijavi strukture upravljanja brez trgovine z organizacijo ustreznih lokacij;
Na HE in kaskadah z močjo do 25 MW ( 6. skupina ) - samo vzdrževalno osebje .

Pri organizaciji kaskade HE se za bazno postajo izbere ena izmed, praviloma največja po moči kaskadnih postaj, v kateri se nahaja upravljanje kaskade, njeni oddelki in službe, delavnice, glavna centralna skladišča in delavnice. S strukturo upravljanja trgovine vsaka trgovina vzdržuje opremo in objekte vseh HE, vključenih v kaskado, osebje pa je locirano bodisi v bazni HE ali razporejeno med postajami kaskade. V primerih, ko se HE kaskade nahajajo na precejšnji razdalji drug od drugega in s tem od osnovnega, je treba imenovati odgovorne za delovanje HE, vključene v kaskado.

Pri združevanju velikih HE v kaskado je priporočljivo centralizirati le vodstvene funkcije (kaskadno upravljanje, računovodstvo, oskrba itd.). Na vsaki HE so organizirane delavnice, ki izvajajo celovite obratovalne in servisne storitve. Pri večjih popravilih, na primer med remontom enot, se del delavcev ustrezne delavnice iz ene ali več hidroelektrarn prenese na postajo, kjer je to potrebno.

Tako je v vsakem primeru sprejeta racionalna krmilna struktura, ki temelji na posebnih pogojih za nastanek kaskade. Pri velike številke HE, vključene v kaskado, se uporablja predhodna širitev med seboj najbližjih postaj, ki jih vodi vodja skupine HE. Vsaka skupina samostojno izvaja operativno vzdrževanje, vključno s tekočimi popravili opreme in objektov.

Termoelektrarne so lahko s paro in plinske turbine, z motorji z notranjim zgorevanjem. Najpogostejše termoelektrarne s parnimi turbinami, ki se delijo na: kondenzacijski (CES)- vsa para, pri kateri se, razen majhnih izbir za ogrevanje napajalne vode, uporablja za vrtenje turbine in pridobivanje električne energije; kombinirane toplotne in elektrarne- termoelektrarne (SPTE), ki so vir energije za porabnike električne in toplotne energije in se nahajajo na območju njihove porabe.

Kondenzacijske elektrarne

Kondenzacijske elektrarne se pogosto imenujejo državne daljinske elektrarne (GRES). CPP se večinoma nahajajo v bližini območij proizvodnje 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, kar zahteva prenos električne energije predvsem pri napetostih 110-750 kV;
blokovni princip gradnje postaje, ki zagotavlja pomembne tehnične in ekonomske prednosti, ki sestojijo v povečanju zanesljivosti dela in olajšanju delovanja, pri zmanjševanju obsega gradbenih in inštalacijskih del.
Mehanizmi in instalacije, 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 skladišč do sistema za pripravo goriva. V tem sistemu se gorivo spravi v prašno stanje, da bi ga dodatno pihalo v gorilnike kotlovske peči. Za vzdrževanje procesa zgorevanja v peč vpihuje poseben ventilator zrak, ki ga segrevajo izpušni plini, ki jih iz peči izsesava dimnik.

Tekoče gorivo se v gorilnike dovaja 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 (BDP) postaje. Hidravlično lomljenje distribuira plin in uravnava njegove parametre.

Procesi v parnem krogu

Glavni krogotok parna voda izvaja naslednje postopke:

Zgorevanje goriva v peči spremlja sproščanje toplote, ki segreva vodo, ki teče v kotlovskih ceveh.
Voda se spremeni v paro s tlakom 13 ... 25 MPa pri temperaturi 540..560 ° C.
Para, ki nastane 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, izčrpana v turbini s tlakom 0,003 ... 0,005 MPa pri temperaturi 120 ... 140 ° C, vstopi v kondenzator, kjer se spremeni v vodo, ki se izčrpa v deaerator.
V deaeratorju se odvajajo raztopljeni plini, predvsem pa kisik, ki je zaradi korozivnega delovanja nevaren.Vodovodni sistem ohlaja paro v kondenzatorju z vodo iz zunanjega vira (rezervoar, reka, arteški vodnjak). Ohlajena voda, katere temperatura ne presega 25...36 °C na izhodu iz kondenzatorja, se odvaja v vodovodni sistem.

Spodaj si lahko ogledate zanimiv videoposnetek o delovanju SPTE:

Za kompenzacijo izgub pare se nadomestna voda, ki je bila predhodno kemično obdelana, s črpalko črpa v glavni sistem parne vode.

Opozoriti je treba, da je za normalno delovanje parovodnih inštalacij, predvsem s superkritičnimi parametri pare, pomembna kakovost vode, ki jo dovaja kotel, zato se turbinski kondenzat prehaja skozi sistem filtra za razsoljevanje. Sistem za obdelavo vode je zasnovan tako, da očisti napolnjeno in kondenzirano vodo ter odstrani iz nje raztopljene pline.

Na postajah, ki uporabljajo trda goriva, se produkti zgorevanja v obliki žlindre in pepela odstranijo iz kotlovske peči s posebnim sistemom za odstranjevanje pepela in pepela, opremljenim s posebnimi črpalkami.

Pri kurjenju plina in kurilnega olja tak sistem ni potreben.

Na IES so velike izgube energije. Posebno velike so toplotne izgube v kondenzatorju (do 40..50% celotne količine toplote, ki se sprosti v peči), pa tudi pri izpušnih plinih (do 10%). koeficient koristno dejanje sodobni CES z visokimi parametri parnega tlaka in temperature doseže 42%.

Električni del IES je sklop glavne električne opreme (generatorji,) in električne opreme za lastne potrebe, vključno z zbiralkami, stikalnimi in drugimi napravami z vsemi povezavami med njimi.

Postajalni generatorji so povezani v bloke s povišanimi transformatorji brez naprav med njimi.

V zvezi s tem se na IES ne gradijo generatorske napetostne stikalne naprave.

Distribucijske naprave za 110-750 kV, odvisno od števila priključkov, napetosti, oddane moči in zahtevane stopnje zanesljivosti, so izdelane po standardnih električnih povezovalnih shemah. Navzkrižne povezave med bloki potekajo le v stikalnih napravah višje ali v elektroenergetskem sistemu, pa tudi za gorivo, vodo in paro.

V zvezi s tem lahko vsako napajalno enoto obravnavamo kot ločeno avtonomno postajo.

Za zagotavljanje električne energije za lastne potrebe postaje so izdelane pipe iz generatorjev vsake enote. Generatorska napetost se uporablja za napajanje močnih elektromotorjev (200 kW ali več), sistem 380/220 V pa za napajanje motorjev manjše moči in svetlobnih inštalacij. Električna vezja za lastne potrebe postaje so lahko drugačna.

Še en zanimiv video o delovanju SPTE od znotraj:

Kombinirane toplotne in elektrarne

Kombinirane toplotne in elektrarne kot viri kombinirane proizvodnje električne in toplotne energije imajo precej večji delež kot IES (do 75 %). To je razloženo z. da se del pare, ki se izprazni v turbinah, uporablja za potrebe industrijske proizvodnje (tehnologija), ogrevanja, oskrbe s toplo vodo.

Ta para se bodisi dobavlja neposredno za industrijske in gospodinjske potrebe ali pa se delno uporablja za predogrevanje vode v posebnih kotlih (grelnikih), iz katerih se voda po ogrevalnem omrežju pošilja do porabnikov toplotne energije.

Glavna razlika med tehnologijo proizvodnje energije v primerjavi z IES je specifičnost krogotoka para-voda. Zagotavljanje vmesnih odvzemov pare iz turbine, pa tudi v načinu odvajanja energije, po katerem se njen glavni del porazdeli na napetost generatorja skozi stikalno napravo generatorja (GRU).

Komunikacija z drugimi postajami elektroenergetskega sistema se izvaja pri povečani napetosti preko povišanih transformatorjev. Med popravilom ali izklopom v sili enega generatorja se lahko manjkajoča moč prenese iz elektroenergetskega sistema preko istih transformatorjev.

Za povečanje zanesljivosti SPTE je predvideno razrezovanje zbiralk.

Torej, v primeru nesreče na pnevmatikah in naknadnega popravila enega od odsekov, drugi odsek ostane v obratovanju in zagotavlja napajanje potrošnikom prek preostalih napeljanih vodov.

Po takih shemah se gradijo industrijski generatorji z močjo do 60 MW, ki so zasnovani za oskrbo lokalnih obremenitev v polmeru 10 km.

Veliki sodobni uporabljajo generatorje z zmogljivostjo do 250 MW s skupno močjo postaje 500-2500 MW.

Ti so zgrajeni zunaj meja mesta in električna energija se prenaša pri napetosti 35-220 kV, GRU ni predviden, vsi generatorji so povezani v bloke s povišanimi transformatorji. Če je treba zagotoviti napajanje majhne lokalne obremenitve v bližini obremenitve bloka, 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 diagramih.

Električna energija se v elektrarnah proizvaja z uporabo energije, skrite v različnih naravnih virih. Kot je razvidno iz tabele. 1.2 se to dogaja predvsem v termo (TE) in jedrskih elektrarnah (NEK), ki delujejo po termičnem ciklu.

Vrste termoelektrarn

Glede na vrsto proizvedene in dobavljene energije se termoelektrarne delijo na dve glavni vrsti: kondenzacijske elektrarne (KTE), namenjene samo za proizvodnjo električne energije, in soproizvodnje oziroma soproizvodnje toplote in elektrarn (SPTE). Kondenzacijske elektrarne, ki delujejo na fosilna goriva, so zgrajene v bližini krajev njegove proizvodnje, termoelektrarne pa v bližini porabnikov toplote - industrijskih podjetij in stanovanjskih območij. SPTE delujejo tudi na fosilna goriva, vendar za razliko od CPP proizvajajo tako električno kot toplotno energijo v obliki tople vode in pare za industrijske in ogrevalne namene. Glavna goriva teh elektrarn so: trdna - bitumenski premog, antracit, polantracit, rjavi premog, šota, skrilavec; tekoči - kurilno olje in plinasti - naravni, koksni, plavžni itd. plin.

Tabela 1.2. Proizvodnja električne energije v svetu

Indikator			2010 (napoved)
Delež celotne proizvodnje elektrarn, % NEK TE na plin TE na kurilno olje
Proizvodnja električne energije po regijah, % Zahodna Evropa Vzhodna Evropa Azija in Avstralija Amerika Bližnji vzhod in Afrika
Instalirana moč elektrarn na svetu (skupaj), GW Vključno z % NPP TE na plin TE na kurilno olje Termoelektrarne na premog in druga goriva HE in elektrarne na druge, obnovljive vrste goriva
Proizvodnja električne energije (skupaj), milijard kWh

Jedrske elektrarne so pretežno kondenzacijskega tipa, ki uporabljajo energijo jedrskega goriva.

Glede na vrsto termoelektrarne za pogon električnega generatorja delimo elektrarne na parne turbine (STU), plinske turbine (GTP), kombinirane (CCGT) in elektrarne z motorji z notranjim zgorevanjem (DPP).

Odvisno od trajanja dela TE skozi vse leto glede na pokritost krivulj energijske obremenitve, za katero je značilno število ur uporabe inštalirane moči τ pri st , je običajno elektrarne razvrstiti na: osnovne (τ pri st > 6000 h/leto); semi-peak (τ pri st = 2000 - 5000 h/leto); vrh (τ pri st< 2000 ч/год).

Osnovne elektrarne se imenujejo tiste, ki nosijo največje možno konstantna obremenitev večino leta. V svetovni energetski industriji se jedrske elektrarne, visoko ekonomične CPP, pa tudi termoelektrarne uporabljajo kot osnovne pri delu po toplotnem razporedu. Konične obremenitve pokrivajo hidroelektrarne, črpalne elektrarne, plinske turbine, ki imajo okretnost in mobilnost, t.j. hiter zagon in ustavitev. Konične elektrarne se vklopijo v urah, ko je treba pokriti konični del dnevnega urnika električne obremenitve. Polkonične elektrarne se z zmanjšanjem skupne električne obremenitve bodisi prestavijo na zmanjšano zmogljivost ali postavijo v stanje pripravljenosti.

Termoelektrarne se glede na tehnološko strukturo delijo na blokovske in neblokovske. Pri blokovni shemi glavna in pomožna oprema parne turbine nimata tehnoloških povezav z opremo druge elektrarne. Za elektrarne na fosilna goriva se para dovaja v vsako turbino iz enega ali dveh kotlov, ki sta nanjo priključena. Pri neblokovni shemi TE para iz vseh kotlov vstopi v skupni vod in se od tam razporedi v posamezne turbine.

Pri kondenzacijskih elektrarnah, ki so del velikih elektroenergetskih sistemov, se uporabljajo samo blok sistemi z dogrevanjem pare. Brez vmesnega pregrevanja se uporabljajo tokokrogi brez blokov s parnimi in vodnimi navzkrižnimi povezavami.

Načelo delovanja in glavne energetske značilnosti termoelektrarn

Električna energija v elektrarnah se proizvaja z uporabo energije, skrite v različnih naravnih virih (premog, plin, nafta, kurilno olje, uran itd.), po dokaj preprostem principu z uporabo tehnologije pretvorbe energije. Splošna shema TPP (glej sliko 1.1) odraža zaporedje takšne pretvorbe nekaterih vrst energije v druge in uporabo delovne tekočine (voda, para) v ciklu termoelektrarne. Gorivo (v tem primeru premog) zgori v kotlu, segreje vodo in jo spremeni v paro. Para se dovaja v turbine, ki pretvarjajo toplotno energijo pare v mehansko energijo in poganjajo generatorje za proizvodnjo električne energije (glej razdelek 4.1).

Sodobna termoelektrarna je kompleksno podjetje, ki vključuje veliko število različne opreme. Sestava opreme elektrarne je odvisna od izbrane toplotne sheme, vrste uporabljenega goriva in vrste vodovodnega sistema.

Glavna oprema elektrarne vključuje: kotlovske in turbinske agregate z električnim generatorjem in kondenzatorjem. Te enote so standardizirane glede na moč, parametre pare, zmogljivost, napetost in tok itd. Vrsta in količina glavne opreme termoelektrarne ustrezata dani moči in predvidenemu načinu njenega delovanja. Na voljo je tudi pomožna oprema, ki služi za oskrbo s toploto odjemalcem in z uporabo turbinske pare za ogrevanje napajalne vode kotla in zadovoljevanje lastnih potreb elektrarne. To vključuje opremo za sisteme za oskrbo z gorivom, napravo za odzračevanje, kondenzacijsko napravo, toplarno (za SPTE), sisteme za oskrbo s tehničnim vodo, oskrbo z oljem, regenerativno ogrevanje napajalne vode, kemično obdelavo vode, distribucijo in prenos električna energija (glej razdelek 4).

Za vsakogar parne turbine uporablja se regenerativno ogrevanje napajalne vode, kar bistveno poveča toplotno in splošno učinkovitost elektrarne, saj v shemah z regenerativnim ogrevanjem parni tokovi, ki se odvajajo iz turbine v regenerativne grelnike, delujejo brez izgube v viru mraza (kondenzatorju). Hkrati se za isto električno moč turbogeneratorja zmanjša pretok pare v kondenzatorju in posledično izkoristek inštalacij raste.

Vrsta uporabljenega parnega kotla (glej razdelek 2) je odvisna od vrste goriva, ki se uporablja v elektrarni. Za najpogostejša goriva (fosilni premog, plin, kurilno olje, freztorf) se uporabljajo kotli z U-, T-obliko in razporeditvijo stolpa ter zgorevalno komoro, zasnovano za določeno vrsto goriva. Za goriva s taljivim pepelom se uporabljajo kotli z odstranjevanjem tekočega pepela. Hkrati se doseže visok (do 90 %) zajem pepela v peči in zmanjša abrazivna obraba grelnih površin. Iz istih razlogov se za visoko pepelna goriva, kot so oljni skrilavec in odpadki iz priprave premoga, uporabljajo parni kotli s štirihodno postavitvijo. V termoelektrarnah se praviloma uporabljajo bobnasti ali pretočni kotli.

Turbine in električni generatorji so skladni na lestvici moči. Vsaka turbina ustreza določeno vrsto generator. Pri blokovnih termokondenzacijskih elektrarnah moč turbin ustreza moči enot, število enot pa je določeno z dano močjo elektrarne. Sodobne enote uporabljajo kondenzacijske turbine z močjo 150, 200, 300, 500, 800 in 1200 MW s parnim dogrevanjem.

SPTE uporabljajo turbine (glej pododdelek 4.2) s protitlakom (tip P), s kondenzacijo in odvzemom proizvodne pare (tip P), s kondenzacijo in enim ali dvema odvzemom toplote (tip T), pa tudi s kondenzacijsko, industrijsko in toplotno ekstrakcijsko paro (tip PT). Turbine tipa PT imajo lahko tudi en ali dva odvzema toplote. Izbira tipa turbine je odvisna od velikosti in razmerja toplotnih obremenitev. Če prevladuje ogrevalna obremenitev, se lahko poleg PT turbin vgradijo turbine tipa T z odvzemom toplote, če prevladuje industrijska obremenitev pa turbine tipa PR in R z industrijskim odvzemom in protitlakom.

Trenutno so v SPTE najbolj razširjene naprave z električno močjo 100 in 50 MW, ki delujejo pri začetnih parametrih 12,7 MPa, 540–560 ° C. Za SPTE glavna mesta Ustvarjene so bile instalacije z električno močjo 175–185 MW in 250 MW (s turbino T-250-240). Agregati s turbinami T-250-240 so modularni in delujejo pri nadkritičnih začetnih parametrih (23,5 MPa, 540/540°C).

Značilnost delovanja elektrarn v omrežju je, da mora skupna količina električne energije, ki jo proizvedejo v danem trenutku, v celoti ustrezati porabljeni energiji. Glavni del elektrarn deluje vzporedno v integriranem energetskem sistemu, ki pokriva celotno električno obremenitev sistema, SPTE pa hkrati pokriva toplotno obremenitev svojega območja. Obstajajo lokalne elektrarne, ki so zasnovane tako, da oskrbujejo območje in niso povezane s splošnim elektroenergetskim sistemom.

Imenuje se grafični prikaz odvisnosti porabe energije skozi čas razpored električne obremenitve. Dnevni razporedi električne obremenitve (slika 1.5) se razlikujejo glede na letni čas, dan v tednu in so običajno označeni z minimalno obremenitvijo ponoči in največjo obremenitvijo ob konicah (konični del grafa). Skupaj z dnevnimi grafikoni velik pomen imeti letne karte električne obremenitve (slika 1.6), ki so zgrajene po dnevnih grafih.

Grafi električnih obremenitev se uporabljajo pri načrtovanju električnih obremenitev elektrarn in sistemov, razporeditvi obremenitev med posameznimi elektrarnami in agregati, pri izračunih za izbiro sestave delovne in rezervne opreme, določanju zahtevane inštalirane moči in potrebne rezerve, števila in moč enote enot, pri izdelavi načrtov popravil opreme in določitvi rezerve popravil itd.

Pri delovanju pri polni obremenitvi se oprema elektrarne razvije nazivno oz najdaljši moč (zmogljivost), ki je glavna značilnost potnega lista enote. Pri tej največji moči (produktivnosti) mora enota delovati dlje časa pri nazivnih vrednostih glavnih parametrov. Ena od glavnih značilnosti elektrarne je njena inštalirana moč, ki je opredeljena kot vsota nazivnih zmogljivosti vseh električnih generatorjev in ogrevalne opreme ob upoštevanju rezerve.

Za delovanje elektrarne je značilno tudi število ur uporabe nameščena zmogljivost, kar je odvisno od načina delovanja elektrarne. Za prenos elektrarn osnovna obremenitev, število ur uporabe inštaliranih zmogljivosti je 6000–7500 h/leto, za tiste, ki delujejo v načinu pokrivanja vršnih obremenitev - manj kot 2000–3000 h/leto.

Obremenitev, pri kateri enota deluje z največjim izkoristkom, se imenuje ekonomska obremenitev. Nazivna neprekinjena obremenitev je lahko enaka ekonomski. Včasih je možno kratkotrajno delovanje opreme z obremenitvijo za 10-20% večjo od nazivne obremenitve z nižjo učinkovitostjo. Če oprema elektrarne deluje stabilno z načrtovano obremenitvijo pri nazivnih vrednostih glavnih parametrov ali ko se spreminjajo v sprejemljivih mejah, se ta način imenuje stacionarni.

Načini delovanja z ustaljenimi obremenitvami, ki pa se razlikujejo od izračunanih, ali z nestabilnimi obremenitvami se imenujejo nestacionarni ali spremenljivi načini. Pri spremenljivih načinih nekateri parametri ostanejo nespremenjeni in imajo nazivne vrednosti, drugi pa se spreminjajo v določenih dovoljenih mejah. Tako lahko pri delni obremenitvi enote tlak in temperatura pare pred turbino ostaneta nominalna, medtem ko se vakuum v kondenzatorju in parametri pare v odvodih spreminjajo sorazmerno z obremenitvijo. Možni so tudi nestacionarni načini, ko se spremenijo vsi glavni parametri. Takšni načini potekajo na primer pri zagonu in ustavljanju opreme, odlaganju in prevzemu obremenitve na turbogeneratorju, pri delovanju na drsnih parametrih in se imenujejo nestacionarni.

Toplotna obremenitev elektrarne se uporablja za tehnološke procese in industrijske instalacije, za ogrevanje in prezračevanje industrijskih, stanovanjskih in javnih zgradb, klimatizacijo in gospodinjske potrebe. Za industrijske namene je običajno potreben tlak pare od 0,15 do 1,6 MPa. Da bi zmanjšali izgube med transportom in preprečili potrebo po neprekinjenem odvajanju vode iz komunikacij, se para iz elektrarne sprošča nekoliko pregreta. Za ogrevanje, prezračevanje in gospodinjske potrebe običajno oskrbuje SPTE vroča voda s temperaturo od 70 do 180°C.

Toplotna obremenitev, določena s porabo toplote za proizvodne procese in gospodinjske potrebe (oskrba s toplo vodo), je odvisna od zunanje temperature zraka. V razmerah Ukrajine je poleti ta obremenitev (kot tudi električna) manjša kot pozimi. Industrijske in domače toplotne obremenitve se spreminjajo čez dan, poleg tega se povprečna dnevna toplotna obremenitev elektrarne, porabljena za domače potrebe, spreminja ob delavnikih in vikendih. Tipični grafi sprememb dnevne toplotne obremenitve industrijskih podjetij in oskrbe s toplo vodo v stanovanjskem naselju so prikazani na slikah 1.7 in 1.8.

Učinkovitost delovanja TE zaznamujejo različni tehnično-ekonomski kazalniki, od katerih nekateri ocenjujejo popolnost toplotnih procesov (učinkovitost, toplota in poraba goriva), drugi pa označujejo pogoje, v katerih deluje TE. Na primer, na sl. 1.9 (a, b) prikazuje približne toplotne bilance SPTE in IES.

Kot je razvidno iz slik, kombinirana proizvodnja električne in toplotne energije zagotavlja znatno povečanje toplotne učinkovitosti elektrarn zaradi zmanjšanja toplotnih izgub v turbinskih kondenzatorjih.

Najpomembnejši in popolni kazalniki obratovanje TE so stroški električne energije in toplote.

Termoelektrarne imajo tako prednosti kot slabosti v primerjavi z drugimi vrstami elektrarn. Navedemo lahko naslednje prednosti TPP:

relativno svobodna teritorialna porazdelitev, povezana s široko distribucijo virov goriva;
sposobnost (za razliko od HE) za proizvodnjo energije brez sezonskih nihanj moči;
območje odtujitve in umika iz gospodarskega prometa zemljišč za gradnjo in obratovanje termoelektrarn je praviloma veliko manjše, kot je potrebno za jedrske elektrarne in hidroelektrarne;
Termoelektrarne se gradijo veliko hitreje kot hidroelektrarne ali jedrske elektrarne, njihova cena na enoto instalirane moči pa je nižja v primerjavi z jedrskimi elektrarnami.
Hkrati imajo TPP velike pomanjkljivosti:
delovanje termoelektrarn običajno zahteva veliko več osebja kot pri hidroelektrarnah, kar je povezano s servisiranjem zelo obsežnega gorivnega cikla;
delovanje TE je odvisno od oskrbe z viri goriva (premog, kurilno olje, plin, šota, oljni skrilavec);
variabilnost načinov delovanja termoelektrarn zmanjšuje učinkovitost, povečuje porabo goriva in vodi do povečane obrabe opreme;
za obstoječe termoelektrarne je značilen relativno nizek izkoristek. (predvsem do 40%);
Termoelektrarne imajo neposreden in škodljiv vpliv na okolje in niso okoljsko »čisti« viri električne energije.
Največjo škodo ekologiji okoliških regij povzročajo elektrarne na premog, predvsem premog z visoko vsebnostjo pepela. Med TE so najbolj »čiste« postaje, ki v svojem tehnološkem procesu uporabljajo zemeljski plin.

Po mnenju strokovnjakov termoelektrarne po vsem svetu letno izpustijo okoli 200–250 milijonov ton pepela, več kot 60 milijonov ton žveplovega dioksida, veliko količino dušikovih oksidov in ogljikovega dioksida (ki povzročajo tako imenovani učinek tople grede in vodijo v dolgotrajne globalne podnebne spremembe), absorbirajo velike količine kisika. Poleg tega je do zdaj ugotovljeno, da je presežno sevalno ozadje okoli termoelektrarn na premog v povprečju na svetu 100-krat višje kot v bližini jedrske elektrarne enake zmogljivosti (premog skoraj vedno vsebuje uran, torij in radioaktivni izotop ogljik). Vendar pa dobro uveljavljene tehnologije za gradnjo, opremo in delovanje termoelektrarn ter nižji stroški njihove gradnje vodijo v dejstvo, da termoelektrarne predstavljajo glavnino svetovne proizvodnje električne energije. Zaradi tega se po vsem svetu veliko pozornosti posveča izboljšanju tehnologij TPP in zmanjševanju njihovega negativnega vpliva na okolje (gl. 6. poglavje).