UVOD 4

1 CENTRALNO GRIJANJE .. 5

1.1 Opće karakteristike. 5

1.2 Šematski dijagram CHPP .. 10

1.3 Princip rada CHP. jedanaest

1.4 Potrošnja topline i efikasnost TE …………………………………………………………… ..15

2 POREĐENJE RUSKIH CHPP SA STRANIM .. 17

2.1 Kina. 17

2.2 Japan. osamnaest

2.3 Indija. 19

2.4 Velika Britanija. dvadeset

ZAKLJUČAK. 22

LITERATURA .. 23

UVOD

CHP je glavna proizvodna karika u sistemu daljinskog grijanja. Izgradnja termoelektrane jedan je od glavnih pravaca razvoja energetske privrede u SSSR-u i drugim socijalističkim zemljama. U kapitalističkim zemljama, CHP postrojenja su ograničene distribucije (uglavnom industrijska CHP postrojenja).

Kombinovane toplotne i elektrane (CHP) - elektrane sa kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije. Karakterizira ih to što se toplina svakog kilograma pare uzete iz turbine dijelom koristi za proizvodnju električne energije, a potom i potrošačima pare i tople vode.

CHPP je namijenjena za centralizirano snabdijevanje industrijskih preduzeća i gradova toplotnom i električnom energijom.

Tehnički i ekonomski ispravno planiranje proizvodnje u TE omogućava postizanje najviših operativnih pokazatelja uz minimalne troškove svih vrsta proizvodnih resursa, budući da se u kogeneracijama toplota pare "potrošena" u turbinama koristi za proizvodnju, grijanje i opskrbu toplom vodom.

GRIJANJE CENTRALNO

Kombinovana toplotna i elektrana - elektrana koja proizvodi električnu energiju pretvaranjem hemijske energije goriva u mehaničku energiju rotacije osovine električnog generatora.

opšte karakteristike

Termoelektrana - termoelektrana , generiranje ne samo električne energije, već i topline koja se isporučuje potrošačima u obliku pare i tople vode. Upotreba u praktične svrhe otpadne topline motora koji rotiraju električne generatore je karakteristična karakteristika CHP i naziva se Teplofikacija. Kombinovana proizvodnja energije ove dve vrste doprinosi ekonomičnijem korišćenju goriva u poređenju sa odvojenom proizvodnjom električne energije u kondenzacionim elektranama i toplotne energije u lokalnim kotlarnicama. Zamjena lokalnih kotlovnica koje troše gorivo i zagađuju atmosferu gradova i mjesta centraliziranim sistemom grijanja doprinosi ne samo značajnoj uštedi goriva, već i povećanju čistoće vazdušnog bazena. , poboljšanje sanitarnog stanja naseljenih mjesta.

Početni izvor energije u TE je fosilno gorivo (kod parnih i gasnoturbinskih TE) ili nuklearno gorivo (kod planiranih nuklearnih TE). (1976) parne turbine CHPP koje koriste organsko gorivo ( pirinač. 1), koje su, uz kondenzacione elektrane, glavni tip termoparnih turbinskih elektrana (TEP). Razlikovati CHP postrojenja industrijskog tipa - za opskrbu toplinom industrijskih poduzeća i tipa grijanja - za grijanje stambenih i javnih zgrada, kao i za njihovo snabdijevanje toplom vodom. Toplina iz industrijskih CHP postrojenja prenosi se na udaljenosti od nekoliko km(uglavnom u obliku topline pare), od zagrijavanja - na udaljenosti do 20-30 km(u obliku toplote tople vode).

Glavna oprema parnoturbinskih CHPP su turbinske jedinice koje pretvaraju energiju radne tvari (pare) u električnu energiju i kotlovske jedinice , stvaranje pare za turbine. Turbinska jedinica uključuje parnu turbinu i sinhroni generator. Parne turbine koje se koriste u CHP postrojenjima nazivaju se kogeneracijske turbine (CT). Među njima se razlikuju TT: sa povratnim pritiskom, obično jednakim 0,7-1,5 Mn /m 2 (instaliran na termoelektranama koje snabdevaju parom industrijska preduzeća); sa kondenzacijom i ekstrakcijom pare pod pritiskom 0,7-1,5 Mn /m 2 (za industrijske potrošače) i 0,05-0,25 Mn/m 2 (za domaćinstvo); sa kondenzacijom i ekstrakcijom pare (grejanje) na pritisak od 0,05-0,25 Mn /m 2 .

Otpadna toplota protivpritiska TT može se u potpunosti iskoristiti. Međutim, električna snaga koju razvijaju takve turbine direktno ovisi o veličini toplinskog opterećenja, a u nedostatku potonjeg (kao što se, na primjer, događa ljeti kod toplinskih kogeneracijskih postrojenja), one ne proizvode električnu energiju. Stoga se protutlačni CT koriste samo ako postoji dovoljno ujednačeno toplinsko opterećenje, predviđeno za cijelo vrijeme rada CHPP (odnosno, uglavnom u industrijskim CHPP).

Kod TT sa kondenzacijom i ekstrakcijom pare za dovod toplote potrošača koristi se samo ekstrakciona para, a toplota toka kondenzacione pare se vraća rashladnoj vodi u kondenzatoru i gubi. Da bi se smanjili toplinski gubici, takav TT bi većinu vremena trebao raditi po "termalnom" rasporedu, odnosno s minimalnim "ventilacijskim" prolazom pare u kondenzator. U SSSR-u su razvijeni i izgrađeni TT sa kondenzacijom i ekstrakcijom pare, u kojima je obezbeđeno korišćenje kondenzacione toplote: takvi TT u uslovima dovoljnog toplotnog opterećenja mogu raditi kao TT sa povratnim pritiskom. TT sa kondenzacijom i ekstrakcijom pare zadobili su dominantnu distribuciju u TE kao univerzalni u pogledu mogućih režima rada. Njihova upotreba omogućava praktično samostalno reguliranje toplinskih i električnih opterećenja; u konkretnom slučaju, sa smanjenim toplotnim opterećenjima ili u njihovom odsustvu, TE može raditi po "električnom" rasporedu, sa potrebnom, punom ili skoro punom električnom snagom.

Električna snaga kogeneracijskih turbinskih jedinica (za razliku od kondenzacijskih jedinica) poželjno je odabrana ne prema datoj skali snage, već prema količini svježe pare koju oni troše. Stoga su u SSSR-u velike kogeneracijske turbinske jedinice objedinjene prema ovom parametru. Tako turbinski agregati R-100 sa povratnim pritiskom, PT-135 sa industrijskim i grejnim odvodima i T-175 sa grejnim odvodima imaju istu potrošnju sveže pare (oko 750 T/h), ali različite električne snage (odnosno 100, 135 i 175 MW). Kotlovi koji proizvode paru za takve turbine imaju isti kapacitet (oko 800 T/h). Ovo objedinjavanje omogućava korištenje različitih tipova turbinskih jedinica sa istom opremom za grijanje za kotlove i turbine u jednoj CHPP. U SSSR-u su objedinjene i kotlovske jedinice koje su se koristile za rad u termoelektranama različite namene. Dakle, kotlovske jedinice sa kapacitetom pare od 1000 T/h koristi se za opskrbu parom kao kondenzacijske turbine za 300 MW, i najveći TT na svijetu za 250 MW.

Toplotno opterećenje za grijanje CHP elektrana je neravnomjerno tokom cijele godine. Kako bi se smanjili troškovi glavne elektroenergetske opreme, dio topline (40-50%) u periodima povećanog opterećenja potrošačima se isporučuje iz vršnih toplovodnih kotlova. Udio topline koju isporučuje glavna elektroenergetska oprema pri najvećem opterećenju određuje vrijednost koeficijenta daljinskog grijanja u CHP (obično jednak 0,5-0,6). Isto tako, moguće je pokriti vrhove termičkog (parnog) industrijskog opterećenja (oko 10-20% maksimalnog) sa niskotlačnim vršnim parnim kotlovima. Otpuštanje topline može se izvesti prema dvije sheme ( pirinač. 2). U otvorenom krugu, para iz turbina se usmjerava direktno na potrošače. U zatvorenom krugu toplina se dovodi do nosača topline (para, voda) koji se prenosi do potrošača kroz izmjenjivače topline (para-para i para-voda). Izbor šeme je u velikoj mjeri određen vodnim režimom TE.

CHP postrojenja koriste čvrsta, tečna ili plinovita goriva. Zbog veće blizine TEH naseljenim područjima, one šire (u poređenju sa SDPP) koriste vrednije, manje zagađujuće gorivo sa čvrstim emisijama – lož ulje i gas. Za zaštitu vazdušnog bazena od zagađivanja čvrstim česticama koriste se kolektori pepela (kao u državnoj elektrani). , za disperziju u atmosferi čvrstih čestica, oksida sumpora i azota, grade se dimnjaci visine do 200-250 m. CHP elektrane izgrađene u blizini potrošača topline obično su na znatnoj udaljenosti od izvora vode. Stoga većina CHP elektrana koristi cirkulacijski sistem vodosnabdijevanja sa umjetnim rashladnim uređajima - rashladnim tornjevima. Snabdijevanje direktnom vodom u CHP postrojenjima je rijetko.

Gasnoturbinske elektrane koriste plinske turbine kao pogon za električne generatore. Snabdijevanje potrošača toplinom vrši se na račun topline oduzete pri hlađenju zraka komprimiranog kompresorima plinske turbine, i topline gasova koji se odvode u turbini. Kombinovane gasne elektrane (opremljene parnim turbinama i gasnoturbinskim jedinicama) i nuklearne elektrane takođe mogu raditi kao kogeneraciona postrojenja.

Rice. 1. Opšti pogled na termoelektranu.

Rice. 2. Najjednostavnije šeme kombinovanih termoelektrana sa raznim turbinama i raznim šemama dovoda pare: a - turbina sa povratnim pritiskom i ekstrakcijom pare, snabdevanje toplotom - prema otvorenoj šemi; b - kondenzaciona turbina sa odvodom pare, dovod toplote - prema otvorenom i zatvorenom krugu; PK - parni kotao; PP - pregrijač; PT - parna turbina; G - električni generator; K - kondenzator; P - kontrolisana proizvodnja pare za tehnološke potrebe industrije; T - kontrolirani odabir grijanja za grijanje; TP - potrošač topline; OT - opterećenje grijanja; KN i PN - pumpe za kondenzat i napajanje; LDPE i HDPE - grijači visokog i niskog pritiska; D - odzračivač; PB - rezervoar napojne vode; SP - grijač mreže; CH - mrežna pumpa.

Šematski dijagram CHP

Rice. 3. Šematski dijagram CHPP.

Za razliku od CHP, CHP proizvodi i isporučuje potrošačima ne samo električnu energiju, već i toplotnu energiju u obliku tople vode i pare.

Za opskrbu toplom vodom koriste se mrežni grijači (bojleri) u kojima se voda zagrijava parom iz odvoda turbinskog grijanja do potrebne temperature. Voda u mrežnim grijačima naziva se mrežna voda. Nakon hlađenja kod potrošača, voda iz mreže se pumpa natrag u glavne grijače. Kondenzat iz kotlova se pumpa u deaerator.

Paru koja se isporučuje u proizvodnju potrošači postrojenja koriste u različite svrhe. Priroda ove upotrebe zavisi od mogućnosti vraćanja industrijskog kondenzata u SC CHP. Kondenzat koji se vraća iz proizvodnje, ako je kvalitetom zadovoljava standarde proizvodnje, šalje se u odzračivač pumpom postavljenom iza sabirnog rezervoara. U suprotnom se šalje u WPU radi odgovarajućeg tretmana (odsoljavanje, omekšavanje, deferrizacija, itd.).

CHP postrojenje je obično opremljeno svemirskim brodovima. Iz ovih svemirskih letjelica mali dio kotlovske vode se izduvava u ekspander za kontinuirano ispuhivanje, a zatim se kroz izmjenjivač topline ispušta u odvod. Ispuštena voda naziva se voda za ispuštanje. Para stvorena u ekspanderu obično se usmjerava u odzračivač.

Princip rada CHP

Razmotrimo osnovnu tehnološku shemu CHPP (slika 4), koja karakterizira sastav njenih dijelova, opći slijed tehnoloških procesa.

Rice. 4. Osnovna tehnološka šema CHPP.

CHPP uključuje ekonomičnu potrošnju goriva (FC) i uređaje za njenu pripremu prije sagorijevanja (FF). Ekonomija goriva obuhvata uređaje za prijem i istovar, transportne mehanizme, skladišta goriva, uređaje za prethodnu pripremu goriva (postrojenja za drobljenje).

Proizvodi sagorevanja goriva – dimni gasovi se usisavaju pomoću dimovoda (DS) i ispuštaju kroz dimnjake (DTR) u atmosferu. Negorivi dio čvrstih goriva ispada u peći u obliku šljake (III), a značajan dio u obliku finih čestica se odnosi sa dimnim plinovima. Za zaštitu atmosfere od emisije letećeg pepela, ispred dimovoda se postavljaju kolektori pepela (AC). Šljaka i pepeo se obično odvoze na deponije pepela. Vazduh potreban za sagorevanje dovodi se u komoru za sagorevanje pomoću ventilatora. Usisivači dima, dimnjak, ventilatori za puhanje čine jedinicu za puhanje stanice (TDU).

Gore navedene dionice čine jedan od glavnih tehnoloških puteva - put gorivo-gas-vazduh.

Drugi najvažniji tehnološki put parnoturbinske elektrane je parno-vodeni, koji uključuje parno-vodeni dio generatora pare, toplotnu mašinu (TD), uglavnom parnu turbinu, kondenzatorsku jedinicu, uključujući kondenzator. (K) i kondenzatna pumpa (KH), tehnički sistem vodosnabdevanja (TV) sa pumpama rashladne vode (NOV), jedinica za obradu i dovod vode, uključujući tretman vode (VO), grejači visokog i niskog pritiska (LDPE i HDPE ), napojne pumpe (PN), kao i cjevovodi za paru i vodu.

U sistemu kanala gorivo-gas-vazduh, hemijski vezana energija goriva tokom sagorevanja u komori za sagorevanje oslobađa se u obliku toplotne energije koja se prenosi zračenjem i konvekcijom kroz zidove metala cevnog sistema cevovoda. generator pare u vodu i paru formiranu iz vode. Toplotna energija pare se u turbini pretvara u kinetičku energiju strujanja, koja se prenosi na rotor turbine. Mehanička energija rotacije rotora turbine spojenog na rotor elektrogeneratora (EG) pretvara se u energiju električne struje, koja se odvodi umanjena za vlastitu potrošnju električnom potrošaču.

Toplota radnog fluida koji je radio u turbinama može se koristiti za potrebe eksternih potrošača toplote (TP).

Potrošnja topline javlja se u sljedećim područjima:

1. Potrošnja u tehnološke svrhe;

2. Potrošnja za grijanje i ventilaciju stambenih, javnih i industrijskih objekata;

3. Potrošnja za ostale potrebe domaćinstva.

Raspored tehnološke potrošnje toplote zavisi od karakteristika proizvodnje, načina rada itd. Sezonska potrošnja se u ovom slučaju javlja samo u relativno rijetkim slučajevima. U većini industrijskih preduzeća razlika između zimske i ljetne potrošnje topline u tehnološke svrhe je neznatna. Mala razlika se postiže samo ako se dio procesne pare koristi za grijanje, kao i zbog povećanja toplinskih gubitaka zimi.

Za potrošače toplote, na osnovu brojnih radnih podataka, postavljaju se energetski indikatori, tj. norme količine topline utrošene različitim vrstama proizvodnje po jedinici proizvedenih proizvoda.

Drugu grupu potrošača, koji se snabdijevaju toplinom za potrebe grijanja i ventilacije, karakterizira značajna ujednačenost potrošnje topline tokom cijelog dana i oštra neujednačenost potrošnje topline tijekom cijele godine: od nule ljeti do maksimuma zimi.

Toplotni učinak grijanja direktno ovisi o vanjskoj temperaturi, tj. od klimatskih i meteoroloških faktora.

Kada se toplota oslobađa iz stanice, para i topla voda zagrejane u mrežnim grejačima parom iz turbinskih ekstrakcija mogu poslužiti kao nosioci toplote. Izbor jednog ili drugog rashladnog sredstva i njegovih parametara odlučuje se na osnovu zahtjeva proizvodne tehnologije. U nekim slučajevima, para niskog pritiska koja se troši u proizvodnji (na primjer, nakon parnih čekića) koristi se za potrebe grijanja i ventilacije. Ponekad se para koristi za grijanje industrijskih zgrada kako bi se izbjeglo zasebno grijanje sa toplom vodom.

Dovod pare sa strane za potrebe grijanja je očigledno neprikladan, jer se potrebe za grijanjem mogu lako zadovoljiti toplom vodom, ostavljajući sav kondenzat pare za grijanje na stanici.

Snabdijevanje toplom vodom za tehnološke potrebe je relativno rijetko. Toplu vodu troše samo industrije koje je troše za toplo ispiranje i druge slične procese, a kontaminirana voda se više ne vraća u stanicu.

Topla voda koja se isporučuje za potrebe grijanja i ventilacije zagrijava se u stanici u mrežnim grijačima parom iz reguliranog izlaza tlaka 1,17-2,45 bara. Pri tom pritisku voda se zagrijava na temperaturu od 100-120.

Međutim, pri niskim vanjskim temperaturama oslobađanje velike količine topline pri takvoj temperaturi vode postaje nepraktično, jer se količina vode koja cirkulira u mreži, a samim tim i potrošnja električne energije za njeno pumpanje značajno povećava. Stoga se pored glavnih grijača koji se napajaju parom iz kontroliranog odzračivanja ugrađuju vršni grijači, kojima se grijaća para pod pritiskom od 5,85-7,85 bara dovodi iz odvoda višeg tlaka ili direktno iz kotlova preko redukcijsko-hlađene jedinice. .

Što je viša početna temperatura vode, to je manja potrošnja energije za pogon mrežnih pumpi, kao i prečnik toplotnih cevi. Trenutno se u vršnim grijačima voda najčešće zagrijava na temperaturu od 150 cija od potrošača, s čisto grijaćim opterećenjem obično ima temperaturu od oko 70.

1.4. Potrošnja toplote i efikasnost CHP

Kombinovane toplotne i elektrane snabdevaju potrošače električnom energijom, a toplotu parom koja je potrošena u turbini. U Sovjetskom Savezu uobičajeno je da se troškovi topline i goriva raspodijele između ove dvije vrste energije:

2) za proizvodnju i snabdijevanje toplotnom energijom:

	,	(3.3)
	,	(3.3a)

gdje - potrošnja toplote za eksternog potrošača; - snabdijevanje potrošača toplinom; h t je efikasnost oslobađanja toplote turbinske jedinice, uzimajući u obzir gubitke toplote tokom oslobađanja toplote (u mrežnim grejačima, parovodima, itd.); h t = 0,98¸0,99.

Ukupna potrošnja toplote za turbinsku jedinicu Q koji se sastoji od termičkog ekvivalenta unutrašnje snage turbine 3600 N i, potrošnja topline za vanjskog potrošača Q t i gubitak toplote u kondenzatoru turbine Q j. Opšta jednačina toplotnog bilansa kogeneracionog turbinskog postrojenja ima oblik

Za CHPP u cjelini, uzimajući u obzir efikasnost parnog kotla h AC i efikasnost transporta toplote h tr dobijamo:

	;	(3.6)
	.	(3.6a)

Vrijednost se uglavnom određuje vrijednosnom vrijednošću - vrijednošću.

Proizvodnja električne energije korištenjem otpadne topline značajno povećava efikasnost proizvodnje električne energije u CHP postrojenju u poređenju sa IES-om i dovodi do značajnih ušteda goriva u zemlji.

Zaključak za prvi dio

Dakle, termoelektrana nije izvor većeg zagađenja područja lokacije. Tehnički i ekonomski ispravno planiranje proizvodnje u CHPP omogućava postizanje najviših operativnih pokazatelja uz minimalne troškove svih vrsta proizvodnih resursa, budući da se u CHPP toplina pare "potrošena" u turbinama koristi za potrebe proizvodnje, grijanja i topline. vodosnabdijevanje

POREĐENJE RUSKIH CHPP SA STRANIM

Najveće svjetske zemlje koje proizvode električnu energiju su Sjedinjene Američke Države, Kina, koje proizvode po 20% svjetske proizvodnje, te Japan, Rusija i Indija, koje su četiri puta manje od njih.

kina

Potrošnja energije u Kini do 2030. godine, prema prognozi korporacije ExxonMobil, će se više nego udvostručiti. Općenito, do ovog trenutka, NRK će činiti oko 1/3 globalnog povećanja potražnje za električnom energijom. Ova dinamika se, prema ExxonMobilu, suštinski razlikuje od stanja stvari u Sjedinjenim Državama, gdje je prognoza rasta potražnje vrlo umjerena.

Trenutno je struktura proizvodnih kapaciteta NR Kine sljedeća. Oko 80% električne energije proizvedene u Kini obezbjeđuju elektrane na ugalj, što je povezano s prisustvom velikih nalazišta uglja u zemlji. 15% daju hidroelektrane, 2% nuklearne elektrane i po 1% lož ulje, termoelektrane na plin i druge elektrane (vjetar itd.). Što se tiče prognoza, u bliskoj budućnosti (2020.) uloga uglja u kineskom energetskom sektoru će ostati dominantna, ali udio nuklearne energije (do 13%) i udio prirodnog plina (do 7%) 1 značajno će se povećati, čija će upotreba značajno poboljšati ekološku situaciju u gradovima NR Kine koji se brzo razvijaju.

Japan

Ukupni instalirani kapacitet elektrana u Japanu dostiže 241,5 miliona kW. Od toga, 60% su termoelektrane (uključujući termoelektrane na gas - 25%, mazut - 19%, ugalj - 16%). Nuklearne elektrane čine 20%, hidroelektrane - 19% ukupnih proizvodnih kapaciteta. U Japanu postoji 55 termoelektrana instalisane snage preko 1 milion kW. Najveći od njih su gas: Kawagoe(Chubu Electric) - 4,8 miliona kW, Higashi(Tohoku Electric) - 4,6 miliona kW, mazut Kashima (Tokyo Electric) - 4,4 miliona kW i Hekinan na ugalj (Chubu Electric) - 4,1 milion kW.

Tabela 1-Proizvodnja električne energije u termoelektranama prema IEEJ-Institutu za ekonomiku energije, Japan (Institut za ekonomiju energije, Japan)

Indija

Oko 70% električne energije koja se troši u Indiji proizvodi termoelektrane. Program elektrifikacije koji su usvojile vlasti u zemlji učinio je Indiju jednim od najatraktivnijih tržišta za ulaganja i promociju inženjerskih usluga. Proteklih godina Republika je preduzimala dosledne korake ka stvaranju punopravne i pouzdane elektroprivrede. Iskustvo Indije je značajno po tome što se u zemlji koja pati od nedostatka ugljikovodičnih sirovina aktivno radi na razvoju alternativnih izvora energije. Posebnost potrošnje električne energije u Indiji, koju primjećuju ekonomisti Svjetske banke, jeste da je rast potrošnje domaćinstava snažno ograničen nedostatkom pristupa električnoj energiji za skoro 40% stanovnika (prema drugim izvorima, pristup električnoj energiji je ograničen za 43% urbanih i 55% ruralnih stanovnika). Još jedna bolest lokalne elektroprivrede je nepouzdanost snabdijevanja. Nestanak struje je uobičajena situacija čak iu velikim godinama i industrijskim centrima zemlje.

S obzirom na trenutnu ekonomsku realnost, Indija je jedna od rijetkih zemalja u kojoj se očekuje da će potrošnja električne energije u doglednoj budućnosti stalno rasti, navodi Međunarodna agencija za energiju. Ekonomija ove zemlje, druge u svijetu po broju stanovnika, jedna je od najbrže rastućih. U protekle dvije decenije prosječan godišnji rast BDP-a iznosio je 5,5%. U fiskalnoj godini 2007/08, prema podacima Centralne statističke organizacije Indije, BDP je dostigao 1059,9 milijardi dolara, čime je zemlja 12. najveća ekonomija na svetu. U strukturi BDP-a dominantnu poziciju zauzimaju usluge (55,9%), zatim industrija (26,6%) i poljoprivreda (17,5%). Istovremeno, prema nezvaničnim podacima, u julu ove godine u zemlji je postavljen svojevrsni petogodišnji rekord - potražnja za električnom energijom premašila je ponudu za 13,8%.

Više od 50% električne energije u Indiji proizvodi termoelektrane na ugalj. Indija je istovremeno treći najveći svjetski proizvođač uglja i treći svjetski potrošač ovog resursa, dok je i dalje neto izvoznik uglja. Ova vrsta goriva ostaje najvažnija i najekonomičnija za energetski sektor u Indiji, do četvrtine čije populacije živi ispod granice siromaštva.

ujedinjeno kraljevstvo

Danas u Velikoj Britaniji elektrane na ugalj proizvode oko trećinu potreba za električnom energijom u zemlji. Ove elektrane emituju milione tona stakleničkih plinova i čvrstih otrovnih čestica u atmosferu, pa ekolozi stalno pozivaju vladu da odmah zatvori te elektrane. Ali problem je u tome što još uvijek nema čime nadoknaditi dio električne energije koju proizvode termoelektrane.

Zaključak o drugom dijelu

Dakle, Rusija je inferiorna u odnosu na najveće svjetske zemlje koje proizvode električnu energiju, SAD i Kinu, koje proizvode po 20% svjetske proizvodnje i u rangu su sa Japanom i Indijom.

ZAKLJUČAK

Ovaj esej opisuje tipove kombinovanih termoelektrana. Razmatran je šematski dijagram, namjena elemenata strukture i opis njihovog rada. Utvrđeni su glavni faktori efikasnosti stanice.

© 2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućava besplatno korištenje.
Datum kreiranja stranice: 2016-08-08

Termoelektrane (TE, IES, CHP)

Glavni tip elektrana u Rusiji su termo (TE). Ove elektrane proizvode oko 67% ruske električne energije. Na njihovo postavljanje utiču faktori goriva i potrošača. Najmoćnije elektrane nalaze se na lokacijama za vađenje goriva. Termoelektrane koje koriste visokokalorično, transportno gorivo su orijentisane na potrošača.

Termoelektrane koriste rasprostranjene izvore goriva, relativno su slobodno locirane i sposobne su proizvoditi električnu energiju bez sezonskih fluktuacija. Njihova izgradnja se izvodi brzo i povezana je sa manje radne snage i materijalnih sredstava. Ali TE imaju značajne nedostatke. Koriste neobnovljive resurse, imaju nisku efikasnost (30-35%) i izuzetno negativno utiču na stanje životne sredine. Termoelektrane širom svijeta godišnje emituju 200-250 miliona tona pepela i oko 60 miliona tona sumpor-dioksida 6 u atmosferu, a apsorbuju i ogromnu količinu kiseonika. Utvrđeno je da ugljen u mikro dozama gotovo uvijek sadrži U 238, Th 232 i radioaktivni izotop ugljika. Većina termoelektrana u Rusiji nije opremljena efikasnim sistemima za čišćenje izduvnih gasova od oksida sumpora i azota. Iako su postrojenja koja rade na prirodni gas ekološki znatno čistija od uglja, škriljaca i lož ulja, polaganje gasovoda (posebno u sjevernim regijama) nanosi štetu prirodi.

Termoelektrana naziva se skup opreme i uređaja koji pretvaraju energiju goriva u električnu i (u opštem slučaju) toplotnu energiju.

Termoelektrane su veoma raznovrsne i mogu se klasifikovati prema različitim kriterijumima.

1. Prema namjeni i vrsti energije koja se isporučuje, elektrane se dijele na regionalne i industrijske.

Područne elektrane su samostalne javne elektrane koje opslužuju sve vrste potrošača u okrugu (industrijska preduzeća, transport, stanovništvo itd.). Oblasne kondenzacione elektrane, koje proizvode uglavnom električnu energiju, često zadržavaju svoj istorijski naziv - GRES (državne područne elektrane). Područne elektrane koje proizvode električnu i toplinsku energiju (u obliku pare ili tople vode) nazivaju se kombinirane toplinske i elektrane (CHP). CHPP su instalacije za kombinovanu proizvodnju električne i toplotne energije. Njihova efikasnost dostiže 70% u odnosu na 30-35% za IES. CHP postrojenja su vezana za potrošače, jer radijus prijenosa topline (para, topla voda) je 15-20 km. Maksimalni kapacitet TE je manji od kapaciteta IES-a.

Po pravilu, GRES i regionalne TE imaju kapacitet veću od milion kW.

Industrijske elektrane su elektrane koje opskrbljuju toplinskom i električnom energijom određena industrijska poduzeća ili njihov kompleks, na primjer, postrojenje za proizvodnju hemijskih proizvoda. Industrijske elektrane su dio industrijskih preduzeća koja opslužuju. Njihov kapacitet je određen potrebama industrijskih preduzeća za toplotnom i električnom energijom i po pravilu je znatno manji od daljinskih termoelektrana. Industrijske elektrane često rade na zajedničkoj električnoj mreži, ali nisu podložne dispečeru elektroenergetskog sistema. U nastavku se razmatraju samo regionalne elektrane.

2. Prema vrsti goriva koje se koristi, termoelektrane se dijele na elektrane koje rade na fosilno gorivo i nuklearno gorivo.

Termoelektrane koje rade na fosilna goriva nazivaju se kondenzacijske elektrane (IES)... Nuklearno gorivo koriste nuklearne elektrane (NPP). U tom smislu će se ovaj termin koristiti u nastavku, iako su CHP, NEK, plinske turbinske elektrane (GTES) i elektrane s kombiniranim ciklusom (PGPP) također termoelektrane koje rade na principu pretvaranja toplotne energije u električnu energiju. .

Kondenzacijske elektrane (CES) imaju primarnu ulogu među toplinskim instalacijama. Gravitiraju i prema izvorima goriva i prema potrošačima, pa su stoga vrlo rasprostranjeni. Što je IES veći, to dalje može prenositi električnu energiju, tj. kako se snaga povećava, povećava se i utjecaj faktora goriva i energije.

Kao organsko gorivo za termoelektrane koriste se plinovita, tečna i čvrsta goriva. Fokus na baze goriva javlja se u prisustvu resursa jeftinog i neprenosivog goriva (mrki ugalj Kansko-Ačinskog basena) ili u slučaju upotrebe treseta, škriljaca i lož ulja u elektranama (takvi IES su obično povezane sa centrima za preradu nafte). Većina TE u Rusiji, posebno u evropskom dijelu, koristi prirodni plin kao glavno gorivo, a lož ulje kao rezervno gorivo, koristeći potonje zbog visoke cijene samo u ekstremnim slučajevima; takve TE se nazivaju gas i nafta. U mnogim regijama, uglavnom u azijskom dijelu Rusije, glavno gorivo je termalni ugalj - niskokalorični ugalj ili otpadni visokokalorični ugalj (antracitni ugalj - ASh). Budući da se takvi ugljevi melju u posebnim mlinovima do stanja praha prije sagorijevanja, takve TE se nazivaju prahom.

3. Po vrsti toplotnih elektrana koje se koriste u TE za pretvaranje toplotne energije u mehaničku energiju rotacije rotora turbinskih agregata razlikuju se parne turbine, gasne turbine i kombinovane elektrane.

Osnova parnoturbinskih elektrana su parnoturbinska postrojenja (STP), koja koriste najsloženiju, najmoćniju i izuzetno naprednu energetsku mašinu - parnu turbinu za pretvaranje toplotne energije u mehaničku. PTU je glavni element termoelektrana, termoelektrana i nuklearnih elektrana.

Termoelektrane na plinske turbine (GTES) opremljen gasnoturbinskim jedinicama (GTU) koje rade na gasovito ili, u ekstremnim slučajevima, tečno (dizel) gorivo. Budući da je temperatura plinova iza plinske turbine dovoljno visoka, oni se mogu koristiti za opskrbu toplinskom energijom vanjskog potrošača. Takve elektrane se nazivaju GTU-CHPP. Trenutno Rusija ima jednu gasnoturbinsku elektranu (GRES-3 nazvan po Klasonu, Elektrogorsk, Moskovska oblast) snage 600 MW i jednu GTU-CHP (u gradu Elektrostal, Moskovska oblast).

Termoelektrane kombinovanog ciklusa su upotpunjeni gasnim turbinama kombinovanog ciklusa (CCGT), koje su kombinacija gasne turbine i parne turbine, što omogućava visoku efikasnost. CCGT-TE se može izvoditi kondenzacijom (CCGT-KES) i sa dovodom toplotne energije (CCGT-CHP). U Rusiji postoji samo jedna CCGT-CHPP (CCGT-450T) kapaciteta 450 MW. Na Nevinnomysskaya GRES, radi CCGT jedinica od 170 MW, i CCGT jedinica od 300 MW u Yuzhnaya CHPP u Sankt Peterburgu.

4. Prema tehnološkoj shemi parovoda, TE se dijele na modularne TE i TE sa poprečnim vezama.

Blok TE se sastoje od odvojenih, po pravilu, elektrana istog tipa - energetskih jedinica. U agregatu svaki kotao isporučuje paru samo za svoju turbinu, iz koje se nakon kondenzacije vraća samo u svoj kotao. Sve moćne GRES i CHPP grade se po blok shemi, koje imaju takozvano međupregrijavanje pare. Rad kotlova i turbina u TE sa poprečnim vezama obezbeđen je na drugačiji način: svi kotlovi TE dovode paru u jedan zajednički parovod (kolektor) i iz njega se napajaju sve parne turbine TE. Prema ovoj shemi, CES se grade bez međupregrijavanja i gotovo sve CHP su izgrađene za podkritične početne parametre pare.

5. Prema nivou početnog pritiska razlikuju se TE subkritičnog pritiska i superkritičnog pritiska (SKP).

Kritični pritisak je 22,1 MPa (225,6 atm). U ruskoj termoenergetskoj industriji početni parametri su standardizovani: TE i CHPP se grade za podkritični pritisak od 8,8 i 12,8 MPa (90 i 130 atm), a za SKD - 23,5 MPa (240 atm). TE za superkritične parametre iz tehničkih razloga se izvode sa dogrevanjem i po blok šemi. Često se TE ili CHPP grade u nekoliko faza - naizmjenično, čiji se parametri poboljšavaju uvođenjem svake nove faze.

Zamislite tipičnu kondenzacionu termoelektranu na fosilna goriva (slika 3.1).

Rice. 3.1. Toplotni bilans gas-ulje i

ugalj u prahu (brojevi u zagradi) TE

Gorivo se dovodi u kotao, a za njegovo sagorevanje ovde se dovodi i oksidant - vazduh koji sadrži kiseonik. Vazduh se uzima iz atmosfere. U zavisnosti od sastava i toplote sagorevanja, za potpuno sagorevanje 1 kg goriva potrebno je 10–15 kg vazduha, a samim tim i vazduh je prirodna „sirovina“ za proizvodnju električne energije, za koju je neophodno imati moćne visoko- duvaljke performansi da ga isporuče u zonu sagorevanja. Kao rezultat hemijske reakcije sagorevanja, u kojoj se ugljenik C goriva pretvara u okside CO 2 i CO, vodonik H 2 - u vodenu paru H 2 O, sumpor S - u okside SO 2 i SO 3, itd. , formiraju se produkti sagorijevanja goriva - mješavina raznih plinova visoke temperature. To je toplotna energija produkata sagorevanja goriva koja je izvor električne energije koju proizvodi TE.

Nadalje, unutar kotla, toplina se prenosi sa dimnih plinova na vodu koja se kreće unutar cijevi. Nažalost, iz tehničkih i ekonomskih razloga ne može se sva toplinska energija koja se oslobodi kao rezultat sagorijevanja goriva prenijeti u vodu. Produkti sagorijevanja goriva (dimni plinovi) ohlađeni na temperaturu od 130-160 ° C napuštaju TE kroz dimnjak. Dio toplote odnešene dimnim gasovima, u zavisnosti od vrste goriva, načina rada i kvaliteta rada, iznosi 5-15%.

Dio toplotne energije koja ostaje unutar kotla i prenosi se u vodu osigurava stvaranje pare sa visokim početnim parametrima. Ova para se usmjerava u parnu turbinu. Na izlazu iz turbine, duboki vakuum se održava pomoću aparata koji se zove kondenzator: pritisak iza parne turbine je 3-8 kPa (podsjetimo da je atmosferski pritisak na nivou od 100 kPa). Zbog toga se para, ulazeći u turbinu visokog pritiska, kreće u kondenzator, gde je pritisak nizak, i širi se. Ekspanzija pare osigurava transformaciju njene potencijalne energije u mehanički rad. Parna turbina je projektovana tako da se energija ekspanzije pare u njoj pretvara u rotaciju njenog rotora. Rotor turbine je povezan sa rotorom električnog generatora, u čijim namotajima statora nastaje električna energija, koja je konačni korisni proizvod (roba) rada TE.

Kondenzator, koji ne samo da osigurava nizak pritisak nizvodno od turbine, već i uzrokuje kondenzaciju pare (pretvaranje u vodu), zahtijeva veliku količinu hladne vode za rad. Ovo je treća vrsta "sirovine" koja se isporučuje TE, a za funkcionisanje TE nije ništa manje važna od goriva. Stoga se termoelektrane grade ili u blizini postojećih prirodnih izvora vode (rijeka, more), ili se grade umjetni izvori (rashladno jezero, vazdušni tornjevi i sl.).

Glavni gubitak topline u TE nastaje prijenosom toplote kondenzacije na rashladnu vodu, koja je potom daje u okoliš. Sa toplotom rashladne vode gubi se više od 50% toplote koja se isporučuje u TE sa gorivom. To također rezultira termičkim zagađenjem okoliša.

Dio toplotne energije goriva se troši unutar TE ili u obliku topline (na primjer, za grijanje lož ulja koje se u TE u debelom obliku isporučuje u željezničkim cisternama), ili u obliku električne energije (npr. za pogon elektromotora pumpi za razne namjene). Ovaj dio gubitka naziva se vlastite potrebe.

Za normalan rad TE, pored "sirovine" (gorivo, rashladna voda, vazduh), potrebno je i dosta drugih materijala: ulje za rad sistema podmazivanja, regulacija i zaštita turbina, reagensi (smole) za čišćenje radnog fluida, brojni materijali za popravku.

Konačno, moćne TE opslužuje veliki broj osoblja koje obezbjeđuje svakodnevni rad, održavanje opreme, analizu tehničkih i ekonomskih pokazatelja, snabdijevanje, upravljanje itd. Otprilike, možemo pretpostaviti da je potrebna 1 osoba na 1 MW instalirane snage, pa je stoga osoblje moćne TE nekoliko hiljada ljudi. Svaka kondenzaciona parna turbina uključuje četiri bitna elementa:

· energetski kotao, ili jednostavno kotao, u koji se dovodi napojna voda pod visokim pritiskom, gorivo i atmosferski vazduh za sagorevanje. Proces sagorevanja odvija se u kotlovskoj peći - hemijska energija goriva se pretvara u toplotu i energiju zračenja. Napojna voda teče kroz sistem cijevi koji se nalazi unutar kotla. Gorivo za sagorevanje je snažan izvor toplote, koja se prenosi na napojnu vodu. Potonji se zagrijava do tačke ključanja i isparava. Nastala para u istom kotlu se pregrijava iznad tačke ključanja. Ova para s temperaturom od 540 ° C i pritiskom od 13-24 MPa dovodi se kroz jedan ili više cjevovoda do parne turbine;

· Turbinska jedinica koja se sastoji od parne turbine, električnog generatora i uzbudnika. Parna turbina, u kojoj se para širi do vrlo niskog tlaka (oko 20 puta manjeg od atmosferskog), pretvara potencijalnu energiju komprimirane i zagrijane do visoke temperature pare u kinetičku energiju rotacije rotora turbine. Turbina pokreće električni generator, koji pretvara kinetičku energiju rotacije rotora generatora u električnu struju. Električni generator se sastoji od statora, u čijim električnim namotajima se stvara struja, i rotora, koji je rotirajući elektromagnet, koji se napaja pomoću uzbuđivača;

· Kondenzator služi za kondenzaciju pare koja dolazi iz turbine i stvaranje dubokog vakuuma. To omogućava vrlo značajno smanjenje potrošnje energije za naknadnu kompresiju formirane vode i istovremeno povećava efikasnost pare, tj. dobiti više energije od pare koju proizvodi kotao;

· napojna pumpa za dovod napojne vode u kotao i stvaranje visokog pritiska ispred turbine.

Tako se u STU iznad radnog fluida odvija kontinuirani ciklus pretvaranja hemijske energije sagorelog goriva u električnu energiju.

Pored navedenih elemenata, prava STU dodatno sadrži veliki broj pumpi, izmjenjivača topline i drugih uređaja neophodnih za povećanje njegove efikasnosti. Tehnološki proces proizvodnje električne energije u TE na gas prikazan je na sl. 3.2.

Glavni elementi razmatrane elektrane (slika 3.2) su kotlovsko postrojenje koje proizvodi paru visokih parametara; turbina ili parnoturbinska jedinica koja pretvara toplinu pare u mehaničku energiju rotacije rotora turbinske jedinice, te električni uređaji (elektrogenerator, transformator i sl.) koji obezbjeđuju proizvodnju električne energije.

Glavni element kotlovskog postrojenja je kotao. Gas za rad kotla se dovodi od gasne distributivne stanice spojene na magistralni gasovod (nije prikazan na slici) do distributivnog mesta gasa (GRP) 1. Ovde se njegov pritisak smanjuje na nekoliko atmosfera i dovodi do gorionici 2 koji se nalaze na dnu kotla (takvi gorionici se nazivaju donji gorionici).

Rice. 3.2. Tehnološki proces proizvodnje električne energije u TE na plin

Sam kotao je konstrukcija u obliku slova U sa pravokutnim plinovodima. Njegov lijevi dio naziva se ložište. Unutrašnji dio peći je slobodan, a gorivo, u ovom slučaju plin, gori u njemu. Da bi se to postiglo, topli vazduh se kontinuirano dovodi do gorionika pomoću specijalnog ventilatora 28 koji se zagreva u grejaču vazduha 25. Na Sl. Na slici 3.2 prikazan je tzv. rotacijski grijač zraka, čija se ambalaža za akumulaciju topline zagrijava izduvnim dimnim plinovima u prvoj polovini okreta, au drugoj polovini kruga zagrijava zrak koji dolazi iz atmosfere. Za povećanje temperature zraka koristi se recirkulacija: dio dimnih plinova odlazi iz kotla posebnim recirkulacijskim ventilatorom 29 se dovodi u glavni vazduh i meša se sa njim. Topli vazduh se meša sa gasom i kroz gorionike kotla se dovodi u njegovu peć - komoru u kojoj se sagoreva gorivo. Prilikom sagorijevanja formira se baklja, koja je snažan izvor energije zračenja. Dakle, kada gorivo sagorijeva, njegova kemijska energija se pretvara u toplinsku i energiju zračenja baklje.

Zidovi peći su obloženi ekranima 19 - cevi u koje se dovodi napojna voda iz ekonomajzera 24. Na dijagramu je prikazan takozvani jednokratni kotao, u čijim ekranima napojna voda, samo jednom prolazi kroz sistem kotlovskih cevi. , zagrijava se i isparava, pretvarajući se u suhu zasićenu paru. Postali su široko rasprostranjeni kotlovi na bubanj, u čijim se ekranima vrši višestruka cirkulacija napojne vode, a odvajanje pare iz kotlovske vode odvija se u bubnju.

Prostor iza kotlovske peći prilično je gusto ispunjen cijevima unutar kojih se kreće para ili voda. Spolja se ove cijevi ispiru vrućim dimnim plinovima, koji se postepeno hlade pri kretanju prema dimnjaku 26.

Suha zasićena para ulazi u glavni pregrijač, koji se sastoji od stropnih 20, sita 21 i konvektivnih 22 elemenata. U glavnom pregrijaču raste njegova temperatura, a time i potencijalna energija. Para visokog parametra dobijena na izlazu iz konvektivnog pregrijača napušta kotao i kroz parovod ulazi u parnu turbinu.

Snažna parna turbina obično se sastoji od nekoliko, takoreći, zasebnih turbina - cilindara.

Para se dovodi u prvi cilindar, cilindar visokog pritiska (HPC) 17, direktno iz kotla, te stoga ima visoke parametre (za SKD turbine - 23,5 MPa, 540 °C, tj. 240 at / 540 °C). Na izlazu iz HPC-a pritisak pare je 3-3,5 MPa (30-35 atm), a temperatura je 300-340 °C. Ako bi para nastavila da se širi u turbini dalje od ovih parametara do pritiska u kondenzatoru, ona bi postala toliko vlažna da bi dugotrajan rad turbine bio nemoguć zbog erozivnog habanja njenih delova u poslednjem cilindru. Zbog toga se relativno hladna para iz HPC-a vraća nazad u kotao u takozvani međupregrijač 23. U njemu se para ponovo izlaže vrućim gasovima kotla, a njena temperatura raste do početne temperature (540°). C). Nastala para se usmjerava u cilindar srednjeg pritiska (LPC) 16. Nakon ekspanzije u LPC do pritiska od 0,2–0,3 MPa (2–3 atm), para ulazi u jedan ili više identičnih cilindara niskog pritiska (LPC) 15.

Tako, šireći se u turbini, para rotira svoj rotor povezan s rotorom električnog generatora 14, u čijim se namotajima statora stvara električna struja. Transformator povećava napon kako bi smanjio gubitke u dalekovodima, prenosi dio proizvedene energije za napajanje vlastitih potreba TE, a ostatak električne energije pušta u elektroenergetski sistem.

I kotao i turbina mogu raditi samo sa vrlo visokom kvalitetom napojne vode i pare, što dozvoljava samo zanemarljive primjese drugih tvari. Osim toga, potrošnja pare je ogromna (na primjer, u elektrani od 1200 MW, više od 1 tone vode ispari u 1 s, prođe kroz turbinu i kondenzira se). Stoga je normalan rad pogonske jedinice moguć samo kada se stvori zatvoreni ciklus cirkulacije radnog medija visoke čistoće.

Para koja izlazi iz LPC turbine ulazi u kondenzator 12 - izmjenjivač topline, kroz čije cijevi kontinuirano teče rashladna voda, koju opskrbljuje cirkulacijska pumpa 9 iz rijeke, rezervoara ili posebnog rashladnog uređaja (rashladnog tornja).

Rashladni toranj je armiranobetonski šuplji izduvni toranj (Sl. 3.3) visine do 150 m i prečnika izlaza 40–70 m, koji stvara gravitaciju za vazduh koji ulazi odozdo kroz štitove za vođenje vazduha.

Unutar rashladnog tornja na visini od 10-20 m postavlja se uređaj za navodnjavanje (sprinkler). Vazduh koji se kreće prema gore uzrokuje isparavanje nekih kapljica (oko 1,5-2%), čime hladi vodu koja dolazi iz kondenzatora i zagrijava se u njemu. Ohlađena voda se skuplja na dnu bazena, teče u prednju komoru 10, a odatle se cirkulacijskom pumpom 9 napaja u kondenzator 12 (slika 3.2).

Rice. 3.3. Dizajn rashladnog tornja sa prirodnim propuhom

Rice. 3.4. Eksterijer rashladnog tornja

Uz cirkulacijsku vodu koristi se i vodosnabdijevanje direktnog toka, pri čemu rashladna voda iz rijeke ulazi u kondenzator i ispušta se u njega nizvodno. Para koja dolazi iz turbine u stranu ljuske kondenzatora kondenzira se i teče dolje; Nastali kondenzat se dovodi kondenzatnom pumpom 6 kroz grupu regenerativnih niskotlačnih grijača (LPH) 3 do deaeratora 8. U LPH temperatura kondenzata raste zbog topline kondenzacije pare oduzete iz turbine. To omogućava smanjenje potrošnje goriva u kotlu i povećanje efikasnosti elektrane. U deaeratoru 8 dolazi do odzračivanja - uklanjanja plinova otopljenih u njemu iz kondenzata, ometajući rad kotla. Istovremeno, rezervoar za odzračivanje je i kontejner za napojnu vodu kotla.

Iz deaeratora se napojna voda napojnom pumpom 7, koju pokreće elektromotor ili posebna parna turbina, dovodi do grupe visokotlačnih grijača (HPH).

Regenerativno zagrijavanje kondenzata u HDPE i LDPE je glavni i vrlo isplativ način povećanja efikasnosti TE. Para, koja se širila u turbini od ulaza do cjevovoda za ekstrakciju, razvila je određenu snagu i, ušavši u regenerativni grijač, prenijela je svoju kondenzacijsku toplinu na napojnu vodu (a ne vodu za hlađenje!), povećavajući njenu temperaturu i time štedeći gorivo. potrošnja u kotlu. Temperatura napojne vode u kotlu nizvodno od HPH, tj. prije ulaska u kotao je, ovisno o početnim parametrima, 240–280 ° C. Time je zatvoren tehnološki ciklus para-voda pretvaranja hemijske energije goriva u mehaničku energiju rotacije rotora turbinske jedinice.

CHP je termoelektrana koja ne samo da proizvodi električnu energiju, već i grije naše domove zimi. Na primjeru TE u Krasnojarsku, pogledajmo kako funkcionira gotovo svaka termoelektrana.

U Krasnojarsku postoje 3 kombinovane termoelektrane, čija je ukupna električna snaga samo 1146 MW (za poređenje, samo naša Novosibirska CHP 5 ima kapacitet od 1200 MW), ali Krasnojarsk CHP-3 je za mene bio izuzetan po tome što je stanica je nova - nije prošla ni godina, jer je prvi i do sada jedini agregat sertifikovan od strane Operatora sistema i pušten u komercijalni rad. Stoga sam uspio fotografisati prelijepu stanicu koja još nije bila prašnjava i naučiti mnogo o CHPP.

U ovom postu, osim tehničkih informacija o KrasHE-3, želim otkriti sam princip rada gotovo svake kombinovane termoelektrane.

1. Tri dimnjaka, najviši od njih je visok 275 m, drugi najviši - 180 m

Sama skraćenica CHP podrazumijeva da stanica ne proizvodi samo električnu energiju, već i toplotu (topla voda, grijanje), štaviše, proizvodnja topline je možda još prioritetnija u našoj zemlji poznatoj po oštrim zimama.

2. Instalirani električni kapacitet Krasnojarsk CHPP-3 je 208 MW, a instalisani toplotni kapacitet je 631,5 Gcal/h

Pojednostavljeno, princip rada CHP postrojenja može se opisati na sljedeći način:

Sve počinje sa gorivom. Ugalj, plin, treset, uljni škriljci mogu djelovati kao gorivo u različitim elektranama. U našem slučaju to je mrki ugalj razreda B2 iz površinskog kopa Borodinsky koji se nalazi 162 km od stanice. Ugalj se dostavlja željeznicom. Dio se skladišti, drugi dio ide transporterima do agregata, gdje se sam ugalj prvo usitnjava u prašinu, a zatim ubacuje u komoru za sagorijevanje - parni kotao.

Parni kotao je jedinica za proizvodnju pare sa pritiskom iznad atmosferskog iz napojne vode koja mu se neprekidno dovodi. To je zbog topline koja se oslobađa tokom sagorijevanja goriva. Sam kotao izgleda prilično impresivno. U KrasTETs-3 kotao je visok 78 metara (zgrada od 26 spratova), a težak je više od 7000 tona.

6. Parni kotao EP-670, proizveden u Taganrogu. Produktivnost kotla 670 tona pare na sat

Pozajmio sam pojednostavljeni dijagram parnog kotla u elektrani od energoworld.ru tako da možete razumjeti njegov dizajn

1 - komora za sagorevanje (ložište); 2 - horizontalni plinski kanal; 3 - konvektivna osovina; 4 - rešetke za peći; 5 - plafonski paravani; 6 - odvodne cijevi; 7 - bubanj; 8 - radijacijsko-konvektivni pregrijač; 9 - konvektivni pregrejač; 10 - ekonomajzer vode; 11 - grijač zraka; 12 - ventilator za puhanje; 13 - donji kolektori sita; 14 - komoda od šljake; 15 - hladna kruna; 16 - gorionici. Dijagram ne prikazuje sakupljač pepela i dimovod.

7. Pogled odozgo

10. Bubanj kotla je jasno vidljiv. Bubanj je cilindrična horizontalna posuda s zapreminama vode i pare, koje su razdvojene površinom koja se naziva ogledalo za isparavanje.

Zbog svog velikog parnog kapaciteta, kotao ima razvijene površine grijanja, kako isparavanja tako i pregrijavanja. Ložište mu je prizmatično, pravougaonog oblika sa prirodnom cirkulacijom.

Nekoliko riječi o principu rada kotla:

Napojna voda ulazi u bubanj, prolazeći kroz ekonomajzer, kroz odvodne cijevi se spušta do donjih kolektora sita iz cijevi, kroz ove cijevi se voda diže i, shodno tome, zagrijava, jer gorionik gori unutar peći . Voda se pretvara u mješavinu vodene pare, dio pada u vanjske ciklone, a drugi dio se vraća u bubanj. I tu, i dolazi do razdvajanja ove mješavine na vodu i paru. Para ide u pregrijače, a voda ponavlja svoj put.

11. Ohlađeni dimni gasovi (oko 130 stepeni) izlaze iz peći u elektrofiltere. U elektrofilterima se gasovi čiste od pepela, pepeo se odvodi u deponiju pepela, a očišćeni dimni gasovi odlaze u atmosferu. Efektivni stepen čišćenja dimnih gasova je 99,7%.
Fotografija prikazuje iste elektrofiltere.

Prolazeći kroz pregrijače, para se zagrijava na temperaturu od 545 stupnjeva i ulazi u turbinu, gdje se pod njenim pritiskom rotor turbinskog generatora okreće i, shodno tome, stvara se električna energija. Treba napomenuti da je kod kondenzacionih elektrana (GRES) sistem cirkulacije vode potpuno zatvoren. Sva para koja prolazi kroz turbinu se hladi i kondenzuje. Ponovo prevedena u tečno stanje, voda se ponovo koristi. A u turbinama CHPP, ne ulazi sva para u kondenzator. Izvodi se ekstrakcija pare - proizvodnja (upotreba tople pare u bilo kojoj proizvodnji) i grijanje (mreža za opskrbu toplom vodom). To čini CHP elektranu ekonomski isplativijom, ali ima i svojih nedostataka. Nedostatak termoelektrana je što se moraju graditi blizu krajnjeg potrošača. Mreža grijanja košta puno novca.

12. U Krasnojarsk CHPP-3 koristi se sistem direktnog protoka tehničke vode, što omogućava napuštanje upotrebe rashladnih tornjeva. Odnosno, voda za hlađenje kondenzatora i korištenje u kotlu uzima se direktno iz Jeniseja, ali prije toga prolazi kroz pročišćavanje i desalinizaciju. Nakon upotrebe, voda se vraća kroz kanal nazad u Jenisej, prolazeći kroz sistem difuznog pražnjenja (miješanje zagrijane vode sa hladnom vodom kako bi se smanjilo termalno zagađenje rijeke)

14. Turbogenerator

Nadam se da sam uspio jasno opisati princip rada CHP. Sada malo o samoj HE KrasHE-3.

Izgradnja stanice počela je davne 1981. godine, ali, kako to biva u Rusiji, zbog raspada SSSR-a i krize nije bilo moguće izgraditi kogeneraciju na vrijeme. Stanica je od 1992. do 2012. radila kao kotlarnica - grijala je vodu, ali je tek 1. marta prošle godine naučila kako proizvoditi struju.

Krasnojarsk CHPP-3 pripada Yeniseiskaya TGK-13. U kogeneraciji je zaposleno oko 560 ljudi. Trenutačno Krasnojarsk CHPP-3 osigurava toplinsku energiju za industrijska preduzeća i stambeno-komunalni sektor sovjetskog okruga Krasnojarsk - posebno mikrookrug Severny, Vzlyotka, Pokrovski i Innokentievsky.

17.

19. CPU

20. U KrasTETS-3 postoje i 4 toplovodna kotla

21. Špijunka u ložištu

23. A ova fotografija je snimljena sa krova agregata. Velika cijev ima visinu od 180m, manja je cijev početne kotlarnice.

24. Transformers

25. Kao rasklopno postrojenje u KrasTETs-3 koristi se zatvoreno rasklopno postrojenje 220 kV izolovano gasom (ZRUE).

26. Unutar zgrade

28. Opšti izgled razvodnog uređaja

29. To je sve. Hvala na pažnji

Električna stanica je kompleks opreme dizajniran za pretvaranje energije bilo kojeg prirodnog izvora u električnu energiju ili toplinu. Postoji nekoliko vrsta ovakvih objekata. Na primjer, termoelektrane se često koriste za proizvodnju električne i toplinske energije.

Definicija

TE je elektrana koja koristi bilo koju vrstu fosilnog goriva kao izvor energije. Potonji se mogu koristiti, na primjer, nafta, plin, ugalj. Termalni kompleksi su trenutno najčešći tip elektrana u svijetu. Popularnost termoelektrana se prvenstveno objašnjava dostupnošću fosilnih goriva. Nafta, plin i ugalj nalaze se u mnogim dijelovima svijeta.

TPP je (dekodiranje sa Ista skraćenica izgleda kao "termoelektrana"), između ostalog, kompleks s prilično visokom efikasnošću. U zavisnosti od tipa turbina koji se koristi, ovaj indikator na stanicama ovog tipa može biti jednak 30 - 70%.

Koje su vrste TPP-a

Stanice ovog tipa mogu se klasifikovati prema dva glavna kriterijuma:

• imenovanje;
• vrsta instalacija.

U prvom slučaju razlikuju se GRES i CHPP.Državna okružna elektrana je stanica koja radi rotacijom turbine pod snažnim pritiskom parnog mlaza. Dekodiranje skraćenice GRES - državna regionalna elektrana - sada je izgubilo na važnosti. Stoga se takvi kompleksi često nazivaju i KES. Ova skraćenica znači "kondenzacijska elektrana".

CHP je također prilično čest tip termoelektrane. Za razliku od GRES-a, takve stanice nisu opremljene kondenzacijskim, već kogeneracijskim turbinama. CHP je skraćenica za "toplotna i elektrana".

Pored kondenzacionih i toplotnih postrojenja (parne turbine), u TE se mogu koristiti sledeće vrste opreme:

• pare i gasa.

TE i CHP: razlike

Ljudi često brkaju to dvoje. CHP je, naime, kako smo saznali, jedna od vrsta termoelektrana. Ova stanica se od ostalih tipova TE razlikuje prvenstveno po tomedio toplotne energije koja se generira odlazi u kotlove instalirane u prostorijama za njihovo grijanje ili dobijanje tople vode.

Takođe, ljudi često brkaju nazive hidroelektrane i državne regionalne elektrane. To je prvenstveno zbog sličnosti skraćenica. Međutim, hidroelektrana se bitno razlikuje od državne elektrane. Obje ove vrste stanica se grade na rijekama. Međutim, u hidroelektrani, za razliku od državne elektrane, kao izvor energije se ne koristi para, već direktno sam tok vode.

Koji su zahtjevi za TPP

TE je termoelektrana u kojoj se istovremeno ostvaruje proizvodnja električne energije i njena potrošnja. Stoga takav kompleks mora u potpunosti zadovoljiti niz ekonomskih i tehnoloških zahtjeva. Time će se osigurati nesmetano i pouzdano snabdijevanje potrošača električnom energijom. dakle:

• Prostorije TE treba da imaju dobro osvetljenje, ventilaciju i aeraciju;
• zrak unutar i oko biljke mora biti zaštićen od kontaminacije čvrstim česticama, dušikom, sumpornim oksidom itd.;
• izvore vodoopskrbe treba pažljivo zaštititi od prodiranja otpadnih voda u njih;
• sisteme za prečišćavanje vode na stanicama treba opremitibez otpada.

Princip rada TE

TE je elektrana, na kojima se mogu koristiti različite vrste turbina. Zatim ćemo razmotriti princip rada TPP-a na primjeru jednog od njegovih najčešćih tipova - TPP-a. Proizvodnja električne energije se na takvim stanicama odvija u nekoliko faza:

Gorivo i oksidans ulaze u kotao. Ugljena prašina se obično koristi kao prva u Rusiji. Ponekad treset, lož ulje, ugalj, uljni škriljci, gas takođe mogu poslužiti kao gorivo za CHPP. U ovom slučaju zagrijani zrak djeluje kao oksidant.

Para nastala kao rezultat sagorijevanja goriva u kotlu ulazi u turbinu. Svrha potonjeg je pretvaranje energije pare u mehaničku energiju.

Rotirajuća osovina turbine prenosi energiju na osovinu generatora, koja je pretvara u električnu energiju.

Ohlađeni i izgubljeni dio energije u turbini, para ulazi u kondenzator.Ovdje se pretvara u vodu, koja se preko grijača dovodi do odzračivača.

Deae Tretirana voda se zagrijava i dovodi u kotao.



Prednosti TPP-a

TE je, dakle, postrojenje, glavna vrsta opreme u kojoj su turbine i generatori. Prednosti takvih kompleksa uključuju prije svega:

• niska cijena izgradnje u usporedbi s većinom drugih tipova elektrana;
• jeftinost korišćenog goriva;
• niske cijene proizvodnje električne energije.

Takođe, veliki plus ovakvih stanica je što se mogu graditi na bilo kom željenom mestu, bez obzira na dostupnost goriva. Ugalj, mazut itd. mogu se transportovati do stanice cestom ili željeznicom.

Još jedna prednost TE je što zauzimaju vrlo malu površinu u odnosu na druge vrste postrojenja.

Nedostaci TPP-a

Naravno, takve stanice imaju više od prednosti. Oni takođe imaju niz nedostataka. TE su kompleksi koji, nažalost, veoma zagađuju životnu sredinu. Stanice ovog tipa mogu izbaciti ogromne količine čađi i dima u zrak. Također, u nedostatke TE spadaju visoki operativni troškovi u odnosu na hidroelektrane. Osim toga, sve vrste goriva koje se koriste na ovakvim stanicama su nezamjenjivi prirodni resursi.

Koje druge vrste termoelektrana postoje

Pored parnoturbinskih CHPP i KES (GRES), na teritoriji Rusije rade i sledeće stanice:

Plinska turbina (GTPP). U ovom slučaju turbine ne rade na paru, već na prirodni plin. Takođe, lož ulje ili dizel gorivo se može koristiti kao gorivo na takvim stanicama. Efikasnost ovakvih stanica, nažalost, nije previsoka (27 - 29%). Stoga se uglavnom koriste samo kao rezervni izvori električne energije ili su namijenjeni za napajanje mreže malih naselja.

Kombinovana gasna turbina (PGPP). Efikasnost ovakvih kombinovanih postrojenja je približno 41 - 44%. I plinske i parne turbine prenose energiju generatoru u sistemima ovog tipa. Kao i CHPP, CHPP se mogu koristiti ne samo za proizvodnju električne energije, već i za grijanje zgrada ili opskrbu potrošača toplom vodom.

Primjeri stanica

Dakle, bilo koji predmet se može smatrati dovoljno produktivnim i do neke mjere čak i univerzalnim objektom. I TE, elektrana. Primjeri takvi kompleksi su predstavljeni na listi ispod.

Belgorodskaya CHPP. Kapacitet ove stanice je 60 MW. Njegove turbine rade na prirodni gas.

Michurinskaya CHPP (60 MW). Ovaj objekat se takođe nalazi u Belgorodskoj oblasti i radi na prirodni gas.

Cherepovets GRES. Kompleks se nalazi u Volgogradskoj oblasti i može da radi i na gas i na ugalj. Kapacitet ove stanice je čak 1.051 MW.

Lipeck CHP-2 (515 MW). Pogon na prirodni plin.

CHP-26 Mosenergo (1800 MW).

Cherepetskaya GRES (1735 MW). Izvor goriva za turbine ovog kompleksa je ugalj.

Umjesto zaključka

Tako smo saznali šta su termoelektrane i koje vrste sličnih objekata postoje. Po prvi put, kompleks ovog tipa izgrađen je veoma davno - 1882. godine u Njujorku. Godinu dana kasnije, takav sistem je počeo da radi u Rusiji - u Sankt Peterburgu. Danas su TE vrsta elektrana na koje otpada oko 75% ukupne električne energije proizvedene u svijetu. I najvjerovatnije, uprkos brojnim nedostacima, stanice ovog tipa će još dugo opskrbljivati ​​stanovništvo strujom i grijanjem. Uostalom, takvi kompleksi imaju red veličine više prednosti nego nedostataka.

Kombinovana termoelektrana (CHP)

Najrasprostranjenije termoelektrane su u SSSR-u. Položeni su prvi toplovodi iz elektrana Lenjingrada i Moskve (1924, 1928). Od 30-ih godina. projektovanje i izgradnja kombinovane termoelektrane kapaciteta 100-200 Mw. Do kraja 1940. godine kapacitet svih aktivnih CHP elektrana dostigao je 2 GW, godišnja isporuka toplote - 10 8 Hj, i dužina toplovodnih mreža (vidi Toplovodna mreža) - 650 km. Sredinom 70-ih. ukupni električni kapacitet TE je oko 60 Gw(sa ukupnim kapacitetom termoelektrana TE 220 i termoelektrana TE 180 Gw). Godišnja proizvodnja električne energije u TE dostiže 330 milijardi. kWh, opskrba toplinom - 4․10 9 Gj; kapacitet pojedinačnih novih TE - 1,5-1,6 Gw sa satnim oslobađanjem topline do (1,6-2,0) ․10 4 Gj; specifična proizvodnja električne energije tokom napajanja 1 Gj toplota - 150-160 kWh. Specifična potrošnja ekvivalentnog goriva za proizvodnju 1 kWh struja u prosjeku 290 G(dok u Državnoj elektrani - 370 G); najniža prosječna godišnja specifična potrošnja ekvivalentnog goriva u TE je oko 200 g / kWh(na najboljem GRES-u - oko 300 g / kWh). Ovako manja (u poređenju sa GRES-om) specifična potrošnja goriva objašnjava se kombinovanom proizvodnjom dve vrste energije korišćenjem toplote izduvne pare. U SSSR-u termoelektrane omogućavaju uštedu do 25 miliona. T ekvivalentnog goriva godišnje (Kombinovana toplana i elektrana 11% svih goriva koje se koriste za proizvodnju električne energije).

CHP je glavna proizvodna karika u sistemu daljinskog grijanja. Izgradnja termoelektrane jedan je od glavnih pravaca razvoja energetske privrede u SSSR-u i drugim socijalističkim zemljama. U kapitalističkim zemljama, CHP postrojenja su ograničene distribucije (uglavnom industrijska CHP postrojenja).

Lit .: Sokolov E. Ya., Grejanje i toplotne mreže, M., 1975; Ryzhkin V. Ya., Termoelektrane, M., 1976.

V. Ya. Ryzhkin.

Velika sovjetska enciklopedija. - M .: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .

Sinonimi:

Pogledajte šta je "Kombinovana toplota i snaga" u drugim rječnicima:

- (CHP), parnoturbinska termoelektrana koja istovremeno proizvodi i isporučuje potrošačima 2 vrste energije: električnu i toplotnu (u obliku tople vode, pare). U Rusiji, kapacitet pojedinačnih CHPP dostiže 1,5 1,6 GW sa odmorom po satu ... ... Moderna enciklopedija

- (CHP, kogeneracijska elektrana), termoelektrana koja proizvodi ne samo električnu energiju, već i toplinu koja se isporučuje potrošačima u obliku pare i tople vode... Veliki enciklopedijski rječnik

TEPLOELEKTROCENTRAL, ja, supruge. Termoelektrana koja proizvodi električnu i toplinsku energiju (topla voda, para) (CHP). Ozhegov's Explantatory Dictionary. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 ... Velika politehnička enciklopedija Ozhegov's Explantatory Dictionary

CHP 26 (Yuzhnaya CHP) u Moskvi ... Wikipedia