Kraftvarmeanlæg er en pålidelig energikilde.

Valg

INTRODUKTION 4

1 VARMECENTRALER .. 5

1.1 Generelle egenskaber. 5

1.2 Skematisk diagram over kraftværket. 10

1.3 Princippet om drift af CHP. elleve

1.4 Varmeforbrug og effektivitet af kraftvarme …………………………………………………………… ..15

2 SAMMENLIGNING AF RUSSISK CHPP MED UDENLANDSKE .. 17

2.1 Kina. 17

2.2 Japan. atten

2.3 Indien. 19

2.4 Storbritannien. tyve

KONKLUSION. 22

REFERENCER ... 23

INTRODUKTION

Kraftvarmeanlæg er det vigtigste produktionsled i fjernvarmesystemet. Opførelsen af termiske kraftværker er en af de vigtigste udviklingsretninger for energiøkonomien i Sovjetunionen og andre socialistiske lande. I kapitalistiske lande har kraftvarmeværker en begrænset distribution (hovedsageligt industrielle kraftvarmeværker).

Kombinerede varme- og kraftværker (kraftvarmeværker) - kraftværker med kombineret produktion af elektricitet og varme. De er kendetegnet ved, at varmen af hvert kilo damp, der tages fra møllen, delvist bruges til at generere elektricitet og derefter til forbrugere af damp og varmt vand.

CHPP er beregnet til centraliseret forsyning af industrielle virksomheder og byer med varme og elektricitet.

Teknisk og økonomisk forsvarlig planlægning af produktionen ved kraftvarmekraftværker gør det muligt at opnå de højeste driftsindikatorer med minimale omkostninger for alle former for produktionsressourcer, da ved kraftvarmeanlæg bruges varmen af dampen "brugt" i turbiner til produktion, varme og varmt vand levere.

OPVARMNINGSCENTRALER

Kombineret varme- og kraftværk - et kraftværk, der genererer elektrisk energi ved at omdanne brændstofets kemiske energi til mekanisk rotationsenergi på akslen på en elektrisk generator.

generelle egenskaber

Kombineret varme- og kraftværk - termisk kraftværk , genererer ikke kun elektrisk energi, men også varme leveret til forbrugerne i form af damp og varmt vand. Anvendelsen til praktiske formål af spildvarmen fra motorer, der roterer elektriske generatorer, er et kendetegn ved kraftvarmeanlæg og kaldes Teplofikatsiya. Den kombinerede energiproduktion af de to typer bidrager til en mere økonomisk brug af brændstof sammenlignet med den separate produktion af elektricitet på kondenserende kraftværker og varmeenergi på lokale kedelanlæg. Udskiftning af lokale kedelhuse, der spilder brændstof og forurener atmosfæren i byer og byer med et centraliseret varmesystem, bidrager ikke kun til betydelige brændstofbesparelser, men også til en stigning i renheden af luftbassinet , forbedring af de sanitære forhold i befolkede områder.

Den oprindelige energikilde ved kraftvarmepumper er fossilt brændstof (ved dampturbiner og gasturbiner) eller atombrændstof (ved planlagte atomkraftværker). (1976) dampturbine-kraftvarmeanlæg, der anvender organisk brændstof ( ris. 1), som sammen med kondenserende kraftværker er hovedtypen af termiske dampturbinekraftværker (TPPP). Der er kraftvarmeanlæg af industriel type - til levering af varme til industrielle virksomheder og opvarmningstype - til opvarmning af beboelses- og offentlige bygninger samt til at forsyne dem med varmt vand. Varme fra industrielle kraftvarmeværker overføres over en afstand på flere km(hovedsageligt i form af dampvarme), fra opvarmning - i en afstand på op til 20-30 km(i form af varmen fra varmt vand).

Hovedudstyret til dampturbine -kraftvarmeanlæg er turbineenheder, der omdanner energien fra arbejdsstoffet (damp) til elektrisk energi, og kedelanlæg , generere damp til møller. Turbinenheden indeholder en dampturbine og en synkron generator. Dampturbiner, der bruges i kraftvarmeværker, kaldes kraftvarmeturbiner (CT'er). Blandt dem er der TT: med et modtryk, normalt lig med 0,7-1,5 Mn /m 2 (installeret på termiske kraftværker, der leverer damp til industrielle virksomheder); med kondens og dampudsugning under tryk 0,7-1,5 Mn /m 2 (for industrielle forbrugere) og 0,05-0,25 Mn/m 2 (til husholdningsforbrugere); med kondens og dampudsugning (opvarmning) ved et tryk på 0,05-0,25 Mn /m 2 .

Spildvarmen fra modtrykket TT kan udnyttes fuldt ud. Den elektriske effekt udviklet af sådanne møller afhænger imidlertid direkte af varmebelastningens størrelse, og i fravær af sidstnævnte (som det f.eks. Sker om sommeren ved opvarmning af kraftvarmeværker), genererer de ikke elektrisk strøm. Derfor anvendes modtryks -CT'er kun, hvis der er tilstrækkelig ensartet varmebelastning under hele CHPP -driften (det vil sige hovedsageligt ved industrielle CHPP'er).

Ved TT'er med kondens og dampudsugning bruges kun udsugningsdamp til at levere varme til forbrugerne, og varmen fra kondensdampstrømmen føres tilbage til kølevandet i kondensatoren og går tabt. For at reducere varmetab skal sådan TT fungere det meste af tiden i henhold til en "termisk" tidsplan, det vil sige med en minimum "ventilation" damppassage ind i kondensatoren. I Sovjetunionen er TT'er med kondens og dampudsug udviklet og bygget, hvor brugen af kondensvarme tilvejebringes: sådanne TT'er under betingelser med tilstrækkelig varmebelastning kan fungere som TT'er med modtryk. TT'er med kondens og dampudsugning har opnået dominerende distribution ved kraftvarmeanlæg som universelle med hensyn til mulige driftstilstande. Deres anvendelse gør det muligt at regulere termiske og elektriske belastninger næsten uafhængigt; i et bestemt tilfælde, med reducerede varmebelastninger eller i deres fravær, kan kraftvarme fungere i henhold til den "elektriske" tidsplan med den nødvendige, fulde eller næsten fulde elektriske effekt.

Elektrisk kraft fra kraftvarmeenheder (i modsætning til kondenserende enheder) vælges fortrinsvis ikke i henhold til en given effektskala, men efter mængden af frisk damp, der forbruges af dem. Derfor er store kraftvarmeanlæg i Sovjetunionen forenet præcist i henhold til denne parameter. Så turbineenheder R-100 med modtryk, PT-135 med industri- og varmeudsugninger og T-175 med varmeudsugninger har det samme friske dampforbrug (ca. T/h), men forskellig elektrisk effekt (henholdsvis 100, 135 og 175 MW). Kedler, der producerer damp til sådanne møller, har samme kapacitet (ca. 800 T/h). Denne forening tillader brug af forskellige typer møller med det samme varmeudstyr til kedler og møller på én kraftvarmepumpe. I Sovjetunionen blev kedlenhederne, der bruges til at operere på TPP'er til forskellige formål, også forenet. Så kedelanlæg med en dampkapacitet på 1000 T/h bruges til at levere damp som kondensatmøller til 300 MW, og verdens største TT for 250 MW.

Varmebelastningen på varme -kraftvarmeværker er ujævn hele året. For at reducere omkostningerne ved hovedstrømudstyret leveres en del af varmen (40-50%) i perioder med øget belastning til forbrugere fra spidsvarmtvandskedler. Andelen af varme, der leveres af hovedstrømudstyret ved den højeste belastning, bestemmer værdien af fjernvarme-koefficienten for kraftvarme (normalt lig med 0,5-0,6). På samme måde er det muligt at dække toppene i den termiske (damp) industrielle belastning (ca. 10-20% af maksimumet) med lavtryksdampkedler. Varmeafgivelse kan udføres i henhold til to ordninger ( ris. 2). I et åbent kredsløb ledes damp fra møllerne direkte til forbrugerne. I et lukket kredsløb tilføres varme til varmebæreren (damp, vand), der transporteres til forbrugerne via varmevekslere (damp-damp og damp-vand). Valget af ordningen bestemmes i høj grad af kraftvands vandregime.

Kraftvarmeværker anvender faste, flydende eller gasformige brændstoffer. På grund af den større nærhed af kraftvarmeanlæg til befolkede områder bruger de mere værdifuldt, mindre forurenende brændstof med faste emissioner - fyringsolie og gas - mere bredt (i sammenligning med GRES). For at beskytte luftbassinet mod forurening af faste partikler bruges askeopsamlere (som på statens distriktskraftværk). , til spredning i atmosfæren af faste partikler, svovl og nitrogenoxider, bygges skorstene med en højde på op til 200-250 m. Kraftvarmeværker, der er bygget nær varmeforbrugere, er normalt i en betydelig afstand fra vandforsyningskilder. Derfor anvender de fleste kraftvarmeværker et cirkulerende vandforsyningssystem med kunstige kølere - køletårne. Direkte vandforsyning på kraftvarmeværker er sjælden.

Ved gasturbine -kraftvarmeanlæg bruges gasturbiner som drivkraft for elektriske generatorer. Varmeforsyning til forbrugerne udføres på bekostning af den varme, der tages under afkøling af luften, der komprimeres af gasturbineenhedens kompressorer, og varmen fra de gasser, der udledes i turbinen. Kombinationskraftværker (udstyret med dampturbiner og gasturbineenheder) og atomkraftværker kan også fungere som en kraftvarme.

Ris. 1. Generelt syn på kraftvarmeværket.

Ris. 2. De enkleste ordninger for kraftvarmeværker med forskellige møller og forskellige ordninger for dampforsyning: a - turbine med modtryk og dampudvinding, varmeforsyning - ifølge en åben ordning; b - kondenseringsturbine med dampudsugning, varmeforsyning - i henhold til åbne og lukkede kredsløb; PC - dampkedel; PP - overhedning; PT - dampturbine; G - elektrisk generator; K - kondensator; P - kontrolleret produktion af dampudvinding til industriens teknologiske behov; T - styret opvarmning til opvarmning; TP - varmeforbruger; OT - varmebelastning; KN og PN - kondens- og fødepumper; LDPE og HDPE - høj- og lavtryksvarmere; D - aflufter; PB - fodervandstank; SP - netværksvarmer; CH - netværkspumpe.

Skematisk diagram over en kraftvarme

Ris. 3. Skematisk diagram over kraftvarme.

I modsætning til kraftvarmeværker genererer og leverer kraftvarme ikke kun forbrugere elektrisk energi, men også termisk energi i form af varmt vand og damp.

Til levering af varmt vand bruges netvarmere (kedler), hvor vandet opvarmes med damp fra turbinevarmeudsugningerne til den nødvendige temperatur. Vand i netvarmere kaldes netværksvand. Efter afkøling hos forbrugerne pumpes ledningsvandet tilbage i elvarmeapparatet. Kedlenes kondensat pumpes til aflufteren.

Dampen, der leveres til produktionen, bruges af planteforbrugerne til forskellige formål. Denne anvendelses art afhænger af muligheden for at returnere produktionskondensatet til SC CHP. Kondensat, der returneres fra produktionen, hvis dets kvalitet opfylder produktionsstandarderne, sendes til udlufteren af en pumpe, der er installeret efter opsamlingstanken. Ellers fodres det til WPU'en til passende behandling (afsaltning, blødgøring, deferrizering osv.).

Kraftvarmeværket er normalt udstyret med rumfartøjer til tromler. Fra disse rumfartøjer blæses en lille del af kedelvandet ud i den kontinuerlige udblæsningsexpander og derefter gennem varmeveksleren udledes i afløbet. Det udledte vand kaldes blowdown -vand. Dampen, der genereres i ekspanderen, ledes normalt til en aflufter.

Princippet om drift af CHP

Lad os overveje den grundlæggende teknologiske ordning for CHPP (fig. 4), som kendetegner sammensætningen af dens dele, den generelle rækkefølge af teknologiske processer.

Ris. 4. CHPP's vigtigste teknologiske ordning.

Kraftvarmeværket omfatter en brændstoføkonomi (FH) og anordninger til fremstilling heraf før forbrænding (FF). Brændstoføkonomien omfatter modtage- og losseudstyr, transportmekanismer, brændstofdepoter, anordninger til forberedelse af brændstof (knusningsanlæg).

Brændstofforbrændingsprodukter - røggasser suges ud af røgudblæsere (DS) og udledes gennem skorstene (DTR) i atmosfæren. Den ikke-brændbare del af faste brændstoffer falder ud i ovnen i form af slagge (III), og en væsentlig del i form af fine partikler føres væk med røggasserne. For at beskytte atmosfæren mod udsendelse af flyveaske installeres askeopsamlere (ZU) foran røgudblæserne. Slagge og aske fjernes normalt til askehaller. Den luft, der kræves til forbrænding, tilføres forbrændingskammeret ved at blæse ventilatorer. Røgudblæsere, skorsten, blæsende ventilatorer udgør stationens blæseenhed (TDU).

Sektionerne ovenfor er en af de vigtigste teknologiske veje-brændstof-gas-luftbanen.

Den næstvigtigste teknologiske vej for et dampturbinkraftværk er et damp-vand, der omfatter en damp-vand-del af en dampgenerator, en varmemotor (TD), hovedsagelig en dampturbine, en kondenserende enhed, herunder en kondensator (K) og en kondensatpumpe (KH), et teknisk vandforsyningssystem (TV) med kølevandspumper (NOV), en vandbehandlings- og fodringsenhed, herunder vandbehandling (VO), høj- og lavtryksvarmere (LDPE og HDPE ), foderpumper (PN), samt damp- og vandledninger.

I systemet med brændstof-gas-luftkanalen frigives brændstoffets kemisk bundne energi under forbrænding i forbrændingskammeret i form af termisk energi, der overføres ved stråling og konvektion gennem væggene i metalets rørsystem i rørsystemet dampgenerator til vand og damp dannet af vand. Dampens termiske energi omdannes i turbinen til kinetisk energi af strømmen, som overføres til turbinrotoren. Den mekaniske energi ved rotationen af turbinerotoren, der er forbundet til rotoren i den elektriske generator (EG), omdannes til energien i den elektriske strøm, som fjernes minus sit eget forbrug til den elektriske forbruger.

Varmen fra arbejdsvæsken, der har virket i møllerne, kan bruges til eksterne varmeforbrugeres behov (TP).

Varmeforbruget forekommer i følgende områder:

1. Forbrug til teknologiske formål;

2. Forbrug til opvarmning og ventilation af beboelses-, offentlige og industrielle bygninger;

3. Forbrug til andre husholdningsbehov.

Tidsplanen for teknologisk varmeforbrug afhænger af produktionsegenskaberne, driftstilstanden osv. Sæsonforbrug i dette tilfælde forekommer kun i relativt sjældne tilfælde. For de fleste industrielle virksomheder er forskellen mellem vinter- og sommervarmeforbrug til teknologiske formål ubetydelig. En lille forskel opnås kun, hvis en del af procesdampen bruges til opvarmning, samt på grund af en stigning i varmetab om vinteren.

For varmeforbrugere sættes der på grundlag af talrige driftsdata energiindikatorer, dvs. normer for mængden af varme, der forbruges ved forskellige produktionsformer pr. enhed producerede produkter.

Den anden gruppe af forbrugere, der leveres med varme til varme- og ventilationsformål, er kendetegnet ved en betydelig ensartethed af varmeforbruget i løbet af dagen og en skarp ujævnhed i varmeforbruget i løbet af året: fra nul om sommeren til et maksimum om vinteren.

Varmeydelsen ved opvarmning er direkte afhængig af udetemperaturen, dvs. fra klimatiske og meteorologiske faktorer.

Når der frigives varme fra stationen, kan damp og varmt vand opvarmet i netværksvarmere med damp fra turbineekstraktionerne tjene som varmebærere. Valget af et eller andet kølevæske og dets parametre afgøres ud fra produktionsteknologiens krav. I nogle tilfælde bruges lavtryksdamp brugt i produktionen (f.eks. Efter damphamre) til opvarmning og ventilation. Nogle gange bruges damp til at opvarme industribygninger for at undgå at have et separat varmesystem med varmt vand.

Tilførsel af damp til siden til opvarmningsformål er klart upassende, da varmebehov let kan opfyldes med varmt vand, hvilket efterlader alt kondensat af varmedampen på stationen.

Tilførsel af varmt vand til teknologiske formål er relativt sjældent. Varmtvandsforbrugere er kun industrier, der forbruger det til varmskylning og andre lignende processer, og det forurenede vand returneres ikke længere til stationen.

Varmt vand, der leveres til varme- og ventilationsformål, opvarmes på stationen i netværksvarmere med damp fra et reguleret afløb med et tryk på 1,17-2,45 bar. Ved dette tryk opvarmes vandet til en temperatur på 100-120.

Ved lave udetemperaturer bliver frigivelsen af store mængder varme ved en sådan vandtemperatur imidlertid upraktisk, da mængden af vand, der cirkulerer i netværket, og dermed forbruget af elektricitet til at pumpe det mærkbart øges. Derfor er der ud over hovedvarmere, der drives af damp fra en kontrolleret udluftning, installeret spidsvarmere, hvortil varmedamp med et tryk på 5,85-7,85 bar leveres fra en højere trykudluftning eller direkte fra kedler gennem en reduktionskøleenhed .

Jo højere den oprindelige vandtemperatur er, desto lavere er energiforbruget til drift af netværkspumper samt varmeledningenes diameter. På nuværende tidspunkt opvarmes vand i spidsvarmere oftest til en temperatur på 150 tioner fra forbrugeren, med en rent varmebelastning har det normalt en temperatur på omkring 70.

1.4. Varmeforbrug og effektivitet af kraftvarme

Kombinerede varme- og kraftværker forsyner forbrugerne med elektrisk energi og varme med damp, der er brugt i møllen. I Sovjetunionen er det sædvanligt at fordele omkostningerne ved varme og brændstof mellem disse to energityper:

2) til produktion og levering af varme:

	,	(3.3)
	,	(3.3a)

hvor - varmeforbrug til en ekstern forbruger - levering af varme til forbrugeren h t er effektiviteten af varmeforsyningen fra turbinenheden under hensyntagen til varmetabet, når den frigives (i netvarmere, damprørledninger osv.); h t = 0,98¸0,99.

Det samlede varmeforbrug for møllenheden Q der består af den termiske ækvivalent af turbinens 3600 interne effekt N i, varmeforbrug til en ekstern forbruger Q t og varmetab i turbinkondensatoren Q j. Den generelle ligning af varmebalancen i et kraftvarmeanlæg har formen

For kraftvarme som helhed under hensyntagen til effektiviteten af dampkedlen h a.c. og effektivitet ved varmetransport h tr får vi:

	;	(3.6)
	.	(3.6a)

Værdi bestemmes hovedsageligt af værdi værdi - værdi.

Produktion af elektricitet ved hjælp af spildvarme øger effektiviteten af elproduktionen ved kraftvarmeværker betydeligt i forhold til IES og fører til betydelige brændstofbesparelser i landet.

Konklusion for første del

Kraftvarmeværket er således ikke en kilde til stor forurening af lokaliseringsområdet. Teknisk og økonomisk forsvarlig planlægning af produktionen ved et kraftvarme gør det muligt at opnå de højeste driftsindikatorer med minimale omkostninger for alle former for produktionsressourcer, da varme "brugt" i dampturbiner ved kraftvarmeanlæg bruges til produktions-, varme- og varmtvandsforsyningsbehov

SAMMENLIGNING AF RUSSISK CHPP MED UDENLANDSK

Verdens største elproducerende lande er USA, Kina, der hver genererer 20% af verdens produktion og Japan, Rusland og Indien, der er fire gange lavere end dem.

Kina

Energiforbruget i Kina inden 2030, ifølge prognosen for virksomheden ExxonMobil, vil mere end fordoble. Generelt vil Kina på dette tidspunkt tegne sig for omkring 1/3 af verdens stigende efterspørgsel efter elektricitet. Denne dynamik er ifølge ExxonMobil fundamentalt forskellig fra situationen i USA, hvor prognosen for efterspørgselsvækst er meget moderat.

På nuværende tidspunkt er strukturen i Kina's produktionskapacitet som følger. Omkring 80% af den elektricitet, der produceres i Kina, leveres af kulkraftværker, som er forbundet med tilstedeværelsen af store kulforekomster i landet. 15% leveres af vandkraftværker, 2% står for atomkraftværker og 1% af fyringsolie, termiske gasværker og andre kraftværker (vind osv.). Med hensyn til prognoser vil kulens rolle i den kinesiske energisektor i den nærmeste fremtid (2020) fortsat være dominerende, men andelen af atomkraft (op til 13%) og andelen af naturgas (op til 7%) 1 vil markant stigning, hvis anvendelse vil forbedre miljøsituationen betydeligt i de hurtigt udviklende byer i Kina.

Japan

Den samlede installerede kapacitet for kraftværker i Japan når 241,5 millioner kW. Heraf er 60%termiske kraftværker (inklusive termiske kraftværker, der opererer på gas - 25%, fyringsolie - 19%, kul - 16%). Atomkraftværker tegner sig for 20%, vandkraftværker - 19% af den samlede elproduktionskapacitet. I Japan er der 55 termiske kraftværker med en installeret effekt på over 1 million kW. Den største af dem er gas: Kawagoe(Chubu Electric) - 4,8 millioner kW, Higashi(Tohoku Electric) - 4,6 millioner kW, fyringsolie Kashima (Tokyo Electric) - 4,4 millioner kW og kulfyret Hekinan (Chubu Electric) - 4,1 millioner kW.

Tabel 1-Elproduktion på TPP'er ifølge IEEJ-Institute of Energy Economics, Japan (Institute of Energy Economics, Japan)

Indien

Omkring 70% af den elektricitet, der forbruges i Indien, genereres af termiske kraftværker. Elektrificeringsprogrammet, der blev vedtaget af landets myndigheder, har gjort Indien til et af de mest attraktive markeder for investeringer og fremme af ingeniørtjenester. I løbet af de sidste år har republikken taget konsekvente skridt for at skabe en fuldgyldig og pålidelig elektrisk kraftindustri. Indiens erfaring er kendt for, at udviklingen af alternative energikilder aktivt forfølges i et land, der lider af mangel på kulbrinte -råvarer. Det særlige ved elforbruget i Indien, bemærket af økonomerne i Verdensbanken, er, at væksten i husholdningernes forbrug er stærkt begrænset af den manglende adgang til elektricitet for næsten 40% af beboerne (ifølge andre kilder er adgang til elektricitet begrænset til 43% af byboerne og 55% af landboerne). En anden sygdom i den lokale kraftindustri er forsyningssikkerheden. Strømafbrydelser er en almindelig situation, selv i store år og industrielle centre i landet.

Ifølge Det Internationale Energiagentur, i betragtning af de nuværende økonomiske realiteter, er Indien et af de få lande, hvor elforbruget forventes at vokse støt i en overskuelig fremtid. Økonomien i dette land, den anden i verden med hensyn til befolkning, er en af de hurtigst voksende. I løbet af de sidste to årtier har den gennemsnitlige årlige BNP -vækst været 5,5%. I regnskabsåret 2007/08 nåede BNP ifølge Central Statistical Organization of India på 1059,9 milliarder dollar, hvilket sætter landet i den 12. største økonomi i verden. I strukturen af BNP indtages den dominerende stilling af tjenester (55,9%), efterfulgt af industri (26,6%) og landbrug (17,5%). På samme tid blev der ifølge uofficielle data sat en slags femårig rekord i landet i juli i år - efterspørgslen efter elektricitet oversteg udbuddet med 13,8%.

Mere end 50% af elen i Indien genereres af kulfyrede termiske kraftværker. Indien er samtidig verdens tredjestørste kulproducent og verdens tredje forbruger af denne ressource, mens den stadig er en nettoeksportør af kul. Denne type brændstof er fortsat den vigtigste og mest økonomiske for energisektoren i Indien, hvor op til en fjerdedel af befolkningen lever under fattigdomsgrænsen.

Det Forenede Kongerige

I dag i Storbritannien genererer kulkraftværker omkring en tredjedel af landets elbehov. Disse kraftværker udsender millioner af tons drivhusgasser og faste giftige partikler til atmosfæren, så miljøforkæmpere opfordrer konstant regeringen til straks at lukke disse kraftværker. Men problemet er, at der stadig ikke er noget at genopbygge den del af elektriciteten, der genereres af termiske kraftværker.

Konklusion på del to

Således er Rusland ringere end verdens største elproducerende lande, USA og Kina, der hver genererer 20% af verdens produktion og er på niveau med Japan og Indien.

KONKLUSION

Dette essay beskriver typerne af kraftvarmeværker. Et skematisk diagram, formålet med strukturelementer og en beskrivelse af deres arbejde overvejes. Stationens grundlæggende effektivitet er blevet bestemt.

© 2015-2019 websted
Alle rettigheder tilhører deres forfattere. Dette websted gør ikke krav på forfatterskab, men giver gratis brug.
Dato siden blev oprettet: 2016-08-08

Termiske kraftværker (TPP, IES, CHP)

Den vigtigste type kraftværker i Rusland er termiske kraftværker (TPP'er). Disse anlæg producerer cirka 67% af Ruslands elektricitet. Deres placering påvirkes af brændstof og forbrugerfaktorer. De mest kraftfulde kraftværker er placeret på brændstofudvindingssteder. TPP'er, der bruger højt kalorieindhold, transportabelt brændstof er forbrugerorienterede.

Termiske kraftværker bruger udbredte brændstofressourcer, er relativt frit placeret og er i stand til at producere elektricitet uden sæsonudsving. Deres konstruktion udføres hurtigt og er forbundet med mindre arbejdskraft og materielle ressourcer. Men TPP'er har betydelige ulemper. De bruger ikke-vedvarende ressourcer, har lav effektivitet (30-35%) og har en ekstremt negativ indvirkning på miljøsituationen. TPP'er over hele verden udsender årligt 200-250 millioner tons aske og omkring 60 millioner tons svovldioxid 6 til atmosfæren og optager også en enorm mængde ilt. Det blev fundet, at kul i mikrodoser næsten altid indeholder U 238, Th 232 og en radioaktiv isotop af kulstof. De fleste TPP'er i Rusland er ikke udstyret med effektive systemer til rengøring af udstødningsgasser fra svovl og nitrogenoxider. Selvom installationer, der opererer på naturgas, er økologisk betydeligt renere end kul, skifer og fyringsolie, forårsager lægning af gasledninger (især i de nordlige regioner) naturskade.

Termisk kraftværk kaldes et sæt udstyr og enheder, der konverterer brændstofenergi til elektrisk og (i almindelighed) termisk energi.

Termiske kraftværker er meget forskellige og kan klassificeres efter forskellige kriterier.

1. I henhold til formålet og typen af leveret energi er kraftværker opdelt i distrikt og industri.

Distriktskraftværker er uafhængige kraftværker til generel brug, der betjener alle typer forbrugere i distriktet (industrielle virksomheder, transport, befolkning osv.). Distriktskondenserende kraftværker, der hovedsageligt producerer elektricitet, beholder ofte deres historiske navn - GRES (statlige distriktskraftværker). Distriktskraftværker, der genererer elektricitet og varme (i form af damp eller varmt vand) kaldes kraftvarmeværker (kraftvarmeanlæg). Kraftvarmeanlæg er installationer til kombineret produktion af el og varme. Deres effektivitet når 70% mod 30-35% for IES. Kraftvarmeværker er knyttet til forbrugerne, fordi radius for overførsel af varme (damp, varmt vand) er 15-20 km. Den maksimale kapacitet for kraftvarmepumpen er mindre end IES.

Som regel har GRES og regionale kraftvarmeværker en kapacitet på mere end 1 million kW.

Industrielle kraftværker er kraftværker, der leverer varme og elektricitet til bestemte industrielle virksomheder eller deres kompleks, for eksempel et anlæg til produktion af kemiske produkter. Industrielle kraftværker er en del af de industrielle virksomheder, de betjener. Deres kapacitet bestemmes af industrielle virksomheders behov for varme og elektrisk energi, og som regel er den betydeligt mindre end for termiske kraftværker. Industrielle kraftværker opererer ofte på et fælles elektrisk netværk, men er ikke underlagt strømforsyningen. Kun distriktskraftværker betragtes nedenfor.

2. I henhold til den anvendte brændselstype er termiske kraftværker opdelt i kraftværker, der opererer med fossilt brændstof og atombrændstof.

Termiske kraftværker, der opererer på fossile brændstoffer, kaldes kondenserende kraftværker (IES)... Atombrændstof bruges af atomkraftværker (NPP). Det er i denne forstand, at dette udtryk vil blive brugt nedenfor, selvom kraftvarmeproduktion, NPP, gasturbinkraftværker (GTES) og kombinerede cykliske kraftværker (PGPP'er) også er termiske kraftværker, der arbejder efter princippet om at omdanne termisk energi til elektrisk energi .

Kondenserende kraftværker (CES) spiller en primær rolle blandt termiske installationer. De tiltrækker både brændstofkilder og forbrugere og er derfor meget udbredt. Jo større IES, jo længere kan den overføre elektricitet, dvs. efterhånden som effekten stiger, øges indflydelsen fra brændstoffet og energifaktoren.

Gasformige, flydende og faste brændstoffer bruges som organisk brændstof til TPP'er. Fokus på brændstofbaser sker i nærvær af ressourcer af billigt og ikke-transportabelt brændstof (brune kul i Kansk-Achinsk-bassinet) eller i tilfælde af brug af tørv, skifer og fyringsolie fra kraftværker (sådanne IES'er er normalt forbundet med olieraffineringscentre). De fleste TPP'er i Rusland, især i den europæiske del, bruger naturgas som hovedbrændstof og fyringsolie som reservebrændstof ved at bruge sidstnævnte på grund af dets høje omkostninger kun i ekstreme tilfælde; sådanne TPP'er kaldes gasolie. I mange regioner, hovedsageligt i den asiatiske del af Rusland, er hovedbrændstoffet dampkul - lavt kalorieindhold eller affald af højkalorisk kul (antracitkul - ASh). Da sådanne kul formales i specielle møller til en pulveriseret tilstand før forbrænding, kaldes sådanne TPP'er for pulveriseret kul.

3. I henhold til den type varmekraftværker, der anvendes på TPP'er til at omdanne termisk energi til mekanisk rotationsenergi, rotorer i turbineenheder, skelnes dampturbiner, gasturbiner og kraftværker med kombineret cyklus.

Grundlaget for dampturbinekraftværker er dampturbineanlæg (STU), der bruger den mest komplekse, mest kraftfulde og ekstremt avancerede energimaskine - en dampturbine til at omdanne termisk energi til mekanisk energi. PTU er hovedelementet i TPP, CHP og NPP.

Gasturbinens termiske kraftværker (GTES) udstyret med gasturbineenheder (GTU), der fungerer på gasformigt eller i ekstreme tilfælde flydende (diesel) brændstof. Da temperaturen på gasserne bag gasturbinenheden er høj nok, kan de bruges til at levere varmeenergi til en ekstern forbruger. Sådanne kraftværker kaldes GTU-CHP. I øjeblikket er der i Rusland et gasturbinkraftværk (GRES-3 opkaldt efter Klasson, Elektrogorsk, Moskva-regionen) med en kapacitet på 600 MW og et GTU-CHP (i byen Elektrostal, Moskva-regionen).

Kombinerede cykliske termiske kraftværker afsluttes med gasturbiner med kombineret cyklus (CCGT), som er en kombination af gasturbine og dampturbine, hvilket muliggør høj effektivitet. CCGT-TPP kan udføres ved kondensering (CCGT-KES) og med varmeenergiforsyning (CCGT-CHP). I Rusland er der kun én driftende CCGT-CHPP (CCGT-450T) med en kapacitet på 450 MW. På Nevinnomysskaya GRES opererer en 170 MW CCGT -enhed og en 300 MW CCGT -enhed på Yuzhnaya CHPP i Skt. Petersborg.

4. Ifølge den teknologiske ordning med damprørledninger er TPP'er opdelt i modulære TPP'er og TPP'er med tværbindinger.

Blok -TPP'er består som regel af separate samme kraftværker - kraftenheder. I kraftenheden leverer hver kedel kun damp til sin egen turbine, hvorfra den kun vender tilbage efter kondens til sin egen kedel. Alle kraftfulde GRES og CHPP'er er bygget i henhold til blokskemaet, som har den såkaldte mellemophedning af damp. Driften af kedler og møller på TPP'er med tværbindinger er tilvejebragt på en anden måde: alle TPP-kedler leverer damp til en fælles dampledning (opsamler), og alle dampturbiner i TPP'en drives fra den. Ifølge denne ordning er CPP'er bygget uden mellemliggende overophedning, og næsten alle CHPP'er er bygget til subkritiske indledende dampparametre.

5. I henhold til niveauet for indledende tryk skelnes TPP'er for subkritisk tryk og superkritisk tryk (SKP).

Det kritiske tryk er 22,1 MPa (225,6 atm). I den russiske termiske kraftindustri er de indledende parametre standardiseret: TPP'er og CHPP'er er bygget til subkritisk tryk på 8,8 og 12,8 MPa (90 og 130 atm) og ved SKD - 23,5 MPa (240 atm). TPP'er af superkritiske parametre af tekniske årsager udføres med genopvarmning og i henhold til blokskemaet. Ofte er TPP'er eller CHPP'er bygget i flere faser - på skift, hvis parametre forbedres med introduktionen af hvert nyt trin.

Overvej et typisk fossilt brændt kondenserende termisk kraftværk (fig. 3.1).

Ris. 3.1. Varme balance af gas-olie og

pulveriseret kul (tal i parentes) TPP

Der tilføres brændstof til kedlen, og til forbrænding leveres der også et oxidationsmiddel - luft indeholdende ilt. Luft tages fra atmosfæren. Afhængig af sammensætning og brændværdi kræver fuldstændig forbrænding af 1 kg brændstof 10–15 kg luft, og derfor er luft også et naturligt “råmateriale” til elproduktion, for hvilket det er nødvendigt at have kraftfuld højtydende ydeevne blæsere til at levere det til forbrændingszonen. Som et resultat af den kemiske forbrændingsreaktion, hvor kulstof C i brændstoffet omdannes til oxider af CO 2 og CO, hydrogen H 2 - til vanddamp H 2 O, svovl S - til oxider SO 2 og SO 3 osv. ., dannes brændstofforbrændingsprodukter - en blanding af forskellige gasser med høj temperatur. Det er den termiske energi fra brændstofforbrændingsprodukterne, der er kilden til elektricitet, der genereres af TPP.

Yderligere, inde i kedlen, overføres varme fra røggasserne til vandet, der bevæger sig inde i rørene. Desværre kan ikke al den termiske energi, der frigives som følge af forbrænding af brændstof, overføres til vand af tekniske og økonomiske årsager. Produkterne fra brændstofforbrænding (røggasser) afkølet til en temperatur på 130-160 ° C forlader TPP gennem skorstenen. En del af varmen, der transporteres væk af røggasser, afhænger af typen af brændstof, driftsmåde og driftskvalitet, er 5–15%.

En del af den termiske energi, der er tilbage i kedlen og overføres til vandet, sikrer dannelse af damp med høje indledende parametre. Denne damp sendes til en dampturbine. Et dybt vakuum opretholdes ved turbinens udløb ved hjælp af et apparat kaldet en kondensator: trykket bag dampturbinen er 3-8 kPa (husk at atmosfærisk tryk er på 100 kPa). Derfor bevæger damp sig ind i højtryksmøllen til kondensatoren, hvor trykket er lavt, og udvider sig. Det er udvidelsen af dampen, der sikrer omdannelse af dens potentielle energi til mekanisk arbejde. Dampturbinen er designet således, at dampens ekspansionsenergi omdannes til rotationen af dens rotor. Turbinerotoren er forbundet til rotoren i en elektrisk generator, i hvilken statorviklinger der genereres elektrisk energi, hvilket er det sidste nyttige produkt (råvare) af TPP -operationen.

Kondensatoren, som ikke kun giver lavt tryk nedstrøms for møllen, men også får dampen til at kondensere (bliver til vand), kræver en stor mængde koldt vand for at fungere. Dette er den tredje type "råmateriale", der leveres til TPP'er, og for TPP'ers funktion er det ikke mindre vigtigt end brændstof. Derfor bygges termiske kraftværker enten nær eksisterende naturlige vandkilder (flod, hav), eller der bygges kunstige kilder (køledam, luftkøletårne osv.).

Det største varmetab ved TPP'er opstår ved overførsel af kondensvarme til kølevandet, som derefter giver det til miljøet. Med kølevandets varme går mere end 50% af varmen tilført TPP med brændstof tabt. Det resulterer også i termisk forurening af miljøet.

En del af brændstoffets termiske energi forbruges inde i TPP enten i form af varme (f.eks. Til opvarmning af fyringsolie leveret til TPP i en tæt form i jernbanetanke) eller i form af elektricitet (f.eks. til at drive elmotorer i pumper til forskellige formål). Denne del af tabet kaldes egne behov.

Til normal drift af TPP, ud over "råvarer" (brændstof, kølevand, luft), kræves en masse andre materialer: olie til drift af smøresystemer, regulering og beskyttelse af møller, reagenser (harpikser) til rengøring af arbejdsvæsken, mange reparationsmaterialer.

Endelig serviceres kraftfulde TPP'er af et stort antal medarbejdere, der leverer den daglige drift, vedligeholdelse af udstyr, analyse af tekniske og økonomiske indikatorer, forsyning, ledelse osv. Groft kan vi antage, at der kræves 1 person pr. 1 MW installeret kapacitet, og derfor er personalet i en kraftfuld TPP flere tusinde mennesker. Ethvert kondenserende dampturbinekraftværk indeholder fire væsentlige elementer:

· en energikedel, eller simpelthen en kedel, til hvilken fødevand tilføres under højt tryk, brændstof og atmosfærisk luft til forbrænding. Forbrændingsprocessen finder sted i kedelovnen - brændstofets kemiske energi omdannes til varme og stråleenergi. Fødevandet strømmer gennem et rørsystem placeret inde i kedlen. Forbrændingsbrændstof er en kraftig varmekilde, som overføres til fødevandet. Sidstnævnte opvarmes til kogepunkt og fordamper. Den resulterende damp i den samme kedel er overophedet over kogepunktet. Denne damp med en temperatur på 540 ° C og et tryk på 13–24 MPa føres gennem en eller flere rørledninger til en dampturbine;

· En turbineenhed bestående af en dampturbine, en elektrisk generator og en exciter. En dampturbine, hvor damp ekspanderer til et meget lavt tryk (ca. 20 gange mindre end atmosfærisk), omdanner den potentielle energi, der komprimeres og opvarmes til en damp med høj temperatur, til kinetisk rotationsenergi for turbinrotoren. Turbinen driver en elektrisk generator, som konverterer generatorens rotors kinetiske rotationsenergi til elektrisk strøm. En elektrisk generator består af en stator, i hvilken de elektriske viklinger genereres strøm, og en rotor, som er en roterende elektromagnet, som drives af en exciter;

· Kondensatoren tjener til at kondensere dampen fra møllen og skabe et dybt vakuum. Dette tillader en meget betydelig reduktion i energiforbruget til den efterfølgende komprimering af det dannede vand og øger samtidig effektiviteten af dampen, dvs. få mere strøm fra dampen, der genereres af kedlen;

· fødepumpe til levering af fødevand til kedlen og skabelse af højt tryk foran møllen.

I STU'en over arbejdsvæsken udføres således en kontinuerlig cyklus med omdannelse af det forbrændte brændsels kemiske energi til elektrisk energi.

Ud over de anførte elementer indeholder en rigtig STU desuden et stort antal pumper, varmevekslere og andre enheder, der er nødvendige for at øge effektiviteten. Den teknologiske proces med at generere elektricitet ved et gasfyret TPP er vist i fig. 3.2.

Hovedelementerne i det betragtede kraftværk (figur 3.2) er et kedelanlæg, der producerer damp med høje parametre; en turbine- eller dampturbineenhed, som omdanner dampens varme til mekanisk rotationsenergi for turbineenhedens rotor og elektriske apparater (elektrisk generator, transformer osv.), hvilket sikrer elproduktion.

Kedelanlæggets hovedelement er kedlen. Gas til drift af kedlen leveres fra gasdistributionsstationen forbundet til hovedgasledningen (ikke vist på figuren) til gasfordelingspunktet (GRP) 1. Her reduceres trykket til flere atmosfærer, og det tilføres til brænderne 2 placeret i bunden af kedlen (sådanne brændere kaldes bundbrændere).

Ris. 3.2. Den teknologiske proces med at producere elektricitet ved en TPP, der kører på gas

Selve kedlen er en U-formet struktur med rektangulære gaskanaler. Den venstre del af den kaldes ildkassen. Den indre del af ovnen er gratis, og brændstof, i dette tilfælde gas, brænder i den. For at gøre dette tilføres varm luft kontinuerligt til brænderne af en særlig blæser 28, opvarmet i luftvarmeren 25. I fig. 3.2 viser en såkaldt roterende luftvarmer, hvis varmelagringspakning i første halvdel af omgangen opvarmes af røggasserne, og i anden halvdel af svingvarmen opvarmer den luften, der kommer fra atmosfæren. For at øge lufttemperaturen bruges recirkulation: en del af røggasserne, der forlader kedlen, en særlig recirkulationsventilator 29 leveres til hovedluften og blandes med den. Varm luft blandes med gas, og gennem kedlens brændere føres den ind i dens ovn - kammeret, hvori brændstoffet brændes. Ved brænding dannes en fakkel, som er en stærk kilde til strålingsenergi. Når brændstoffet forbrændes, omdannes dets kemiske energi således til faklens termiske og strålende energi.

Ovnens vægge er beklædt med skærme 19-rør, hvortil der tilføres fodervand fra økonomizer 24. Diagrammet viser en såkaldt engangskedel, i hvilken skærme der tilføres vand, der kun passerer gennem kedelrørsystemet én gang , opvarmes og fordamper og bliver til tør mættet damp. Tromlekedler er udbredt, i hvilke skærme der udføres flere cirkulationer af fødevand, og adskillelsen af damp fra kedelvandet finder sted i en tromle.

Rummet bag kedelovnen er ret tæt fyldt med rør, inden i hvilke damp eller vand bevæger sig. Udenfor vaskes disse rør af varme røggasser, som gradvist afkøles, når de bevæger sig mod skorstenen 26.

Tør mættet damp kommer ind i hovedoverhederen, der består af loft 20, skærm 21 og konvektive 22 elementer. I hovedoverhederen stiger temperaturen og dermed den potentielle energi. Damp med høj parameter, der opnås ved udløbet af den konvektive overvarmer, forlader kedlen og kommer ind i dampturbinen gennem en dampledning.

En kraftig dampturbine består normalt af flere, som det var, separate møller - cylindre.

Damp leveres til den første cylinder, en højtrykscylinder (HPC) 17, direkte fra kedlen, og derfor har den høje parametre (for SKD -møller - 23,5 MPa, 540 ° C, dvs. 240 ved / 540 ° C). Ved HPC's udløb er damptrykket 3–3,5 MPa (30–35 atm), og temperaturen er 300–340 ° C. Hvis dampen fortsatte med at ekspandere i turbinen længere fra disse parametre til trykket i kondensatoren, ville den blive så våd, at langvarig drift af turbinen ville være umulig på grund af erosiv slitage af dens dele i den sidste cylinder. Derfor returneres relativt kold damp fra HPC tilbage til kedlen til den såkaldte mellemoverhedning 23. I den kommer dampen igen under påvirkning af kedlens varme gasser, og dens temperatur stiger til den oprindelige temperatur ( 540 ° C). Den resulterende damp ledes til en mediumtrykscylinder (LPC) 16. Efter ekspansion i LPC til et tryk på 0,2-0,3 MPa (2-3 atm) kommer damp ind i en eller flere identiske lavtrykscylindre (LPC) 15.

Ved at ekspandere i turbinen roterer dampen således sin rotor forbundet til rotoren i den elektriske generator 14, i hvilken statorviklingerne genereres. Transformatoren øger sin spænding for at reducere tab i kraftledninger, overfører en del af den genererede energi til at drive TPP's egne behov og frigiver resten af elektriciteten til elsystemet.

Både kedlen og møllen kan kun fungere med en meget høj kvalitet af fødevand og damp, hvilket kun tillader ubetydelige blandinger af andre stoffer. Derudover er dampforbruget enormt (f.eks. I en 1200 MW kraftenhed fordamper mere end 1 ton vand på 1 s, passerer gennem turbinen og kondenserer). Derfor er den normale drift af kraftenheden kun mulig, når der oprettes en lukket cirkulationscyklus for et arbejdsmedium med høj renhed.

Dampen, der forlader turbinens LPC, kommer ind i kondensatoren 12 - en varmeveksler, gennem hvilken rør kølevand strømmer kontinuerligt, tilført af cirkulationspumpen 9 fra en flod, et reservoir eller en særlig køleindretning (køletårn).

Køletårnet er et armeret betonhult udstødningstårn (fig. 3.3) op til 150 m højt og med en udløbsdiameter på 40–70 m, hvilket skaber tyngdekraft for luften, der kommer ind nedenunder gennem de luftstyrende skærme.

En vandingsenhed (sprinkler) er installeret inde i køletårnet i en højde af 10–20 m. Luften, der bevæger sig opad, får nogle af dråberne (ca. 1,5–2%) til at fordampe, hvorved vandet fra kondensatoren afkøles og opvarmes i den. Det afkølede vand opsamles i bunden af bassinet, strømmer ind i det forreste kammer 10, og derfra tilføres det af cirkulationspumpen 9 til kondensatoren 12 (figur 3.2).

Ris. 3.3. Naturligt udkast til køletårndesign

Ris. 3.4. Udvendigt af køletårnet

Sammen med det cirkulerende vand anvendes vandforsyning med direkte strøm, hvor kølevand kommer ind i kondensatoren fra floden og ledes ud i det nedstrøms. Damp, der kommer fra turbinen til kondensatorens skalside, kondenserer og strømmer ned; Det resulterende kondensat ledes af en kondensatpumpe 6 gennem en gruppe af lavtryksregenerative varmeapparater (LPH) 3 til en aflufter 8. I en LPH stiger kondensattemperaturen på grund af kondensvandvarmen af damp, der tages fra turbinen. Dette gør det muligt at reducere brændstofforbruget i kedlen og øge effektiviteten af kraftværket. I aflufteren 8 sker afluftning - fjernelse af gasser opløst i det fra kondensatet, hvilket forstyrrer kedlens drift. Samtidig er udluftningstanken en beholder til kedelfodervand.

Fra udlufteren tilføres fødevand til en gruppe højtryksvarmere (HPH) af en fødepumpe 7, der drives af en elektrisk motor eller en speciel dampturbine.

Regenerativ opvarmning af kondensat i HDPE og LDPE er den vigtigste og meget rentable måde at øge effektiviteten af TPP'er. Dampen, der ekspanderede i turbinen fra indløbet til udsugningsrørledningen, udviklede en vis effekt, og efter at have trådt ind i regenereringsvarmeren, overførte den sin kondensvarme til fødevandet (og ikke kølevandet!), Forøgede dens temperatur og derved sparer brændstofforbrug i kedlen. Kedelfodervandstemperatur nedstrøms for HPH, dvs. før kedlen går ind, er den, afhængigt af de indledende parametre, 240–280 ° С. Således lukkes den teknologiske damp-vand-cyklus for omdannelse af brændstofets kemiske energi til den mekaniske rotationsenergi af turbinenhedens rotor.

CHP er et termisk kraftværk, der ikke kun producerer elektricitet, men også leverer varme til vores hjem om vinteren. Lad os se ved hjælp af eksemplet på kraftvarmeværket i Krasnoyarsk, hvordan næsten ethvert termisk kraftværk fungerer.

Der er 3 kraftvarmeværker i Krasnoyarsk, hvis samlede elektriske effekt kun er 1146 MW (til sammenligning har vores Novosibirsk CHP 5 alene en kapacitet på 1200 MW), men Krasnoyarsk CHP-3 var bemærkelsesværdig for mig, fordi stationen er nyt - ikke engang er der gået et år, da den første og indtil videre den eneste kraftenhed blev certificeret af systemoperatøren og taget i kommerciel drift. Derfor lykkedes det mig at fotografere en smuk station, der endnu ikke var støvet, og lære meget om kraftvarmepumpen.

I dette indlæg vil jeg ud over tekniske oplysninger om KrasHPP-3 afsløre selve driftsprincippet for næsten ethvert kraftvarmeværk.

1. Tre skorstene, den højeste af dem er 275 m høj, den næsthøjeste - 180 m

Forkortelsen CHPP indebærer i sig selv, at stationen ikke kun genererer elektricitet, men også varme (varmt vand, varme). Desuden er varmeproduktion måske endnu mere prioriteret i vores land kendt for hårde vintre.

2. Den installerede elektriske kapacitet i Krasnoyarsk CHPP-3 er 208 MW, og den installerede varmekapacitet er 631,5 Gcal / h

På en forenklet måde kan driftsprincippet for et kraftvarmeværk beskrives som følger:

Det hele starter med brændstof. Kul, gas, tørv, olieskifer kan fungere som brændstof på forskellige kraftværker. I vores tilfælde er dette brunkul i B2-kvalitet fra Borodinsky-gruben, der ligger 162 km fra stationen. Kul leveres med jernbane. En del af den opbevares, den anden del går langs transportører til kraftenheden, hvor selve kulet først knuses til støv og derefter føres ind i forbrændingskammeret - en dampkedel.

En dampkedel er en enhed til generering af damp med et tryk over atmosfærisk fra fødevandet, der kontinuerligt tilføres det. Dette skyldes den varme, der frigives under forbrænding af brændstof. Selve kedlen ser temmelig imponerende ud. På KrasTETs-3 er kedelhøjden 78 meter (bygning på 26 etager), og den vejer mere end 7000 tons.

6. Dampkedel EP-670, produceret i Taganrog. Kedelproduktivitet 670 tons damp i timen

Jeg lånte fra energoworld.ru et forenklet diagram over en dampkedel til et kraftværk, så du kan forstå dets design

1 - forbrændingskammer (ildkasse); 2 - vandret gasledning; 3 - konvektionsaksel; 4 - ovnsskærme; 5 - loftskærme; 6 - nedløbsrør; 7 - tromle; 8 - strålingskonvektiv supervarmer; 9 - konvektiv supervarmer; 10 - vandbesparende; 11 - luftvarmer; 12 - blæserblæser; 13 - bundsamlere af skærme; 14 - slagge kommode; 15 - kold krone; 16 - brændere. Diagrammet viser ikke en askeopsamler og et røgudblæser.

7. Set ovenfra

10. Kedeltromlen er tydeligt synlig. Tromlen er en cylindrisk vandret beholder med vand- og dampmængder, som er adskilt af en overflade kaldet fordampningsspejl.

På grund af sin høje dampkapacitet har kedlen udviklet varmeoverflader, både fordampende og overophedning. Dens ildkasse er prismatisk, firkantet med naturlig cirkulation.

Et par ord om princippet om kedeldrift:

Fødevand kommer ind i tromlen, passerer gennem økonomeren, gennem afløbsrørene sænker det sig ned i de nederste samlere af skærmene fra rørene, gennem disse rør stiger vandet og varmes derfor op, da en brænder brænder inde i ovnen. Vandet bliver til en damp-vand-blanding, en del af det kommer ind i de fjerntliggende cykloner, og den anden del går tilbage til tromlen. Og der, og der er en adskillelse af denne blanding i vand og damp. Dampen går ind i overhedningerne, og vandet gentager sin vej.

11. De afkølede røggasser (ca. 130 grader) forlader ovnen i de elektrostatiske udfældere. I elektrostatiske bundfald renses gasser fra aske, asken fjernes til askebortskaffelsesområdet, og de rensede røggasser går ud i atmosfæren. Den effektive grad af røggasrensning er 99,7%.
Billedet viser de samme elektrostatiske udfældere.

Ved at passere gennem overhedningerne opvarmes dampen til en temperatur på 545 grader og kommer ind i turbinen, hvor turbinrotoren roterer under sit tryk, og der genereres derfor elektricitet. Det skal bemærkes, at i kondenserende kraftværker (GRES) er vandcirkulationssystemet helt lukket. Al damp, der passerer gennem turbinen, afkøles og kondenseres. Endnu en gang forvandlet til en flydende tilstand genbruges vand. Og i vindmøllerne på en kraftvarme kommer ikke al dampen ind i kondensatoren. Dampudvinding udføres - produktion (brug af varm damp i enhver produktion) og opvarmning (varmtvandsforsyningsnet). Dette gør kraftvarmeværket økonomisk mere rentabelt, men det har sine ulemper. Ulempen ved kraftvarmeværker er, at de skal bygges tæt på slutforbrugeren. Varmeanlæg koster mange penge.

12. På Krasnoyarsk CHPP-3 bruges et system med teknisk vandforsyning med direkte strøm, hvilket gør det muligt at opgive brugen af køletårne. Det vil sige, at vand til afkøling af kondensatoren og brug i kedlen er taget direkte fra Yenisei, men før det gennemgår rensning og afsaltning. Efter brug vender vandet tilbage gennem kanalen tilbage til Yenisei og passerer gennem et diffust udledningssystem (blanding af opvarmet vand med koldt vand for at reducere termisk forurening af floden)

14. Turbogenerator

Jeg håber, at jeg formåede klart at beskrive princippet om kraftvarmefunktion. Nu lidt om selve KrasHPP-3.

Byggeriet af stationen begyndte tilbage i 1981, men som det sker i Rusland, på grund af Sovjetunionens sammenbrud og kriser, var det ikke muligt at bygge en kraftvarmeanlæg til tiden. Fra 1992 til 2012 fungerede stationen som et kedelhus - det opvarmede vand, men lærte kun at generere elektricitet den 1. marts sidste år.

Krasnoyarsk CHPP-3 tilhører Yenisei TGK-13. CHPP beskæftiger omkring 560 medarbejdere. På nuværende tidspunkt leverer Krasnoyarsk CHPP -3 varmeforsyning til industrielle virksomheder og bolig- og kommunalsektoren i det sovjetiske distrikt Krasnoyarsk - især Severny, Vzlyotka, Pokrovsky og Innokentievsky mikrodistrikter.

17.

19. CPU

20. Der er også 4 varmtvandskedler på KrasTETs-3

21. Kighul i ildkassen

23. Og dette foto er taget fra taget på motorenheden. Det store rør har en højde på 180 m, det mindre er røret i startfyrrummet.

24. Transformatorer

25. Som koblingsudstyr på KrasTETs-3 bruges et 220 kV gasisoleret lukket koblingsudstyr (ZRUE).

26. Inde i bygningen

28. Generelt billede af koblingsudstyret

29. Det er alt. Tak for opmærksomheden

En elektrisk station er et kompleks af udstyr designet til at omdanne energien fra enhver naturlig kilde til elektricitet eller varme. Der er flere typer af sådanne objekter. For eksempel bruges termiske kraftværker ofte til at generere elektricitet og varme.

Definition

Et TPP er et kraftværk, der bruger enhver form for fossilt brændstof som energikilde. Sidstnævnte kan bruges, for eksempel olie, gas, kul. Termiske komplekser er i øjeblikket den mest almindelige type kraftværk i verden. Populariteten af termiske kraftværker forklares primært af tilgængeligheden af fossilt brændstof. Olie, gas og kul findes i mange dele af verden.

TPP er (afkodning med Den samme forkortelse ligner et "termisk kraftværk"), blandt andet et kompleks med en ret høj effektivitet. Afhængigt af den anvendte type møller kan denne indikator på stationer af denne type være lig med 30-70%.

Hvad er typerne af TPP

Stationer af denne type kan klassificeres efter to hovedkriterier:

aftale;
type installationer.

I det første tilfælde skelnes der mellem GRES og CHPP.Et statsdistriktskraftværk er en station, der opererer ved at rotere en turbine under et kraftigt tryk fra en dampstråle. Afkodningen af forkortelsen GRES - statens regionale kraftværk - har nu mistet sin relevans. Derfor kaldes sådanne komplekser ofte også KES. Denne forkortelse står for "kondenserende kraftværk".

Kraftvarmeanlæg er også en ret almindelig type termisk kraftværk. I modsætning til GRES er sådanne stationer ikke udstyret med kondenseringsturbiner, men med kraftvarmeanlæg. Kraftvarmeværket står for "varme- og kraftværk".

Ud over kondenserings- og varmeanlæg (dampturbine) kan følgende typer udstyr bruges til TPP'er:

damp og gas.

TPP og CHP: forskelle

Folk forvirrer ofte de to. CHPP er faktisk, som vi fandt ud af, en af de typer TPP'er. Denne station adskiller sig primært fra andre typer TPPen del af den varmeenergi, den genererer, går til kedler installeret i lokalerne for at opvarme dem eller for at skaffe varmt vand.

Også folk forvirrer ofte navnene på vandkraftværker og statlige distriktskraftværker. Dette skyldes primært ligheden mellem forkortelser. Det vandkraftværk er imidlertid fundamentalt forskelligt fra statens distriktskraftværk. Begge disse typer stationer bygges på floder. På et vandkraftværk er det i modsætning til et statsdistriktskraftværk ikke damp, der bruges som energikilde, men direkte selve vandstrømmen.

Hvad er kravene til TPP

TPP er et termisk kraftværk, hvor elproduktion og forbrug udføres samtidigt. Derfor skal et sådant kompleks fuldt ud overholde en række økonomiske og teknologiske krav. Dette vil sikre uafbrudt og pålidelig forsyning af elektricitet til forbrugerne. Så:

TPP -lokaler skal have god belysning, ventilation og luftning;
luften inde i og omkring planten skal beskyttes mod forurening med faste partikler, nitrogen, svovloxid osv.
vandforsyningskilder bør omhyggeligt beskyttes mod indtrængning af spildevand i dem;
vandbehandlingssystemer på stationer skal være udstyretaffaldsfrit.

Princippet om drift af TPP

TPP er et kraftværk, hvor forskellige typer møller kan bruges. Dernæst vil vi overveje funktionsprincippet for en TPP ved hjælp af eksemplet på en af dens mest almindelige typer - TPP. Elproduktion udføres på sådanne stationer i flere faser:

Brændstof og oxidationsmiddel tilføres kedlen. Kulstøv bruges normalt som det første i Rusland. Nogle gange kan tørv, fyringsolie, kul, olieskifer, gas også tjene som brændstof til kraftvarmeprodukter. I dette tilfælde fungerer opvarmet luft som et oxidationsmiddel.

Dampen, der dannes som følge af forbrænding af brændstof i kedlen, kommer ind i turbinen. Formålet med sidstnævnte er at omdanne dampenergi til mekanisk energi.

Turbinens roterende aksler overfører energi til generatorens aksler, som omdanner den til elektrisk energi.

Den afkølede og tabte del af energien i turbinen, damp kommer ind i kondensatoren.Her bliver det til vand, som føres gennem varmeapparaterne til aflufteren.

Deae Det behandlede vand opvarmes og leveres til kedlen.

Fordele ved TPP

En TPP er derfor et anlæg, hovedtypen af udstyr, som er møller og generatorer. Fordelene ved sådanne komplekser omfatter først og fremmest:

de lave konstruktionsomkostninger i sammenligning med de fleste andre typer kraftværker;
billigheden af det anvendte brændstof;
lave omkostninger ved elproduktion.

Et stort plus ved sådanne stationer er også, at de kan bygges ethvert ønsket sted, uanset tilgængelighed af brændstof. Kul, fyringsolie osv. Kan transporteres til stationen ad vej eller jernbane.

En anden fordel ved TPP'er er, at de indtager et meget lille område i forhold til andre plantetyper.

Ulemper ved TPP

Sådanne stationer har naturligvis mere end blot fordele. De har også en række ulemper. TPP'er er komplekser, der desværre er meget forurenende for miljøet. Stationer af denne type kan smide enorme mængder sod og røg op i luften. Ulemperne ved TPP'er inkluderer også høje driftsomkostninger i sammenligning med vandkraftværker. Desuden er alle former for brændstof, der bruges på sådanne stationer, uerstattelige naturressourcer.

Hvilke andre typer termiske kraftværker findes

Ud over dampturbine -kraftvarmeanlæg og KES (GRES) opererer følgende stationer på Ruslands område:

Gasturbine (GTPP). I dette tilfælde kører møllerne ikke på damp, men på naturgas. Brændselsolie eller dieselolie kan også bruges som brændstof på sådanne stationer. Effektiviteten af sådanne stationer er desværre ikke for høj (27 - 29%). Derfor bruges de hovedsageligt kun som backupkilder til elektricitet eller beregnet til at levere spænding til netværket af små bosættelser.

Gasturbine med kombineret cyklus (PGPP). Effektiviteten af sådanne kombinerede anlæg er cirka 41 - 44%. Både gas- og dampturbiner sender energi til generatoren i systemer af denne type. Ligesom kraftvarmeanlæg kan kraftværker ikke kun bruges til selv at producere elektricitet, men også til at opvarme bygninger eller forsyne forbrugerne med varmt vand.

Stationseksempler

Så ethvert objekt kan betragtes som tilstrækkeligt produktivt og til en vis grad endda et universelt objekt. I TPP, kraftværk. Eksempler på sådanne komplekser er præsenteret i nedenstående liste.

Belgorodskaya CHPP. Kapaciteten på denne station er 60 MW. Dens møller kører på naturgas.

Michurinskaya CHPP (60 MW). Denne facilitet er også placeret i Belgorod -regionen og kører på naturgas.

Cherepovets GRES. Komplekset ligger i Volgograd -regionen og kan fungere på både gas og kul. Kapaciteten på denne station er så meget som 1.051 MW.

Lipetsk CHP-2 (515 MW). Drives af naturgas.

CHP-26 Mosenergo (1800 MW).

Cherepetskaya GRES (1735 MW). Kilden til brændstof til møllerne i dette kompleks er kul.

I stedet for en konklusion

Således fandt vi ud af, hvad termiske kraftværker er, og hvilke typer af sådanne objekter der findes. For første gang blev et kompleks af denne type bygget for meget længe siden - i 1882 i New York. Et år senere begyndte et sådant system at fungere i Rusland - i Skt. Petersborg. I dag er TPP'er en type kraftværker, der tegner sig for omkring 75% af al el produceret i verden. Og sandsynligvis, på trods af en række ulemper, vil stationer af denne type forsyne befolkningen med elektricitet og varme i lang tid fremover. Sådanne komplekser har trods alt en størrelsesorden flere fordele end ulemper.

Kombineret varme- og kraftværk (Kraftvarme)

De mest udbredte termiske kraftværker er i Sovjetunionen. De første varmeledninger blev lagt fra kraftværkerne i Leningrad og Moskva (1924, 1928). Siden 30'erne. design og konstruktion af et kraftvarmeværk med en kapacitet på 100-200 Mw. Ved udgangen af 1940 nåede kapaciteten på alle driftende kraftvarmeværker 2 GW,årlig varmeforsyning - 10 8 Hj, og længden af varmeanlæg (Se Varmenetværk) - 650 km. I midten af 70'erne. kraftvarmens samlede elektriske kapacitet er omkring 60 GW(med kraftværkernes samlede kapacitet Kombineret varme- og kraftværk 220 og termiske kraftværker Kombineret varme- og kraftværk 180 GW). Den årlige elproduktion ved kraftvarme når 330 mia. kWh, varmeforsyning - 4․10 9 Gj; kapacitet af individuelle nye kraftvarmeværker - 1,5-1,6 GW med varmefrigivelse op til (1,6-2,0) ․10 4 Gj; specifik strømproduktion under forsyningen 1 Gj varme - 150-160 kWh Specifikt forbrug af ækvivalent brændstof til produktion 1 kWh el gennemsnit 290 G(mens ved statens distrikts kraftværk - 370 G); det laveste gennemsnitlige årlige specifikke forbrug af ækvivalent brændstof ved kraftvarme er omkring 200 g / kWh(i bedste GRES - omkring 300 g / kWh). Et sådant lavere (i sammenligning med GRES) specifikt brændstofforbrug forklares ved den kombinerede produktion af energi af to typer ved hjælp af varmen fra udstødningsdampen. I Sovjetunionen giver termiske kraftværker besparelser på op til 25 mio. Tækvivalent brændstof om året (Kombineret varme- og kraftværk 11% af alt brændstof, der bruges til elproduktion).

Oplyst: Sokolov E. Ya., Varme- og varmenetværk, M., 1975; Ryzhkin V. Ya., Termiske kraftværker, M., 1976.

V. Ya. Ryzhkin.

Store sovjetiske encyklopædi. - M.: Sovjetisk encyklopædi. 1969-1978 .

Synonymer:

Se, hvad "Kombineret varme og kraft" er i andre ordbøger:

- (kraftvarmeproduktion), et dampmølle-termisk kraftværk, der genererer og leverer til forbrugerne samtidigt 2 energityper: elektrisk og termisk (i form af varmt vand, damp). I Rusland når kapaciteten på individuelle kraftvarmeværker 1,5 1,6 GW med en ferie i timen ... ... Moderne encyklopædi

- (kraftvarmeproduktion), et termisk kraftværk, der ikke kun genererer elektrisk energi, men også varme leveret til forbrugerne i form af damp og varmt vand ... Stor encyklopædisk ordbog

TEPLOELEKTROCENTRAL, i, koner. Termisk kraftværk, der genererer elektricitet og varme (varmt vand, damp) (kraftvarmeproduktion). Ozhegovs forklarende ordbog. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 ... Ozhegovs forklarende ordbog Big Polytechnic Encyclopedia

CHP 26 (Yuzhnaya CHP) i Moskva ... Wikipedia