Climate Analytics blijft volhouden dat steenkoolenergie in Europa in 2030 moet zijn geëlimineerd - anders haalt de EU de doelen van het klimaatakkoord van Parijs niet. Maar welke stations moet je als eerste sluiten? Er worden twee benaderingen voorgesteld - ecologisch en economisch. "Zuurstof.LEVEN" nam een ​​kijkje bij de grootste kolengestookte thermische centrales in Rusland, die niemand gaat sluiten.

Over tien jaar sluiten

Climate Analytics blijft volhouden dat de EU-landen, om de doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs te halen, bijna alle werkende kolencentrales zullen moeten sluiten. De energiesector in Europa heeft behoefte aan volledige decarbonisatie, aangezien een aanzienlijk deel van de totale uitstoot van broeikasgassen (BKG) in de EU wordt gegenereerd in steenkoolenergie. Daarom is het uitfaseren van steenkool in deze industrie een van de meest kosteneffectieve methoden om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, en dergelijke acties zullen ook aanzienlijke voordelen opleveren op het gebied van luchtkwaliteit, volksgezondheid en energiezekerheid.

Nu zijn er in de EU meer dan 300 elektriciteitscentrales met 738 kolengestookte elektriciteitscentrales. Natuurlijk zijn ze geografisch niet gelijkmatig verdeeld. Maar over het algemeen leveren steenkool en bruinkool (bruinkool) een kwart van alle elektriciteitsopwekking in de EU. De EU is het meest afhankelijk van steenkool: Polen, Duitsland, Bulgarije, Tsjechië en Roemenië. Duitsland en Polen zijn goed voor 51% van de geïnstalleerde kolencapaciteit in de EU en 54% van de broeikasgasemissies van kolenenergie in heel het verenigde Europa. Tegelijkertijd zijn er in zeven EU-landen geen kolengestookte thermische centrales.

“Het voortdurende gebruik van steenkool voor energieopwekking is onverenigbaar met de uitvoering van het doel om de uitstoot van broeikasgassen drastisch te verminderen. Daarom moet de EU een strategie ontwikkelen om steenkool sneller uit te faseren dan nu het geval is”, vat Climate Analytics samen. Anders zal de totale uitstoot van de EU tegen 2050 met 85% toenemen. Uit simulaties van Climate Analytics blijkt dat 25% van de momenteel werkende kolencentrales tegen 2020 gesloten moet zijn. Over nog eens vijf jaar is het noodzakelijk om 72% van de thermische centrales te sluiten en tegen 2030 volledig van steenkoolenergie af te komen.

De belangrijkste vraag is: hoe doe je dat? Volgens Climate Analytics is "de cruciale vraag welke criteria moeten worden gebruikt om te bepalen wanneer deze of die TPP's moeten worden gesloten? Vanuit het oogpunt van de atmosfeer van de aarde zijn de criteria niet relevant, aangezien de uitstoot van broeikasgassen in het juiste tempo zal afnemen. Maar vanuit het oogpunt van politici, ondernemers en andere belanghebbenden is het ontwikkelen van dergelijke criteria een cruciaal moment in de besluitvorming.”

Climate Analytics biedt twee mogelijke strategieën om het gebruik van steenkool voor energieopwekking te elimineren. De eerste is om eerst die TPP's af te sluiten die toonaangevend zijn op het gebied van BKG-emissies. De tweede strategie is om de fabrieken met de minste bedrijfswaarde te sluiten. Voor elk van de strategieën is een interessante infographic gemaakt, die laat zien hoe het gezicht van de EU in de loop van de jaren na de sluiting van kolencentrales zal veranderen. In het eerste geval worden Polen, Tsjechië, Bulgarije en Denemarken aangevallen. In de tweede - ook Polen en Denemarken.

Er is geen eenheid

Climate Analytics heeft ook de sluitingsjaren voor alle 300 stations uitgezet volgens twee strategieën. Het is gemakkelijk in te zien dat deze jaren aanzienlijk verschillen van de perioden van gebruik van deze stations in de gebruikelijke modus (de zogenaamde BAU - businnes as usual). Zo kan het grootste station van Europa, Belchatow in Polen (met een capaciteit van meer dan 4,9 GW) minstens tot 2055 draaien; terwijl wordt voorgesteld om het tegen 2027 te sluiten - dezelfde deadline voor elk scenario.

Over het algemeen zijn het precies vijf Poolse thermische centrales die rustig kunnen roken tot de jaren 2060 die Climate Analytics voorstelt om drie tot vier decennia eerder dan gepland te sluiten. Polen, wiens energie-industrie voor 80% afhankelijk is van steenkool, zal waarschijnlijk niet tevreden zijn met een dergelijke ontwikkeling van gebeurtenissen (denk eraan, dit land zal zelfs de klimaatverplichtingen die het door de EU zijn opgelegd voor de rechtbank aanvechten). Nog vijf stations uit de Top 20 zijn in het VK; acht in Duitsland. Ook in de top twintig voor sluiting - twee thermische centrales in Italië.

Tegelijkertijd zou de Britse Fiddler's Ferry (met een capaciteit van 2 GW) al in 2017 moeten zijn gesloten, en de rest van de Britse thermische centrales, zoals aangegeven door de regering van dit land, tegen 2025. Dat wil zeggen, alleen in dit land kan het proces relatief pijnloos zijn. alles kan zich uitstrekken tot 2030, de uitvoering van de twee strategieën zal verschillen afhankelijk van de specifieke kenmerken van het land (er zijn kolenmijnregio's). tegen 2020 moeten worden uitgefaseerd, voornamelijk vanwege de aanzienlijke uitstoot.

Hernieuwbare energiebronnen moeten steenkool vervangen. Het verlagen van de kosten van zonne- en windopwekking is een belangrijke trend die moet worden ondersteund en ontwikkeld, aldus Climate Analytics. HEB kan worden gebruikt om de energiesector te transformeren, onder meer door nieuwe banen te creëren (niet alleen in de industrie zelf, maar ook bij de productie van apparatuur). Die onder meer het vrijgekomen personeel uit de kolenenergiesector in dienst kunnen nemen.

Climate Analytics geeft echter toe dat er in Europa geen eenheid is over kolen. Terwijl sommige landen de productie aanzienlijk hebben verminderd en hebben aangekondigd dit type brandstof in de komende 10 tot 15 jaar volledig af te stoten (waaronder bijvoorbeeld het VK, Finland en Frankrijk), bouwen andere landen of zijn ze van plan om nieuwe kolencentrales te bouwen. gestookte elektriciteitscentrales (Polen en Griekenland). “Europa besteedt veel aandacht aan milieukwesties, maar het zal nauwelijks mogelijk zijn om de kolenproductie snel te verlaten. Ten eerste is het nodig om vervangende capaciteiten in gebruik te nemen, omdat zowel de bevolking als de economie behoefte hebben aan warmte en licht. Dit is des te belangrijker omdat eerder is besloten om een ​​aantal kerncentrales in Europa te sluiten. Er zullen sociale problemen ontstaan, het zal nodig zijn om een ​​deel van de medewerkers van de stations zelf om te scholen, een aanzienlijk aantal banen in verschillende industrieën zullen verdwijnen, wat ongetwijfeld de spanning in de samenleving zal vergroten. De sluiting van kolencentrales zal ook gevolgen hebben voor de budgetten, aangezien er geen significante groep belastingbetalers zal zijn en de operationele indicatoren van de bedrijven die hen voorheen goederen en diensten leverden, aanzienlijk zullen afnemen. Als er een oplossing mogelijk is, kan deze bestaan ​​in een langdurige afwijzing van de opwekking van steenkool, terwijl we blijven werken aan het verbeteren van technologieën om de uitstoot van steenkoolverbranding te verminderen, de milieusituatie bij kolengestookte elektriciteitscentrales te verbeteren, "- zegt bij deze gelegenheid Dmitry Baranov, vooraanstaand expert van Finam Management Management Company.

Top-20 kolencentrales in Europa, die volgens Climate Analytics gesloten moeten worden

Wat hebben we?

Het aandeel van thermische opwekking in de structuur van elektriciteitsopwekking in Rusland is meer dan 64%, in de structuur van de geïnstalleerde capaciteit van UES-centrales - meer dan 67%. In de TOP-10 grootste thermische centrales in het land werken echter slechts twee stations op steenkool - Reftinskaya en Ryazanskaya; in het algemeen is thermische energie in Rusland gas. “Rusland heeft een van de beste brandstofbalansstructuren ter wereld. We gebruiken slechts 15% van de steenkool voor de productie van energie. Gemiddeld in de wereld is dit cijfer 30-35%. In China - 72%, in de VS en Duitsland - 40%. De taak om het aandeel niet-koolstofbronnen terug te brengen tot 30% wordt in Europa actief nagestreefd. In Rusland is dit programma in feite al geïmplementeerd, "- zei het hoofd van het ministerie van Energie van de Russische Federatie Alexander Nova sprak eind februari tijdens de panelsessie "Groene economie als vector van ontwikkeling" op het Russian Investment Forum 2017 in Sochi.

Het aandeel van kernenergie in de totale energiebalans van het land is 16-17%, hydro-elektrische opwekking - 18%, gas is goed voor ongeveer 40%. Volgens het Instituut voor Energieonderzoek van de Russische Academie van Wetenschappen is steenkool bij de elektriciteitsopwekking al lang actief vervangen door gas en atoomenergie, en het snelst in het Europese deel van Rusland. De grootste kolengestookte thermische centrales bevinden zich echter in het centrum en in de Oeral. Maar als je het beeld in de energiesector bekijkt in de context van regio's, in plaats van individuele stations, zal het beeld anders zijn: de meeste "kolen"-regio's bevinden zich in Siberië en het Verre Oosten. De structuur van territoriale energiebalansen hangt af van het niveau van vergassing: in het Europese deel van Rusland is het hoog, en in Oost-Siberië en daarbuiten is het laag. Steenkool wordt in de regel als brandstof gebruikt in stedelijke warmte- en krachtcentrales, waar niet alleen elektriciteit, maar ook warmte wordt opgewekt. Daarom is de opwekking in grote steden (zoals Krasnoyarsk) volledig gebaseerd op kolenbrandstof. Over het algemeen is het aandeel van thermische centrales in de IES van Siberië momenteel alleen al goed voor 60% van de elektriciteitsopwekking - dit is ongeveer 25 GW aan "kolen" -capaciteit.

Wat betreft hernieuwbare energiebronnen, het aandeel van dergelijke bronnen in de energiebalans van de Russische Federatie is nu goed voor een symbolische 0,2%. "We zijn van plan om 3% te bereiken - tot 6.000 MW dankzij verschillende ondersteuningsmechanismen", maakte Novak een voorspelling. Rosseti geeft optimistischere voorspellingen: de geïnstalleerde capaciteit van hernieuwbare energiebronnen in Rusland tegen 2030 kan groeien met 10 GW. Een mondiale herstructurering van de energiebalans in ons land wordt echter niet verwacht. “Volgens voorspellingen zullen er in 2050 ongeveer 10 miljard mensen op de wereld zijn. Nu al hebben ongeveer 2 miljard mensen geen toegang tot energiebronnen. Stel je voor wat de menselijke behoefte aan energie over 33 jaar zal zijn, en hoe hernieuwbare energie zich zou moeten ontwikkelen om aan alle vraag te voldoen, "- zo bewijst Alexander Novak de levensvatbaarheid van traditionele energie.

"Het is zeker geen kwestie van" steenkool opgeven "in Rusland, vooral omdat het volgens de energiestrategie tot 2035 gepland is om het aandeel van steenkool in de energiebalans van het land te vergroten," herinnert eraan Dmitry Baranov van UK Finam Management. - Samen met olie en gas is steenkool een van de belangrijkste mineralen op aarde, en Rusland, als een van de grootste landen ter wereld in termen van reserves en productie, is eenvoudigweg verplicht om de nodige aandacht te besteden aan de ontwikkeling van deze industrie. In 2014 presenteerde Novak op een bijeenkomst van de Russische regering een programma voor de ontwikkeling van de kolenindustrie in Rusland tot 2030. Het richt zich op de oprichting van nieuwe kolenmijncentra, voornamelijk in Siberië en het Verre Oosten, verbetering van het wetenschappelijk en technisch potentieel in de industrie, evenals de implementatie van projecten in de steenkoolchemie ”.

De grootste kolengestookte TPP's in Rusland

Reftinskaya GRES (Enel Rusland)

Het is de grootste kolengestookte thermische centrale in Rusland (en de tweede in de top 10 van thermische centrales in het land). Gelegen in de regio Sverdlovsk, 100 km ten noordoosten van Yekaterinburg en 18 km van Asbest.
Geïnstalleerd elektrisch vermogen - 3800 MW.
Geïnstalleerde warmtecapaciteit - 350 Gcal / h.
Levert stroomvoorziening aan industriële gebieden in de regio's Sverdlovsk, Tyumen, Perm en Chelyabinsk.
De bouw van de energiecentrale begon in 1963, de eerste krachtbron werd gelanceerd in 1970 en de laatste in 1980.

Ryazanskaya GRES (OGK-2)

Vijfde in de top 10 van grootste thermische centrales in Rusland. Werkt op kolen (eerste trap) en aardgas (tweede trap). Gelegen in Novomichurinsk (regio Ryazan), 80 km ten zuiden van Ryazan.
Geïnstalleerd elektrisch vermogen (samen met GRES-24) - 3.130 MW.
Geïnstalleerd thermisch vermogen - 180 Gcal / uur.
De bouw begon in 1968. De eerste krachtbron werd in 1973 in gebruik genomen, de laatste op 31 december 1981.

Novocherkasskaya GRES (OGK-2)

Gelegen in het microdistrict Donskoy in Novocherkassk (regio Rostov), ​​53 km ten zuidoosten van Rostov aan de Don. Aangedreven door gas en kolen. De enige thermische elektriciteitscentrale in Rusland die gebruik maakt van lokaal afval van kolenwinning en kolenvoorbereiding - antracietmijn.
Geïnstalleerd elektrisch vermogen - 2.229 MW.
Geïnstalleerd thermisch vermogen - 75 Gcal / uur.
De bouw begon in 1956. De eerste krachtbron werd in 1965 in gebruik genomen, de laatste - de achtste - in 1972.

Kashirskaya GRES ("InterRAO")

Gelegen in Kashira (regio Moskou).
Aangedreven door kolen en aardgas.
Geïnstalleerd elektrisch vermogen - 1910 MW.
Geïnstalleerde warmtecapaciteit - 458 Gcal / h.
In gebruik genomen in 1922 volgens het GOELRO plan. In de jaren zestig vond een grootschalige modernisering van het station plaats.
Het is de bedoeling dat de poederkoolcentrales nr. 1 en nr. 2 in 2019 buiten bedrijf worden gesteld. Tegen 2020 wacht hetzelfde lot nog vier krachtbronnen die op gasolie werken. Alleen de modernste unit nr. 3 met een vermogen van 300 MW blijft in bedrijf.

Primorskaya GRES (RAO ES van het Oosten)

Gelegen in Luchegorsk (Primorsky-gebied).
De krachtigste thermische centrale in het Verre Oosten. Werkt op de kolen van de Luchegorsk kolenmijn. Levert het grootste deel van het energieverbruik van Primorye.
Geïnstalleerd elektrisch vermogen - 1467 MW.
Geïnstalleerde warmtecapaciteit - 237 Gcal / uur.
De eerste krachtbron van het station werd in 1974 in gebruik genomen, de laatste in 1990. De GRES bevindt zich praktisch "aan boord" van een kolenmijn - nergens anders in Rusland is een elektriciteitscentrale zo dicht bij een brandstofbron gebouwd.

Troitskaja GRES (OGK-2)

Gelegen in Troitsk (regio Tsjeljabinsk). Gunstig gelegen in de industriële driehoek Yekaterinburg - Chelyabinsk - Magnitogorsk.
Geïnstalleerd elektrisch vermogen - 1.400 MW.
Geïnstalleerde warmtecapaciteit - 515 Gcal / uur.
De eerste fase van het station werd gelanceerd in 1960. Apparatuur van de tweede trap (voor 1200 MW) werd in 1992-2016 buiten gebruik gesteld.
In 2016 werd een unieke poederkoolcentrale nr. 10 met een vermogen van 660 MW in gebruik genomen.

Gusinozerskaya GRES ("InterRAO")

Het is gevestigd in Gusinoozersk (Republiek Boerjatië) en levert elektriciteit aan consumenten in Boerjatië en aangrenzende regio's. De belangrijkste brandstof voor het station is bruinkool uit de Okino-Klyuchevsky dagbouwmijn en de Gusinoozyorsky-afzetting.
Geïnstalleerd elektrisch vermogen - 1160 MW.
Geïnstalleerde warmtecapaciteit - 224,5 Gcal / h.
Van 1976 tot 1979 werden vier krachtbronnen van de eerste trap in gebruik genomen. De ingebruikname van de tweede fase begon in 1988 met de lancering van krachtbron nr. 5.

Tot gisteren waren in mijn gedachten alle kolencentrales ongeveer hetzelfde en vertegenwoordigden ze de ideale set horrorfilms. Met door de tijd zwartgeblakerde constructies, ketels, turbines, miljoenen verschillende pijpen en hun geraffineerde verwevenheid met een royale laag zwart kolenstof. Zeldzame arbeiders, meer als mijnwerkers, repareren in de slechte verlichting van groene gaslampen enkele complexe eenheden, hier en daar sissend, sissende wolken van stoom en rook, dikke plassen donkergekleurde slurry die op de vloer werden gemorst, overal iets druppelends . Zo zag ik kolencentrales en dacht dat hun eeuw al voorbij was. Gas is de toekomst, dacht ik.

Het blijkt helemaal niet. Gisteren bezocht ik de nieuwste kolencentrale van de Cherepetskaya GRES in de regio Tula. Het blijkt dat moderne kolencentrales helemaal niet vuil zijn en dat de rook uit hun schoorstenen niet dik of zwart is.

1. Cherepetskaya GRES is de eerste krachtige uin Europa. Het station bevindt zich in de stad Suvorov aan de rivier de Cherepet. De locatie voor de energiecentrale werd gekozen op basis van twee criteria: enerzijds niet ver van de mijnen van het kolenbekken van de regio Moskou, anderzijds relatief dicht bij elektriciteitsverbruikers in de Moskou, Tula, Oryol, Bryansk en Kaloega-regio's.

Een paar woorden over het werkingsprincipe van de GRES (met dank aan Wikipedia):

Met behulp van pompen worden water, brandstof en atmosferische lucht onder hoge druk aan de ketel toegevoerd. Het verbrandingsproces vindt plaats in de keteloven - de chemische energie van de brandstof wordt omgezet in warmte. Het water stroomt door een leidingsysteem dat zich in de ketel bevindt.

(Foto van een gasketel uit het rapport c)

Verbrandingsbrandstof is een krachtige warmtebron, overgebracht naar water, dat tot het kookpunt wordt verwarmd en verdampt. De resulterende stoom in dezelfde ketel wordt oververhit boven het kookpunt, tot ongeveer 540 ° C, en onder hoge druk van 13-24 MPa wordt via een of meerdere pijpleidingen naar de stoomturbine gevoerd.

De stoomturbine, de generator en de bekrachtiger vormen de hele turbine-eenheid. In een stoomturbine zet stoom uit tot een zeer lage druk (ongeveer 20 keer minder dan atmosferisch), en de potentiële energie van de gecomprimeerde en tot een hoge temperatuur verwarmde stoom wordt omgezet in kinetische energie van de rotatie van de turbinerotor. De turbine zet een elektrische generator in beweging, die de kinetische rotatie-energie van de generatorrotor omzet in elektrische stroom.

2. Volgens de ontwerpbeslissing werd de bouw van de derde fase uitgevoerd binnen de grenzen van de bestaande Cherepetskaya GRES, waardoor het mogelijk werd om de industriële infrastructuur van het station gedeeltelijk te gebruiken om de werking van nieuwe apparatuur te garanderen. Het starterscomplex omvat het hoofdgebouw, de stationsunit, brandstoftoevoer- en slakverwijderingsinstallaties, technische watervoorzienings- en waterbehandelingsinstallaties en zuiveringsinstallaties.

3. Wateropname wordt rechtstreeks vanuit het Cherepetsk-reservoir uitgevoerd.

4. Water ondergaat een chemische behandeling en diepe ontzilting, zodat afzettingen op de interne oppervlakken van apparatuur niet verschijnen in stoomketels en turbines.

5. Steenkool en stookolie worden per spoor naar het station gebracht.

6. Wagons met kolen worden gelost door autodumpers, vervolgens wordt de kolen getransporteerd naar een open kolenopslag, waar het wordt verdeeld en gestookt door laadkranen in de eerste en tweede fase, bij de derde wordt het verdeeld door bulldozers en gebakken door een roterende graafmachine.

7. Zo komt de steenkool in de secties van de breekinstallatie voor het voorbereidend breken van steenkool en aansluitende verpulvering. Steenkool wordt in de ketel zelf toegevoerd in de vorm van een mengsel van kolenstof en lucht.

9. De ketelinstallatie bevindt zich in de stookruimte van het hoofdgebouw. De ketel zelf is iets briljants. Een enorm complex mechanisme zo hoog als een gebouw van 10 verdiepingen.

13. Je kunt voor altijd door de labyrinten van de ketelinstallatie lopen. De tijd voor het filmen was twee keer op, maar het was onmogelijk om jezelf los te rukken van deze industriële schoonheid!

15. Galerijen, liftschachten, looppaden, trappen en bruggen. In een woord - spatie)

16. De zonnestralen verlichtten Vitalik, klein tegen de achtergrond van alles wat er gebeurde derwisjv , en ik dacht onwillekeurig dat al deze complexe gigantische structuren door de mens waren uitgevonden en gebouwd. Zo'n kleine man vond ovens van tien verdiepingen uit om op industriële schaal elektriciteit te produceren uit een mineraal.

17. Schoonheid!

19. Achter de wand van de ketelinstallatie bevindt zich een turbinekamer met turbinegeneratoren. Nog een gigantische kamer, ruimer.

20. Gisteren werd krachtcentrale nr. 9 plechtig in gebruik genomen, wat de laatste fase was van het Cherepetskaya GRES-uitbreidingsproject. Het project omvatte de bouw van twee moderne kolengestookte elektriciteitscentrales met elk een vermogen van 225 MW.

21. Gegarandeerd elektrisch vermogen van de nieuwe krachtbron - 225 MW;
Elektrisch rendement - 37,2%;
Specifiek verbruik van equivalente brandstof voor stroomopwekking is 330 gt/kW*h.

23. De belangrijkste uitrusting omvat twee stoomcondensatieturbines vervaardigd door OJSC Power Machines en twee keteleenheden vervaardigd door OJSC EMAlliance. De belangrijkste brandstof van de nieuwe krachtbron is Kuznetsk-steenkool van de DG-klasse

24. Bedieningspaneel.

25. De krachtbronnen zijn uitgerust met het eerste op de Russische markt geïntegreerde droge stof-ontzwavelingssysteem van rookgassen met elektrostatische filters.

26. Schoorsteen 120 meter hoog.

27. Bloktransformator.

28. ORU.

29. De ingebruikname van een nieuwe elektriciteitscentrale zal het mogelijk maken om verouderde koleninstallaties van de eerste fase buiten gebruik te stellen zonder het volume van de elektriciteitsopwekking en de totale geïnstalleerde capaciteit van het station te verminderen.

30. Samen met de nieuwe krachtbron zijn twee koeltorens van 87 meter gebouwd als onderdeel van het servicewatervoorzieningssysteem, dat een grote hoeveelheid koud water levert om de turbinecondensors te koelen.

31. Zeven overspanningen van 12 meter. Van onderaf lijkt deze hoogte niet zo ernstig.

33. Boven in de schoorsteen was het zowel warm als koel tegelijk. De camera was constant aan het beslaan.

34. Uitzicht vanaf de koeltoren naar de derde trap met twee nieuwe power units. De nieuwe elektriciteitscentrales van het station zijn zo ontworpen dat ze de uitstoot van verontreinigende stoffen aanzienlijk verminderen, de stofemissie verminderen bij het werken in een kolenmagazijn, de hoeveelheid verbruikt water verminderen en ook de mogelijkheid van milieuvervuiling door afvalwater elimineren.

36. In de koeltoren bleek alles vrij eenvoudig en saai te zijn)

38. Op de foto zijn alle drie de lijnen van het station duidelijk te zien. Geleidelijk zullen de oude krachtbronnen worden ontmanteld en ontmanteld. Zo gaat het.

39. Veel dank aan Sergei Mikhailovich Kapitanov voor de meest interessante excursie en geduld!

40. Ik wil graag mijn dank betuigen aan de Inter RAO-persdienst voor het organiseren van de opnames en aan al mijn collega-fotografen voor een uitstekend bedrijf!

Een elektrisch station is een complex van apparatuur die is ontworpen om de energie van een natuurlijke bron om te zetten in elektriciteit of warmte. Er zijn verschillende soorten van dergelijke objecten. Zo worden thermische centrales vaak gebruikt om elektriciteit en warmte op te wekken.

Definitie

Een TPP is een elektriciteitscentrale die elke vorm van fossiele brandstof als energiebron gebruikt. Dit laatste kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor olie, gas, kolen. Thermische complexen zijn momenteel het meest voorkomende type elektriciteitscentrale ter wereld. De populariteit van thermische centrales wordt voornamelijk verklaard door de beschikbaarheid van fossiele brandstoffen. Olie, gas en kolen zijn in veel delen van de wereld te vinden.

TPP is (decodering met Dezelfde afkorting ziet eruit als een "thermische centrale"), onder andere een complex met een vrij hoog rendement. Afhankelijk van het type turbine dat wordt gebruikt, kan deze indicator op stations van dit type gelijk zijn aan 30 - 70%.

Wat zijn de soorten TPP

Stations van dit type kunnen worden ingedeeld volgens twee hoofdcriteria:

• afspraak;
• soort installaties.

In het eerste geval worden een GRES en een WKK onderscheiden.Een elektriciteitscentrale van een staatsdistrict is een station dat werkt door een turbine te laten draaien onder een krachtige druk van een stoomstraal. Het decoderen van de afkorting GRES - staat regionale elektriciteitscentrale - heeft nu zijn relevantie verloren. Daarom worden dergelijke complexen vaak ook KES genoemd. Deze afkorting staat voor "condenserende energiecentrale".

WKK is ook een vrij algemeen type thermische centrale. In tegenstelling tot GRES zijn dergelijke stations niet uitgerust met condensatieturbines, maar met warmtekrachtturbines. De WKK staat voor "warmtekrachtcentrale".

Naast condensatie- en verwarmingsinstallaties (stoomturbine), kunnen de volgende soorten apparatuur worden gebruikt bij TPP's:

• stoom en gas.

TPP en WKK: verschillen

Mensen verwarren de twee vaak. WKK is in feite, zoals we ontdekten, een van de soorten thermische energiecentrales. Dit station verschilt voornamelijk van andere typen TPP doordat:een deel van de warmte-energie die hierdoor wordt opgewekt, gaat naar de ketels die in de gebouwen zijn geïnstalleerd om ze te verwarmen of om warm water te krijgen.

Ook verwarren mensen vaak de namen van een waterkrachtcentrale en een elektriciteitscentrale van het staatsdistrict. Dit komt voornamelijk door de gelijkenis van afkortingen. De waterkrachtcentrale is echter fundamenteel anders dan de centrale in het deelstaatdistrict. Beide typen stations worden gebouwd op rivieren. Bij een waterkrachtcentrale wordt echter, in tegenstelling tot een elektriciteitscentrale van een deelstaat, niet stoom als energiebron gebruikt, maar direct de waterstroom zelf.

Wat zijn de vereisten voor TPP

Een TPP is een thermische centrale waar de opwekking van elektriciteit en het verbruik ervan tegelijkertijd plaatsvinden. Een dergelijk complex moet daarom volledig voldoen aan een aantal economische en technologische eisen. Dit zorgt voor een ononderbroken en betrouwbare levering van elektriciteit aan de verbruikers. Dus:

• TPP-panden moeten goede verlichting, ventilatie en beluchting hebben;
• de lucht in en rond de plant moet worden beschermd tegen verontreiniging door vaste deeltjes, stikstof, zwaveloxide, enz.;
• bronnen van watervoorziening moeten zorgvuldig worden beschermd tegen het binnendringen van afvalwater daarin;
• waterbehandelingssystemen op stations moeten worden uitgerustafvalvrij.

Het werkingsprincipe van TPP

TPP is een energiecentrale, waarop verschillende soorten turbines kunnen worden toegepast. Vervolgens zullen we het werkingsprincipe van een TPP beschouwen aan de hand van het voorbeeld van een van de meest voorkomende typen - TPP. Energieopwekking wordt in dergelijke stations in verschillende fasen uitgevoerd:

Brandstof en oxidatiemiddel worden naar de ketel gevoerd. Kolenstof wordt meestal als eerste in Rusland gebruikt. Soms kunnen turf, stookolie, kolen, olieschalie en gas ook dienen als brandstof voor WKK's. In dit geval werkt verwarmde lucht als een oxidatiemiddel.

De stoom die ontstaat als gevolg van de verbranding van brandstof in de ketel komt de turbine binnen. Het doel van deze laatste is om stoomenergie om te zetten in mechanische energie.

De roterende assen van de turbine brengen energie over naar de assen van de generator, die deze omzet in elektrische energie.

Het afgekoelde en verloren deel van de energie in de turbine, stoom komt de condensor binnen.Hier wordt het water, dat via de heaters naar de luchtafscheider wordt gevoerd.

Deae Het behandelde water wordt verwarmd en aan de ketel toegevoerd.



Voordelen van TPP

Een TPP is daarom een ​​fabriek, het belangrijkste type apparatuur waarin turbines en generatoren zijn. De voordelen van dergelijke complexen omvatten in de eerste plaats:

• de lage bouwkosten in vergelijking met de meeste andere soorten energiecentrales;
• de lage prijs van de gebruikte brandstof;
• lage kosten van elektriciteitsopwekking.

Een groot pluspunt van dergelijke stations is ook dat ze op elke gewenste plek gebouwd kunnen worden, ongeacht de beschikbaarheid van brandstof. Steenkool, stookolie, enz. kunnen over de weg of per spoor naar het station worden vervoerd.

Een ander voordeel van TPP's is dat ze een zeer klein oppervlak beslaan in vergelijking met andere soorten planten.

Nadelen van TPP

Natuurlijk hebben dergelijke stations meer dan alleen voordelen. Ze hebben ook een aantal nadelen. TPP's zijn complexen die helaas zeer vervuilend zijn voor het milieu. Dergelijke stations kunnen enorme hoeveelheden roet en rook in de lucht gooien. De nadelen van TPP's zijn ook hoge bedrijfskosten in vergelijking met waterkrachtcentrales. Bovendien zijn alle soorten brandstof die in dergelijke stations worden gebruikt, onvervangbare natuurlijke hulpbronnen.

Welke andere soorten thermische energiecentrales zijn er?

Naast stoomturbine WKK's en KES (GRES), zijn de volgende stations actief op het grondgebied van Rusland:

Gasturbine (GTP). In dit geval draaien de turbines niet op stoom, maar op aardgas. Ook kan op dergelijke stations stookolie of dieselbrandstof als brandstof worden gebruikt. Het rendement van dergelijke stations is helaas niet al te hoog (27 - 29%). Daarom worden ze voornamelijk alleen gebruikt als back-upbronnen van elektriciteit of bedoeld om spanning te leveren aan het netwerk van kleine nederzettingen.

Gasturbine met gecombineerde cyclus (PGPP). Het rendement van dergelijke gecombineerde installaties is ongeveer 41 - 44%. Zowel gas- als stoomturbines zenden energie naar de generator in systemen van dit type. Net als WKK's kunnen WKK's niet alleen worden gebruikt om zelf elektriciteit op te wekken, maar ook om gebouwen te verwarmen of consumenten van warm water te voorzien.

Stationsvoorbeelden

Elk object kan dus als voldoende productief en tot op zekere hoogte zelfs als een universeel object worden beschouwd. I TPP, elektriciteitscentrale. Voorbeelden van dergelijke complexen worden weergegeven in de onderstaande lijst.

Belgorodskaya CHPP. Het vermogen van dit station is 60 MW. De turbines draaien op aardgas.

Michurinskaya WKK (60 MW). Deze installatie bevindt zich ook in de regio Belgorod en werkt op aardgas.

Tsjerepovets GRES. Het complex is gelegen in de regio Volgograd en kan zowel op gas als op kolen werken. De capaciteit van dit station bedraagt ​​maar liefst 1.051 MW.

Lipetsk WKK-2 (515 MW). Aangedreven door aardgas.

WKK-26 Mosenergo (1800 MW).

Cherepetskaya GRES (1735 MW). De brandstofbron voor de turbines van dit complex is steenkool.

In plaats van een conclusie

Zo kwamen we erachter wat thermische centrales zijn en welke soorten van dergelijke objecten er zijn. Voor het eerst werd een complex van dit type heel lang geleden gebouwd - in 1882 in New York. Een jaar later begon zo'n systeem te werken in Rusland - in St. Petersburg. Tegenwoordig zijn TPP's een soort elektriciteitscentrales, die ongeveer 75% van alle geproduceerde elektriciteit in de wereld voor hun rekening nemen. En hoogstwaarschijnlijk zullen dit soort stations, ondanks een aantal nadelen, de bevolking nog lang van elektriciteit en warmte voorzien. Dergelijke complexen hebben immers een orde van grootte meer voordelen dan nadelen.

Brandstof, koud water en lucht zijn wat een thermische centrale verbruikt. Het produceert as, heet water, rook en elektriciteit.

Thermische centrales werken op verschillende soorten brandstof.

In de middelste zone van de Sovjet-Unie werken veel energiecentrales op de lokale brandstof - turf. Het wordt verbrand in de ovens van stoomketels in klonterige vorm op bewegende roosters of in de vorm van turfschilfers - gemalen turf - in mijnovens of ovens van de Ing. Sjerjnev.

Gemalen turf wordt verkregen door kleine spaanders, kruimels uit de turfmassa te verwijderen door getande trommels - snijders. Daarna wordt deze kruim gedroogd.

Het verbranden van gemalen turf in zijn pure vorm bleef lange tijd een onopgelost probleem, totdat ingenieur Shershnev in onze USSR een oven ontwierp waarin gemalen turf in suspensie wordt verbrand. Gemalen turf wordt door de lucht in de oven geblazen. Onverbrande grote deeltjes vallen, maar worden weer opgenomen door een sterke luchtstroom en blijven zo in zwevende toestand in de verbrandingskamer tot volledige verbranding.

In 1931 werd in de USSR de eerste energiecentrale ter wereld gelanceerd, waarbij gemalen turf in soortgelijke ovens werd verbrand. Dit is de regionale elektriciteitscentrale van Bryansk.

Later werden voor de verbranding van gemalen turf schachtovens gebouwd. In mijnmolens wordt gemalen turf gedroogd, geplet, gemengd met lucht en komt het al in de vorm van zeer kleine gedroogde deeltjes de oven binnen, waar het verbrandt.

In de oliegebieden van de USSR zijn er ook energiecentrales die werken op vloeibare brandstof - stookolie (destillatie van afgewerkte olie). Elektriciteitscentrales in de buurt van metallurgische centrales verbruiken hoogovengas en cokesovengas als brandstof. Met de ontdekking van aardgasvoorraden begonnen sommige energiecentrales dit gas te gebruiken in de ovens van hun ketels.

Maar geen van deze brandstoffen is zo alomtegenwoordig als steenkool. De meeste thermische centrales in de USSR verbruiken verschillende soorten steenkool als brandstof.

Moderne energiecentrales zijn erg pretentieloos wat betreft de kwaliteit van steenkool. Ze kunnen as en Blazhny-kolen gebruiken, die niet geschikt zijn om te verbranden in de ovens van stoomboten en stoomlocomotieven, in hoogovens en open haardovens.

Eerder werd steenkool in elektriciteitscentrales verbrand in de ovens van stoomketels op roosters - hetzelfde als in kachels voor turf en brandhout. De praktijk heeft geleerd dat het veel winstgevender is om steenkool te verbranden in de vorm van fijn poeder - steenkoolstof. Om het te verkrijgen, wordt steenkool gemalen in molens. In dezelfde molens wordt het gedroogd. De meeste moderne thermische centrales draaien op steenkoolstof.

Een thermische centrale vereist een zeer grote hoeveelheid water. Stoomketels moeten gevoed worden. Maar het meeste water wordt gebruikt om de afvalstoom te koelen, te condenseren.

Moderne grote thermische centrales worden meestal gebouwd aan de oevers van een rivier, meer of speciaal aangelegde vijver. Maar niet altijd op de plaats waar de elektriciteitscentrale wordt gebouwd, is voldoende water. In dit geval nemen ze genoegen met een klein reservoir, waar het water kunstmatig wordt 'gekoeld door middel van spraypools of koeltorens.

Afb. 4-4. Verdeling van verliezen en nuttige energie bij een stoomturbinecentrale.

Cijfers van 7 tot 6 tonen de verliezen: 1 - verliezen in de ketel (naar de omgevingslucht gegaan en voor verwarming van de stookruimte); 2-verliezen bij rookgassen ^ - verliezen in stoomleidingen; 4 - verliezen in de turbine en voor verwarming van de turbinehal; 5 - verliezen in de generator; 6 - verliezen met koelwater.

In een condensatiecentrale zijn de interne en koelwaterverliezen 77%. Bij de warmtekrachtkoppeling wordt een deel van de warmte in de geselecteerde en afvalstoom van de turbines gebruikt in industriële ondernemingen 7 en voor huishoudelijke behoeften 8. De totale verliezen bedragen 65%.

Warm water stroomt onder druk naar de spraypools. Een leidingsysteem verdeelt dit water over meerdere sproeiers. Water komt eruit in kleine fonteinen, wordt in kleine spatten gespoten, gekoeld door de omringende lucht en, al afgekoeld, valt in het zwembad.

Koeltorens zijn hoog, hol in de toren. Roosters bevinden zich in hun onderste deel langs de omtrek. Warm water stroomt bij lichte regen op de roosters. De lucht gaat door deze kunstmatige regen, wordt verwarmd door de hitte van het water en komt samen met waterdamp in het centrale deel van de koeltoren. Deze gigantische buis zorgt voor stuwkracht. Warme lucht stijgt op en wordt afgevoerd. Er hangen altijd enorme stoomwolken boven de koeltorens.

Warmtekrachtcentrales - afgekort als WKK - worden energiecentrales genoemd die naast elektriciteit ook warmte geven aan consumenten in de vorm van stoom voor de technologische behoeften van fabrieken en installaties en in de vorm van warm water voor het verwarmen van huizen en huishoudens behoeften van de bevolking.

Warmtekrachtcentrales zijn veel zuiniger dan eenvoudige of, zoals ze worden genoemd, condenserende centrales. Bij de laatste wordt meer dan de helft van de warmte die wordt gegenereerd door de verbranding van brandstof met het koelwater afgevoerd. Bij warmtekrachtcentrales zijn deze verliezen veel kleiner, aangezien een deel van de stoom die in de turbines wordt verbruikt rechtstreeks naar de verbruikers gaat en voor het verwarmen van water voor verwarming en warmwatervoorziening van de omgeving.

Dus de meest voorkomende in onze USSR is een thermische krachtcentrale die werkt op steenkool, verbrand in de ovens van stoomketels in verpulverde staat. Zo'n elektriciteitscentrale gaan we bezoeken.

Toplavopodana

Om bij een moderne elektriciteitscentrale 1 kWh elektriciteit op te wekken, wordt slechts een paar honderd gram steenkool verbruikt, maar zelfs een "gemiddelde" elektriciteitscentrale verbruikt enkele duizenden tonnen steenkool per dag.

Hier werden de poorten van de energiecentrale opengegooid en, rammelend met buffers, komt langzaam een ​​andere samenstelling van zware vijgen binnen. 4-5. technologisch proces van een thermische elektriciteitscentrale (brandstofvoorziening en stookruimte). Klompkool die in zelflossende auto's naar de bunkers van de losloods 1 wordt gevoerd via het transportsysteem 2 komt de bunkers 3 van de breektoren binnen en via de magnetische scheider 4 en de roosterzeef 5 - in de breker 6, waar het wordt gebroken tot stukken van maat 10-13 ΛίΛί. Na de breker wordt fijne kolen via transportband 2 naar transportbanden van bunkergalerij 7 gevoerd en daardoor naar ruwe kolenbunkers van ketels 8.

Vanuit de bunkers van ruwe steenkool komt steenkool door middel van een bandaanvoer 9, gecombineerd met een bandweger, de kogelmolen 10 binnen, waar het wordt gemalen en gedroogd met rookgassen die via een gasleiding 11 aan de molen worden toegevoerd. Het mengsel van steenkool stof en gassen wordt uit de molen gezogen door een molenventilator (afzuiging) 12, gaat door de molenafscheider 13, waar grote stofdeeltjes worden afgescheiden en via de stofleiding 14 teruggevoerd naar de molen. Fijnstof met gassen komt de cycloon 15 binnen, waar het stof van de gassen wordt gescheiden en in de stofbak 16 wordt gegoten. Vanuit de stofcycloon 15 worden gassen uitgezogen via de gasleiding 17 en door de brander 19

In de keteloven geblazen 20.

In dezelfde gasstroom door middel van stoftoevoerinrichtingen 18 wordt de hoeveelheid stof toegevoegd die nodig is voor een gegeven ketelbelasting. De blaasventilator 21 haalt verwarmde lucht uit het bovenste deel van de stookruimte, drijft deze door de luchtverwarmer 22, waar de lucht op een temperatuur van 300 - ^ 50 ° wordt gebracht, en levert deze in de hoeveelheid die nodig is voor volledige verbranding van het stof door de luchtkanalen 23 naar de branders 19. Vuurtoortsen die de branders verlaten hebben een temperatuur van ongeveer 1.500 ° De gloeiende rookgassen die ontstaan ​​bij de verbranding van stof geven een deel van hun warmte af door straling aan de schermbuizen 24, worden aangezogen uit de oven door een rookafvoer 29 en worden daardoor door het varken 30 in de schoorsteen 31 gegooid.

Op weg uit de vuurhaard wassen gassen 25 kokende pijpen, een oververhitter 26, een waterverwarmer - een waterbesparing 27 en een luchtverwarmer 22. De gastemperatuur daalt tot onder 200 °. In de elektrostatische stofvangers 28 worden de uitlaatgassen ontdaan van as, die samen met de slak uit de oven in de hydraulische asverwijderingskanalen 12 wordt gegoten, van waaruit het wordt afgevoerd door een krachtige waterstroom.

Water komt de ketel binnen vanuit de machinekamer via de voedingswaterleiding 33, gaat door de waterbespaarder 27, waar het wordt verwarmd tot ongeveer het kookpunt voor een bepaalde druk, wordt in de keteltrommel 34 gevoerd en vult van daaruit de hele pijp systeem. De resulterende stoom wordt verwijderd uit het bovenste deel van de ketelbalaban via stoompijpen 35 naar de oververhitter 26. Oververhitte stoom via de hoofdstoomklep 37 door de oververhitte stoompijp 36 gaat naar de turbinehal naar de turbines.

vierassige zelflossende motorgondels. Iedereen is in staat! tot 60 ton kolen bevatten.

De trein wordt naar de wagonweegschaal gevoerd, waar elke gondel wordt gewogen. Het wegen van brandstof is noodzakelijk om een ​​nauwkeurige boekhouding van technische en economische prestatie-indicatoren van de elektriciteitscentrale en contante verrekeningen met de spoorwegen en mijnenleveranciers bij te houden.

Na het wegen gaan sommige auto's naar het kolenmagazijn, waar ze worden gelost om kolenreserves aan te leggen. Bij eventuele transportonderbrekingen is een magazijn nodig.

De kolenmagazijnen van de energiecentrale zijn uitgerust met krachtige laad- en losmechanismen: portaalkranen, kabelkranen, stoom- of elektrische zelfrijdende grijperkranen. Stilstand van wagons tijdens het laden en lossen wordt geminimaliseerd.

Afhankelijk van de brandstoftoevoercondities slaat het magazijn voldoende kolen op om de fabriek enkele dagen of zelfs weken op volle belasting te laten draaien.

Een ander deel van de wagons, dat op de weegbrug achterbleef, wordt door de stationslocomotief I 1 naar een lang gebouw gevoerd - de losloods. De grote dubbele deuren van de losloods gaan open, de waarschuwingssignalen gaan aan, de bel gaat en de hele trein komt samen met de stoomlocomotief naar binnen om te lossen.

Werknemers draaien aan de vergrendelingshendels, openen de onderste zijschermen van de gondels en een zwarte stroom steenkool stroomt in grote, ijzeren gaas, grote gaasputten aan weerszijden van de baan. Dit zijn losbakken. Krachtige elektrische lampen aan het plafond lijken dof door de opstijgende stofwolken De kolen werden droog geserveerd, want er zijn zoveel vijgen. 4-6. technologisch proces (vervolg van Fig. 4-5). thermische centrale (krachtcentrale en elektrisch gedeelte).

De oververhitte stoom uit de ketels via de stoomleiding 1 komt de stoomturbine 2 binnen, waar de thermische energie van de stoom wordt omgezet in mechanische energie. De turbinerotor roteert de rotor van de ermee verbonden generator L. De stoom die in de turbine wordt verbruikt, komt binnen in 4, waar het vloeibaar wordt - condenseert en zijn warmte afgeeft aan het circulerende water. De in water omgezet stoom - condensaat - wordt door de condensaatpomp b weggepompt en naar de accumulatortanks 7 en de ontluchter b gestuurd, waarin zuurstof uit het verwarmde water wordt verwijderd. In de '4 luchtafscheider wordt naast condensaat via leiding 12 water uit de chemische waterbehandeling toegevoegd om condensverliezen te compenseren, afvoer uit opvangtanks 10 wordt hier ook door pomp 9 verzorgd. Afhankelijk van het waterverbruik van de stookruimte , condensaat hoopt zich ofwel op in de opslagtank of wordt daaruit naar de luchtafscheider verbruikt. Het vrijkomen van water uit daarin opgeloste zuurstof vindt plaats bij het passeren van de kop van de ontluchter 11.

De voedingspomp/5 haalt water uit de luchtafscheider en drijft dit onder druk door de verwarmer 14, waar het water wordt verwarmd door de geselecteerde turbinestoom en via de druktoevoerwaterleiding 15 gaat naar de stookruimte naar de ketels. De ontluchtingsstoom van de turbine wordt naast de verwarming ook aan de ontluchtingskop toegevoerd.

Een krachtige circulatiepomp 16 pompt koud water (circulatiewater) door de messing leidingen 5 van de condensor. De uitlaatstoom van de turbine wast deze buizen, geeft zijn warmte af aan het circulerende water en condenseert. Warm circulerend water door de pijpleiding 17 komt de uitlaat 18 van de koeltoren binnen, stroomt vandaar langs het rooster 19 in de vorm van fijne regen en ontmoet de luchtstroom die naar de toren 20 van de koeltoren gaat, wordt gekoeld en van het opvangbassin 2 /, reeds afgekoeld, keert terug naar de zuigcirculatiepomp 16.

Vanaf de stator van de generator wordt de opgewekte elektriciteit via kabel 22 via de generatorscheiders 23 en de olieschakelaar 24 omgeleid naar de rails van de schakelinrichting 27. Van de rails wordt een deel van de elektriciteit via de hulptraptransformatoren toegevoerd aan de elektromotoren van het eigen verbruik en aan de verlichting van het station. Het grootste deel van de elektriciteit gaat via step-up transformatoren 26 en olieschakelaars 27 langs de hoogspanningslijn 28 naar de algemene hoogspanningslijn.

elektriciteitsnet.

stof. Maar het gebeurt ook op een andere manier. In de herfst en winter, als er veel regen en sneeuw valt, neemt het vochtgehalte van de steenkool enorm toe. Steenkool bevriest en moet met koevoeten uit de gondels worden geslagen.

Vanuit de losbunkers gaat de kolen via een bandtransportsysteem; de sloot, eerst ondergronds, en dan oprijzend via de hellende galerijen, komt de breektoren binnen. Hier vermalen hamerbrekers het in stukjes van 10-13 mm groot. Van hieruit gaan de kolen naar de ruwe kolenbunkers van de stoomketels. Hiermee is de economie van de werkplaats voor brandstofvoorziening afgesloten.

Stoomfabriek

Als je beneden in de stookruimte staat, in de doorgang tussen de ketels, lijkt het alsof je in een smal straatje tussen hoge gebouwen staat. Alleen de huizen met een ongewoon uiterlijk, omhuld met zwart geverfde staalplaten en omgord met looppaden en trappen van licht stalen traliewerk. Moderne ketels bereiken de hoogte van een gebouw met vijf verdiepingen.

Aan alle kanten is de ketel een gladde zwarte mantel. Alleen helemaal bovenaan is een zilveren koepel zichtbaar, alsof er een luchtschip in de ketel was ingebed. Dit is de keteltrommel. De koepel van de stalen trommel is bedekt met een laag thermische isolatie en geverfd met aluminiumbrons. In de koepel zit een luik zodat je bij installatie en reparatie in de trommel kunt komen.

Op verschillende plaatsen op de behuizing van de ketel bevinden zich kleine kijkdeurtjes. Laten we er een openen. Het gezicht lijdt onmiddellijk aan hitte, een ondraaglijk fel licht valt op de ogen. De gluurders gaan naar de keteloven, waar de brandstof wordt verbrand. Tegenover een van de open branders zit een zwarte buis met aan het uiteinde een glazen lens, als een halve verrekijker. Het is een optische pyrometer die de temperatuur in de vuurhaard meet. Een gevoelige buis wordt in de pyrometerbuis geplaatst. De draden ervan gaan naar de galvanometer, bevestigd op het hitteschild van de ketel. De schaal van de galvanometer is gegradueerd in graden.

De temperatuur in de keteloven is meer dan anderhalve duizend graden en de bekleding van de wanden is alleen warm. De vlam in de oven is aan alle kanten omgeven door een reeks pijpen gevuld met water en verbonden met de keteltrommel. Deze buizen - een waterscherm, zoals ze worden genoemd - nemen de stralingsenergie van de gloeiende gassen van de oven waar. Vuurvast baksteenmetselwerk gaat achter de schermbuizen. Achter een laag vuurvaste stenen wordt een laag isolerende kiezelstenen met een zeer lage thermische geleidbaarheid gelegd. En achter deze baksteen, direct onder de stalen bekledingspanelen, werd nog een laag glaswol of asbest gelegd. De leidingen die de ketel verlaten, zijn bedekt met een dikke laag thermische isolatie. Al deze maatregelen verminderen het warmteverlies naar de omgeving aanzienlijk.

In de vuurkist

In de buurt is de ketel gestopt voor reparatie. Door de opening in de muur kun je in de vuurhaard naar een tijdelijke promenade gaan die gemaakt is voor de duur van de reparatie. Hoe grijs is alles van binnen!

Alle vier de wanden van de vuurhaard zijn bedekt met waterschermbuizen. De leidingen zijn bedekt met een laag losse as en slakken. Op sommige plaatsen op de zijwanden van de oven zijn de leidingen gescheiden en zijn gapende zwarte gaten zichtbaar - branders waardoor kolenstof in de oven wordt geblazen:

Aan de onderkant smal de wanden van de vuurhaard in de vorm van een omgevallen piramide, die in een smalle schacht overgaat. Dit is een slakkenbunker en een slakkenmijn. Hier valt slak die ontstaat bij de verbranding van steenkoolstof. Uit slakkenmijnen worden slakken en as door een krachtige waterstraal weggespoeld in de ontassingskanalen of in karren gegoten en naar asstortplaatsen getransporteerd.

Wanneer u op de bodem van de oven staat, verbergt slechte verlichting in eerste instantie de hoogte van de ovenruimte. Maar deze hoogte valt op als je van onder naar boven naar een van de pijpen van het waterscherm kijkt.

Beneden, ter hoogte van het platform, lijken de buizen zo dik als een arm en zijn de openingen ertussen duidelijk te onderscheiden. Aan de bovenkant buigt het grove en vormt een platte boog. En daarboven zien deze pijpen eruit als rietjes die in even rijen zijn gelegd. Je moet je hoofd naar achteren gooien om de boog van de vuurkist te inspecteren. Onwillekeurig gaat de mond open en wordt er van bovenaf as in gegoten.

Tijdens de werking van de ketel zijn alle waterleidingen continu bedekt met een laag koolstof, as en roet. Dit belemmert de warmteoverdracht van de hete gassen naar het water in de leidingen. Wanneer de ketel wordt gerepareerd, worden alle waterleidingen grondig gereinigd.

Ontwerpers van stoomketels passen de snelheid van de gloeiende gassen die door de buizenbundels gaan, hoog genoeg aan om de afzetting van vaste stoffen erop te verminderen. Anders zouden zich gezwellen zoals stalactieten en stalagmieten in grotten hebben gevormd.

Bovendien is het de bedoeling dat tijdens de werking van de ketel van tijd tot tijd de leidingen worden geblazen met een sterke straal perslucht of stoom.

Het volume van de keteloven is meer dan duizend kubieke meter. Het is eng om te bedenken wat er in deze enorme ruimte gebeurt tijdens de werking van de ketel, wanneer het allemaal gevuld is met woedende vlammen en wervelingen van hete gassen.

Wat is en wat zijn de principes van TPP-werking? De algemene definitie van dergelijke objecten klinkt ongeveer als volgt - dit zijn energiecentrales die zich bezighouden met de verwerking van natuurlijke energie tot elektrische energie. Voor deze doeleinden worden ook natuurlijke brandstoffen gebruikt.

Het werkingsprincipe van TPP. Korte beschrijving

Tot op heden is het juist in dergelijke faciliteiten dat het wordt verbrand dat thermische energie vrijgeeft, het meest verspreid is. De taak van het TPP is om met deze energie elektriciteit op te wekken.

Het principe van de werking van een TPP is de opwekking van niet alleen maar ook de productie van thermische energie, die ook aan consumenten wordt geleverd in de vorm van bijvoorbeeld warm water. Bovendien wekken deze energie-installaties ongeveer 76% van alle elektriciteit op. Dit wijdverbreide gebruik is te wijten aan het feit dat de beschikbaarheid van fossiele brandstof voor de exploitatie van het station vrij hoog is. De tweede reden was dat het transport van brandstof van de plaats van productie naar het station zelf een vrij eenvoudige en goed georganiseerde operatie is. Het werkingsprincipe van de TPP is zo gebouwd dat het mogelijk is om de afvalwarmte van de werkvloeistof te gebruiken voor de secundaire toevoer naar de consument.

Stations op type verdelen

Het is vermeldenswaard dat thermische stations kunnen worden onderverdeeld in typen, afhankelijk van welke ze produceren. Als het werkingsprincipe van een TPP alleen in de productie van elektrische energie ligt (dat wil zeggen, thermische energie wordt niet aan de consument geleverd), dan wordt dit condensatie (CES) genoemd.

Objecten die bestemd zijn voor de productie van elektrische energie, voor de levering van stoom, evenals de levering van warm water aan de consument, hebben stoomturbines in plaats van condensatieturbines. Ook in dergelijke elementen van het station bevindt zich een tussenliggende stoomafzuiging of een tegendrukinrichting. Het belangrijkste voordeel en werkingsprincipe van dit type TPP (WKK) is dat de afvalstoom ook wordt gebruikt als warmtebron en wordt geleverd aan consumenten. Zo is het mogelijk om het warmteverlies en de hoeveelheid koelwater te verminderen.

Basisprincipes van TPP-werking:

Voordat we verder gaan met het principe van de werking, is het noodzakelijk om te begrijpen over wat voor soort station we het hebben. De standaardopstelling van dergelijke objecten omvat een systeem zoals het opnieuw opwarmen van stoom. Het is noodzakelijk omdat het thermisch rendement van een circuit met naverwarming hoger zal zijn dan in een systeem waar het afwezig is. In eenvoudige bewoordingen zal het werkingsprincipe van een TPP met een dergelijk schema veel effectiever zijn met dezelfde initiële en definitieve gespecificeerde parameters dan zonder. Uit dit alles kunnen we concluderen dat de basis van het werk van het station fossiele brandstof en verwarmde lucht is.

Werkschema

Het werkingsprincipe van de TPP is als volgt opgebouwd. Het brandstofmateriaal, evenals het oxidatiemiddel, waarvan de rol meestal wordt ingenomen door de verwarmde lucht, wordt in een continue stroom in de keteloven gevoerd. Stoffen als kolen, olie, stookolie, gas, schalie, turf kunnen als brandstof dienen. Als we het hebben over de meest voorkomende brandstof in de Russische Federatie, is het kolenstof. Verder is het werkingsprincipe van de TPP zo gebouwd dat de warmte die wordt gegenereerd door het verbranden van brandstof het water in de stoomketel verwarmt. Door verhitting wordt de vloeistof omgezet in verzadigde stoom, die via de stoomuitlaat de stoomturbine binnenkomt. Het belangrijkste doel van dit apparaat op het station is om de energie van de binnenkomende stoom om te zetten in mechanische energie.

Alle bewegende elementen van de turbine zijn nauw verbonden met de as, waardoor ze als één mechanisme draaien. Om de as te laten draaien, wordt de kinetische energie van de stoom overgebracht naar de rotor in een stoomturbine.

Het mechanische deel van het station

Het apparaat en het werkingsprincipe van de TPP in zijn mechanische deel is geassocieerd met de werking van de rotor. De stoom die uit de turbine komt heeft een zeer hoge druk en temperatuur. Hierdoor ontstaat een hoge interne energie van stoom, die vanuit de ketel naar de turbinesproeiers wordt gevoerd. Stoomstralen, die in een continue stroom door het mondstuk gaan, met een hoge snelheid, die vaak zelfs hoger is dan de sonische snelheid, beïnvloeden de rotorbladen van de turbine. Deze elementen zijn stevig bevestigd aan de schijf, die op zijn beurt nauw verbonden is met de as. Op dit moment wordt de mechanische energie van de stoom omgezet in de mechanische energie van de rotorturbines. Om preciezer te zijn over het werkingsprincipe van TPP's, beïnvloedt het mechanische effect de rotor van de turbinegenerator. Dit komt door het feit dat de as van een conventionele rotor en een generator nauw met elkaar verbonden zijn. En dan is er nog een redelijk bekend, eenvoudig en begrijpelijk proces om mechanische energie om te zetten in elektrische energie in een apparaat als een generator.

Stoombeweging na de rotor

Nadat de waterdamp door de turbine is gepasseerd, dalen de druk en temperatuur aanzienlijk en komt deze het volgende deel van het station binnen - de condensor. Binnen dit element vindt de omgekeerde transformatie van damp in vloeistof plaats. Om deze taak te volbrengen, bevindt zich koelwater in de condensor, dat daar wordt toegevoerd via leidingen die binnen de wanden van het apparaat lopen. Na de omgekeerde transformatie van stoom in water, wordt het weggepompt door een condensaatpomp en komt het in het volgende compartiment - een ontluchter. Het is ook belangrijk op te merken dat het weggepompte water door de regeneratieve verwarmers gaat.

De belangrijkste taak van de luchtafscheider is het verwijderen van gassen uit het inkomende water. Gelijktijdig met de reiniging wordt de vloeistof op dezelfde manier verwarmd als in regeneratieve verwarmingstoestellen. Hiervoor wordt de warmte van de stoom gebruikt, die wordt onttrokken aan wat in de turbine gaat. Het belangrijkste doel van de ontluchtingsoperatie is om het zuurstof- en kooldioxidegehalte in de vloeistof tot aanvaardbare waarden te verlagen. Dit helpt om de snelheid waarmee corrosie de water- en stoomtoevoerpaden aantast, te verminderen.

Kolenstations

Er is een grote afhankelijkheid van het principe van TPP-werking van het type brandstof dat wordt gebruikt. Vanuit technologisch oogpunt is steenkool de moeilijkste stof om te verkopen. Desondanks zijn grondstoffen de belangrijkste voedselbron in dergelijke faciliteiten, waarvan het aantal ongeveer 30% van het totale aandeel stations bedraagt. Daarnaast is het de bedoeling om het aantal van dergelijke voorzieningen uit te breiden. Het is ook vermeldenswaard dat het aantal functionele compartimenten dat nodig is voor de werking van het station veel groter is dan dat van andere typen.

Hoe kolengestookte TPP's werken

Om het station continu te laten werken, worden voortdurend kolen langs het spoor gebracht, dat wordt gelost met speciale losinrichtingen. Verder zijn er elementen waardoor de geloste steenkool naar het magazijn wordt gevoerd. Verder komt de brandstof de breekinstallatie binnen. Indien nodig is het mogelijk om het proces van het leveren van kolen aan het magazijn te omzeilen en het rechtstreeks vanaf de losinrichtingen naar de brekers over te brengen. Na het passeren van deze fase komt de gemalen grondstof de ruwe steenkooltrechter binnen. De volgende stap is de aanvoer van materiaal via feeders naar de poederkoolfabrieken. Verder wordt het kolenstof met behulp van een pneumatische transportmethode in de kolenstofbak gevoerd. Bij het passeren van dit pad omzeilt de stof elementen zoals een afscheider en een cycloon, en vanuit de hopper wordt het al via de feeders rechtstreeks naar de branders aangevoerd. De lucht die door de cycloon gaat, wordt door de molenventilator aangezogen en vervolgens in de verbrandingskamer van de ketel gevoerd.

Verder ziet de gasbeweging er zo uit. Het vluchtige materiaal dat in de verbrandingsketelkamer wordt gevormd, gaat achtereenvolgens door apparaten zoals ketelgasleidingen, en als een stoomopwarmsysteem wordt gebruikt, wordt het gas toegevoerd aan de primaire en secundaire oververhitters. Zowel in dit compartiment als in de waterbespaarder geeft het gas zijn warmte af om de werkvloeistof op te warmen. Vervolgens wordt een element geïnstalleerd, een luchtoververhitter genaamd. Hier wordt de thermische energie van het gas gebruikt om de binnenkomende lucht te verwarmen. Nadat al deze elementen zijn gepasseerd, gaat de vluchtige stof naar de asopvanger, waar deze wordt ontdaan van as. De rookpompen zuigen het gas vervolgens naar buiten en voeren het via een gasleiding af in de atmosfeer.

TPP en NPP

Heel vaak rijst de vraag wat gemeenschappelijk is tussen thermische en en is er enige overeenkomst in de werkingsprincipes van TPP's en NPP's.

Als we het hebben over hun overeenkomsten, dan zijn er meerdere. Ten eerste zijn ze allebei zo gebouwd dat ze voor hun werk een natuurlijke hulpbron gebruiken die fossiel en uitgesneden is. Bovendien kan worden opgemerkt dat beide objecten zijn gericht op het genereren van niet alleen elektrische energie, maar ook warmte. De overeenkomsten in de werkingsprincipes liggen ook in het feit dat thermische centrales en kerncentrales turbines en stoomgeneratoren bij de operatie hebben betrokken. Verder zijn er slechts enkele verschillen. Deze omvatten het feit dat, bijvoorbeeld, de kosten van constructie en elektriciteit die worden ontvangen van thermische centrales veel lager zijn dan van kerncentrales. Maar aan de andere kant vervuilen kerncentrales de atmosfeer niet zolang het afval op de juiste manier wordt afgevoerd en er geen ongelukken gebeuren. Terwijl thermische centrales vanwege hun werkingsprincipe voortdurend schadelijke stoffen in de atmosfeer uitstoten.

Hier ligt het belangrijkste verschil in de werking van kerncentrales en thermische centrales. Als in thermische objecten thermische energie van brandstofverbranding meestal wordt overgebracht naar water of omgezet in stoom, dan wordt bij kerncentrales energie onttrokken aan de splijting van uraniumatomen. De ontvangen energie wordt omgeleid om verschillende stoffen te verwarmen en water wordt hier vrij zelden gebruikt. Bovendien bevinden alle stoffen zich in gesloten gesloten circuits.

Verwarming

Bij sommige TPP's kunnen hun schema's voorzien in een dergelijk systeem dat zich bezighoudt met het verwarmen van de energiecentrale zelf, evenals het aangrenzende dorp, indien aanwezig. Stoom wordt van de turbine naar de netwerkverwarmers van deze unit geleid en er is ook een speciale leiding voor condensafvoer. Water wordt aan- en afgevoerd via een speciaal leidingsysteem. De elektrische energie die op deze manier wordt opgewekt, wordt verwijderd uit de elektrische generator en doorgegeven aan de consument, via step-up transformatoren.

Basis uitrusting

Als we het hebben over de belangrijkste elementen die in thermische energiecentrales werken, zijn dit ketelhuizen, evenals turbine-installaties in combinatie met een elektrische generator en een condensor. Het belangrijkste verschil tussen de hoofdapparatuur en de aanvullende apparatuur is dat deze standaardparameters heeft in termen van vermogen, productiviteit, stoomparameters, evenals spanning en stroom, enz. Er kan ook worden opgemerkt dat het type en aantal basiselementen worden geselecteerd afhankelijk van welk vermogen moet worden verkregen van één TPP, evenals van de modus van zijn werking. Animatie van het werkingsprincipe van de TPP kan helpen om dit probleem in meer detail te begrijpen.