INTRODUKSJON 4

1 KRAFTVERK.. 5

1.1 Generelle egenskaper. 5

1.2 Skjematisk diagram av CHP.. 10

1.3 Prinsippet for drift av CHP. elleve

1.4 Varmeforbruk og kraftvarmeverkseffektivitet…………………………………………………………..15

2 SAMMENLIGNING AV RUSSISK CHPPS MED UTENLANDSKE .. 17

2.1 Kina. 17

2.2 Japan. atten

2.3 India. nitten

2.4 Storbritannia. tjue

KONKLUSJON. 22

REFERANSER.. 23

INTRODUKSJON

CHP er hovedproduksjonsleddet i fjernvarmesystemet. Byggingen av et termisk kraftverk er en av hovedretningene i utviklingen av energiøkonomien i USSR og andre sosialistiske land. I de kapitalistiske landene er termiske kraftverk av begrenset distribusjon (hovedsakelig industrielle termiske kraftverk).

Kombinert varme- og kraftverk (CHP) er kraftverk med kombinert produksjon av elektrisitet og varme. De kjennetegnes ved at varmen fra hvert kilo damp tatt fra turbinen brukes delvis til å generere elektrisk energi, og deretter til forbrukere av damp og varmt vann.

CHP er designet for sentralisert forsyning av industribedrifter og byer med varme og elektrisitet.

Teknisk og økonomisk begrunnet produksjonsplanlegging ved CHPPs gjør det mulig å oppnå den høyeste driftsytelsen til lavest mulig kostnad av alle typer produksjonsressurser, siden ved CHPP brukes varmen fra den "brukte" dampen i turbinene til behovene for produksjon, oppvarming og varmtvannsforsyning.

CHP KRAFTVERK

Kombinert varme- og kraftverk - et kraftverk som genererer elektrisk energi ved å konvertere den kjemiske energien til drivstoff til mekanisk rotasjonsenergi av akselen til en elektrisk generator.

generelle egenskaper

Kraftvarmeverk - termisk kraftverk , genererer ikke bare elektrisk energi, men også varme levert til forbrukerne i form av damp og varmt vann. Bruken til praktiske formål av spillvarmen fra motorer som roterer elektriske generatorer er et særtrekk ved kraftvarmeverket og kalles kraftvarme. Kombinert produksjon av to energityper bidrar til en mer økonomisk bruk av brensel sammenlignet med separat produksjon av elektrisitet ved kondenskraftverk og termisk energi ved lokale kjeleanlegg. Å erstatte lokale kjelehus som bruker drivstoff irrasjonelt og forurenser atmosfæren i byer og tettsteder med et sentralisert varmesystem bidrar ikke bare til betydelige drivstoffbesparelser, men også til en økning i renheten til luftbassenget , forbedring av den sanitære tilstanden i befolkede områder.

Den første energikilden ved CHPPs er organisk brensel (ved dampturbiner og gassturbin CHPPs) eller kjernebrensel (ved planlagte kjernekraftverk). Damp-turbin CHPPs som opererer på fossilt brensel (1976) er hovedsakelig distribuert ( ris. en), som sammen med kondenskraftverk er hovedtypen termiske dampturbinkraftverk (TPES). Det er industrielle kraftvarmeanlegg - for å levere varme til industribedrifter, og varmetype - for oppvarming av boliger og offentlige bygninger, samt for å forsyne dem med varmt vann. Varme fra industrielle kraftvarmeanlegg overføres over en avstand på opptil flere km(hovedsakelig i form av dampvarme), fra oppvarming - i en avstand på opptil 20-30 km(i form av varmtvannsvarme).

Hovedutstyret til dampturbin-CHPP er turbinenheter som konverterer energien til arbeidsstoffet (damp) til elektrisk energi, og kjeleenheter , genererer damp til turbiner. Turbinsettet består av en dampturbin og en synkrongenerator. Dampturbiner som brukes i kraftvarmeverk kalles kombinerte varme- og kraftturbiner (CT). Blant dem skilles TT ut: med et mottrykk, vanligvis lik 0,7-1,5 Mn/m 2 (installert ved CHPPs som forsyner industribedrifter med damp); med kondensering og dampekstraksjon under trykk 0,7-1,5 Mn/m 2 (for industrielle forbrukere) og 0,05-0,25 Mn/m 2 (for husholdningsforbrukere); med kondensering og dampavtrekk (oppvarming) under trykk 0,05-0,25 Mn/m 2 .

Spillvarme fra mottrykks-CT-er kan utnyttes fullt ut. Den elektriske kraften som utvikles av slike turbiner avhenger imidlertid direkte av størrelsen på den termiske belastningen, og i fravær av sistnevnte (som for eksempel skjer om sommeren ved oppvarming av CHP-anlegg), produserer de ikke elektrisk kraft. Derfor brukes CT-er med mottrykk bare hvis det er en tilstrekkelig jevn varmebelastning gitt for hele varigheten av driften av CHP (det vil si hovedsakelig ved industrielle CHP-er).

For varmepumper med kondens og dampavtrekk brukes kun avtrekksdamp for å levere varme til forbrukere, og varmen fra kondensdampstrømmen avgis i kondensatoren til kjølevannet og går tapt. For å redusere varmetap, bør slike CT-er operere mesteparten av tiden i henhold til den "termiske" tidsplanen, det vil si med et minimum av "ventilasjons"-passasje av damp inn i kondensatoren. I USSR ble det utviklet og bygget HP-er med kondens og dampekstraksjon, der det er tenkt bruk av kondensasjonsvarme: slike HP-er under forhold med tilstrekkelig varmebelastning kan fungere som HP-er med mottrykk. CT-er med kondens og dampekstraksjon brukes hovedsakelig ved CHPP som universelle når det gjelder mulige driftsmoduser. Bruken deres lar deg justere de termiske og elektriske belastningene nesten uavhengig; i et spesielt tilfelle, med reduserte termiske belastninger eller i fravær av dem, kan kraftvarmeverket operere i henhold til den "elektriske" tidsplanen, med nødvendig, full eller nesten full elektrisk kraft.

Den elektriske kraften til oppvarmingsturbinenheter (i motsetning til kondenseringsenheter) velges fortrinnsvis ikke i henhold til en gitt effektskala, men i henhold til mengden fersk damp som forbrukes av dem. Derfor, i USSR, er store kraftvarmeturbinenheter forent nøyaktig i henhold til denne parameteren. Dermed har R-100 turbinenheter med mottrykk, PT-135 med industri- og varmeavtrekk, og T-175 med varmeavtrekk samme strømningshastighet av levende damp (ca. 750 T/h), men forskjellig elektrisk kraft (henholdsvis 100, 135 og 175 MW). Kjeler som genererer damp for slike turbiner har samme kapasitet (ca. 800 T/h). En slik forening gjør det mulig å bruke turbinenheter av forskjellige typer med samme termiske utstyr til kjeler og turbiner på en CHPP. I USSR ble kjeleenhetene som pleide å jobbe ved TPP-er for forskjellige formål også forenet. Så kjeleenheter med en dampkapasitet på 1000 T/h brukes til å levere damp som kondenserende turbiner for 300 MW, og de største TT-ene i verden på 250 MW.

Varmebelastningen ved oppvarming av kraftvarmeverk er ujevn gjennom året. For å redusere kostnadene for hovedkraftutstyret, tilføres en del av varmen (40-50%) i perioder med økt belastning til forbrukere fra peak varmtvannskjeler. Andelen av varme som frigjøres av hovedkraftutstyret ved høyeste belastning bestemmer verdien av CHP varmeforsyningskoeffisienten (vanligvis lik 0,5-0,6). På samme måte er det mulig å dekke toppene av den termiske (damp) industrielle belastningen (omtrent 10-20% av maksimum) med lavtrykks toppdampkjeler. Varmefrigjøring kan utføres i henhold til to skjemaer ( ris. 2). Med åpen krets sendes damp fra turbinene direkte til forbrukerne. Med en lukket krets tilføres varme til kjølevæsken (damp, vann) som transporteres til forbrukere gjennom varmevekslere (damp og damp-vann). Valget av ordning bestemmes i stor grad av vannregimet til CHPP.

Termiske kraftverk bruker fast, flytende eller gassformig brensel. På grunn av den større nærheten av termiske kraftverk til befolkede områder, bruker de mer verdifullt brensel, mindre forurenser atmosfæren med faste utslipp - fyringsolje og gass - mer utbredt (sammenlignet med statens distriktskraftverk). For å beskytte luftbassenget mot forurensning med faste partikler, brukes askeoppsamlere (som ved statens distriktskraftverk). , for spredning i atmosfæren av faste partikler, svovel- og nitrogenoksider bygges skorsteiner opp til 200-250 m. Kraftvarmeanlegg som bygges nær varmeforbrukere er vanligvis skilt fra vannforsyningskilder på betydelig avstand. Derfor bruker de fleste termiske kraftverk et sirkulerende vannforsyningssystem med kunstige kjølere - kjøletårn. Direkte vannforsyning ved kraftvarmeverk er sjelden.

Ved gassturbinkraftvarmeanlegg brukes gassturbiner til å drive elektriske generatorer. Varmetilførselen til forbrukerne utføres på grunn av varmen som hentes fra kjølingen av luften som komprimeres av kompressorene til gassturbinanlegget, og varmen fra gassene som slippes ut i turbinen. Kombikraftverk (utstyrt med dampturbin- og gassturbinenheter) og kjernekraftverk kan også fungere som CHPP.

Ris. 1. Oversikt over kraftvarmeverket.

Ris. Fig. 2. De enkleste ordningene for kombinerte varme- og kraftverk med forskjellige turbiner og forskjellige dampfrigjøringsordninger: a - en turbin med mottrykk og damputvinning, varmefrigjøring - i henhold til et åpent skjema; b - kondenserende turbin med dampekstraksjon, varmeforsyning - i henhold til åpne og lukkede ordninger; PC - dampkjele; PP - overheter; PT - dampturbin; G - elektrisk generator; K - kondensator; P - regulert produksjonsdamputvinning for industriens teknologiske behov; T - justerbar varmeuttak for oppvarming; TP - varmeforbruker; FRA - varmebelastning; KN og PN - kondensat- og matepumper; LDPE og HDPE - høy- og lavtrykksvarmer; D - avlufter; PB - matvannstank; SP - nettverksvarmer; CH - nettverkspumpe.

Skjematisk diagram av CHP

Ris. 3. Skjematisk diagram av CHP.

I motsetning til CPP produserer og distribuerer CHP til forbrukerne ikke bare elektrisk, men også termisk energi i form av varmt vann og damp.

For å levere varmt vann brukes nettverksvarmere (kjeler), hvor vannet varmes opp av damp fra turbinens varmeuttak til ønsket temperatur. Vann i nettverksvarmer kalles nettverk. Etter avkjøling hos forbrukerne pumpes nettvannet igjen til nettvarmerne. Kjelkondensat pumpes til avlufteren.

Dampen som tilføres produksjonen brukes av planteforbrukere til ulike formål. Arten av denne bruken avhenger av muligheten for å returnere produksjonskondensatet til KA CHPP. Kondensatet som returneres fra produksjonen, hvis kvaliteten oppfyller produksjonsstandardene, sendes til avlufteren med en pumpe installert etter oppsamlingstanken. Ellers mates den til WLU for passende behandling (avsalting, mykning, fjerning av jern, etc.).

CHP er vanligvis utstyrt med trommelromfartøy. Fra disse romfartøyene slippes en liten del av kjelevannet ut ved å blåse inn i den kontinuerlige utblåsningsekspanderen og deretter gjennom varmeveksleren slippes ut i avløpet. Vannet som slippes ut kalles rensevann. Dampen som oppnås i ekspanderen sendes vanligvis til avlufteren.

Prinsippet for drift av CHP

La oss vurdere det grunnleggende teknologiske skjemaet til CHPP (fig. 4), som karakteriserer sammensetningen av delene, den generelle sekvensen av teknologiske prosesser.

Ris. 4. Skjematisk diagram av kraftvarmeverket.

Strukturen til CHPP inkluderer en drivstofføkonomi (TF) og enheter for forberedelse før forbrenning (PT). Drivstofføkonomien inkluderer mottaks- og losseinnretninger, transportmekanismer, drivstoffdepoter, innretninger for foreløpig drivstoffpreparering (knuseverk).

Produktene fra brenselforbrenning - røykgasser suges av røykavtrekk (DS) og slippes ut gjennom skorsteiner (DTR) til atmosfæren. Den ikke-brennbare delen av fast brensel faller ut i ovnen i form av slagg (Sh), og en betydelig del i form av små partikler føres bort med røykgasser. For å beskytte atmosfæren mot utslipp av flyveaske, er det montert askeoppsamlere (AS) foran røykavtrekkene. Slagg og aske blir vanligvis fjernet til askedeponier. Luften som er nødvendig for forbrenningen, tilføres brennkammeret ved hjelp av blåsevifter. Røyksugere, en skorstein, sprengningsvifter utgjør stasjonstrekkinstallasjonen (TDU).

Seksjonene oppført ovenfor danner en av de viktigste teknologiske banene - drivstoff-gass-luft-banen.

Den nest viktigste teknologiske banen til et dampturbinkraftverk er et damp-vann-, inkludert damp-vann-delen av dampgeneratoren, en varmemotor (TD), hovedsakelig en dampturbin, en kondenseringsenhet, inkludert en kondensator ( K) og en kondensatpumpe (KN), et teknisk vannforsyningssystem (TV) med kjølevannspumper ( NOV), vannbehandlings- og fôringsanlegg, inkludert vannbehandling (VO), høy- og lavtrykksvarmer (HPV og HDPE), fôrpumper (PN), samt damp- og vannledninger.

I systemet til drivstoff-gass-luft-banen frigjøres den kjemisk bundne energien til drivstoffet under forbrenning i forbrenningskammeret i form av termisk energi som overføres av stråling og konveksjon gjennom metallveggene til dampgeneratorens rørsystem til vann og damp dannet fra vann. Den termiske energien til dampen omdannes i turbinen til den kinetiske energien til strømmen som overføres til turbinrotoren. Den mekaniske rotasjonsenergien til turbinrotoren koblet til rotoren til en elektrisk generator (EG) omdannes til energien til en elektrisk strøm, som fjernes, minus eget forbruk, til en elektrisk forbruker.

Varmen fra arbeidsfluidet som har virket i turbinene kan brukes til behovene til eksterne varmeforbrukere (TP).

Varmeforbruk forekommer i følgende områder:

1. Forbruk til teknologiske formål;

2. Forbruk til oppvarming og ventilasjon av bolig-, offentlige og industribygg;

3. Forbruk til andre husholdningsbehov.

Tidsplanen for teknologisk varmeforbruk avhenger av egenskapene til produksjon, driftsmåte, etc. Sesongvariasjon av forbruk i dette tilfellet forekommer bare i relativt sjeldne tilfeller. Hos de fleste industribedrifter er forskjellen mellom vinter- og sommervarmeforbruk til teknologiske formål ubetydelig. En liten forskjell oppnås bare ved bruk av en del av prosessdampen til oppvarming, så vel som på grunn av en økning i varmetapet om vinteren.

For varmeforbrukere, på grunnlag av tallrike driftsdata, settes energiindikatorer, dvs. normer for mengden varme som forbrukes av ulike typer produksjon per produksjonsenhet.

Den andre gruppen av forbrukere, forsynt med varme til oppvarming og ventilasjon, er preget av en betydelig jevnhet i varmeforbruket gjennom dagen og en kraftig ujevnhet i varmeforbruket gjennom året: fra null om sommeren til maksimalt om vinteren.

Varmeeffekten til oppvarming er direkte avhengig av utetemperaturen, dvs. fra klimatiske og meteorologiske faktorer.

Når varme frigjøres fra anlegget, kan damp og varmtvann oppvarmet i nettvarmere av damp fra turbinuttak tjene som varmebærere. Spørsmålet om å velge en eller annen kjølevæske og dens parametere avgjøres basert på kravene til produksjonsteknologien. I noen tilfeller brukes lavtrykksdamp brukt i produksjonen (for eksempel etter damphammere) til oppvarming og ventilasjon. Noen ganger brukes damp til å varme opp industribygg for å unngå å installere et separat varmtvannsoppvarmingssystem.

Slipp av damp til siden for oppvarmingsformål er helt klart upassende, siden oppvarmingsbehovet lett kan dekkes med varmt vann, og etterlater alt oppvarmingsdampkondensatet på stasjonen.

Utslipp av varmt vann til teknologiske formål er relativt sjelden. Varmtvannsforbrukere er kun industrier som bruker det til varmvask og andre lignende prosesser, og forurenset vann returneres ikke lenger til stasjonen.

Varmtvann tilført til varme- og ventilasjonsformål varmes på stasjonen i nettvarmere med damp fra regulert avtrekkstrykk på 1,17-2,45 bar. Ved dette trykket varmes vann opp til en temperatur på 100-120.

Ved lave utendørstemperaturer blir imidlertid frigjøring av store mengder varme ved en slik vanntemperatur upraktisk, siden mengden vann som sirkulerer i nettverket, og følgelig energiforbruket for å pumpe det øker merkbart. Derfor, i tillegg til hovedvarmerne matet med damp fra kontrollert avtrekk, er det installert toppvarmere, til hvilke varmedamp med et trykk på 5,85-7,85 bar tilføres fra et høyere trykkavsug eller direkte fra kjelene gjennom en reduksjonskjøleenhet .

Jo høyere innledende vanntemperatur, jo lavere er strømforbruket for driften av nettverkspumper, samt diameteren på varmerørene. For tiden, i toppvarmere, varmes vannet oftest opp til en temperatur på 150 °C fra forbrukeren; med en ren varmebelastning har det vanligvis en temperatur på rundt 70 °C.

1.4. Varmeforbruk og virkningsgrad av CHP

Kraftvarmeverk frigir elektrisitet og varme til forbrukerne med damp som har gått ut i turbinen. I Sovjetunionen er det vanlig å fordele kostnadene for varme og drivstoff mellom disse to energitypene:

2) for produksjon og frigjøring av varme:

	,	(3.3)
	,	(3.3a)

hvor - varmeforbruk for en ekstern forbruker; - varmeforsyning til forbrukeren; h t er effektiviteten av varmeforsyningen fra et turbinanlegg, tatt i betraktning varmetap under utgivelsen (i nettverksvarmere, damprørledninger, etc.); h t = 0,98¸0,99.

Totalt varmeforbruk for turbinanlegget Q tu består av den termiske ekvivalenten til den interne kraften til turbinen 3600 N i, varmeforbruk for en ekstern forbruker Q t og varmetap i turbinkondensatoren Q j. Den generelle ligningen for varmebalansen til et kraftvarmeturbinanlegg har formen

For CHP som helhet, tatt i betraktning effektiviteten til dampkjelen h p.k og effektivitet av varmetransport h tr vi får:

	;	(3.6)
	.	(3.6a)

Verdi bestemmes i utgangspunktet av verdi verdi-verdi.

Produksjon av elektrisitet ved bruk av spillvarme øker effektiviteten av elektrisitetsproduksjon ved CHPPs betydelig sammenlignet med CPPs og fører til betydelige drivstoffbesparelser i landet.

Del én konklusjon

Kraftvarmeverket er således ikke en kilde til storskala forurensning av lokaliseringsområdet. Teknisk og økonomisk begrunnet produksjonsplanlegging ved CHPPs gjør det mulig å oppnå den høyeste driftsytelsen til lavest mulig kostnad av alle typer produksjonsressurser, siden ved CHPP brukes varmen fra den "brukte" dampen i turbinene til behovene for produksjon, oppvarming og varmtvannsforsyning

SAMMENLIGNING AV RUSSISK CHPPS MED UTENLANDSKE

Verdens største elektrisitetsproduserende land er USA, Kina, som produserer 20 % av verdensproduksjonen, og Japan, Russland og India, som er 4 ganger dårligere enn dem.

Kina

Kinas energiforbruk innen 2030, ifølge ExxonMobils prognose, vil mer enn dobles. Generelt vil andelen av Kina på dette tidspunktet stå for omtrent 1/3 av den globale økningen i etterspørselen etter elektrisitet. Denne dynamikken, ifølge ExxonMobil, er fundamentalt forskjellig fra situasjonen i USA, hvor prognosen for etterspørselsvekst er svært moderat.

For tiden er strukturen til Kinas produksjonskapasitet som følger. Omtrent 80 % av elektrisiteten som produseres i Kina kommer fra kullfyrte termiske kraftverk, som er assosiert med tilstedeværelsen av store kullforekomster i landet. 15 % kommer fra vannkraftverk, 2 % kommer fra kjernekraftverk og 1 % hver av fyringsolje, gasstermiske kraftverk og andre kraftverk (vind osv.). Når det gjelder prognoser, i nær fremtid (2020) vil rollen til kull i den kinesiske energisektoren forbli dominerende, men andelen kjernekraft (opptil 13%) og andelen naturgass (opptil 7%) 1 vil betydelig økning, hvis bruk vil betydelig forbedre miljøsituasjonen i de raskt utviklende byene i Kina.

Japan

Den totale installerte kapasiteten til kraftverk i Japan når 241,5 millioner kW. Av disse er 60% termiske kraftverk (inkludert termiske kraftverk som opererer på gass - 25%, fyringsolje - 19%, kull - 16%). Kjernekraftverk står for 20 %, vannkraftverk for 19 % av den totale kraftproduksjonskapasiteten. I Japan er det 55 termiske kraftverk med en installert effekt på over 1 million kW. Den største av dem er gass: Kawagoe(Chubu Electric) - 4,8 millioner kW, higashi(Tohoku Electric) - 4,6 millioner kW, oljefyrt Kashima (Tokyo Electric) - 4,4 millioner kW og kullfyrt Hekinan (Chubu Electric) - 4,1 millioner kW.

Tabell 1 - Elektrisitetsproduksjon ved termiske kraftverk i henhold til IEEJ-Institute of Energy Economics, Japan (Institute of Energy Economics, Japan)

India

Omtrent 70 % av elektrisiteten som forbrukes i India er generert av termiske kraftverk. Elektrifiseringsprogrammet vedtatt av landets myndigheter har gjort India til et av de mest attraktive markedene for investering og promotering av ingeniørtjenester. I løpet av de siste årene har republikken tatt konsekvente skritt for å skape en fullverdig og pålitelig elektrisk kraftindustri. Erfaringene fra India er bemerkelsesverdige for det faktum at i et land som lider av mangel på hydrokarbonråvarer, arbeides det aktivt med utvikling av alternative energikilder. Et trekk ved elektrisitetsforbruket i India, bemerket av Verdensbankens økonomer, er at veksten i husholdningenes forbruk er sterkt begrenset av mangelen på tilgang til elektrisitet for nesten 40 % av innbyggerne (ifølge andre kilder er tilgangen til elektrisitet begrenset for 43 % av innbyggere i byer og 55 % av innbyggere på landsbygda). En annen sykdom i den lokale kraftindustrien er upålitelig forsyning. Strømbrudd er en vanlig situasjon selv i store år og industrisentre i landet.

I følge Det internasjonale energibyrået, gitt de nåværende økonomiske realiteter, er India et av få land hvor det forventes en jevn økning i strømforbruket i overskuelig fremtid. Økonomien i dette landet, nest i verden når det gjelder befolkning, er en av de raskest voksende. I løpet av de siste to tiårene har den gjennomsnittlige årlige BNP-veksten vært 5,5 %. I regnskapsåret 2007/08, ifølge Central Statistical Organization of India, nådde BNP 1 059,9 milliarder dollar, noe som gjorde landet til den 12. største økonomien i verden. I strukturen til BNP dominerer tjenester (55,9 %), etterfulgt av industri (26,6 %) og landbruk (17,5 %). Samtidig, ifølge uoffisielle data, ble det i juli i år satt en slags femårsrekord i landet - etterspørselen etter elektrisitet oversteg tilbudet med 13,8%.

Mer enn 50 % av Indias elektrisitet genereres av kullfyrte termiske kraftverk. India er både verdens tredje største produsent av kull og verdens tredje største forbruker av denne ressursen, samtidig som det forblir en nettoeksportør av kull. Denne typen drivstoff er fortsatt den viktigste og mest økonomiske for Indias energiindustri, der opptil en fjerdedel av befolkningen lever under fattigdomsgrensen.

Storbritannia

I dag produserer kullkraftverk i Storbritannia omtrent en tredjedel av elektrisiteten landet trenger. Slike kraftverk slipper ut millioner av tonn klimagasser og partikler av giftige partikler til atmosfæren, så miljøvernere oppfordrer stadig regjeringen til å stenge disse kraftverkene umiddelbart. Men problemet er at det ikke er noe å fylle på den delen av elektrisiteten som genereres av varmekraftverk.

Konklusjon for del to

Dermed er Russland dårligere enn verdens største strømproduserende land, USA og Kina, som genererer 20 % av verdensproduksjonen hver, og er på nivå med Japan og India.

KONKLUSJON

Dette essayet beskriver typene kombinert varme- og kraftverk. Det skjematiske diagrammet, formålet med strukturelementene og beskrivelsen av deres arbeid vurderes. Hovedeffektiviteten til stasjonen er bestemt.

©2015-2019 nettsted
Alle rettigheter tilhører deres forfattere. Dette nettstedet krever ikke forfatterskap, men tilbyr gratis bruk.
Opprettelsesdato for side: 2016-08-08

Termiske kraftverk (TPP, IES, CHP)

Hovedtypen kraftverk i Russland er termisk (TPP). Disse installasjonene genererer omtrent 67 % av Russlands elektrisitet. Plasseringen deres påvirkes av drivstoff- og forbruksfaktorer. De kraftigste kraftverkene ligger på stedene der drivstoff utvinnes. Termiske kraftverk som bruker høykalori, transportabelt drivstoff er forbrukerorienterte.

Termiske kraftverk bruker utbredte drivstoffressurser, er relativt gratis å distribuere, og er i stand til å generere elektrisitet uten sesongmessige svingninger. Konstruksjonen deres utføres raskt og er forbundet med lavere arbeids- og materialkostnader. Men TPP har betydelige ulemper. De bruker ikke-fornybare ressurser, har lav effektivitet (30-35%), og har en ekstremt negativ innvirkning på miljøsituasjonen. TPP-er rundt om i verden slipper årlig ut 200-250 millioner tonn aske og rundt 60 millioner tonn svoveldioksid 6 til atmosfæren, og absorberer også en enorm mengde oksygen. Det er fastslått at kull i mikrodoser nesten alltid inneholder U 238, Th 232 og en radioaktiv isotop av karbon. De fleste TPP-er i Russland er ikke utstyrt med effektive systemer for rensing av eksosgasser fra svovel- og nitrogenoksider. Selv om installasjoner som opererer på naturgass er miljømessig mye renere enn kull-, skifer- og fyringsoljeinstallasjoner, forårsaker legging av gassrørledninger skade på naturen (spesielt i de nordlige regionene).

Varmekraftverk er et sett med utstyr og enheter som konverterer drivstoffenergi til elektrisk og (generelt) termisk energi.

Termiske kraftverk er preget av stort mangfold og kan klassifiseres etter ulike kriterier.

1. Kraftverk er delt inn i regionalt og industrielt etter formål og type energi som leveres.

Distriktskraftverk er selvstendige offentlige kraftverk som betjener alle typer distriktsforbrukere (industribedrifter, transport, befolkning osv.). Distriktskondenskraftverk, som hovedsakelig produserer elektrisitet, beholder ofte sitt historiske navn – GRES (statlige distriktskraftverk). Distriktskraftverk som produserer elektrisitet og varme (i form av damp eller varmtvann) kalles kombinerte varme- og kraftverk (CHP). Kraftvarmeanlegg er anlegg for kombinert produksjon av elektrisitet og varme. Effektiviteten deres når 70% mot 30-35% ved IES. Kraftvarmeverk er knyttet til forbrukere, pga radius for varmeoverføring (damp, varmt vann) er 15-20 km. Den maksimale kapasiteten til en CHPP er mindre enn den for en IES.

Som regel har statlige distriktskraftverk og regionale varmekraftverk en kapasitet på over 1 million kW.

Industrielle kraftverk er kraftverk som leverer varme og elektrisitet til bestemte industribedrifter eller deres kompleks, for eksempel et anlegg for produksjon av kjemiske produkter. Industrielle kraftverk er en del av industribedriftene de betjener. Kapasiteten deres bestemmes av industribedriftenes behov for varme og elektrisitet, og som regel er den betydelig mindre enn distriktets termiske kraftverk. Ofte opererer industrielle kraftverk på et felles elektrisk nett, men er ikke underlagt kraftsystemansvarlig. Det er kun regionale kraftverk som vurderes nedenfor.

2. Etter hvilken type brensel som brukes, er termiske kraftverk delt inn i kraftverk som opererer på organisk brensel og kjernebrensel.

Termiske kraftverk som opererer på fossilt brensel kalles kondenskraftverk (CPP). Kjernebrensel brukes av kjernekraftverk (NPP). Det er i denne forstand at dette begrepet vil bli brukt nedenfor, selv om CHPPs, NPPs, gassturbin power plants (GTPPs) og kombinert syklus kraftverk (CCPPs) også er termiske kraftverk som opererer etter prinsippet om å konvertere termisk energi til elektrisk energi.

Den primære rollen blant termiske installasjoner spilles av kondenskraftverk (CPP). De trekker til både drivstoffkilder og forbrukere, og er derfor svært utbredt. Jo større IES, jo lenger kan den overføre elektrisitet, dvs. ettersom kraften øker, øker påvirkningen av drivstoffet og energifaktoren.

Gassformig, flytende og fast brensel brukes som fossilt brensel for termiske kraftverk. Orientering mot drivstoffbaser skjer i nærvær av ressurser av billig og ikke-transportabelt drivstoff (brunkull fra Kansk-Achinsk-bassenget) eller når det gjelder kraftverk som bruker torv, skifer og fyringsolje (slike IES-er er vanligvis forbundet med oljeraffinering sentre). De fleste TPP-er i Russland, spesielt i den europeiske delen, bruker naturgass som hoveddrivstoff, og fyringsolje som reservedrivstoff, og bruker sistnevnte, på grunn av de høye kostnadene, bare i ekstreme tilfeller; slike termiske kraftverk kalles oljefyrte. I mange regioner, hovedsakelig i den asiatiske delen av Russland, er hoveddrivstoffet termisk kull - lavkalorikull eller høykalorikullavfall (antrasittslam - ASh). Siden slike kull males i spesielle møller til pulverisert tilstand før brenning, kalles slike termiske kraftverk pulverisert kull.

3. I henhold til typen termiske kraftverk som brukes ved termiske kraftverk for å konvertere termisk energi til mekanisk rotasjonsenergi av rotorene til turbinenheter, skilles dampturbiner, gassturbiner og kraftverk med kombinert syklus.

Grunnlaget for dampturbinkraftverk er dampturbinanlegg (STP), som bruker den mest komplekse, kraftigste og ekstremt avanserte energimaskinen – en dampturbin for å konvertere termisk energi til mekanisk energi. PTU er hovedelementet i termiske kraftverk, termiske kraftverk og kjernekraftverk.

Gassturbin termiske kraftverk (GTPP) er utstyrt med gassturbinenheter (GTU) som opererer på gassformig eller, i ekstreme tilfeller, flytende (diesel) drivstoff. Siden temperaturen på gassene nedstrøms for gassturbinen er ganske høy, kan de brukes til å levere termisk energi til en ekstern forbruker. Slike kraftverk kalles GTU-CHP. For øyeblikket er det en GTPP som opererer i Russland (GRES-3 oppkalt etter Klasson, Elektrogorsk, Moskva-regionen) med en kapasitet på 600 MW og en GTU-CHPP (i Elektrostal, Moskva-regionen).

Kombinert syklus termiske kraftverk er utstyrt med kombinerte syklusanlegg (CCGT), som er en kombinasjon av GTU og PTU, som gir høy effektivitet. CCGT-TPP kan være kondenserende (CCGT-CES) og med varmeeffekt (CCGT-CHP). I Russland er det bare én som opererer CCGT-CHP (CCGT-450T) med en kapasitet på 450 MW. Nevinnomysskaya GRES driver en CCGT-170 kraftenhet med en kapasitet på 170 MW, og en CCGT-300 kraftenhet med en kapasitet på 300 MW opererer ved Yuzhnaya CHPP i St. Petersburg.

4. I henhold til den teknologiske ordningen med damprørledninger er TPP-er delt inn i blokk-TPP-er og TPP-er med kryssforbindelser.

Block TPPs består av separate, som regel, samme type kraftverk - kraftenheter. I kraftenheten leverer hver kjele kun damp til sin egen turbin, hvorfra den returnerer etter kondens bare til sin egen kjele. I henhold til blokkordningen bygges alle kraftige statlige distriktskraftverk og termiske kraftverk, som har såkalt mellomoveroppheting av damp. Driften av kjeler og turbiner ved TPP-er med tverrkoblinger leveres annerledes: alle TPP-kjeler leverer damp til en felles damprørledning (samler), og alle dampturbiner av TPP-er mates fra den. I henhold til denne ordningen bygges CPP-er uten mellomliggende overoppheting, og nesten alle CHPP-er er bygget for subkritiske initiale dampparametere.

5. I henhold til nivået på initialtrykk, skilles TPP-er for subkritisk trykk og superkritisk trykk (SKP).

Kritisk trykk er 22,1 MPa (225,6 atm). I den russiske termiske kraftindustrien er de første parametrene standardiserte: termiske kraftverk og termiske kraftverk er bygget for et subkritisk trykk på 8,8 og 12,8 MPa (90 og 130 atm), og for SKD - 23,5 MPa (240 atm). TPPs for superkritiske parametere, av tekniske årsaker, utføres med gjenoppvarming og i henhold til et blokkskjema. Ofte bygges termiske kraftverk eller termiske kraftverk i flere trinn - i trinn, hvis parametere forbedres med introduksjonen av hvert nytt trinn.

Tenk på et typisk kondenserende termisk kraftverk som opererer på organisk brensel (fig. 3.1).

Ris. 3.1. Termisk balanse mellom olje og gass

pulverisert kull (tall i parentes) TPP

Brennstoff tilføres kjelen og for forbrenningen tilføres det også et oksidasjonsmiddel her - luft som inneholder oksygen. Luft tas fra atmosfæren. Avhengig av sammensetningen og forbrenningsvarmen krever fullstendig forbrenning av 1 kg drivstoff 10–15 kg luft, og dermed er luft også et naturlig "råmateriale" for å generere elektrisitet, for levering til forbrenningssonen. er nødvendig for å ha kraftige høyytelses superladere. Som et resultat av den kjemiske forbrenningsreaksjonen, der karbon C i brenselet omdannes til CO 2 og CO-oksider, hydrogen H 2 til vanndamp H 2 O, svovel S til oksidene SO 2 og SO 3, etc., blir drivstoffforbrenning. produkter dannes - en blanding av forskjellige gasser med høy temperatur. Det er den termiske energien til drivstoffforbrenningsproduktene som er kilden til elektrisitet generert av TPP-er.

Lenger inne i kjelen overføres varme fra røykgassene til vannet som beveger seg inne i rørene. Dessverre kan ikke all den termiske energien som frigjøres som følge av drivstoffforbrenning overføres til vann av tekniske og økonomiske årsaker. Produktene fra brennstoffforbrenning (røykgasser) avkjølt til en temperatur på 130–160 °C forlater TPP gjennom skorsteinen. En del av varmen som føres bort av røykgasser, avhengig av type drivstoff som brukes, driftsmåte og driftskvalitet, er 5–15 %.

En del av den termiske energien som blir igjen inne i kjelen og overføres til vannet sikrer dannelse av damp med høye initiale parametere. Denne dampen sendes til en dampturbin. Et dypt vakuum opprettholdes ved utløpet av turbinen ved hjelp av et apparat kalt en kondensator: trykket bak dampturbinen er 3–8 kPa (husk at atmosfærisk trykk er på nivået 100 kPa). Derfor beveger damp, etter å ha kommet inn i turbinen med høyt trykk, til kondensatoren, hvor trykket er lavt, og utvider seg. Det er ekspansjonen av damp som sikrer konvertering av den potensielle energien til mekanisk arbeid. Dampturbinen er utformet på en slik måte at ekspansjonsenergien til dampen omdannes i den til rotasjonen av rotoren. Turbinrotoren er koblet til rotoren til den elektriske generatoren, i statorviklingene som genereres elektrisk energi, som er det endelige nyttige produktet (bra) av driften av TPP.

Kondensatoren, som ikke bare holder trykket nedstrøms for turbinen, men også får dampen til å kondensere (bli til vann), krever en stor mengde kaldt vann for å fungere. Dette er den tredje typen "råmateriale" som leveres til TPP-er, og for driften av TPP-er er det ikke mindre viktig enn drivstoff. Derfor bygges termiske kraftverk enten i nærheten av eksisterende naturlige vannkilder (elv, sjø), eller det bygges kunstige kilder (kjøledam, luftkjøletårn osv.).

Hovedvarmetapet ved TPP-er oppstår på grunn av overføring av kondenseringsvarme til kjølevann, som deretter gir det til miljøet. Med varmen fra kjølevannet går mer enn 50 % av varmen som tilføres til TPP med drivstoff tapt. I tillegg, som et resultat, oppstår termisk forurensning av miljøet.

En del av den termiske energien til drivstoffet forbrukes inne i TPP enten i form av varme (for eksempel for oppvarming av fyringsolje levert til CHPP i tykk form i jernbanetanker) eller i form av elektrisitet (for eksempel for kjøring elektriske motorer av pumper for ulike formål). Denne delen av tapene kalles egne behov.

For normal drift av et termisk kraftverk, i tillegg til "råmaterialer" (drivstoff, kjølevann, luft), kreves det mange andre materialer: olje for drift av smøresystemer, regulering og beskyttelse av turbiner, reagenser ( harpiks) for rengjøring av arbeidsvæsken, en rekke reparasjonsmaterialer.

Til slutt blir kraftige TPP-er betjent av et stort antall personell som sørger for løpende drift, vedlikehold av utstyr, analyse av tekniske og økonomiske indikatorer, forsyning, ledelse, etc. Omtrent kan vi anta at 1 person er nødvendig for 1 MW installert kapasitet, og derfor er staben til en kraftig TPP flere tusen mennesker. Ethvert kraftverk med kondenserende dampturbin inkluderer fire obligatoriske elementer:

· en kraftkjele, eller rett og slett en kjele, som tilføres fødevann under høyt trykk, brensel og atmosfærisk luft for forbrenning. Forbrenningsprosessen foregår i kjeleovnen - den kjemiske energien til drivstoffet omdannes til termisk og strålingsenergi. Matevann strømmer gjennom et rørsystem plassert inne i kjelen. Det brennende drivstoffet er en kraftig varmekilde, som overføres til fødevannet. Sistnevnte varmes opp til kokepunktet og fordamper. Den resulterende dampen i samme kjele overopphetes over kokepunktet. Denne dampen ved en temperatur på 540°C og et trykk på 13–24 MPa føres gjennom en eller flere rørledninger til dampturbinen;

en turbinenhet som består av en dampturbin, en elektrisk generator og en exciter. En dampturbin, der dampen ekspanderer til et veldig lavt trykk (omtrent 20 ganger mindre enn atmosfærisk trykk), konverterer den potensielle energien til den komprimerte og oppvarmede til en høytemperaturdamp til den kinetiske energien til turbinrotorens rotasjon. Turbinen driver en elektrisk generator som konverterer den kinetiske rotasjonsenergien til generatorrotoren til elektrisk strøm. Den elektriske generatoren består av en stator, i de elektriske viklingene som det genereres strøm av, og en rotor, som er en roterende elektromagnet, som drives av en magnetisering;

· kondensatoren tjener til å kondensere dampen som kommer fra turbinen og skape et dypt vakuum. Dette gjør det mulig å redusere energiforbruket betydelig for den påfølgende komprimeringen av det resulterende vannet og samtidig øke dampeffektiviteten, dvs. få mer kraft fra dampen som genereres av kjelen;

· matepumpe for tilførsel av matevann til kjelen og skape høyt trykk foran turbinen.

En kontinuerlig syklus med konvertering av den kjemiske energien til det forbrente brenselet til elektrisk energi finner sted i PTUen over arbeidsfluidet.

I tillegg til de oppførte elementene, inneholder en ekte PTU i tillegg et stort antall pumper, varmevekslere og andre enheter som er nødvendige for å øke effektiviteten. Den teknologiske prosessen med elektrisitetsproduksjon ved et gassfyrt termisk kraftverk er vist i fig. 3.2.

Hovedelementene i kraftverket som vurderes (fig. 3.2) er et kjeleanlegg som produserer damp med høye parametere; en turbin eller dampturbinanlegg som konverterer varmen fra damp til mekanisk rotasjonsenergi til turbinenhetens rotoren, og elektriske enheter (elektrisk generator, transformator, etc.) som gir elektrisitetsproduksjon.

Hovedelementet i kjeleanlegget er kjelen. Gass for drift av kjelen tilføres fra gassdistribusjonsstasjonen koblet til hovedgassrørledningen (ikke vist på figuren) til gassdistribusjonspunktet (GRP) 1. Her reduseres trykket til flere atmosfærer og det tilføres til brennerne 2 plassert i bunnen av kjelen (slike brennere kalles bunnbrennere).

Ris. 3.2. Teknologisk prosess for produksjon av elektrisitet ved et gassfyrt termisk kraftverk

Selve kjelen er en U-formet struktur med rektangulære gasskanaler. Venstre side kalles brennkammer. Innsiden av ovnen er fri, og forbrenningen av drivstoff, i dette tilfellet gass, finner sted i den. For å gjøre dette tilføres varmluft kontinuerlig til brennerne av en spesiell trekkvifte 28, oppvarmet i en luftvarmer 25. I fig. 3.2 viser den såkalte roterende luftvarmeren, hvis varmelagrende pakning varmes opp av de utgående røykgassene i første halvdel av omdreiningen, og i andre halvdel av omdreiningen varmer den opp luften som kommer fra atmosfæren. For å øke lufttemperaturen brukes resirkulering: en del av røykgassene som forlater kjelen, med en spesiell resirkuleringsvifte 29 tilføres hovedluften og blandes med denne. Varm luft blandes med gass og føres gjennom kjelens brennere inn i ovnen - kammeret der drivstoffet brennes. Ved brenning dannes en fakkel, som er en kraftig kilde til strålende energi. Under forbrenning av drivstoff omdannes dens kjemiske energi til termisk og strålingsenergi fra fakkelen.

Ovnens vegger er foret med sikter 19 - rør som tilføres tilførselsvann fra economizeren 24. Diagrammet viser den såkalte engangskjelen, i hvis skjermer fødevannet passerer gjennom kjelerørsystemet bare én gang, varmes opp og fordamper, og blir til tørr mettet damp. Trommelkjeler er mye brukt, i hvilke skjermer fødevannet sirkuleres gjentatte ganger, og dampen skilles fra kjelevannet i trommelen.

Plassen bak kjeleovnen er ganske tett fylt med rør inni der damp eller vann beveger seg. Utvendig blir disse rørene vasket av varme røykgasser, som gradvis avkjøles etter hvert som de beveger seg til skorsteinen 26.

Tørr mettet damp kommer inn i hovedoverheteren, bestående av tak 20, skjerm 21 og konvektiv 22 elementer. I hovedoverheteren stiger temperaturen og følgelig den potensielle energien. Dampen med høye parametere oppnådd ved utgangen fra den konvektive overheteren forlater kjelen og kommer inn gjennom damprørledningen til dampturbinen.

En kraftig dampturbin består vanligvis av flere, så å si, separate turbiner - sylindre.

Til den første sylinderen - høytrykkssylinderen (HPC) 17 tilføres damp direkte fra kjelen, og derfor har den høye parametere (for SKD-turbiner - 23,5 MPa, 540 ° С, dvs. 240 at/540 ° С). Ved utløpet av HPC er damptrykket 3–3,5 MPa (30–35 atm), og temperaturen er 300–340 °C. Hvis dampen fortsatte å ekspandere i turbinen videre fra disse parameterne til trykket i kondensatoren, ville den bli så våt at langvarig drift av turbinen ville være umulig på grunn av erosiv slitasje på delene i den siste sylinderen. Derfor går relativt kald damp fra HPC tilbake til kjelen til den såkalte mellomoverheteren 23. I den faller dampen igjen under påvirkning av de varme gassene i kjelen, temperaturen stiger til sin opprinnelige temperatur (540 ° C). Den resulterende dampen sendes til mellomtrykkssylinderen (MPC) 16. Etter å ha ekspandert i MPC til et trykk på 0,2–0,3 MPa (2–3 atm), går dampen inn i en eller flere identiske lavtrykkssylindere (LPC) 15.

Således, ekspanderende i turbinen, roterer dampen sin rotor forbundet med rotoren til den elektriske generatoren 14, i statorviklingene som genereres en elektrisk strøm. Transformatoren øker spenningen for å redusere tap i kraftledninger, overfører deler av den genererte energien for å drive TPPs egne behov, og frigjør resten av elektrisiteten til kraftsystemet.

Både kjelen og turbinen kan kun operere med høykvalitets fødevann og damp, og tillater kun ubetydelige urenheter av andre stoffer. I tillegg er dampforbruket enormt (for eksempel i en kraftenhet på 1200 MW, fordamper mer enn 1 tonn vann på 1 sekund, passerer gjennom turbinen og kondenserer). Derfor er normal drift av kraftenheten bare mulig når du oppretter en lukket syklus av sirkulasjon av arbeidsvæsken med høy renhet.

Dampen som forlater LPC-en til turbinen kommer inn i kondensatoren 12 - en varmeveksler, gjennom rørene som kjølevann kontinuerlig strømmer, levert av sirkulasjonspumpen 9 fra en elv, et reservoar eller en spesiell kjøleinnretning (kjøletårn).

Kjøletårnet er et hult avtrekkstårn i armert betong (Fig. 3.3) opp til 150 m høyt og med en utløpsdiameter på 40–70 m, som skaper selvtrekk for luften som kommer nedenfra gjennom luftlederskjoldene.

En vanningsanordning (sprinkler) er installert inne i kjøletårnet i en høyde på 10–20 m. Luft som beveger seg oppover får noen av dråpene (ca. 1,5-2%) til å fordampe, på grunn av dette avkjøles vannet som kommer fra kondensatoren og varmes opp i den. Det avkjølte vannet samles under i bassenget, strømmer inn i forkammeret 10, og derfra tilføres det av sirkulasjonspumpen 9 til kondensatoren 12 (fig. 3.2).

Ris. 3.3. Naturlig trekk kjøletårn

Ris. 3.4. Utvendig utsikt over kjøletårnet

Sammen med sirkulerende vann brukes direktestrømsvannforsyning, der kjølevann kommer inn i kondensatoren fra elven og slippes ut i den nedstrøms. Dampen som kommer fra turbinen inn i det ringformede rommet til kondensatoren kondenserer og strømmer ned; Det resulterende kondensatet mates av en kondensatpumpe 6 gjennom en gruppe lavtrykks regenerative varmeovner (LPH) 3 til avlufteren 8. I LPH stiger temperaturen på kondensatet på grunn av kondensasjonsvarmen til dampen hentet fra turbin. Dette reduserer drivstofforbruket i kjelen og øker effektiviteten til kraftverket. I avlufter 8 skjer avlufting - fjerning av gasser oppløst i den fra kondensatet som forstyrrer driften av kjelen. Samtidig er avluftertanken en beholder for kjelefødevann.

Fra avlufteren tilføres tilførselsvann av matepumpe 7, drevet av en elektrisk motor eller en spesiell dampturbin, til en gruppe høytrykksvarmere (HPH).

Regenerativ oppvarming av kondensat i HDPE og HPH er den viktigste og svært lønnsomme måten å øke effektiviteten til TPP. Dampen, som ekspanderte i turbinen fra innløpet til ekstraksjonsrørledningen, genererte en viss kraft, og etter å ha kommet inn i den regenerative varmeren, overførte den kondensasjonsvarmen til fødevannet (og ikke til det kjølende!), og hevet dets varme. temperatur og dermed spare drivstofforbruk i kjelen. Kjelmatevannstemperatur nedstrøms HPH, dvs. før den går inn i kjelen, er den, avhengig av startparametrene, 240–280°C. Dermed lukkes den teknologiske damp-vann-syklusen for å konvertere den kjemiske energien til drivstoffet til den mekaniske rotasjonsenergien til turbinenhetens rotoren.

CHP er et termisk kraftverk som produserer ikke bare strøm, men også gir varme til hjemmene våre om vinteren. På eksemplet med Krasnoyarsk CHPP, la oss se hvordan nesten ethvert termisk kraftverk fungerer.

Det er 3 kombinerte varme- og kraftverk i Krasnoyarsk, hvor den totale elektriske effekten bare er 1146 MW (til sammenligning har vår Novosibirsk CHPP 5 alene en kapasitet på 1200 MW), men det var Krasnoyarsk CHPP-3 som var bemerkelsesverdig for meg fordi stasjonen er ny - ikke engang et år har gått, da den første og så langt eneste kraftenheten ble sertifisert av systemoperatøren og satt i kommersiell drift. Derfor klarte jeg å ta bilder av en vakker stasjon som ennå ikke var støvete og lærte mye om kraftvarmeverket.

I dette innlegget, i tillegg til teknisk informasjon om KrasCHP-3, vil jeg avsløre selve prinsippet for drift av nesten alle kombinert varme- og kraftverk.

1. Tre skorsteiner, høyden på den høyeste av dem er 275 m, den nest høyeste er 180 m

Selve forkortelsen CHP tilsier at stasjonen produserer ikke bare strøm, men også varme (varmt vann, oppvarming), og varmeproduksjon er kanskje enda mer prioritert i vårt land kjent for harde vintre.

2. Den installerte elektriske kapasiteten til Krasnoyarsk CHPP-3 er 208 MW, og den installerte termiske kapasiteten er 631,5 Gcal/t

På en forenklet måte kan prinsippet for drift av en CHP beskrives som følger:

Det hele starter med drivstoff. Kull, gass, torv, oljeskifer kan fungere som brensel ved forskjellige kraftverk. I vårt tilfelle er dette brunkull klasse B2 fra Borodino dagbrudd, som ligger 162 km fra stasjonen. Kull hentes inn med jernbane. En del av det lagres, den andre delen går gjennom transportbånd til kraftenheten, hvor selve kullet først knuses til støv og deretter mates inn i forbrenningskammeret - en dampkjele.

En dampkjel er en enhet for å produsere damp med et trykk over atmosfæretrykk fra fødevann som kontinuerlig tilføres den. Dette skjer på grunn av varmen som frigjøres under forbrenning av drivstoff. Selve kjelen ser ganske imponerende ut. Ved KrasCHPP-3 er høyden på kjelen 78 meter (26-etasjers bygning), og den veier mer enn 7000 tonn.

6. Dampkjele merke Ep-670, produsert i Taganrog. Kjelekapasitet 670 tonn damp i timen

Jeg lånte et forenklet diagram av en kraftverks dampkjele fra nettstedet energoworld.ru slik at du kan forstå strukturen

1 - forbrenningskammer (ovn); 2 - horisontal røykrør; 3 - konvektiv aksel; 4 - ovnsskjermer; 5 - takskjermer; 6 - nedløpsrør; 7 - tromme; 8 - strålingskonvektiv overheter; 9 - konvektiv overheter; 10 - vannøkonomisator; 11 - luftvarmer; 12 - vifte; 13 - nedre skjermsamlere; 14 - slagg kommode; 15 - kald krone; 16 - brennere. Diagrammet viser ikke askefangeren og røykavtrekket.

7. Utsikt ovenfra

10. Kjeltrommelen er godt synlig. Trommelen er et sylindrisk horisontalt kar med vann- og dampvolumer, som er atskilt av en overflate som kalles fordampningsspeilet.

På grunn av den høye dampkapasiteten har kjelen utviklet varmeflater, både fordampende og overopphetede. Brannkammeret hans er prismatisk, firkantet med naturlig sirkulasjon.

Noen få ord om prinsippet for drift av kjelen:

Matevann kommer inn i trommelen, passerer gjennom economizeren, går ned gjennom nedløpsrørene til de nedre samlerne av skjermene fra rørene, gjennom disse rørene stiger vannet og varmes følgelig opp, siden fakkelen brenner inne i ovnen. Vann blir til en damp-vannblanding, en del av det går inn i de fjerne syklonene og den andre delen går tilbake til trommelen. Både der og der skilles denne blandingen i vann og damp. Dampen går til overheterne, og vannet gjentar sin vei.

11. Avkjølte røykgasser (ca. 130 grader) kommer ut av ovnen til elektrostatiske utskillere. I elektrostatiske utfellere renses gassene fra aske, asken føres til askedeponiet, og de rensede røykgassene går ut i atmosfæren. Den effektive graden av røykgassrensing er 99,7 %.
På bildet er de samme elektrostatiske utskillerne.

Når den passerer gjennom overheterne, varmes dampen opp til en temperatur på 545 grader og kommer inn i turbinen, hvor turbingeneratorrotoren roterer under sitt trykk og følgelig genereres elektrisitet. Det skal bemerkes at i kondenskraftverk (GRES) er vannsirkulasjonssystemet helt lukket. All damp som passerer gjennom turbinen avkjøles og kondenseres. Nok en gang omdannet til flytende tilstand, blir vannet gjenbrukt. Og i CHP-turbiner kommer ikke all damp inn i kondensatoren. Damputtak utføres - produksjon (bruk av varm damp i enhver produksjon) og oppvarming (varmtvannsnett). Dette gjør CHP økonomisk mer lønnsomt, men det har sine ulemper. Ulempen med kraftvarmeverk er at de skal bygges nær sluttbrukeren. Legging av varmenett koster mye penger.

12. Ved Krasnoyarsk CHPP-3 brukes et engangs-prosessvannforsyningssystem, som gjør det mulig å forlate bruken av kjøletårn. Det vil si at vann for å kjøle kondensatoren og bruke den i kjelen tas direkte fra Yenisei, men før det blir det renset og avsaltet. Etter bruk går vannet tilbake gjennom kanalen tilbake til Yenisei, og passerer gjennom det dissipative utløpssystemet (blander oppvarmet vann med kaldt vann for å redusere termisk forurensning av elven)

14. Turbogenerator

Jeg håper jeg klarte å beskrive prinsippet for drift av CHP. Nå litt om KrasTETS-3 selv.

Byggingen av stasjonen startet tilbake i 1981, men som det skjer i Russland, på grunn av Sovjetunionens kollaps og kriser, var det ikke mulig å bygge et termisk kraftverk i tide. Fra 1992 til 2012 fungerte stasjonen som fyrrom – den varmet opp vann, men den lærte å generere strøm først 1. mars i fjor.

Krasnoyarsk CHPP-3 tilhører Yenisei TGC-13. CHPP sysselsetter rundt 560 personer. For tiden gir Krasnoyarsk CHPP-3 varmeforsyning til industribedrifter og bolig- og fellessektoren i Sovetsky-distriktet i Krasnoyarsk - spesielt Severny, Vzletka, Pokrovsky og Innokentevsky mikrodistriktene.

17.

19. prosessor

20. Det er også 4 varmtvannskjeler på KrasCHPP-3

21. Kikkhull i brennkammeret

23. Og dette bildet ble tatt fra taket på kraftenheten. Det store røret har en høyde på 180m, det minste er røret til startkjelehuset.

24. transformatorer

25. Som koblingsanlegg ved KrasCHP-3 benyttes lukket koblingsanlegg med SF6 isolasjon (ZRUE) for 220 kV.

26. inne i bygget

28. Generell oversikt over koblingsanlegget

29. Det er alt. Takk for din oppmerksomhet

En kraftstasjon er et sett med utstyr designet for å konvertere energien til enhver naturlig kilde til elektrisitet eller varme. Det finnes flere typer slike gjenstander. For eksempel brukes termiske kraftverk ofte til å generere elektrisitet og varme.

Definisjon

Et termisk kraftverk er et kraftverk som bruker noe fossilt brensel som energikilde. Sistnevnte kan brukes, for eksempel olje, gass, kull. For tiden er termiske komplekser den vanligste typen kraftverk i verden. Populariteten til termiske kraftverk forklares først og fremst av tilgjengeligheten av fossilt brensel. Olje, gass og kull er tilgjengelig i mange deler av verden.

TPP er (dekoding med forkortelsen ser ut som "termisk kraftverk"), blant annet et kompleks med en ganske høy effektivitet. Avhengig av typen turbiner som brukes, kan denne indikatoren på stasjoner av denne typen være lik 30 - 70%.

Hva er typene termiske kraftverk

Stasjoner av denne typen kan klassifiseres i henhold til to hovedtrekk:

• avtale;
• installasjonstype.

I det første tilfellet skilles GRES og CHP.Et kraftverk er et anlegg som opererer ved å rotere en turbin under det kraftige trykket fra en dampstråle. Å tyde forkortelsen GRES – statens distriktskraftverk – har nå mistet sin relevans. Derfor kalles ofte slike komplekser også IES. Denne forkortelsen står for "kondenskraftverk".

CHP er også en ganske vanlig type varmekraftverk. I motsetning til GRES er slike stasjoner ikke utstyrt med kondensering, men med varmeturbiner. CHP står for "termisk kraftverk".

I tillegg til kondenserings- og varmeanlegg (dampturbiner), kan følgende typer utstyr brukes ved TPP:

• damp-gass.

TPP og CHP: forskjeller

Ofte blander folk disse to begrepene. CHP, faktisk, som vi fant ut, er en av variantene av termiske kraftverk. En slik stasjon skiller seg fra andre typer termiske kraftverk først og fremst ved deten del av den termiske energien som genereres av den, går til kjeler som er installert i lokalene for å varme dem eller produsere varmt vann.

Også folk blander ofte sammen navnene på HPP og GRES. Dette er først og fremst på grunn av likheten mellom forkortelser. Imidlertid er et vannkraftverk fundamentalt forskjellig fra et statlig distriktskraftverk. Begge disse typene stasjoner er bygget på elver. Men ved et vannkraftverk, i motsetning til et statlig distriktskraftverk, er det ikke damp som brukes som energikilde, men selve vannstrømmen.

Hva er kravene til TPP

Et termisk kraftverk er et termisk kraftverk der elektrisitet produseres og forbrukes samtidig. Derfor må et slikt kompleks fullt ut oppfylle en rekke økonomiske og teknologiske krav. Dette vil sikre uavbrutt og pålitelig strømforsyning til forbrukerne. Så:

• TPP-lokaler skal ha god belysning, ventilasjon og lufting;
• luften inne i og rundt anlegget må beskyttes mot forurensning av partikler, nitrogen, svoveloksid, etc.;
• kilder til vannforsyning bør beskyttes nøye mot inntrengning av kloakk i dem;
• vannbehandlingssystemer på stasjoner bør utstyresikke-avfall.

Prinsippet for drift av TPP

TPP er et kraftverk på hvilke turbiner av ulike typer kan brukes. Deretter vurderer vi prinsippet om drift av et termisk kraftverk ved å bruke eksemplet på en av de vanligste typene - CHP. Energi genereres på slike stasjoner i flere trinn:

Drivstoff og oksidasjonsmiddel kommer inn i kjelen. Kullstøv brukes vanligvis som det første i Russland. Noen ganger kan torv, fyringsolje, kull, oljeskifer, gass også tjene som drivstoff for CHP. Oksydasjonsmidlet i dette tilfellet er oppvarmet luft.

Dampen som dannes som følge av brennstoffforbrenning i kjelen, kommer inn i turbinen. Formålet med sistnevnte er konvertering av dampenergi til mekanisk energi.

De roterende akslene til turbinen overfører energi til generatorens akslinger, som omdanner den til elektrisk energi.

Avkjølt og tapt deler av energien i turbinen, kommer dampen inn i kondensatoren.Her blir det til vann, som føres gjennom varmeovner til avlufteren.

Deae Det rensede vannet varmes opp og føres inn i kjelen.



Fordeler med TPP

TPP er altså en stasjon, hvor hovedtypen utstyr er turbiner og generatorer. Fordelene med slike komplekser inkluderer i første omgang:

• lave byggekostnader sammenlignet med de fleste andre typer kraftverk;
• billigheten til drivstoffet som brukes;
• lave kostnader for elektrisitetsproduksjon.

Et stort pluss med slike stasjoner er også at de kan bygges på ethvert ønsket sted, uavhengig av tilgjengeligheten av drivstoff. Kull, fyringsolje etc. kan fraktes til stasjonen på vei eller jernbane.

En annen fordel med termiske kraftverk er at de opptar et svært lite areal sammenlignet med andre typer anlegg.

Ulemper med TPP

Selvfølgelig har slike stasjoner ikke bare fordeler. De har også en rekke ulemper. Termiske kraftverk er komplekser, dessverre, svært forurensende for miljøet. Stasjoner av denne typen kan ganske enkelt avgi en enorm mengde sot og røyk ut i luften. Også minusene til termiske kraftverk inkluderer høye driftskostnader sammenlignet med vannkraftverk. I tillegg er alle typer drivstoff som brukes på slike stasjoner uerstattelige naturressurser.

Hvilke andre typer termiske kraftverk finnes

I tillegg til dampturbin CHPPs og CPPs (GRES), opererer følgende stasjoner i Russland:

Gassturbin (GTPP). I dette tilfellet roterer ikke turbinene fra damp, men fra naturgass. Brennolje eller diesel kan også brukes som drivstoff på slike stasjoner. Effektiviteten til slike stasjoner er dessverre ikke for høy (27 - 29%). Derfor brukes de hovedsakelig bare som reservekilder for elektrisitet eller ment å levere spenning til nettverket til små bosetninger.

Damp- og gassturbin (PGES). Effektiviteten til slike kombinerte stasjoner er omtrent 41 - 44 %. Energi overføres til generatoren i systemer av denne typen samtidig turbiner og gass og damp. I likhet med CHPP kan CCPP ikke bare brukes til selve produksjonen av elektrisitet, men også til å varme opp bygninger eller gi forbrukere varmt vann.

Eksempler på stasjoner

Så, hvilken som helst Jeg er et termisk kraftverk, et kraftverk. Eksempler slike komplekser er presentert i listen nedenfor.

Belgorodskaya CHPP. Effekten til denne stasjonen er 60 MW. Turbinene går på naturgass.

Michurinskaya CHPP (60 MW). Dette anlegget ligger også i Belgorod-regionen og går på naturgass.

Cherepovets GRES. Komplekset ligger i Volgograd-regionen og kan operere på både gass og kull. Effekten til denne stasjonen er hele 1051 MW.

Lipetsk CHP-2 (515 MW). Går på naturgass.

CHPP-26 "Mosenergo" (1800 MW).

Cherepetskaya GRES (1735 MW). Kilden til drivstoff for turbinene i dette komplekset er kull.

I stedet for en konklusjon

Dermed fant vi ut hva termiske kraftverk er og hvilke typer slike objekter som finnes. For første gang ble et kompleks av denne typen bygget for veldig lenge siden - i 1882 i New York. Et år senere ble et slikt system lansert i Russland - i St. Petersburg. I dag er termiske kraftverk en type kraftverk, som står for omtrent 75 % av all elektrisitet som produseres i verden. Og tilsynelatende, til tross for en rekke ulemper, vil stasjoner av denne typen gi befolkningen strøm og varme i lang tid fremover. Tross alt er fordelene med slike komplekser en størrelsesorden større enn ulempene.

kraftvarmeverk (CHP)

Kraftvarmeverk ble mest brukt i USSR. De første varmerørledningene ble lagt fra kraftverk i Leningrad og Moskva (1924, 1928). Fra 30-tallet. design og bygging av et termisk kraftverk med en kapasitet på 100-200 MW Ved slutten av 1940 nådde kapasiteten til alle operative termiske kraftverk 2 gwt,årlig varmeforsyning - 10 8 gj, og lengden på termiske nettverk (se termisk nettverk) - 650 km. På midten av 70-tallet. den totale elektriske kraften til CHPP er omtrent 60 gwt(med den totale kapasiteten til kraftverk Termisk kraftverk 220 og termiske kraftverk Termisk kraftverk 180 gwt). Den årlige elektrisitetsproduksjonen ved CHPP når 330 milliarder kWh. kWh, varmeavgivelse - 4․10 9 GJ; kapasitet til individuelle nye CHPPs - 1,5-1,6 gwt med varmeavgivelse per time opp til (1,6-2,0)․10 4 GJ; spesifikk elektrisitetsproduksjon under forsyning 1 GJ varme - 150-160 kWh. Spesifikt referansedrivstoffforbruk for produksjon 1 kWh elektrisitet er i gjennomsnitt 290 G(mens ved GRES - 370 G); det laveste gjennomsnittlige årlige spesifikke forbruket av standard drivstoff ved CHP ca. 200 g/kW․h(ved de beste statlige distriktskraftverkene - omtrent 300 g/kW․h). Et slikt redusert (sammenlignet med GRES) spesifikt drivstofforbruk forklares av den kombinerte produksjonen av to typer energi ved å bruke varmen fra eksosdampen. I USSR sparer termiske kraftverk opptil 25 millioner T referansebrensel per år (Varme- og kraftverk 11 % av alt drivstoff som brukes til elektrisitetsproduksjon).

CHP er hovedproduksjonsleddet i fjernvarmesystemet. Byggingen av et termisk kraftverk er en av hovedretningene i utviklingen av energiøkonomien i USSR og andre sosialistiske land. I de kapitalistiske landene er termiske kraftverk av begrenset distribusjon (hovedsakelig industrielle termiske kraftverk).

Litt.: Sokolov E. Ya., Varmeforsyning og varmenettverk, M., 1975; Ryzhkin V. Ya., Termiske kraftstasjoner, M., 1976.

V. Ya. Ryzhkin.

Stor sovjetisk leksikon. - M.: Sovjetisk leksikon. 1969-1978 .

Synonymer:

Se hva "Varme og kraftverk" er i andre ordbøker:

- (CHP), et termisk kraftverk med dampturbiner som produserer og forsyner forbrukere samtidig med 2 typer energi: elektrisk og termisk (i form av varmt vann, damp). I Russland når kapasiteten til individuelle CHPP 1,5 1,6 GW med en timelig ferie ... ... Moderne leksikon

- (CHP cogeneration power plant), et termisk kraftverk som produserer ikke bare elektrisk energi, men også varme levert til forbrukere i form av damp og varmt vann ... Stor encyklopedisk ordbok

THERMAL POWER CENTER, og, for kvinner. Termisk kraftverk som genererer elektrisitet og varme (varmt vann, damp) (CHP). Forklarende ordbok for Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 ... Ozhegovs forklarende ordbok Big polytechnical encyclopedia

CHPP 26 (Sørlige CHPP) i Moskva ... Wikipedia