1 – elektrigeneraator; 2 – auruturbiin; 3 – juhtpaneel; 4 – õhutus; 5 ja 6 – punkrid; 7 – eraldaja; 8 – tsüklon; 9 – boiler; 10 – küttepind (soojusvaheti); 11 – korsten; 12 – purustusruum; 13 – kütuse varuladu; 14 – vanker; 15 – mahalaadimisseade; 16 – konveier; 17 – suitsuära; 18 – kanal; 19 – tuhapüüdja; 20 – ventilaator; 21 – kamin; 22 – veski; 23 – pumbajaam; 24 – veeallikas; 25 – tsirkulatsioonipump; 26 – kõrgsurve regeneratiivne kütteseade; 27 – toitepump; 28 – kondensaator; 29 – keemiline veepuhastusjaam; 30 – astmeline trafo; 31 – madalrõhu regeneratiivne kütteseade; 32 – kondensaadipump.

Allolev diagramm näitab soojuselektrijaama põhiseadmete koostist ja selle süsteemide omavahelist ühendamist. Selle diagrammi abil saate jälgida soojuselektrijaamades toimuvate tehnoloogiliste protsesside üldist jada.

TPP skeemil olevad tähised:

1. Kütusekulu;
2. kütuse ettevalmistamine;
3. vahepealne ülekuumendi;
4. kõrgsurveosa (HPV või CVP);
5. madalrõhuosa (LPP või LPC);
6. elektrigeneraator;
7. abitrafo;
8. sidetrafo;
9. peajaotusseadmed;
10. kondensaadipump;
11. tsirkulatsioonipump;
12. veevarustuse allikas (näiteks jõgi);
13. (PND);
14. veepuhastusjaam (WPU);
15. soojusenergia tarbija;
16. kondensaadi tagasivoolupump;
17. deaeraator;
18. toitepump;
19. (PVD);
20. räbu eemaldamine;
21. tuhapuistang;
22. suitsuärastus (DS);
23. korsten;
24. ventilaator (DV);
25. tuhapüüdja

TPP tehnoloogilise skeemi kirjeldus:

Kõike eelnevat kokku võttes saame soojuselektrijaama koostise:

• kütuse juhtimis- ja kütuse ettevalmistamise süsteem;
• katla paigaldamine: katla enda ja abiseadmete kombinatsioon;
• turbiini paigaldus: auruturbiin ja selle abiseadmed;
• veetöötluse ja kondensaadi puhastamise paigaldus;
• tehniline veevarustussüsteem;
• tuha eemaldamise süsteem (tahkekütusel töötavatele soojuselektrijaamadele);
• elektriseadmed ja elektriseadmete juhtimissüsteem.

Kütuseseadmete hulka kuuluvad olenevalt jaamas kasutatava kütuse liigist vastuvõtu- ja mahalaadimisseade, transpordimehhanismid, tahke- ja vedelkütuse kütusehoidlad, kütuse eelvalmistamise seadmed (söepurustusjaamad). Kütteõli rajatises on ka pumbad kütteõli pumpamiseks, kütteõli küttekehad ja filtrid.

Tahkekütuse ettevalmistamine põletamiseks seisneb selle jahvatamises ja kuivatamises tolmu ettevalmistamise tehases ning kütteõli ettevalmistamises kuumutamises, puhastamises mehaanilistest lisanditest ja mõnikord töötlemisest spetsiaalsete lisanditega. Gaasikütusega on kõik lihtsam. Gaaskütuse ettevalmistamine taandub peamiselt gaasirõhu reguleerimisele katla põletite ees.

Kütuse põlemiseks vajalik õhk juhitakse katla põlemisruumi puhurventilaatorite (AD) abil. Kütuse põlemisproduktid - suitsugaasid - imetakse ära suitsuärastusseadmetega (DS) ja juhitakse korstnate kaudu atmosfääri. Kanalite (õhukanalid ja lõõrid) ja erinevate seadmete elementide kogum, mille kaudu õhk ja suitsugaasid läbivad, moodustab soojuselektrijaama (küttejaama) gaas-õhk tee. Sellesse kuuluvad suitsuärastustorud, korsten ja ventilaatorid moodustavad tõmbepaigaldise. Kütuse põlemistsoonis toimuvad selle koostises olevad mittesüttivad (mineraalsed) lisandid keemiliselt ja füüsikaliselt muundudes ning eemaldatakse osaliselt katlast räbu kujul ning olulise osa neist kantakse ära suitsugaaside kaudu. väikeste tuhaosakeste kujul. Atmosfääriõhu kaitsmiseks tuhaheitmete eest paigaldatakse suitsuärastite ette tuhakollektorid (et vältida nende tuha kulumist).

Räbu ja kinnipüütud tuhk eemaldatakse tavaliselt hüdrauliliselt tuhapuistangutesse.

Kütteõli ja gaasi põletamisel tuhakogujaid ei paigaldata.

Kütuse põletamisel muundatakse keemiliselt seotud energia soojusenergiaks. Selle tulemusena tekivad põlemisproduktid, mis katla küttepindades annavad veele ja sellest tekkivale aurule soojust ära.

Seadmete kogum, selle üksikud elemendid ja torustikud, mille kaudu vesi ja aur liiguvad, moodustavad jaama auru-vee tee.

Katlas kuumutatakse vesi küllastustemperatuurini, aurustub ning keevast katlaveest tekkiv küllastunud aur kuumeneb üle. Katlast suunatakse ülekuumendatud aur torujuhtmete kaudu turbiini, kus selle soojusenergia muundatakse mehaaniliseks energiaks, mis edastatakse turbiini võllile. Turbiinis välja lastud aur siseneb kondensaatorisse, kannab soojust jahutusvette ja kondenseerub.

Kaasaegsetes soojuselektrijaamades ning soojuse ja elektri koostootmisjaamades seadmete võimsusega 200 MW ja rohkem kasutatakse auru vahepealset ülekuumenemist. Sel juhul on turbiinil kaks osa: kõrgsurveosa ja madalrõhuosa. Turbiini kõrgsurveosas välja lastud aur suunatakse vaheülekuumendisse, kus sellele antakse lisasoojust. Järgmisena naaseb aur turbiini (madalrõhuossa) ja sealt kondensaatorisse. Auru vahepealne ülekuumenemine tõstab turbiiniagregaadi efektiivsust ja suurendab selle töökindlust.

Kondensaat pumbatakse kondensaatorist välja kondensatsioonipumba abil ja pärast madalsurveküttekehade (LPH) läbimist siseneb deaeraatorisse. Siin kuumutatakse see auruga küllastustemperatuurini, samal ajal eraldub sellest hapnik ja süsinikdioksiid, mis eemaldatakse atmosfääri, et vältida seadmete korrosiooni. Deaereeritud vesi, mida nimetatakse toiteveeks, pumbatakse läbi kõrgsurvekütteseadmete (HPH) katlasse.

HDPE-s ja deaeraatoris olevat kondensaati, samuti HDPE-s olevat toitevett soojendatakse turbiinist võetava auruga. See kuumutusmeetod tähendab soojuse tagasisaatmist (regenereerimist) tsüklisse ja seda nimetatakse regeneratiivseks kuumutamiseks. Tänu sellele väheneb auru vool kondensaatorisse ja seega ka jahutusvette ülekantav soojushulk, mis toob kaasa auruturbiini tehase efektiivsuse tõusu.

Elementide komplekti, mis tagavad kondensaatoritele jahutusvee, nimetatakse tehniliseks veevarustussüsteemiks. See hõlmab: veevarustuse allikat (jõgi, reservuaari, jahutustorni), tsirkulatsioonipumpa, sisse- ja väljalaskeveetorusid. Kondensaatoris kantakse umbes 55% turbiini siseneva auru soojusest jahtunud veele; seda osa soojusest ei kasutata elektri tootmiseks ja see raisatakse asjatult.

Need kaod vähenevad oluliselt, kui turbiinist võetakse osaliselt välja ammendatud aur ja selle soojust kasutatakse tööstusettevõtete tehnoloogilisteks vajadusteks või vee soojendamiseks kütteks ja sooja veevarustuseks. Nii saab jaamast soojuse ja elektri koostootmisjaam (CHP), mis pakub elektri- ja soojusenergia kombineeritud tootmist. Soojuselektrijaamades paigaldatakse spetsiaalsed auru ekstraheerimisega turbiinid - nn koostootmisturbiinid. Soojustarbijani toimetatud aurukondensaat suunatakse tagasi soojuselektrijaama tagasi kondensaadipumba abil.

Soojuselektrijaamades esinevad auru ja kondensaadi sisekadud, mis on tingitud auru-vee tee ebatäielikust tihedusest, samuti auru ja kondensaadi taastumatust kulust jaama tehnilisteks vajadusteks. Need moodustavad ligikaudu 1–1,5% turbiinide kogu aurutarbimisest.

Soojuselektrijaamades võib esineda ka väliseid auru- ja kondensaadikadusid, mis on seotud tööstustarbijate soojusvarustusega. Keskmiselt on need 35-50%. Auru ja kondensaadi sise- ja väliskadusid täiendatakse veepuhastusseadmes eeltöödeldud täiendava veega.

Seega on katla toitevesi segu turbiini kondensaadist ja lisaveest.

Jaama elektriseadmete hulka kuuluvad elektrigeneraator, sidetrafo, peajaotla, elektrijaama enda mehhanismide toitesüsteem läbi abitrafo.

Juhtimissüsteem kogub ja töötleb teavet tehnoloogilise protsessi edenemise ja seadmete seisukorra, mehhanismide automaatse ja kaugjuhtimise ning põhiprotsesside reguleerimise, seadmete automaatse kaitse kohta.

Soojuselektrijaam

Soojuselektrijaam

(TPP), elektrijaam, milles orgaanilise kütuse põletamise tulemusena saadakse soojusenergiat, mis seejärel muundatakse elektrienergiaks. Soojuselektrijaamad on elektrijaamade peamine liik, mida nad toodavad tööstusriikides 70–80% (Venemaal 2000. aastal umbes 67%). Soojuselektrijaamade soojusenergiat kasutatakse vee soojendamiseks ja auru tootmiseks (auruturbiinelektrijaamades) või kuumade gaaside tootmiseks (gaasiturbiinide elektrijaamades). Soojuse tootmiseks põletatakse soojuselektrijaamade katlaseadmetes orgaanilist ainet. Kütusena kasutatakse kivisütt, maagaasi, kütteõli ja põlevaid aineid. Termilistes auruturbiinelektrijaamades (TSPP) aurugeneraatoris (katlaseadmes) toodetud aur pöörleb. auruturbiinühendatud elektrigeneraatoriga. Sellised elektrijaamad toodavad peaaegu kogu soojuselektrijaamades toodetud elektrienergia (99%); nende kasutegur on ligi 40%, üksuse installeeritud võimsus on ligi 3 MW; kütuseks nende jaoks on kivisüsi, kütteõli, turvas, põlevkivi, maagaas jne. Koostootmisauruturbiinidega elektrijaamu, milles heitauru soojust regenereeritakse ja tarnitakse tööstus- või munitsipaaltarbijatele, nimetatakse nn. soojuselektrijaamad. Need toodavad ligikaudu 33% soojuselektrijaamade toodetud elektrist. Kondensatsiooniturbiinidega elektrijaamades kondenseeritakse kogu heitaur ja suunatakse see auru-vee seguna taaskasutamiseks katlasõlme. Need kondensatsioonielektrijaamad (CPS) toodavad ca.

67% soojuselektrijaamades toodetud elektrist. Selliste elektrijaamade ametlik nimi Venemaal on osariigi elektrijaam (GRES).

Soojuselektrijaamade auruturbiinid ühendatakse tavaliselt otse elektrigeneraatoritega, ilma vahepealsete hammasratasteta, moodustades turbiinisõlme. Lisaks ühendatakse turbiiniagregaat reeglina aurugeneraatoriga üheks jõuallikaks, millest seejärel monteeritakse võimsad TPES-id. Gaasi või vedelkütust põletatakse põlemiskambrites. Saadud põlemissaadused suunatakse gaasiturbiin , pöörates elektrigeneraatorit. Selliste elektrijaamade võimsus on reeglina mitusada megavatti, kasutegur on 26–28%. Gaasiturbiinelektrijaamad ehitatakse tavaliselt koos auruturbiinelektrijaamaga, et katta elektrilisi tippkoormusi. Tavapäraselt hõlmavad soojuselektrijaamad ka tuumaelektrijaamad (NPP), geotermilised elektrijaamad ja elektrijaamad koos magnetohüdrodünaamilised generaatorid

. Esimesed kivisöel töötavad soojuselektrijaamad ilmusid 1882. aastal New Yorki ja 1883. aastal Peterburi.. 2006 .

Entsüklopeedia "Tehnoloogia". - M.: Rosman

Vaadake, mis on "soojuselektrijaam" teistes sõnaraamatutes: Soojuselektrijaam - (TPP) - elektrijaam (seadmete, paigaldiste, seadmete kompleks), mis toodab elektrienergiat orgaanilise kütuse põletamisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena. Praegu on soojuselektrijaamade hulgas......

Nafta ja gaasi mikroentsüklopeedia soojuselektrijaam - Elektrijaam, mis muundab kütuse keemilise energia elektrienergiaks või elektrienergiaks ja soojuseks. [GOST 19431 84] EN soojuselektrijaam elektrijaam, milles elektrit toodetakse soojusenergia muundamise teel Märkus… …

Nafta ja gaasi mikroentsüklopeedia Tehniline tõlkija juhend - Elektrijaam, mis toodab elektrienergiat fossiilkütuste põletamisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena...

Geograafia sõnaraamat Suur entsüklopeediline sõnaraamat

SOOJUSJAUMA- (TPP) ettevõte, mis toodab elektrienergiat orgaanilise kütuse põletamisel vabaneva energia muundamise tulemusena. Soojuselektrijaama põhiosad on katlapaigaldis, auruturbiin ja elektrigeneraator, mis muundab mehaanilise... ... Suur polütehniline entsüklopeedia

Vaadake, mis on "soojuselektrijaam" teistes sõnaraamatutes:- CCGT 16. Soojuselektrijaam Vastavalt GOST 19431 84 Allikas: GOST 26691 85: Soojusenergia tehnika. Terminid ja määratlused originaaldokument... Normatiivse ja tehnilise dokumentatsiooni terminite sõnastik-teatmik

- (TPP), toodab elektrienergiat orgaanilise kütuse põletamisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena. Soojuselektrijaamad töötavad tahkel, vedelal, gaasilisel ja segakütusel (kivisüsi, kütteõli, maagaas, harvem pruun... ... Geograafiline entsüklopeedia

- (TPP), toodab elektrienergiat orgaanilise kütuse põletamisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena. Peamised soojuselektrijaamade tüübid: auruturbiin (valitsevad), gaasiturbiin ja diisel. Mõnikord viidatakse soojuselektrijaamadele tinglikult ... ... entsüklopeediline sõnaraamat

Nafta ja gaasi mikroentsüklopeedia- šiluminė elektrinė statusas T ala automatika atitikmenys: engl. soojuselektrijaam; soojusjaam vok. Wärmekraftwerk, n rus. soojuselektrijaam, f pranc. centrale elektrothermique, f; centrale thermoélectrique, f … Automatikos terminų žodynas

Nafta ja gaasi mikroentsüklopeedia- šiluminė elektrinė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. soojuselektrijaam; auruelektrijaam vok. Wärmekraftwerk, n rus. soojuselektrijaam, f; soojuselektrijaam, f pranc. centrale elektrothermique, f; centrale thermique, f; usine… … Fizikos terminų žodynas

- (TPP) Elektrijaam, mis toodab elektrienergiat fossiilkütuste põletamisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena. Esimesed soojuselektrijaamad ilmusid 19. sajandi lõpus. (1882. aastal New Yorgis, 1883. aastal Peterburis, 1884. aastal ... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia

Mis see on ja millised on soojuselektrijaamade tööpõhimõtted? Selliste objektide üldine määratlus kõlab ligikaudu järgmiselt - need on elektrijaamad, mis töötlevad loodusenergiat elektrienergiaks. Nendel eesmärkidel kasutatakse ka looduslikku päritolu kütust.

Soojuselektrijaamade tööpõhimõte. Lühike kirjeldus

Tänapäeval on just sellistes rajatistes kõige levinum põlemine, mis eraldab soojusenergiat. Soojuselektrijaamade ülesanne on kasutada seda energiat elektrienergia tootmiseks.

Soojuselektrijaamade tööpõhimõte ei ole mitte ainult soojusenergia tootmine, vaid ka tootmine, mis tarnitakse tarbijatele ka näiteks sooja vee kujul. Lisaks toodavad need energiarajatised umbes 76% kogu elektrienergiast. Selline laialdane kasutus on tingitud asjaolust, et fossiilkütuste kättesaadavus jaama tööks on üsna kõrge. Teiseks põhjuseks oli asjaolu, et kütuse transportimine selle kaevandamise kohast jaama endasse on üsna lihtne ja sujuvam toiming. Soojuselektrijaamade tööpõhimõte on kujundatud selliselt, et töövedeliku jääksoojust on võimalik kasutada selle teiseseks tarnimiseks tarbijale.

Jaamade eraldamine tüübi järgi

Väärib märkimist, et soojusjaamu saab jagada tüüpideks sõltuvalt sellest, millist soojust nad toodavad. Kui soojuselektrijaama tööpõhimõte seisneb ainult elektrienergia tootmises (st ei varusta tarbijat soojusenergiaga), siis nimetatakse seda kondensatsioonielektrijaamaks (CES).

Elektrienergia tootmiseks, auruga varustamiseks, aga ka tarbija kuuma veega varustamiseks mõeldud rajatistes on kondensatsiooniturbiinide asemel auruturbiinid. Ka sellistes jaama elementides on vahepealne aurueemaldus või vasturõhuseade. Seda tüüpi soojuselektrijaamade (CHP) peamine eelis ja tööpõhimõte on see, et heitauru kasutatakse ka soojusallikana ja tarnitakse tarbijatele. See vähendab soojuskadu ja jahutusvee hulka.

Soojuselektrijaamade tööpõhimõtted

Enne tööpõhimõtte enda kaalumist on vaja mõista, millisest jaamast me räägime. Selliste rajatiste standardkonstruktsioon sisaldab sellist süsteemi nagu auru vahepealne ülekuumenemine. See on vajalik, kuna vahepealse ülekuumenemisega ahela soojuslik kasutegur on kõrgem kui ilma selleta süsteemis. Lihtsamalt öeldes on sellise skeemiga soojuselektrijaama tööpõhimõte samade esialgsete ja lõplike kindlaksmääratud parameetritega palju tõhusam kui ilma selleta. Sellest kõigest võib järeldada, et jaama töö aluseks on orgaaniline kütus ja kuumutatud õhk.

Töö skeem

Soojuselektrijaama tööpõhimõte on üles ehitatud järgmiselt. Küttematerjal, aga ka oksüdeerija, mille rolli kõige sagedamini mängib kuumutatud õhk, juhitakse katla ahju pideva vooluna. Kütusena võivad toimida sellised ained nagu kivisüsi, õli, kütteõli, gaas, põlevkivi ja turvas. Kui räägime Vene Föderatsiooni territooriumil levinuimast kütusest, on see söetolm. Edasi on soojuselektrijaamade tööpõhimõte üles ehitatud nii, et kütuse põletamisel tekkiv soojus soojendab aurukatlas olevat vett. Kuumutamise tulemusena muutub vedelik küllastunud auruks, mis siseneb auru väljalaskeava kaudu auruturbiini. Selle seadme põhieesmärk jaamas on muundada sissetuleva auru energia mehaaniliseks energiaks.

Kõik turbiini elemendid, mis võivad liikuda, on võlliga tihedalt seotud, mille tulemusena nad pöörlevad ühtse mehhanismina. Võlli pöörlema ​​panemiseks kannab auruturbiin auru kineetilise energia rootorile.

Jaama mehaaniline osa

Soojuselektrijaama konstruktsioon ja tööpõhimõte selle mehaanilises osas on seotud rootori tööga. Turbiinist tulev aur on väga kõrge rõhu ja temperatuuriga. Selle tõttu tekib auru kõrge siseenergia, mis voolab katlast turbiini düüsidesse. Aurujoad, mis läbivad düüsi pideva vooluna suurel kiirusel, mis on sageli isegi suurem kui helikiirus, mõjutavad turbiini labasid. Need elemendid on jäigalt kinnitatud ketta külge, mis omakorda on võlliga tihedalt ühendatud. Sel ajahetkel muundatakse auru mehaaniline energia rootorturbiinide mehaaniliseks energiaks. Kui rääkida täpsemalt soojuselektrijaamade tööpõhimõttest, siis mehaaniline mõju mõjutab turbogeneraatori rootorit. See on tingitud asjaolust, et tavalise rootori ja generaatori võll on üksteisega tihedalt ühendatud. Ja siis on üsna tuntud, lihtne ja arusaadav protsess mehaanilise energia muundamiseks elektrienergiaks sellises seadmes nagu generaator.

Auru liikumine pärast rootorit

Pärast seda, kui veeaur läbib turbiini, langeb selle rõhk ja temperatuur oluliselt ning see siseneb jaama järgmisesse ossa - kondensaatorisse. Selle elemendi sees muundatakse aur tagasi vedelikuks. Selle ülesande täitmiseks on kondensaatori sees jahutusvesi, mis juhitakse sinna läbi seadme seinte sees kulgevate torude. Pärast auru taastamist veeks pumbatakse see kondensaadipumba abil välja ja siseneb järgmisesse kambrisse - õhutusseadmesse. Samuti on oluline märkida, et pumbatav vesi läbib regeneratiivseid kütteseadmeid.

Deaeraatori põhiülesanne on gaaside eemaldamine sissetulevast veest. Samaaegselt puhastustoiminguga soojendatakse vedelikku samamoodi nagu regeneratiivsoojendites. Selleks kasutatakse auru soojust, mis võetakse turbiini minevast. Õhu eemaldamise peamine eesmärk on vähendada hapniku ja süsinikdioksiidi sisaldust vedelikus vastuvõetavate väärtusteni. See aitab vähendada korrosiooni kiirust vee ja auru tarnitavatel radadel.

Söejaamad

Soojuselektrijaamade tööpõhimõttel on suur sõltuvus kasutatava kütuse tüübist. Tehnoloogilisest aspektist on kivisüsi kõige raskemini rakendatav aine. Sellele vaatamata on sellistes rajatistes peamiseks toiteallikaks tooraine, mille arv moodustab ligikaudu 30% jaamade koguosast. Lisaks on plaanis selliste objektide arvu suurendada. Samuti väärib märkimist, et jaama tööks vajalike funktsionaalsete sektsioonide arv on palju suurem kui teistel tüüpidel.

Kuidas töötavad soojuselektrijaamad kivisöel?

Jaama pidevaks tööks tuuakse mööda raudteerööpaid pidevalt sisse kivisütt, mille mahalaadimine toimub spetsiaalsete mahalaadimisseadmete abil. Siis on sellised elemendid nagu, mille kaudu tarnitakse mahalaadimata kivisüsi lattu. Järgmisena siseneb kütus purustustehasesse. Vajadusel on võimalik söe lattu toimetamise protsessist mööda minna ja see tühjendusseadmetest otse purustitesse üle kanda. Pärast selle etapi läbimist siseneb purustatud tooraine toorsöepunkrisse. Järgmine samm on materjali tarnimine toiteseadmete kaudu söetolmveskitesse. Järgmisena juhitakse söetolm pneumaatilise transpordimeetodi abil söetolmu punkrisse. Mööda seda teed möödub aine sellistest elementidest nagu separaator ja tsüklon ning punkrist voolab see juba läbi sööturite otse põletitesse. Tsüklonit läbiv õhk imetakse sisse veskiventilaatoriga ja juhitakse seejärel katla põlemiskambrisse.

Lisaks näeb gaasi liikumine välja ligikaudu järgmine. Põletuskatla kambris tekkiv lenduv aine läbib järjestikku selliseid seadmeid nagu katlamaja gaasikanalid, siis auru vaheülekuumendisüsteemi kasutamisel suunatakse gaas primaarsesse ja sekundaarsesse ülekuumendisse. Selles kambris, nagu ka veesäästuseadmes, loovutab gaas oma soojuse töövedeliku soojendamiseks. Järgmisena paigaldatakse element, mida nimetatakse õhuülekuumendiks. Siin kasutatakse gaasi soojusenergiat sissetuleva õhu soojendamiseks. Pärast kõigi nende elementide läbimist läheb lenduv aine tuhakollektorisse, kus see puhastatakse tuhast. Pärast seda tõmbavad suitsupumbad gaasi välja ja lasevad selle gaasitoru abil atmosfääri.

Soojuselektrijaamad ja tuumaelektrijaamad

Üsna sageli tekib küsimus, mis on ühist soojuselektrijaamade vahel ning kas soojuselektrijaamade ja tuumajaamade tööpõhimõtetes on sarnasusi.

Kui me räägime nende sarnasustest, siis on neid mitu. Esiteks on mõlemad ehitatud nii, et nad kasutavad oma tööks loodusressurssi, mis on fossiilne ja eritub. Lisaks võib märkida, et mõlemad objektid on suunatud mitte ainult elektrienergia, vaid ka soojusenergia tootmisele. Tööpõhimõtete sarnasused seisnevad ka selles, et soojuselektrijaamades ja tuumaelektrijaamades on tööprotsessi kaasatud turbiinid ja aurugeneraatorid. Lisaks on ainult mõned erinevused. Nende hulka kuulub asjaolu, et näiteks ehituse maksumus ja soojuselektrijaamadest saadav elekter on tunduvalt madalam kui tuumajaamadest. Kuid teisest küljest ei saasta tuumaelektrijaamad atmosfääri seni, kuni jäätmed on õigesti kõrvaldatud ja õnnetusi ei juhtu. Kui soojuselektrijaamad paiskavad oma tööpõhimõtte tõttu pidevalt atmosfääri kahjulikke aineid.

Siin peitub peamine erinevus tuumaelektrijaamade ja soojuselektrijaamade töös. Kui soojusrajatistes kantakse kütuse põlemisel tekkiv soojusenergia kõige sagedamini vette või muundatakse auruks, siis tuumaelektrijaamades võetakse energia uraani aatomite lõhustumisest. Saadud energiat kasutatakse mitmesuguste ainete soojendamiseks ja vett kasutatakse siin üsna harva. Lisaks on kõik ained suletud suletud ahelates.

Kaugküte

Mõnes soojuselektrijaamas võib nende konstruktsioon sisaldada süsteemi, mis tegeleb nii elektrijaama enda kui ka külgneva küla kütmisega, kui see on olemas. Selle paigaldise võrgusoojenditesse võetakse aur turbiinist, lisaks on olemas spetsiaalne liin kondensaadi eemaldamiseks. Vesi tarnitakse ja tühjendatakse spetsiaalse torujuhtmesüsteemi kaudu. Sel viisil tekkiv elektrienergia eemaldatakse elektrigeneraatorist ja edastatakse tarbijale, liikudes läbi astmelise trafo.

Põhivarustus

Kui räägime soojuselektrijaamades töötavatest põhielementidest, on need katlaruumid, aga ka elektrigeneraatori ja kondensaatoriga ühendatud turbiiniüksused. Peamine erinevus põhiseadmete ja lisaseadmete vahel on see, et sellel on standardsed parameetrid võimsuse, tootlikkuse, auruparameetrite, aga ka pinge ja voolutugevuse jms osas. Samuti võib märkida, et põhielementide tüüp ja arv valitakse sõltuvalt sellest, kui palju võimsust on vaja ühest soojuselektrijaamast saada, samuti selle töörežiimist. Animatsioon soojuselektrijaamade tööpõhimõttest võib aidata seda küsimust üksikasjalikumalt mõista.

Definitsioon

jahutustorn

Omadused

Klassifikatsioon

Elektri ja soojuse koostootmisjaam

Mini-CHP seade

Mini-koostootmise otstarve

Mini-CHP soojuse kasutamine

Kütus mini-CHP jaoks

Mini-CHP ja ökoloogia

Gaasiturbiin mootor

Kombineeritud tsükliga tehas

Tööpõhimõte

Eelised

Laotamine

Kondensatsioonielektrijaam

Lugu

Toimimispõhimõte

Põhisüsteemid

Keskkonnamõju

Praegune seis

Verkhnetagilskaya GRES

Kashirskaja GRES

Pskovskaja GRES

Stavropoli osariigi rajooni elektrijaam

Smolenskaja GRES

Soojuselektrijaam on(või soojuselektrijaam) on elektrijaam, mis toodab elektrienergiat kütuse keemilise energia muundamisel elektrigeneraatori võlli mehaaniliseks pöörlemisenergiaks.

Soojuselektrijaama peamised komponendid on:

Mootorid - jõuallikad soojuselektrijaam

Elektrigeneraatorid

Soojusvahetid TPP - soojuselektrijaamad

Jahutustornid.

jahutustorn

Jahutustorn (saksa gradieren - soolvee lahuse paksendamiseks; algselt kasutati jahutorne soola eraldamiseks aurustamise teel) on seade suure veehulga jahutamiseks suunatud atmosfääriõhuvooluga. Mõnikord nimetatakse jahutustorne ka jahutustornideks.

Praegu kasutatakse jahutustorne peamiselt tsirkuleerivates veevarustussüsteemides soojusvahetite jahutamiseks (tavaliselt soojuselektrijaamades, koostootmisjaamades). Tsiviilehituses kasutatakse jahutustorne kliimaseadmetes, näiteks külmutusagregaatide kondensaatorite jahutamiseks, avariigeneraatorite jahutamiseks. Tööstuses kasutatakse jahutustorne külmutusmasinate, plastivormimismasinate jahutamiseks ja ainete keemiliseks puhastamiseks.

Jahtumine toimub osa vee aurustumise tõttu, kui see voolab õhukese kilena või langeb mööda spetsiaalset sprinklerit, mida mööda suunatakse õhuvool vee liikumisele vastupidises suunas. Kui 1% veest aurustub, langeb ülejäänud vee temperatuur 5,48 °C võrra.

Jahutustorne kasutatakse reeglina seal, kus ei ole võimalik jahutamiseks kasutada suuri veekogusid (järved, mered). Lisaks on see jahutusmeetod keskkonnasõbralikum.

Lihtne ja odav alternatiiv jahutustornidele on pritsimistiigid, kus vett jahutatakse lihtsa pritsimisega.

Omadused

Jahutustorni põhiparameeter on niisutustiheduse väärtus – veetarbimise eriväärtus 1 m² niisutusala kohta.

Jahutustornide peamised projekteerimisparameetrid määratakse tehniliste ja majanduslike arvutustega sõltuvalt jahutatava vee mahust ja temperatuurist ning paigalduskoha atmosfääriparameetritest (temperatuur, niiskus jne).

Jahutustornide kasutamine talvel, eriti karmis kliimas, võib olla ohtlik jahutustorni külmumise võimaluse tõttu. See juhtub kõige sagedamini kohas, kus härmas õhk puutub kokku väikese koguse sooja veega. Jahutustorni külmumise ja sellest tulenevalt selle rikke vältimiseks on vaja tagada jahutatud vee ühtlane jaotumine sprinkleri pinnal ja jälgida sama niisutamise tihedust jahutustorni üksikutes piirkondades. Ventilaatorid on sageli vastuvõtlikud ka jäätumisele jahutustorni ebaõige kasutamise tõttu.

Klassifikatsioon

Sõltuvalt sprinkleri tüübist on jahutustornid järgmised:

film;

tilguti;

pritsmed;

Õhuvarustuse meetodi järgi:

ventilatsioon (tõukejõu tekitab ventilaator);

torn (tõukejõud luuakse kõrge väljalasketorni abil);

avatud (atmosfääriline), kasutades tuule jõudu ja loomulikku konvektsiooni, kui õhk liigub läbi sprinkleri.

Ventilaatoriga jahutustornid on tehnilisest aspektist kõige efektiivsemad, kuna tagavad sügavama ja kvaliteetsema vesijahutuse ning taluvad suuri erisoojuskoormusi (nõudvad aga kulud elektrienergia ventilaatorite käitamiseks).

Tüübid

Boiler-turbiinelektrijaamad

Kondensatsioonielektrijaamad (GRES)

Soojuse ja elektri koostootmisjaamad (koostootmiselektrijaamad, soojuse ja elektri koostootmisjaamad)

Gaasiturbiini elektrijaamad

Kombineeritud tsükliga gaasijaamadel põhinevad elektrijaamad

Kolbmootoritel põhinevad elektrijaamad

Survesüüde (diisel)

Säde süttis

Kombineeritud tsükkel

Elektri ja soojuse koostootmisjaam

Soojuse ja elektri koostootmisjaam (CHP) on teatud tüüpi soojuselektrijaam, mis ei tooda mitte ainult elektrit, vaid on ka soojusenergia allikas tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemides (auru ja kuuma vee kujul, sealhulgas kuuma vee saamiseks). elamu- ja tööstusrajatiste tarnimine ja küte). Soojuselektrijaam peab reeglina töötama küttegraafiku alusel ehk elektrienergia tootmine sõltub soojusenergia tootmisest.

Soojuselektrijaama paigutamisel arvestatakse soojustarbijate lähedusega sooja vee ja auru näol.

Mini-CHP

Mini-CHP on väike soojuse ja elektri koostootmisjaam.

Mini-CHP seade

Mini-koostootmisjaamad on soojuselektrijaamad, mida kasutatakse elektri- ja soojusenergia ühiseks tootmiseks ühikutes võimsusega kuni 25 MW, olenemata seadme tüübist. Praegu kasutatakse välis- ja kodumaises soojusenergeetikas laialdaselt järgmisi seadmeid: vasturõhu auruturbiinid, auru ekstraheerimisega kondenseerivad auruturbiinid, soojusenergia vee või auru regenereerimisega gaasiturbiinitehased, gaasikolb, gaasi-diisli ja diislikütuse seadmed nende üksuste erinevate süsteemide soojusenergia taaskasutamisega. Mõistet koostootmisjaamad kasutatakse sünonüümina terminitele mini-CHP ja CHP, kuid sellel on laiem tähendus, kuna see tähendab erinevate toodete ühistootmist (koostootmine, tootmine - tootmine), mis võivad olla nii elektrilised kui ka soojuslikud. energia ja ja muud tooted, näiteks soojusenergia ja süsihappegaas, elektrienergia ja külm jne. Tegelikult on mõiste trigeneratsioon, mis tähendab elektri, soojusenergia ja külma tootmist, samuti koostootmise erijuht. Mini-CHP eripäraks on kütuse säästlikum kasutamine toodetud energialiikide jaoks võrreldes tavapäraste eraldi tootmismeetoditega. See on tingitud asjaolust, et elektritüleriigiliselt toodetakse seda peamiselt soojuselektrijaamade ja tuumaelektrijaamade kondensatsioonitsüklites, mille elektriline kasutegur on soojusenergia puudumisel 30-35%. omandaja. Tegelikult määrab asjade sellise seisu asustatud piirkondades olemasolev elektri- ja soojuskoormuse suhe, nende erinevad muutumismustrid aastaringselt, samuti suutmatus erinevalt elektrienergiast soojusenergiat pikkade vahemaade taha edastada.

Mini-CHP moodul sisaldab gaasikolvi, gaasiturbiini või diiselmootorit, generaatorit elektrit, soojusvaheti veest soojuse taastamiseks mootori, õli ja heitgaaside jahutamisel. Tavaliselt lisatakse mini-koostootmisjaamale kuumaveeboiler, et kompenseerida tipptundidel soojuskoormust.

Mini-koostootmise otstarve

Mini-CHP põhieesmärk on elektri- ja soojusenergia tootmine erinevat tüüpi kütustest.

Mõte ehitada mini-koostootmisjaama vahetus läheduses omandajale sellel on mitmeid eeliseid (võrreldes suurte soojuselektrijaamadega):

võimaldab vältida kulud kulukate ja ohtlike kõrgepingeliinide eeliste rajamine;

kõrvaldatakse kaod energia ülekande ajal;

võrkudega liitumise tehniliste tingimuste täitmiseks ei ole vaja rahalisi kulutusi

tsentraliseeritud toiteallikas;

ostja katkematu elektrivarustus;

toide kvaliteetse elektriga, vastavus kindlaksmääratud pinge- ja sagedusväärtustele;

ehk teenib kasumit.

Kaasaegses maailmas kogub mini-koostootmisjaamade ehitamine hoogu, eelised on ilmsed.

Mini-CHP soojuse kasutamine

Märkimisväärse osa elektritootmise ajal kütuse põlemisel tekkivast energiast moodustab soojusenergia.

Soojuse kasutamiseks on võimalusi:

soojusenergia otsekasutus lõpptarbijate poolt (koostootmine);

sooja veevarustus (STV), küte, tehnoloogilised vajadused (aur);

soojusenergia osaline muundamine külmaenergiaks (trigeneratsioon);

külma tekitab absorptsioonkülmutusmasin, mis ei tarbi mitte elektrit, vaid soojusenergiat, mis võimaldab suvel soojust üsna tõhusalt kasutada konditsioneerimiseks või tehnoloogilisteks vajadusteks;

Kütus mini-CHP jaoks

Kasutatud kütuseliigid

gaas: vooluvõrk, Maagaas veeldatud ja muud tuleohtlikud gaasid;

vedelkütus: diislikütus, biodiisel ja muud tuleohtlikud vedelikud;

tahke kütus: kivisüsi, puit, turvas ja muud tüüpi biokütused.

Vene Föderatsiooni kõige tõhusam ja odavam kütus on magistraal Maagaas, samuti sellega seotud gaas.

Mini-CHP ja ökoloogia

Elektrijaama mootorite heitsoojuse kasutamine praktilistel eesmärkidel on mini-koostootmise eripära ja seda nimetatakse koostootmiseks (koostootmiseks).

Kahe energialiigi kombineeritud tootmine mini-koostootmisjaamades aitab kaasa palju keskkonnasõbralikumale kütusekasutusele võrreldes elektri- ja soojusenergia eraldi tootmisega katlajaamades.

Asendades ebaratsionaalselt kütust kasutavaid ning linnade ja alevite atmosfääri saastavaid katlamaju, aitavad mini-koostootmisjaamad kaasa mitte ainult olulise kütusesäästu, vaid ka õhubasseini puhtuse tõstmisele ja üldise keskkonnaseisundi parandamisele.

Gaasikolb- ja gaasiturbiiniga mini-koostootmisjaamade energiaallikaks on tavaliselt . Looduslik või sellega seotud gaas, orgaaniline kütus, mis ei saasta atmosfääri tahkete heitmetega

Gaasiturbiin mootor

Gaasiturbiinmootor (GTE, TRD) on soojusmootor, milles gaas surutakse kokku ja kuumutatakse ning seejärel muudetakse kokkusurutud ja kuumutatud gaasi energia mehaaniliseks energiaks. tööd gaasiturbiini võllil. Erinevalt kolbmootorist gaasiturbiinmootoris protsessid tekkida liikuva gaasi voolus.

Kompressorist tulev suruõhk siseneb põlemiskambrisse ja sinna tarnitakse kütust, mis põletamisel moodustab kõrge rõhu all suure hulga põlemisprodukte. Seejärel muundatakse gaasiturbiinis põlemisgaaside energia mehaaniliseks energiaks tööd labade pöörlemise tõttu gaasijoa toimel, millest osa kulub kompressoris oleva õhu kokkusurumiseks. Ülejäänud töö viiakse üle juhitavale seadmele. Selle seadme töö on gaasiturbiinmootori kasulik töö. Gaasiturbiinmootoritel on sisepõlemismootoritest suurim võimsustihedus, kuni 6 kW/kg.

Lihtsamal gaasiturbiinmootoril on ainult üks turbiin, mis käitab kompressorit ja on samal ajal kasuliku jõu allikaks. See seab piirangud mootori töörežiimidele.

Mõnikord on mootor mitme võlliga. Sel juhul on järjestikku mitu turbiini, millest igaüks ajab oma võlli. Kõrgsurveturbiin (esimene pärast põlemiskambrit) juhib alati mootori kompressorit ja järgnevad saavad juhtida nii välist koormust (helikopteri või laeva propellerid, võimsad elektrigeneraatorid jne) kui ka mootori enda täiendavaid kompressoreid, mis asuvad. peamise ees.

Mitmevõllilise mootori eeliseks on see, et iga turbiin töötab optimaalse kiiruse ja koormuse juures EelisÜhevõllilise mootori võllilt juhitav koormus oleks mootori kiirendus ehk kiire ülespöörlemise võime väga halb, kuna turbiin peab mootorile suure õhuhulga varustamiseks toiteallikaks saama mõlemat ( võimsus on piiratud õhuhulgaga) ja koormuse kiirendamiseks. Kahevõllilise disainiga kerge kõrgsurverootor hakkab kiiresti tööle, varustades mootorit õhuga ja madalrõhuturbiini suurel hulgal gaasidega kiirendamiseks. Ainult kõrgsurverootori käivitamisel on võimalik kiirendamiseks kasutada ka vähem võimsat starterit.

Kombineeritud tsükliga tehas

Kombineeritud tsükliga jaam on elektrijaam, mida kasutatakse soojuse ja elektri tootmiseks. See erineb aurujõu- ja gaasiturbiinitehastest oma suurenenud efektiivsuse poolest.

Tööpõhimõte

Kombineeritud tsükliga tehas koosneb kahest eraldi seadmest: auruenergia ja gaasiturbiin. Gaasiturbiiniseadmes pööravad turbiini kütuse põlemisel tekkivad gaasilised saadused. Kütuseks võib olla kas maagaas või naftasaadused. tööstusele (kütteõli, diislikütus). Turbiiniga samal võllil asub esimene generaator, mis tekitab rootori pöörlemise tõttu elektrivoolu. Läbides gaasiturbiini, annavad põlemissaadused sellele vaid osa oma energiast ja neil on gaasiturbiinist väljumisel siiski kõrge temperatuur. Gaasiturbiini väljapääsust sisenevad põlemisproduktid auruelektrijaama, heitsoojuskatlasse, kus soojendatakse vett ja tekkivat veeauru. Põlemissaaduste temperatuur on piisav, et viia aur auruturbiinis kasutamiseks vajalikku olekusse (suitsugaaside temperatuur ca 500 kraadi Celsiuse järgi võimaldab saada ülekuumendatud auru rõhul ca 100 atmosfääri). Auruturbiin käitab teist elektrigeneraatorit.

Eelised

Kombineeritud tsükliga jaamade elektriline kasutegur on umbes 51–58%, samas kui eraldi töötavate aurujõu- või gaasiturbiinijaamade puhul kõigub see 35–38%. See mitte ainult ei vähenda kütusekulu, vaid vähendab ka kasvuhoonegaaside heitkoguseid.

Kuna kombineeritud tsükliga tehas eraldab põlemisproduktidest soojust tõhusamalt, saab kütust põletada kõrgematel temperatuuridel, mille tulemuseks on madalamad lämmastikoksiidi heitkogused kui muud tüüpi seadmed.

Suhteliselt madalad tootmiskulud.

Laotamine

Hoolimata asjaolust, et auru-gaasi tsükli eeliseid tõestas esimest korda 1950. aastatel Nõukogude akadeemik Khristianovitš, ei kasutatud seda tüüpi elektritootmisseadmeid laialdaselt. Venemaa Föderatsioon lai rakendus. NSV Liidus ehitati mitu eksperimentaalset CCGT üksust. Näiteks võib tuua Nevinnomõsskaja GRESi jõuallikad võimsusega 170 MW ja Moldavskaja GRES 250 MW. Viimastel aastatel sisse Venemaa Föderatsioon Kasutusele võeti hulk võimsaid kombineeritud tsükliga jõuallikaid. Nende hulgas:

2 jõuallikat võimsusega 450 MW Peterburi Loodesoojuselektrijaamas;

Kaliningradi CHPP-2 1 jõuallikas võimsusega 450 MW;

1 CCGT seade võimsusega 220 MW Tjumeni CHPP-1 juures;

2 CCGT plokki võimsusega 450 MW CHPP-27 ja 1 CCPP CHPP-21 Moskvas;

1 CCGT plokk võimsusega 325 MW Ivanovskaja GRESis;

Sotši elektrijaamas 2 jõuallikat võimsusega 39 MW

2008. aasta septembri seisuga on mitu CCPP-d Vene Föderatsioonis projekteerimise või ehitamise erinevates etappides.

Euroopas ja USA-s töötavad sarnased paigaldised enamikus soojuselektrijaamades.

Kondensatsioonielektrijaam

Kondensatsioonielektrijaam (CPP) on soojuselektrijaam, mis toodab ainult elektrienergiat. Ajalooliselt sai see nime "GRES" - osariigi elektrijaam. Aja jooksul on mõiste “GRES” kaotanud oma algse tähenduse (“rajoon”) ja tähendab tänapäevases mõistes reeglina suure võimsusega kondensatsioonielektrijaama (CPP) (tuhanded MW), mis töötab ühtsel energial. süsteem koos teiste suurte elektrijaamadega. Siiski tuleb arvestada, et mitte kõik jaamad, mille nimes on lühend “GRES”, ei ole kondensatsioonijaamad;

Lugu

Esimene GRES Elektroperedacha, tänane GRES-3, ehitati Moskva lähedal Elektrogorskis aastatel 1912-1914. insener R. E. Klassoni algatusel. Põhikütuseks on turvas, võimsus 15 MW. 1920. aastatel nägi GOELRO plaan ette mitme soojuselektrijaama ehitamist, millest tuntuim on Kashirskaja osariigi rajooni elektrijaam.

Toimimispõhimõte

Aurukatlas ülekuumendatud auruni (520–565 kraadi Celsiuse järgi) kuumutatud vesi pöörab turbogeneraatorit käitava auruturbiini.

Liigne soojus eraldub atmosfääri (lähedal asuvatesse veekogudesse) kondensatsioonisõlmede kaudu, erinevalt koostootmiselektrijaamadest, mis eraldavad üleliigset soojust lähedalasuvate objektide (näiteks majade kütmiseks) vajadusteks.

Kondensatsioonielektrijaam töötab tavaliselt Rankine'i tsükli järgi.

Põhisüsteemid

IES on kompleksne energiakompleks, mis koosneb hoonetest, rajatistest, energia- ja muudest seadmetest, torustikest, liitmikest, mõõteriistadest ja automaatikast. Peamised IES-süsteemid on:

katlamaja;

auruturbiini tehas;

kütusekulu;

süsteem tuha ja räbu eemaldamiseks, suitsugaaside puhastamiseks;

elektriline osa;

tehniline veevarustus (liigse soojuse eemaldamiseks);

keemiline puhastus ja veepuhastussüsteem.

CESi projekteerimisel ja ehitamisel paiknevad selle süsteemid kompleksi hoonetes ja rajatistes, eelkõige peahoones. IES-i käitamisel on süsteeme haldavad töötajad reeglina ühendatud töökodadesse (katel-turbiin, elekter, kütusevarustus, keemiline veetöötlus, soojusautomaatika jne).

Katlajaam asub peahoone katlaruumis. Vene Föderatsiooni lõunapoolsetes piirkondades võib katla paigaldus olla avatud, see tähendab ilma seinte ja katuseta. Paigaldus koosneb aurukateldest (aurugeneraatoritest) ja aurutorustikust. Kateldest tulev aur kantakse turbiinidesse läbi pingestatud auruliinide. Erinevate katelde aurutorud ei ole reeglina ristühendustega ühendatud. Seda tüüpi skeemi nimetatakse "plokkskeemiks".

Auruturbiini agregaat asub masinaruumis ja peahoone deaeraatori (punker-deaeraatori) kambris. See sisaldab:

auruturbiinid elektrigeneraatoriga samal võllil;

kondensaator, milles turbiini läbinud aur kondenseeritakse veeks (kondensaadiks);

kondensaadi- ja toitepumbad, mis tagavad kondensaadi (toitevee) tagasivoolu aurukateldesse;

madal- ja kõrgsurverekuperatiivsed küttekehad (LHP ja PHH) - soojusvahetid, milles toitevett soojendatakse turbiinist auru eemaldamisega;

deaeraator (kasutatakse ka HDPE-na), milles vesi puhastatakse gaasilistest lisanditest;

torustikud ja abisüsteemid.

Kütusekulu on erineva koostisega, olenevalt põhikütusest, mille jaoks IES on mõeldud. Söeküttel töötavate CPP-de kütusesäästlikkus hõlmab järgmist:

sulatusseade (nn "soojamaja" või "kuur") söe sulatamiseks avatud gondlivagunites;

mahalaadimisseade (tavaliselt autokallur);

söeladu, mida teenindab haaratskraana või spetsiaalne ümberlaadimismasin;

purustusjaam kivisöe eeljahvatamiseks;

konveierid kivisöe teisaldamiseks;

aspiratsioonisüsteemid, blokeeringud ja muud abisüsteemid;

tolmu ettevalmistamise süsteem, sealhulgas kuul-, rull- või haamersöe jahvatusveskid.

Tolmu ettevalmistamise süsteem, nagu ka söepunkrid, asuvad peahoone punker-õhutuskambris, ülejäänud kütuse etteandeseadmed asuvad väljaspool peahoonet. Aeg-ajalt pannakse üles keskne tolmutehas. Söeladu on mõeldud IES-i pidevaks tööks 7-30 päevaks. Mõned kütuse etteandeseadmed on üleliigsed.

Maagaasi kasutava IES-i kütusesäästlikkus on kõige lihtsam: see sisaldab gaasijaotuspunkti ja gaasitorusid. Kuid sellistes elektrijaamades kasutatakse seda varu- või hooajaallikana. kütteõli, seega luuakse kütteõliäri. Kütteõli rajatisi ehitatakse ka söeküttel töötavate elektrijaamade juurde, kus neid kasutatakse katelde kütmiseks. Kütteõlitööstus hõlmab:

vastuvõtu- ja tühjendusseade;

teras- või raudbetoonmahutitega kütteõlihoidla;

kütteõli pumbajaam koos kütteõli kütteseadmete ja filtritega;

torujuhtmed sulge- ja juhtventiilidega;

tuletõrje- ja muud abisüsteemid.

Tuha ja räbu eemaldamise süsteem paigaldatakse ainult kivisöel töötavatele elektrijaamadele. Nii tuhk kui räbu on kivisöe mittesüttivad jäägid, kuid räbu tekib otse katla ahjus ja eemaldatakse kraaniava kaudu (auk räbušahtis) ning tuhk viiakse koos suitsugaasidega minema ja püütud katla väljapääsu juures. Tuhaosakesed on mõõtmetelt oluliselt väiksemad (umbes 0,1 mm) kui räbutükid (kuni 60 mm). Tuha eemaldamise süsteemid võivad olla hüdraulilised, pneumaatilised või mehaanilised. Levinuim hüdraulilise tuha ja räbu ringlussevõtu süsteem koosneb loputusseadmetest, kanalitest, mahutipumpadest, lägatorustikust, tuha- ja räbupuistangutest, pumbajaamadest ja puhastatud veetorudest.

Suitsugaaside sattumine atmosfääri on soojuselektrijaama kõige ohtlikum mõju keskkonnale. Suitsugaasidest tuha kogumiseks paigaldatakse puhuriventilaatorite järele erinevat tüüpi filtrid (tsüklonid, skraberid, elektrifiltrid, kottkangasfiltrid), mis hoiavad kinni 90-99% tahketest osakestest. Kuid need ei sobi suitsu puhastamiseks kahjulikest gaasidest. Välismaal ja viimasel ajal kodumaistesse elektrijaamadesse (sh gaasiõlielektrijaamadesse) paigaldatakse süsteeme gaasi väävlitustamiseks lubja või lubjakiviga (nn deSOx) ja lämmastikoksiidide katalüütiliseks redutseerimiseks ammoniaagiga (deNOx). Puhastatud suitsugaasid juhitakse suitsuärastiga korstnasse, mille kõrgus määratakse allesjäänud kahjulike lisandite atmosfääri hajumise tingimustest.

IES elektriline osa on mõeldud elektrienergia tootmiseks ja tarbijatele jaotamiseks. IES generaatorid loovad kolmefaasilise elektrivoolu, mille pinge on tavaliselt 6-24 kV. Kuna energiakaod võrkudes vähenevad pinge suurenedes oluliselt, paigaldatakse trafod kohe pärast generaatoreid, tõstes pinge 35, 110, 220, 500 kV ja rohkem. Trafod paigaldatakse välitingimustesse. Osa elektrienergiast kulub elektrijaama enda vajadustele. Alajaamade ja tarbijateni ulatuvate jõuülekandeliinide ühendamine ja lahtiühendamine toimub avatud või suletud jaotusseadmetel (ORU, ZRU), mis on varustatud lülititega, mis on võimelised ühendama ja katkestama kõrgepinge elektriahelat ilma elektrikaare moodustamiseta.

Tehniline veevarustussüsteem varustab suures koguses külma vett turbiini kondensaatorite jahutamiseks. Süsteemid jagunevad otsevooluga, tsirkuleerivateks ja segasüsteemideks. Läbivoolusüsteemides pumbatakse vesi looduslikust allikast (tavaliselt jõest) ja lastakse pärast kondensaatori läbimist tagasi. Sel juhul soojeneb vesi ligikaudu 8-12 °C, mis mõnel juhul muudab reservuaaride bioloogilist seisundit. Ringlussüsteemides ringleb vesi tsirkulatsioonipumpade mõjul ja seda jahutatakse õhuga. Jahutamist saab läbi viia jahutusreservuaaride pinnal või tehiskonstruktsioonides: pihustusbasseinides või jahutustornides.

Madalaveelistes piirkondades kasutatakse tehnilise veevarustussüsteemi asemel õhkkondensatsioonisüsteeme (kuivjahutustornid), milleks on loomuliku või kunstliku tõmbega õhkradiaator. See otsus on tavaliselt sunnitud, kuna need on kallimad ja jahutuse osas vähem tõhusad.

Keemiline veepuhastussüsteem tagab aurukateldesse ja auruturbiinidesse siseneva vee keemilise puhastamise ja sügava soolatustamise, et vältida sadestumist seadmete sisepindadele. Tavaliselt asuvad IES-i abihoones veetöötluseks mõeldud filtrid, mahutid ja reaktiiviseadmed. Lisaks luuakse soojuselektrijaamades mitmeastmelised süsteemid naftasaaduste, õlidega saastunud reovee, seadmete pesu- ja loputusvee, tormi- ja sulamisvee puhastamiseks.

Keskkonnamõju

Mõju atmosfäärile. Kütuse põletamisel kulub suur hulk hapnikku, samuti eraldub märkimisväärne kogus põlemissaadusi, nagu lendtuhk, gaasilised lämmastikoksiidid, millest mõnel on kõrge keemiline aktiivsus.

Mõju hüdrosfäärile. Eelkõige vee väljajuhtimine turbiinkondensaatoritest, samuti tööstuslik reovesi.

Mõju litosfäärile. Suurte tuha masside kõrvaldamine nõuab palju ruumi. Seda reostust vähendab tuha ja räbu kasutamine ehitusmaterjalina.

Praegune seis

Praegu on Vene Föderatsioonis standardsed GRES-id võimsusega 1000-1200, 2400, 3600 MW ja kasutusel on mitu unikaalset võimsust 150, 200, 300, 500, 800 ja 1200 MW. Nende hulgas on järgmised osariigi elektrijaamad (OGK osa):

Verkhnetagilskaya GRES - 1500 MW;

Iriklinskaya GRES - 2430 MW;

Kashirskaya GRES - 1910 MW;

Nižnevartovskaja GRES - 1600 MW;

Permskaya GRES - 2400 MW;

Urengoyskaya GRES - 24 MW.

Pskovskaya GRES - 645 MW;

Serovskaja GRES - 600 MW;

Stavropoli osariigi rajooni elektrijaam - 2400 MW;

Surgutskaja GRES-1 - 3280 MW;

Troitskaya GRES - 2060 MW.

Gusinoozerskaya GRES - 1100 MW;

Kostroma osariigi ringkonnaelektrijaam - 3600 MW;

Petšora osariigi ringkonna elektrijaam - 1060 MW;

Kharanorskaya GRES - 430 MW;

Tšerepetskaja GRES - 1285 MW;

Yuzhnouralskaya GRES - 882 MW.

Berezovskaja GRES - 1500 MW;

Smolenskaja GRES - 630 MW;

Surgutskaja GRES-2 - 4800 MW;

Shaturskaya GRES - 1100 MW;

Yaivinskaya GRES - 600 MW.

Konakovskaya GRES - 2400 MW;

Nevinnomysskaya GRES - 1270 MW;

Reftinskaya GRES - 3800 MW;

Sredneuralskaya GRES - 1180 MW.

Kirishskaya GRES - 2100 MW;

Krasnojarskaja GRES-2 - 1250 MW;

Novocherkasskaya GRES - 2400 MW;

Ryazanskaya GRES (plokid nr 1-6 - 2650 MW ja plokk nr 7 (endine GRES-24, mis kuulus Ryazanskaya GRES-i - 310 MW) - 2960 MW;

Cherepovetskaya GRES - 630 MW.

Verkhnetagilskaya GRES

Verkhnetagilskaya GRES on Verhny Tagilis (Sverdlovski oblastis) asuv soojuselektrijaam, mis töötab OGK-1 osana. Teenuses alates 29. maist 1956.

Jaamas on 11 jõuplokki elektrilise võimsusega 1497 MW ja soojusvõimsusega 500 Gcal/h. Jaama kütus: maagaas (77%), kivisüsi(23%). Töötajate arv on 1119 inimest.

1600 MW projektvõimsusega jaama ehitamist alustati 1951. aastal. Ehituse eesmärk oli varustada Novouralski elektrokeemiatehase soojus- ja elektrienergiaga. 1964. aastal saavutas elektrijaam oma projekteeritud võimsuse.

Verkhny Tagili ja Novouralski linnade soojusvarustuse parandamiseks ehitati järgmised jaamad:

Neli kondensatsiooniturbiiniplokki K-100-90 (VK-100-5) LMZ asendati kütteturbiinidega T-88/100-90/2,5.

TG-2,3,4-le on paigaldatud Novouralski soojusvarustuskontuuri võrguvee soojendamiseks PSG-2300-8-11 tüüpi võrgusoojendid.

Võrgusoojendid paigaldatakse TG-1.4-le Verkhny Tagili ja tööstusala soojusvarustuseks.

Kõik tööd tehti Kliinilise Keskhaigla projekti järgi.

Ööl vastu 3. ja 4. jaanuari 2008 juhtus Surgutskaja GRES-2-l õnnetus: kuuenda, 800 MW võimsusega jõuploki kohal toimunud katuse osaline sissevarisemine tõi kaasa kahe jõuploki seiskamise. Olukorra tegi keeruliseks asjaolu, et remondis oli veel üks jõuplokk (nr. 5): Selle tulemusena peatati jõuallikad nr 4, 5, 6 See õnnetus lokaliseeriti 8. jaanuariks. Kogu selle aja töötas osariigi rajooni elektrijaam eriti intensiivsel režiimil.

Aastaks 2010 ja 2013 on kavas ehitada kaks uut jõuplokki (kütus - Maagaas).

GRES-is on keskkonda sattuvate heitmete probleem. OGK-1 sõlmis Uurali energeetikakeskusega 3,068 miljoni rubla suuruse lepingu, mis näeb ette Verkhnetagilskaya osariigi ringkonnaelektrijaama katla rekonstrueerimise projekti väljatöötamise, mis toob kaasa heitkoguste vähendamise. vastama ELV standarditele.

Kashirskaja GRES

G. M. Kržižanovski nimeline Kashirskaja osariigi rajooni elektrijaam Moskva oblastis Kašira linnas Oka kaldal.

Ajalooline jaam, mis on ehitatud V. I. Lenini isikliku järelevalve all vastavalt GOELRO plaanile. 12 MW jaam oli kasutuselevõtu ajal suuruselt teine ​​elektrijaam Euroopa.

Jaam ehitati GOELRO plaani järgi, ehitus viidi läbi V. I. Lenini isikliku järelevalve all. See ehitati aastatel 1919-1922, ehitamiseks Ternovo küla kohale, püstitati Novokaširski töölisasula. 4. juunil 1922 käivitatud sellest sai üks esimesi Nõukogude regionaalseid soojuselektrijaamu.

Pskovskaja GRES

Pskovskaya GRES on riigile kuuluv regionaalne elektrijaam, mis asub 4,5 kilomeetri kaugusel Pihkva oblasti piirkonna keskusest Dedovitši linnatüüpi asulast Sheloni jõe vasakul kaldal. Alates 2006. aastast on see OJSC OGK-2 filiaal.

Kõrgepingeliinid ühendavad Pihkva Ringkonna Elektrijaama Valgevene, Läti ja Leeduga. Emaorganisatsioon peab seda eeliseks: energiaressursside ekspordiks on kanal, mida aktiivselt kasutatakse.

GRESi installeeritud võimsus on 430 MW, see sisaldab kahte suure manööverdusvõimega jõuallikat, kumbki 215 MW. Need jõuallikad ehitati ja võeti kasutusele aastatel 1993 ja 1996. Originaal eelis Esimene etapp hõlmas kolme jõuallika ehitamist.

Peamine kütuseliik on maagaas, mis siseneb jaama peamise ekspordigaasitoru haru kaudu. Jõuagregaadid olid algselt kavandatud töötama freesturbal; need rekonstrueeriti maagaasi põletamise VTI projekti järgi.

Elektrikulu omatarbeks on 6,1%.

Stavropoli osariigi rajooni elektrijaam

Stavropoli osariigi rajooni elektrijaam on Venemaa Föderatsiooni soojuselektrijaam. Asub Stavropoli territooriumil Solnetšnodolski linnas.

Elektrijaama laadimine võimaldab elektrit eksportida välismaale: Gruusiasse ja Aserbaidžaani. Samal ajal on tagatud, et Lõuna Ühendatud Energiasüsteemi magistraalelektrivõrgus hoitakse voolud vastuvõetaval tasemel.

Osa hulgimüügiettevõttest organisatsioonid nr 2 (JSC OGK-2).

Elektrikulu jaama enda tarbeks on 3,47%.

Jaama põhikütus on maagaas, kuid jaam saab kasutada kütteõli reserv- ja avariikütusena. Kütusejääk 2008. aasta seisuga: gaas - 97%, kütteõli - 3%.

Smolenskaja GRES

Smolenski osariigi rajooni elektrijaam on Venemaa Föderatsiooni soojuselektrijaam. Osa hulgimüügiettevõttest ettevõtted nr 4 (JSC OGK-4) alates 2006. aastast.

12. jaanuaril 1978 võeti kasutusele osariigi rajooni elektrijaama esimene plokk, mille projekteerimist alustati 1965. aastal ja ehitamist 1970. Jaam asub Smolenski oblastis Duhhovštšinski rajoonis Ozernõi külas. Esialgu kavatseti kütusena kasutada turvast, kuid turbakaevandusettevõtete ehituse venimise tõttu hakati kasutama teist tüüpi kütust (Moskva piirkond kivisüsi, Inta kivisüsi, põlevkivi, Khakassi kivisüsi). Kokku vahetati 14 tüüpi kütust. Alates 1985. aastast on lõplikult kindlaks tehtud, et energiat saadakse maagaasist ja kivisöest.

Osariigi ringkonnaelektrijaama praegune installeeritud võimsus on 630 MW.

- — ET soojus- ja elektrijaam Elektrijaam, mis toodab kohalikele elanikele nii elektrit kui ka sooja vett. Koostootmisjaam (kombineeritud soojus- ja elektrijaam) võib töötada peaaegu … - Elektrijaam, mis muundab kütuse keemilise energia elektrienergiaks või elektrienergiaks ja soojuseks. [GOST 19431 84] EN soojuselektrijaam elektrijaam, milles elektrit toodetakse soojusenergia muundamise teel Märkus… …

soojuselektrijaam- šiluminė elektrinė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. soojuselektrijaam; auruelektrijaam vok. Wärmekraftwerk, n rus. soojuselektrijaam, f; soojuselektrijaam, f pranc. centrale elektrothermique, f; centrale thermique, f; usine… … Fizikos terminų žodynas

soojuselektrijaam- soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam, soojuselektrijaam,... .. . Sõnavormid - ja; ja. Ettevõte, mis toodab elektrienergiat ja soojust... entsüklopeediline sõnaraamat

Soojuselektrijaamade klassifikatsioon

Vaadake, mis on "soojuselektrijaam" teistes sõnaraamatutes:(TPP) - elektrijaam , mis toodab elektrienergiat orgaanilise kütuse põlemisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena.

Esimesed soojuselektrijaamad ilmusid 19. sajandi lõpus (1882. aastal - New Yorgis, 1883. aastal - Peterburis, 1884. aastal - Berliinis) ja levisid laialt. Praegu on TPP peamist tüüpi elektrijaamad. Nende toodetud elektrienergia osakaal on: Venemaal ligikaudu 70%, maailmas ligikaudu 76%.

Soojuselektrijaamadest domineerivad termilised auruturbiini elektrijaamad (TSPS), mille puhul kasutatakse aurugeneraatoris soojusenergiat kõrgsurveveeauru tootmiseks, mis paneb pöörlema ​​elektrigeneraatori (tavaliselt aurugeneraatori) rootoriga ühendatud auruturbiini rootori. sünkroongeneraator). . Generaatorit koos turbiini ja ergutiga nimetatakse turbogeneraator.Venemaal toodab TPPP ~99% soojuselektrijaamades toodetud elektrist. Kütusena kasutatakse sellistes soojuselektrijaamades kivisütt (peamiselt), kütteõli, maagaasi, pruunsütt, turvast ja põlevkivi.

TPES-id, millel on elektrigeneraatorite ajamiks kondensatsiooniturbiinid ja mis ei kasuta heitgaasi auru soojust välistarbijate soojusenergia varustamiseks, nimetatakse kondensatsioonielektrijaamadeks (CPS). Venemaal nimetatakse IES-i ajalooliselt osariigi elektrijaamaks või GRES-iks. . GRES toodab umbes 65% soojuselektrijaamades toodetud elektrist. Nende efektiivsus ulatub 40% -ni. Maailma suurim elektrijaam Surgutskaja GRES-2; selle võimsus on 4,8 GW; Reftinskaya GRES võimsus on 3,8 GW.

Kütteturbiinidega varustatud ja heitgaasi auru soojust tööstus- või munitsipaaltarbijatele eraldavaid TPESe nimetatakse soojuse ja elektri koostootmisjaamadeks (CHP); need toodavad vastavalt umbes 35% soojuselektrijaamades toodetud elektrist. Tänu soojusenergia täielikumale kasutamisele tõuseb soojuselektrijaamade kasutegur 60 - 65%-ni. Venemaa võimsaimad soojuselektrijaamad, Mosenergo CHPP-23 ja CHPP-25, on kumbki 1410 MW võimsusega.

Tööstuslik gaasiturbiinid ilmusid palju hiljem kui auruturbiinid, kuna nende valmistamiseks oli vaja spetsiaalseid kuumakindlaid konstruktsioonimaterjale. Gaasiturbiinide baasil loodi kompaktsed ja suure manööverdusvõimega gaasiturbiiniseadmed (GTU). Gaasi või vedelkütust põletatakse gaasiturbiini agregaadi põlemiskambris; põlemisproduktid temperatuuriga 750–900 ° C sisenevad gaasiturbiini, mis pöörleb elektrigeneraatori rootorit. Selliste soojuselektrijaamade kasutegur on tavaliselt 26 - 28%, võimsus - kuni mitusada MW . Gaasiturbiinid ei ole ökonoomsed heitgaaside kõrge temperatuuri tõttu.

Gaasiturbiinseadmetega soojuselektrijaamu kasutatakse peamiselt elektrienergia varuallikatena elektrikoormuse tippude katmiseks või väikeste asulate elektriga varustamiseks järsult muutuv koormus; võib sageli seiskuda, tagab kiire käivitamise, suure võimsuse suurendamise kiiruse ja üsna ökonoomse töö laias koormusvahemikus. Kütuse erikulu ja elektrikulu poolest jäävad gaasiturbiinijaamad reeglina allae. Gaasiturbiiniga soojuselektrijaamade ehitus- ja paigaldustööde maksumus väheneb ligikaudu poole võrra, kuna puudub vajadus katlamaja ja pumbajaama ehitamiseks. Võimsaim soojuselektrijaam gaasiturbiiniga GRES-3 oma nime saanud. Klassoni (Moskva piirkond) võimsus on 600 MW.

Gaasiturbiinijaamade heitgaasid on küllalt kõrge temperatuuriga, mistõttu gaasiturbiinijaamade kasutegur on madal. IN kombineeritud tsükliga tehas(PGU), mis koosneb auruturbiin ja gaasiturbiin, kasutatakse gaasiturbiini kuumi gaase vee soojendamiseks aurugeneraatoris. Need on kombineeritud tüüpi elektrijaamad. Kombineeritud tsükliga gaasiturbiinseadmetega soojuselektrijaamade kasutegur ulatub 42-45%. CCGT on praegu kõige ökonoomsem mootor elektri tootmiseks. Lisaks on see kõige keskkonnasõbralikum mootor, mis on seletatav selle kõrge efektiivsusega. CCGT ilmus veidi üle 20 aasta tagasi, kuid praegu on see energeetikasektori kõige dünaamilisem sektor. Kõige võimsamad kombineeritud tsükliga gaasiturbiiniga jõuallikad Venemaal: Peterburi Lõunasoojuselektrijaamas - 300 MW ja Nevinnomõsskaja osariigi rajooni elektrijaamas - 170 MW.

Gaasiturbiinide ja kombineeritud tsükliga gaasiturbiinseadmetega soojuselektrijaamad suudavad varustada soojusega ka välistarbijaid, st töötada soojuse ja elektri koostootmisjaamana.

Aurutorustike tehnoloogilise skeemi järgi jagunevad soojuselektrijaamad plokksoojuselektrijaamad ja edasi TPP ristlinkidega.

Moodulsoojuselektrijaamad koosnevad eraldiseisvatest, tavaliselt sama tüüpi elektrijaamadest - jõuallikatest. Jõuseadmes varustab iga katel auruga ainult oma turbiini, kust see naaseb pärast kondenseerumist ainult oma katlasse. Kõik võimsad osariigi ringkonnaelektrijaamad ja soojuselektrijaamad, millel on auru nn vahepealne ülekuumenemine, on ehitatud plokkskeemiga. Ristühendustega soojuselektrijaamades on katelde ja turbiinide töö tagatud erinevalt: kõik soojuselektrijaama katlad varustavad auruga ühte ühist auruliini (kollektorit) ja sellest saavad toite kõik soojuselektrijaama auruturbiinid. Selle skeemi kohaselt ehitatakse CPP-d ilma vahepealse ülekuumenemiseta ja peaaegu kõik koostootmisjaamad ehitatakse alakriitiliste algsete auruparameetritega.

Algrõhu taseme järgi eristatakse soojuselektrijaamu alakriitiline rõhk Ja ülekriitiline rõhk(SKD).

Kriitiline rõhk on 22,1 MPa (225,6 at). Venemaa soojusenergiatööstuses on esialgsed parameetrid standarditud: soojuselektrijaamad ning soojuse ja elektri koostootmisjaamad on ehitatud alakriitilisele rõhule 8,8 ja 12,8 MPa (90 ja 130 atm) ning SKD jaoks - 23,5 MPa (240 atm). Ülekriitiliste parameetritega TPPd teostatakse tehnilistel põhjustel vahepealse ülekuumenemisega ja plokkskeemi järgi.

Hinnatakse soojuselektrijaamade efektiivsust tõhusust(tõhusus), mis määratakse teatud aja jooksul vabaneva energia koguse ja põletatud kütuses sisalduva kulutatud soojuse suhtega. Lisaks efektiivsusele kasutatakse soojuselektrijaamade töö hindamiseks ka teist näitajat - standardse kütuse erikulu(tavaline kütus on kütus, mille kütteväärtus = 7000 kcal/kg = 29,33 MJ/kg). Efektiivsuse ja tingimusliku kütusekulu vahel on seos.

TPP struktuur

Soojuselektrijaama põhielemendid (joonis 3.1):

u katlamaja, muundab kütuse keemiliste sidemete energiat ja tekitab kõrge temperatuuri ja rõhuga veeauru;

u turbiini (auruturbiini) paigaldus, auru soojusenergia muundamine turbiini rootori mehaaniliseks pöörlemisenergiaks;

u elektrigeneraator, mis tagab rootori pöörlemise kineetilise energia muundamise elektrienergiaks.

Joonis 3.1. Soojuselektrijaama põhielemendid

Soojuselektrijaama soojusbilanss on näidatud joonisel fig. 3.2.

Joonis 3.2. Soojuselektrijaamade soojusbilanss

Peamine energiakadu soojuselektrijaamades tekib tänu soojusülekanne aurust jahutusveele kondensaatoris; Auru soojusega läheb kaotsi üle 50% soojusest (energiast).

3.3. Aurugeneraator (boiler)

Katla paigaldamise põhielement on aurugeneraator, mis on U-kujuline konstruktsioon, millel on ristkülikukujulise ristlõikega gaasikanalid. Suurem osa katlast on hõivatud kaminaga; selle seinad on vooderdatud torudest valmistatud ekraanidega, mille kaudu toitevett tarnitakse. Aurugeneraator põletab kütust, muutes vee kõrgel rõhul ja temperatuuril auruks. Kütuse täielikuks põlemiseks pumbatakse kuumutatud õhku katla ahju; 1 kWh elektrienergia tootmiseks kulub umbes 5 m 3 õhku.

Kütuse põlemisel muundatakse selle keemiliste sidemete energia põleti soojus- ja kiirgusenergiaks. Keemilise põlemisreaktsiooni tulemusena, mille käigus kütuse süsinik C muudetakse oksiidideks CO ja CO 2, väävel S oksiidideks SO 2 ja SO 3 jne ning tekivad kütuse põlemissaadused (suitsugaasid). Temperatuurini 130 - 160 O C jahutatuna väljuvad suitsugaasid soojuselektrijaamast läbi korstna, viies ära ca 10 - 15% energiast (joon. 3.2).

Hetkel kõige laialdasemalt kasutatav trummid(joonis 3.3, a) ja ühekordsed katlad(joonis 3.3, b). Toitevee korduv tsirkulatsioon viiakse läbi trummelkatelde ekraanides; Auru eraldamine veest toimub trumlis. Otsevoolukateldes läbib vesi sõelatorusid ainult üks kord, muutudes kuivaks küllastunud aur(aur, milles pole veepiisku).

A) b)

Joonis 3.3. Trumli (a) ja otsevoolu (b) parageneraatorite skeemid

Hiljuti põletatakse aurugeneraatorite tõhususe suurendamiseks kivisütt tsüklisisene gaasistamine ja sisse ringlev keevkiht; samal ajal suureneb efektiivsus 2,5%.

Auruturbiin

Turbiin(fr. turbiin alates lat. turbo vortex, rotation) on pidev soojusmasin, mille labaaparaadis muudetakse kokkusurutud ja kuumutatud veeauru potentsiaalne energia rootori pöörlemise kineetiliseks energiaks.

Auruturbiinidele sarnaseid mehhanisme üritati luua tuhandeid aastaid tagasi. On teada Aleksandria Heroni 1. sajandil eKr valmistatud auruturbiini kirjeldus. e., nn "Hiirgu turbiin". Kuid alles 19. sajandi lõpus, kui termodünaamika, masinaehitus ja metallurgia saavutasid piisava taseme Gustaf Laval (Rootsi) ja Charles Parsons (Suurbritannia) lõid iseseisvalt tööstusele sobivad auruturbiinid. Tööstusliku turbiini valmistamine nõudis oluliselt kõrgemat tootmisstandardit kui aurumasin.

Aastal 1883 Laval lõi esimese töötava auruturbiini. Selle turbiin oli ratas, mille labadele juhiti auru. Seejärel lisas ta düüsidele koonilised laiendajad; mis tõstis oluliselt turbiini efektiivsust ja muutis selle universaalseks mootoriks. Kõrge temperatuurini kuumutatud aur tuli katlast aurutoru kaudu düüsidesse ja väljus. Düüsides paisus aur atmosfäärirõhuni. Tänu aurumahu suurenemisele saadi märkimisväärne pöörlemiskiiruse tõus. Seega aurus sisalduv energia kanti üle turbiini labadele. Lavali turbiin oli palju ökonoomsem kui vanad aurumasinad.

1884. aastal sai Parsons patendi mitmeastmeline reaktiivturbiin, mille ta lõi spetsiaalselt elektrigeneraatori toiteks. 1885. aastal konstrueeris ta mitmeastmelise reaktiivturbiini (auruenergia kasutamise efektiivsuse tõstmiseks), mida hiljem laialdaselt kasutati soojuselektrijaamades.

Auruturbiin koosneb kahest põhiosast: rootor labadega - turbiini liikuv osa; staator düüsidega - fikseeritud osa. Fikseeritud osa on horisontaaltasandil eemaldatav, et võimaldada rootori eemaldamist või paigaldamist (joonis 3.4.)

Joonis 3.4. Lihtsaima auruturbiini tüüp

Auruvoolu suuna alusel eristatakse neid aksiaalsed auruturbiinid, milles auruvool liigub mööda turbiini telge ja radiaalne, mille auruvoolu suund on risti ja tööterad paiknevad paralleelselt pöörlemisteljega. Venemaal ja SRÜ riikides kasutatakse ainult aksiaalseid auruturbiine.

Vastavalt toimemeetodile jaguneb turbiini aur järgmisteks osadeks: aktiivne, reaktiivne Ja kombineeritud. Aktiivne turbiin kasutab auru kineetilist energiat, reaktiivne turbiin aga kineetilist ja potentsiaalset energiat. .

Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad hoida pöörlemiskiirust täpsusega kolm pööret minutis. Elektrijaamade auruturbiinid on ette nähtud 100 tuhandeks töötunniks (enne kapitaalremonti). Auruturbiin on soojuselektrijaama üks kallimaid elemente.

Auruenergia piisavalt täielikku ärakasutamist turbiinis on võimalik saavutada ainult auruga töötades järjestikku asetsevates turbiinides, mida nimetatakse nn. astmed või silindrid. Mitmesilindrilistes turbiinides saab tööketaste pöörlemiskiirust vähendada. Joonisel 3.5 on kujutatud kolmesilindriline turbiin (ilma korpuseta). Esimesse silindrisse - kõrgsurvesilindrisse (HPC) - antakse 4 auru läbi aurutorude 3 otse katlast ja seetõttu on sellel kõrged parameetrid: SKD katelde puhul - rõhk 23,5 MPa, temperatuur 540 ° C. HPC väljalaskeava juures, aururõhk on 3–3,5 MPa (30–35 at) ja temperatuur on 300–340 °C.

Joonis 3.5. Kolmesilindriline auruturbiin

Turbiini labade erosiooni vähendamiseks (märg aur) HPC-st naaseb suhteliselt külm aur boilerisse tagasi, nn vahepealsesse ülekuumendisse; selles tõuseb auru temperatuur esialgsele (540 O C). Äsja kuumutatud aur juhitakse aurutorude 6 kaudu keskmise rõhuga silindrisse (MPC) 10. Pärast auru paisutamist MPC-s rõhuni 0,2–0,3 MPa (2–3 atm) suunatakse aur vastuvõtutorudesse. 7 kasutades väljalasketorusid, millest suunatakse madalrõhu silindrisse (LPC) 9. Auru voolukiirus turbiini elementides on 50-500 m/s. Turbiini viimase astme laba pikkus on 960 mm ja mass 12 kg.

Soojusmasinate efektiivsus ja eriti ideaalne auruturbiin määratakse järgmise väljendiga:

,

kus on küttekehast töövedeliku poolt vastuvõetud soojus ja külmikusse antud soojus. Sadi Carnot sai 1824. aastal teoreetiliselt avaldise piir (maksimaalne) efektiivsuse väärtus Soojusmootor koos töövedelikuga ideaalse gaasi kujul

,

kus on küttekeha temperatuur, on külmiku temperatuur, st. auru temperatuur vastavalt turbiini sisse- ja väljalaskeava juures, mõõdetuna Kelvini kraadides (K). Tõelistele soojusmootoritele.

Turbiini efektiivsuse suurendamiseks vähendage kohatu; see on tingitud täiendavast energiatarbimisest. Seetõttu saate tõhususe suurendamiseks suurendada . Moodsa tehnoloogia arengu piir on aga juba käes.

Kaasaegsed auruturbiinid jagunevad: kondensatsioon Ja kaugküte. Kondenseerivaid auruturbiine kasutatakse selleks, et muuta võimalikult suur osa auru energiast (soojusest) mehaaniliseks energiaks. Need töötavad, vabastades (tühjendades) kasutatud auru kondensaatorisse, mida hoitakse vaakumis (sellest ka nimi).

Kondensatsiooniturbiinidega soojuselektrijaamu nimetatakse kondensatsioonielektrijaamad(IES). Selliste elektrijaamade peamine lõpptoode on elekter. Vaid väike osa soojusenergiast kulub elektrijaama enda vajadusteks ja mõnikord ka lähiasula soojaks varustamiseks. Tavaliselt on see energiatöötajate asula. On tõestatud, et mida suurem on turbogeneraatori võimsus, seda ökonoomsem on see ja seda madalam on 1 kW paigaldatud võimsuse maksumus. Seetõttu paigaldatakse suure võimsusega turbogeneraatorid.

Koostootmisauruturbiine kasutatakse samaaegselt elektri- ja soojusenergia tootmiseks. Kuid selliste turbiinide peamine lõpptoode on soojus. Koostootmisauruturbiinidega soojuselektrijaamu nimetatakse soojuse ja elektri koostootmisjaamad(CHP). Koostootmisauruturbiinid jagunevad: turbiinideks koos vasturõhk, reguleeritava auru eemaldamisega Ja valiku ja vasturõhuga.

Vasturõhuga turbiinide puhul kogu heitgaasi kasutatakse tehnoloogilistel eesmärkidel(keetmine, kuivatamine, kuumutamine). Sellise auruturbiiniga turbiinseadme poolt arendatav elektrivõimsus sõltub tootmis- või küttesüsteemi vajadusest auru soojendamiseks ja sellega kaasnevatest muutustest. Seetõttu töötab vasturõhuturbiini agregaat tavaliselt paralleelselt kondensatsiooniturbiini või elektrivõrguga, mis katab tekkiva elektripuuduse. Väljatõmbe ja vasturõhuga turbiinide puhul eemaldatakse osa aurust 1. või 2. vaheastmest ning kogu väljalaskeaur suunatakse väljalasketorust küttesüsteemi või võrgusoojenditesse.

Turbiinid on soojuselektrijaamade kõige keerulisemad elemendid. Turbiinide loomise keerukust ei määra mitte ainult tootmise, materjalide jms kõrged tehnoloogilised nõuded, vaid peamiselt teaduse äärmuslik intensiivsus. Praegu ei ületa võimsaid auruturbiine tootvate riikide arv kümmet. Kõige keerulisem element on LPC. Peamised turbiinide tootjad Venemaal on Leningradi metallitehas (Peterburi) ja Turbomootoritehas (Jekaterinburg).

Auruturbiinide efektiivsuse madal väärtus määrab selle prioriteedi tõstmise efektiivsuse. Seetõttu pööratakse allpool põhitähelepanu auruturbiini paigaldamisele.

Peamine potentsiaal meetodid auruturbiinide efektiivsuse suurendamiseks on:

· auruturbiini aerodünaamiline täiustamine;

· termodünaamilise tsükli parandamine, peamiselt katlast tuleva auru parameetrite tõstmise ja turbiinist väljuva auru rõhu vähendamise kaudu;

· termokontuuri ja selle seadmete täiustamine ja optimeerimine.

Turbiinide aerodünaamiline täiustamine välismaal viimase 20 aasta jooksul on saavutatud turbiinide kolmemõõtmelise arvutimodelleerimise abil. Kõigepealt on vaja märkida arengut mõõbli terad. Mõõblikujulised terad on kumerad terad, mis välimuselt meenutavad mõõka (väliskirjanduses kasutatakse neid termineid "banaan" Ja "kolmemõõtmeline")

Kindel Siemens kasutab "kolmemõõtmelised" terad HPC ja CSD jaoks (joonis 3.6), kus labadel on lühike pikkus, kuid suhteliselt suur suurte kadudega ala juur- ja perifeersetes tsoonides. Siemensi hinnangul kasutamine ruumilised labad HPC-s ja CSD-s võimaldab tõsta nende efektiivsust 1-2% võrreldes eelmise sajandi 80ndatel loodud balloonidega.

Joonis 3.6. "Kolmemõõtmelised" labad ettevõtte kõrgsurvesilindritele ja kesksilindritele Siemens

Joonisel fig. 3.7 on näidatud kolm järjestikust kõrgsurvemootorite töölabade modifikatsiooni ja ettevõtte tuumaelektrijaamade auruturbiinide madalsurvemootorite esimesed etapid GEC-Alsthom: konstantse profiiliga tavaline ("radiaalne") tera (joonis 3.7, A), mida kasutatakse meie turbiinides; mõõktera (joonis 3.7, b) ja lõpuks uus tera, millel on sirge radiaalne väljundserv (joonis 3.7, V). Uue tera efektiivsus on 2% suurem kui algsel (joonis 3.7, A).

Joonis 3.7. Töötavad labad ettevõtte tuumaelektrijaamade auruturbiinidele GEC-Alsthom

Kondensaator

Turbiinist väljuv aur (rõhk LPC väljalaskeava juures on 3–5 kPa, mis on 25–30 korda väiksem kui atmosfäärirõhk) siseneb kondensaator. Kondensaator on soojusvaheti, mille torude kaudu tsirkuleeritakse pidevalt jahutusvett, mida toidavad reservuaarist tsirkulatsioonipumbad. Turbiini väljalaskeava juures hoitakse kondensaatori abil sügav vaakum. Joonisel 3.8 on kujutatud võimsa auruturbiini kahekäiguline kondensaator.

Joonis 3.8. Võimsa auruturbiini kahekäiguline kondensaator

Kondensaator koosneb keevitatud teraskehast 8, mille servi piki kondensaatoritorud 14 on kinnitatud torulehe sisse. Kondensaat kogutakse kondensaatorisse ja seda pumbavad pidevalt välja kondensaadipumbad.

Eesmist veekambrit 4 kasutatakse jahutusvee varustamiseks ja eemaldamiseks. Vesi juhitakse altpoolt kambri 4 paremale küljele ja see siseneb torulehe aukude kaudu jahutustorudesse, mida mööda see liigub taha (pöörlemine). kamber 9. Aur siseneb kondensaatorisse ülevalt ja kohtub külma pinnaga ning kondenseerub sellel. Kuna kondenseerumine toimub madalal temperatuuril, mis vastab madalale kondensatsioonirõhule, tekib kondensaatoris sügav vaakum (25-30 korda väiksem kui õhurõhk).

Selleks, et kondensaator tagaks turbiini taga madala rõhu ja sellest tulenevalt auru kondenseerumise, on vaja palju külma vett. 1 kWh elektrienergia tootmiseks kulub ligikaudu 0,12 m 3 vett; Üks NchGRESi jõuallikas kasutab 10 m 3 vett 1 sekundi kohta. Seetõttu ehitatakse soojuselektrijaamu kas looduslike veeallikate lähedusse või rajatakse tehisreservuaarid. Kui auru kondenseerimiseks ei ole võimalik kasutada suurt kogust vett, saab reservuaari asemel vett jahutada spetsiaalsetes jahutustornides - jahutustornid, mis on oma suuruse tõttu tavaliselt elektrijaama kõige nähtavamaks osaks (joon. 3.9).

Kondensaatorist suunatakse kondensaat toitepumba abil tagasi aurugeneraatorisse.

Joonis 3.9. Soojuselektrijaama jahutustorni välisvaade

3. LOENGU TESTIKÜSIMUSED

1. Soojuselektrijaama ehitusskeem ja selle elementide otstarve – 3 punkti.

2. Soojuselektrijaama soojusdiagramm – 3 punkti.

3. Soojuselektrijaamade soojusbilanss – 3 punkti.

4. Soojuselektrijaama aurugeneraator. Eesmärk, liigid, struktuurskeem, efektiivsus – 3 punkti.

5. Auru parameetrid soojuselektrijaamades – 5 punkti

6. Auruturbiin. Seade. Lavali ja Parsonsi arendused - 3 punkti.

7. Mitmesilindrilised turbiinid – 3 punkti.

8. Ideaalse turbiini kasutegur on 5 punkti.

9. Kondensatsiooni- ja kütteauruturbiinid – 3 punkti.

10. Mis vahe on CESil ja CHP-l? CES ja CHP kasutegur on 3 punkti.

11. TPP kondensaator – 3 punkti.