خانه / درماتیت/ نیروگاه حرارتی (CHP) چگونه کار می کند؟ نیروگاه های حرارتی (CHP، IES): انواع، انواع، اصول عملیاتی، سوخت

نیروگاه حرارتی (CHP) چگونه کار می کند؟ نیروگاه های حرارتی (CHP، IES): انواع، انواع، اصول عملیاتی، سوخت

اصل عملکرد یک نیروگاه ترکیبی حرارت و برق (CHP) بر اساس است دارایی منحصر به فردبخار آب - خنک کننده بودن. در حالت گرم، تحت فشار، تبدیل می شود منبع قدرتمندانرژی راندن توربین های نیروگاه های حرارتی (TPP) میراث آن دوران دور بخار است.

اولین نیروگاه حرارتی در نیویورک در خیابان پرل (منهتن) در سال 1882 ساخته شد. یک سال بعد، سنت پترزبورگ زادگاه اولین ایستگاه حرارتی روسیه شد. به اندازه کافی عجیب، حتی در عصر تکنولوژی پیشرفته ما، نیروگاه های حرارتی هنوز جایگزین کاملی پیدا نکرده اند: سهم آنها در بخش انرژی جهان بیش از 60٪ است.

و یک توضیح ساده برای این وجود دارد که حاوی مزایا و معایب انرژی حرارتی است. "خون" آن سوخت آلی است - زغال سنگ، نفت کوره، شیل نفتی، ذغال سنگ نارس و گاز طبیعی هنوز نسبتاً قابل دسترسی هستند و ذخایر آنها بسیار زیاد است.

عیب بزرگ این است که محصولات احتراق سوخت آسیب جدی به محیط زیست وارد می کنند. بله، و انبار طبیعی روزی به طور کامل تخلیه خواهد شد و هزاران نیروگاه حرارتی به "آثار تاریخی" زنگ زده تمدن ما تبدیل خواهند شد.

اصل عملیات

برای شروع، ارزش تعریف اصطلاحات "CHP" و "CHP" را دارد. به زبان ساده، آنها خواهر هستند. یک نیروگاه حرارتی "پاک" - یک نیروگاه حرارتی منحصراً برای تولید برق طراحی شده است. نام دیگر آن "نیروگاه چگالشی" - IES است.

نیروگاه ترکیبی حرارت و برق - CHP - نوعی نیروگاه حرارتی. علاوه بر تولید برق، تامین می کند آب گرمبه سیستم گرمایش مرکزی و برای نیازهای خانگی.

طرح عملیاتی یک نیروگاه حرارتی بسیار ساده است. سوخت و هوای گرم شده - یک اکسید کننده - به طور همزمان وارد کوره می شوند. رایج ترین سوخت در نیروگاه های حرارتی روسیه زغال سنگ خرد شده است. گرمای حاصل از احتراق گرد و غبار زغال سنگ، آب ورودی به دیگ بخار را به بخار تبدیل می کند و سپس تحت فشار به توربین بخار می رسد. جریان قدرتمند بخار باعث چرخش آن می شود و روتور ژنراتور را به حرکت در می آورد که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

در مرحله بعد ، بخار که قبلاً به طور قابل توجهی شاخص های اولیه خود - دما و فشار را از دست داده است - وارد کندانسور می شود ، جایی که پس از یک "دوش آب" سرد دوباره به آب تبدیل می شود. سپس پمپ میعانات گازی آن را به بخاری های احیاکننده و سپس به هواگیر پمپ می کند. در آنجا، آب از گازها - اکسیژن و CO 2 آزاد می شود که می تواند باعث خوردگی شود. پس از این، آب دوباره از بخار گرم می شود و دوباره به دیگ بخار می رسد.

تامین حرارت

عملکرد دوم، نه کمتر مهم یک نیروگاه CHP، تامین آب گرم (بخار) در نظر گرفته شده برای سیستم ها است گرمایش مرکزیدر نزدیکی شهرک هاو مصارف خانگی در بخاری های مخصوص آب سرددر تابستان تا 70 درجه و در زمستان 120 درجه گرم می شود و پس از آن توسط پمپ های شبکه به یک محفظه اختلاط مشترک عرضه می شود و سپس از طریق سیستم اصلی گرمایش به مصرف کنندگان می رسد. منابع آب در نیروگاه حرارتی به طور مداوم پر می شود.

نیروگاه های حرارتی گازسوز چگونه کار می کنند؟

در مقایسه با نیروگاه های حرارتی زغال سنگ، نیروگاه های حرارتی با واحدهای توربین گازی بسیار فشرده تر و سازگارتر با محیط زیست هستند. کافی است بگوییم که چنین ایستگاهی نیازی به دیگ بخار ندارد. کارخانه توربین گاز- این اساساً همان موتور هواپیمای توربوجت است که برخلاف آن، جریان جت در جو منتشر نمی شود، بلکه روتور ژنراتور را می چرخاند. در عین حال، انتشار محصولات احتراق حداقل است.

فن آوری های جدید احتراق زغال سنگ

راندمان نیروگاه های حرارتی مدرن به 34 درصد محدود شده است. اکثریت قریب به اتفاق نیروگاه های حرارتی هنوز بر روی زغال سنگ کار می کنند، که می توان آن را به سادگی توضیح داد - ذخایر زغال سنگ روی زمین هنوز بسیار زیاد است، بنابراین سهم نیروگاه های حرارتی در کل حجم برق تولید شده حدود 25٪ است.

فرآیند سوزاندن زغال سنگ تقریباً برای چندین دهه بدون تغییر باقی مانده است. با این حال، فناوری های جدید به اینجا نیز آمده اند.

ویژگی این روش این است که به جای هوا، از اکسیژن خالص جدا شده از هوا به عنوان عامل اکسید کننده هنگام سوزاندن گرد و غبار زغال سنگ استفاده می شود. در نتیجه، یک ناخالصی مضر - NOx - از گازهای دودکش حذف می شود. ناخالصی‌های مضر باقی‌مانده از طریق چندین مرحله تصفیه فیلتر می‌شوند. CO 2 باقی مانده در خروجی به ظروف تحت فشار بالا پمپ می شود و در عمق تا 1 کیلومتری دفن می شود.

روش "گرفتن سوخت اکسیژن".

در اینجا نیز هنگام سوزاندن زغال سنگ از اکسیژن خالص به عنوان یک عامل اکسید کننده استفاده می شود. فقط بر خلاف روش قبلی، در لحظه احتراق، بخار تشکیل می شود و باعث چرخش توربین می شود. سپس خاکستر و اکسیدهای گوگرد از گازهای دودکش خارج شده، خنک سازی و میعان انجام می شود. دی اکسید کربن باقی مانده تحت فشار 70 اتمسفر به حالت مایع تبدیل می شود و در زیر زمین قرار می گیرد.

روش پیش احتراق

زغال سنگ در حالت "عادی" - در دیگ بخار مخلوط با هوا سوزانده می شود. پس از این، خاکستر و SO 2 - اکسید گوگرد حذف می شود. در مرحله بعد، CO 2 با استفاده از یک جاذب مایع ویژه حذف می شود و پس از آن توسط دفن دفع می شود.

پنج تا از قدرتمندترین نیروگاه های حرارتی جهان

این مسابقات متعلق به نیروگاه حرارتی چینی Tuoketuo با ظرفیت 6600 مگاوات (5 واحد نیرو در 1200 مگاوات) است که مساحتی معادل 2.5 متر مربع را اشغال می کند. کیلومتر پس از آن "هموطن" خود - نیروگاه حرارتی تایچونگ با ظرفیت 5824 مگاوات قرار دارد. سه نفر برتر توسط بزرگترین در روسیه Surgutskaya GRES-2 - 5597.1 مگاوات بسته شده است. در جایگاه چهارم، نیروگاه حرارتی بلچاتوف لهستان - 5354 مگاوات، و پنجمین نیروگاه Futtsu CCGT (ژاپن) - یک نیروگاه حرارتی گازی با ظرفیت 5040 مگاوات است.

29 مه 2013

اصل برگرفته از zao_jbi در پست نیروگاه حرارتی چیست و چگونه کار می کند.

یک بار وقتی وارد شهر باشکوه چبوکساری می شدیم، از سمت شرق همسرم متوجه دو برج های بزرگ، در کنار بزرگراه ایستاده است. "و این چیه؟" - او پرسید. از آنجایی که من مطلقاً نمی خواستم نادانی خود را به همسرم نشان دهم، کمی در حافظه خود فرو کردم و پیروز شدم: "اینها برج های خنک کننده هستند، نمی دانید؟" او کمی گیج شده بود: "آنها برای چه هستند؟" "خب، به نظر می رسد چیزی برای خنک کردن وجود دارد." "و چی؟". بعد خجالت کشیدم چون نمی‌دانستم چطور از آن بیرون بروم.

این سوال ممکن است برای همیشه در خاطره ها بدون پاسخ بماند، اما معجزه ها اتفاق می افتد. چند ماه بعد از این اتفاق، پستی را در فید دوستم می بینم z_alexey در مورد استخدام وبلاگ نویسانی که می خواهند از Cheboksary CHPP-2 بازدید کنند، همان چیزی که از جاده دیدیم. شما باید به طور ناگهانی همه برنامه های خود را تغییر دهید؛ از دست دادن چنین فرصتی نابخشودنی خواهد بود!

پس CHP چیست؟

اینجا قلب نیروگاه و جایی است که بیشتر فعالیت ها در آن انجام می شود. گازی که وارد دیگ می شود می سوزد و انرژی دیوانه کننده ای آزاد می کند. "آب تمیز" نیز در اینجا عرضه می شود. پس از گرم شدن به بخار و به طور دقیق تر به بخار فوق گرم تبدیل می شود که دمای خروجی آن 560 درجه و فشار 140 اتمسفر است. ما همچنین آن را "بخار تمیز" می نامیم، زیرا از آب آماده تشکیل شده است.
در خروجی علاوه بر بخار، اگزوز هم داریم. در حداکثر توان، هر پنج دیگ تقریبا 60 متر مکعب مصرف می کنند گاز طبیعیدر هر ثانیه! برای حذف محصولات احتراق، به یک لوله "دود" غیر کودکانه نیاز دارید. و یکی مثل این هم هست

این لوله با توجه به ارتفاع 250 متری تقریباً از هر منطقه ای از شهر قابل مشاهده است. من شک دارم که این بیشترین است ساختمان بلنددر چبوکساری

در نزدیکی یک لوله کمی کوچکتر وجود دارد. دوباره رزرو کنید

اگر نیروگاه حرارتی با زغال سنگ کار می کند، تمیز کردن اضافی اگزوز ضروری است. اما در مورد ما این مورد نیاز نیست، زیرا گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می شود.

در بخش دوم مغازه دیگ-توربین، تاسیساتی وجود دارد که برق تولید می کند.

چهار عدد از آنها در سالن توربین Cheboksary CHPP-2 با ظرفیت کل 460 مگاوات (مگاوات) نصب شده است. این جایی است که بخار فوق گرم از اتاق دیگ بخار تامین می شود. تحت فشار زیادی به پره های توربین هدایت می شود و باعث می شود روتور سی تنی با سرعت 3000 دور در دقیقه بچرخد.

این نصب از دو بخش تشکیل شده است: خود توربین و ژنراتوری که برق تولید می کند.

و این همان چیزی است که روتور توربین به نظر می رسد.

سنسورها و فشار سنج ها همه جا هستند.

هم توربین ها و هم دیگ ها را می توان در مواقع اضطراری فوراً متوقف کرد. برای این کار دریچه های مخصوصی وجود دارد که می توانند در کسری از ثانیه جریان بخار یا سوخت را قطع کنند.

من نمی دانم که آیا چیزی به نام منظره صنعتی یا پرتره صنعتی وجود دارد؟ اینجا زیبایی هست

صدای وحشتناکی در اتاق به گوش می رسد و برای شنیدن صدای همسایه باید گوش های خود را فشار دهید. به علاوه خیلی گرم است. می‌خواهم کلاه خود را بردارم و روی تی‌شرت‌ام بپوشم، اما نمی‌توانم این کار را انجام دهم. به دلایل ایمنی، لباس های آستین کوتاه در نیروگاه حرارتی ممنوع است؛ لوله های داغ بسیار زیاد است.
بیشتر اوقات کارگاه خالی است، مردم هر دو ساعت یک بار در طول دوره های خود در اینجا ظاهر می شوند. و عملکرد تجهیزات از کنترل پنل اصلی (گروه کنترل پانل های بویلر و توربین) کنترل می شود.

این چیزی است که به نظر می رسد محل کارافسر وظیفه

صدها دکمه در اطراف وجود دارد.

و ده ها سنسور

برخی از آنها مکانیکی و برخی دیگر الکترونیکی هستند.

این سفر ما است و مردم در حال کار هستند.

در مجموع بعد از کارگاه دیگ-توربین، در خروجی برق و بخار داریم که تا حدی خنک شده و مقداری از فشار خود را از دست داده است. به نظر می رسد برق راحت تر است. ولتاژ خروجی از ژنراتورهای مختلف می تواند از 10 تا 18 کیلو ولت (کیلو ولت) باشد. با کمک ترانسفورماتورهای بلوکی تا 110 کیلو ولت افزایش می یابد و سپس برق با استفاده از خطوط برق (خطوط برق) در فواصل طولانی قابل انتقال است.

رها کردن باقیمانده «بخار تمیز» به کناری سودآور نیست. از آنجایی که از «آب پاک» تشکیل شده است که تولید آن فرآیندی نسبتاً پیچیده و پرهزینه است، خنک کردن آن و بازگرداندن آن به دیگ مناسب تر است. بنابراین در یک دور باطل. اما با کمک آن و با کمک مبدل های حرارتی می توانید آب را گرم کنید یا بخار ثانویه تولید کنید که می توانید با خیال راحت به مصرف کنندگان شخص ثالث بفروشید.

به طور کلی، من و شما دقیقاً چگونه گرما و برق را وارد خانه هایمان می کنیم، با داشتن راحتی و آرامش معمول.

آه بله. اما چرا به هر حال به برج های خنک کننده نیاز است؟

به نظر می رسد همه چیز بسیار ساده است. برای خنک کردن باقیمانده "بخار تمیز" قبل از عرضه مجدد آن به دیگ، از همان مبدل های حرارتی استفاده می شود. با استفاده از آب فنی خنک می شود؛ در CHPP-2 مستقیماً از ولگا گرفته می شود. او هیچ نیازی ندارد آموزش ویژهو همچنین قابل استفاده مجدد است. پس از عبور از مبدل حرارتی، آب فرآیند گرم شده و به سمت برج های خنک کننده می رود. در آنجا به صورت یک لایه نازک به پایین جریان می یابد یا به صورت قطره به پایین می افتد و توسط جریان مخالف هوا که توسط فن ها ایجاد می شود خنک می شود. و در برج های خنک کننده جهشی با استفاده از نازل های مخصوص آب پاشیده می شود. در هر صورت سرد شدن اصلی به دلیل تبخیر قسمت کوچکی از آب اتفاق می افتد. آب سرد شده از طریق یک کانال مخصوص از برج های خنک کننده خارج می شود و پس از آن با کمک ایستگاه پمپاژ برای استفاده مجدد ارسال می شود.
در یک کلام، برج های خنک کننده برای خنک کردن آب مورد نیاز هستند که بخار فعال در سیستم بویلر-توربین را خنک می کند.

کلیه کارهای نیروگاه حرارتی از صفحه کنترل اصلی کنترل می شود.

اینجا همیشه یک افسر وظیفه هست.

همه رویدادها ثبت شده است.

به من نان نده، از دکمه ها و سنسورها عکس بگیرم...

این تقریباً تمام است. در نهایت چند عکس از ایستگاه باقی مانده است.

این یک لوله قدیمی است که دیگر کار نمی کند. به احتمال زیاد به زودی تخریب خواهد شد.

آشفتگی زیادی در شرکت وجود دارد.

آنها به کارمندان خود در اینجا افتخار می کنند.

و دستاوردهای آنها.

انگار بیهوده نبود...

باید اضافه کرد که همانطور که در جوک است - "من نمی دانم این وبلاگ نویسان چه کسانی هستند، اما راهنمای تور آنها مدیر شعبه در Mari El و Chuvashia TGC-5 OJSC، هلدینگ IES - Dobrov S.V است."

به همراه مدیر ایستگاه S.D. استولیاروف

بدون اغراق، آنها حرفه ای واقعی در زمینه خود هستند.

و البته، از ایرینا رومانوا، نماینده خدمات مطبوعاتی شرکت، برای یک تور کاملاً سازماندهی شده تشکر می کنم.

24 اکتبر 2012

انرژی الکتریکی مدت زیادی است که وارد زندگی ما شده است. حتی تالس فیلسوف یونانی در قرن هفتم قبل از میلاد کشف کرد که کهربای مالیده شده روی پشم شروع به جذب اجسام می کند. ولی برای مدت طولانیهیچ کس به این واقعیت توجه نکرد. تنها در سال 1600 بود که اصطلاح "الکتریسیته" برای اولین بار ظاهر شد و در سال 1650 اتو فون گوریکه یک ماشین الکترواستاتیک به شکل یک توپ گوگرد نصب شده بر روی یک میله فلزی ایجاد کرد که امکان مشاهده نه تنها اثر جاذبه را فراهم می کرد. بلکه اثر دافعه. این اولین دستگاه الکترواستاتیک ساده بود.

سال‌ها از آن زمان می‌گذرد، اما حتی امروز، در دنیایی پر از ترابایت اطلاعات، وقتی می‌توانید هر چیزی را که به آن علاقه دارید را برای خودتان بیابید، برای بسیاری این که چگونه برق تولید می‌شود، چگونه به خانه ما می‌رسد راز باقی مانده است. ، دفتر ، شرکت ...

این فرآیندها را در چند بخش بررسی خواهیم کرد.

بخش اول. نسل انرژی الکتریکی.

انرژی الکتریکی از کجا می آید؟ این انرژی از انواع دیگر انرژی - حرارتی، مکانیکی، هسته ای، شیمیایی و بسیاری دیگر ظاهر می شود. در مقیاس صنعتی، انرژی الکتریکی در نیروگاه ها به دست می آید. بیایید فقط رایج ترین انواع نیروگاه ها را در نظر بگیریم.

1) نیروگاه های حرارتی. امروزه همه آنها را می توان در یک اصطلاح - نیروگاه منطقه ای ایالتی (نیروگاه برق منطقه ای ایالتی) ترکیب کرد. البته امروزه این اصطلاح معنای اصلی خود را از دست داده است، اما به ابدیت نرفته است، بلکه برای ما باقی مانده است.

نیروگاه های حرارتی به چندین زیرگروه تقسیم می شوند:

آ)نیروگاه چگالشی (CPP) یک نیروگاه حرارتی است که فقط انرژی الکتریکی تولید می کند؛ این نوع نیروگاه نام خود را مدیون ویژگی های اصل عملکرد آن است.

اصل کارکرد: هوا و سوخت (گاز، مایع یا جامد) با استفاده از پمپ ها به دیگ تامین می شود. نتیجه یک مخلوط سوخت و هوا است که در کوره دیگ می سوزد و مقدار زیادی گرما آزاد می کند. در این حالت آب از طریق سیستم لوله ای که در داخل دیگ قرار دارد عبور می کند. گرمای آزاد شده به این آب منتقل می شود، در حالی که دمای آن بالا رفته و به جوش می آید. بخار تولید شده در دیگ به داخل دیگ برمی گردد تا آن را در بالای نقطه جوش آب (در یک فشار معین) بیش از حد گرم کند، سپس از طریق خطوط بخار به توربین بخار می رود که در آن بخار کار می کند. در همان زمان، منبسط می شود، دما و فشار آن کاهش می یابد. بنابراین انرژی پتانسیل بخار به توربین منتقل می شود و در نتیجه به انرژی جنبشی تبدیل می شود. توربین به نوبه خود روتور یک ژنراتور جریان متناوب سه فاز را به حرکت در می آورد که روی همان شفت توربین قرار دارد و انرژی تولید می کند.

بیایید نگاهی دقیق تر به برخی از عناصر IES بیندازیم.

توربین بخار.

جریان بخار آب از طریق پره های راهنما به تیغه های منحنی ثابت شده در اطراف محیط روتور وارد می شود و با اثر بر روی آنها باعث چرخش روتور می شود. همانطور که می بینید، بین ردیف های تیغه های شانه شکاف هایی وجود دارد. آنها آنجا هستند زیرا این روتور از محفظه خارج شده است. ردیف هایی از تیغه ها نیز در بدنه تعبیه شده اند، اما بی حرکت هستند و در خدمت ایجاد هستند زاویه مورد نظرریزش بخار بر روی تیغه های متحرک

توربین های بخار متراکم برای تبدیل هر چه بیشتر گرما از بخار به بخار استفاده می شود کارهای مکانیکی. آنها با تخلیه (تخلیه) بخار مصرف شده در کندانسور که در آن خلاء حفظ می شود، عمل می کنند.

به توربین و ژنراتوری که روی یک شفت قرار دارند، توربوژنراتور می گویند. مولد جریان متناوب سه فاز (ماشین سنکرون).

این شامل:

که ولتاژ را به مقدار استاندارد (35-110-220-330-500-750 کیلو ولت) افزایش می دهد. در این حالت جریان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد (مثلاً وقتی ولتاژ 2 برابر افزایش می یابد ، جریان 4 برابر کاهش می یابد) که امکان انتقال نیرو را در فواصل طولانی فراهم می کند. لازم به ذکر است که وقتی از کلاس ولتاژ صحبت می کنیم منظور ولتاژ خطی (فاز به فاز) است.

توان فعال تولید شده توسط ژنراتور با تغییر مقدار حامل انرژی تنظیم می شود و جریان در سیم پیچ روتور تغییر می کند. برای افزایش توان خروجی اکتیو، لازم است منبع بخار به توربین افزایش یابد و جریان در سیم پیچ روتور افزایش می یابد. نباید فراموش کنیم که ژنراتور سنکرون است، به این معنی که فرکانس آن همیشه برابر با فرکانس جریان در سیستم قدرت است و تغییر پارامترهای حامل انرژی بر فرکانس چرخش آن تأثیری نخواهد داشت.

علاوه بر این، ژنراتور نیز توان راکتیو تولید می کند. می توان از آن برای تنظیم ولتاژ خروجی در محدوده های کوچک استفاده کرد (یعنی وسیله اصلی تنظیم ولتاژ در سیستم قدرت نیست). این روش کار می کند. هنگامی که سیم پیچ روتور بیش از حد تحریک می شود، به عنوان مثال. هنگامی که ولتاژ روتور بالاتر از مقدار اسمی افزایش می یابد، توان راکتیو "اضافی" به سیستم قدرت آزاد می شود و هنگامی که سیم پیچ روتور کمتر تحریک می شود، توان راکتیو توسط ژنراتور مصرف می شود.

بنابراین، در جریان متناوب ما در مورد توان ظاهری (اندازه‌گیری شده بر حسب ولت آمپر - VA) صحبت می‌کنیم که برابر است با جذر مجموع اکتیو (اندازه‌گیری شده بر حسب وات - W) و راکتیو (اندازه‌گیری شده در ولت-آمپر راکتیو -). VAR) قدرت.

آب موجود در مخزن باعث حذف گرما از کندانسور می شود. با این حال، استخرهای آبپاش اغلب برای این اهداف استفاده می شود.

یا برج های خنک کننده برج های خنک کننده می توانند از نوع برج Fig.8 باشند

یا فن شکل 9

برج‌های خنک‌کننده تقریباً مشابه برج‌های خنک‌کننده طراحی شده‌اند، تنها تفاوت آن‌ها این است که آب از رادیاتورها پایین می‌آید، گرما را به آنها منتقل می‌کند و با هوای اجباری خنک می‌شوند. در این حالت بخشی از آب تبخیر شده و به جو منتقل می شود.
راندمان چنین نیروگاهی از 30 درصد تجاوز نمی کند.

ب) نیروگاه توربین گازی.

در نیروگاه توربین گازی، توربوژنراتور نه با بخار، بلکه مستقیماً توسط گازهای تولید شده در طی احتراق سوخت به حرکت در می آید. در این حالت فقط می توان از گاز طبیعی استفاده کرد، در غیر این صورت توربین به دلیل آلودگی آن به محصولات احتراق به سرعت از کار می افتد. راندمان در حداکثر بار 25-33٪

راندمان بسیار بیشتر (تا 60٪) را می توان با ترکیب چرخه بخار و گاز به دست آورد. چنین گیاهانی را گیاهان چرخه ترکیبی می نامند. به جای دیگ معمولی، یک دیگ گرمای زباله نصب شده است که مشعل های خود را ندارد. گرما را از اگزوز یک توربین گاز دریافت می کند. در حال حاضر PSU به فعال ترین راهبه زندگی ما وارد می شوند، اما تاکنون تعداد کمی از آنها در روسیه وجود دارد.

که در) نیروگاه های حرارتی (از مدت ها پیش به بخشی جدایی ناپذیر از شهرهای بزرگ تبدیل شده اند).شکل 11

نیروگاه حرارتی از نظر ساختاری به عنوان یک نیروگاه چگالشی (CPS) طراحی شده است. ویژگی یک نیروگاه از این نوع این است که می تواند انرژی حرارتی و الکتریکی را به طور همزمان تولید کند. بسته به نوع توربین بخار، وجود دارد راه های مختلفاستخراج بخار، که به شما امکان می دهد بخار را از آن بگیرید پارامترهای مختلف. در این حالت بخشی از بخار یا تمام بخار (بسته به نوع توربین) وارد هیتر شبکه شده و گرما را به آن منتقل می کند و در آنجا متراکم می شود. توربین های تولید همزمان به شما این امکان را می دهند که میزان بخار را برای نیازهای حرارتی یا صنعتی تنظیم کنید، که به نیروگاه CHP اجازه می دهد در چندین حالت بار کار کند:

حرارتی - تولید انرژی الکتریکی کاملاً به تولید بخار برای نیازهای صنعتی یا گرمایش منطقه ای بستگی دارد.

الکتریکی - بار الکتریکی مستقل از بار حرارتی است. علاوه بر این، نیروگاه های CHP می توانند در حالت تراکم کامل کار کنند. این ممکن است مورد نیاز باشد، برای مثال، اگر کمبود شدید برق فعال در تابستان وجود داشته باشد. این حالت برای نیروگاه های حرارتی بی سود است، زیرا بهره وری به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

تولید همزمان انرژی الکتریکی و حرارتی (تولید همزمان) فرآیندی سودآور است که در آن راندمان ایستگاه به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. به عنوان مثال، راندمان محاسبه شده CES حداکثر 30٪ و بازده CHP حدود 80٪ است. بعلاوه، تولید همزمان کاهش انتشارات حرارتی غیرفعال را ممکن می‌سازد، که تأثیر مثبتی بر اکولوژی منطقه‌ای که نیروگاه حرارتی در آن قرار دارد (در مقایسه با وجود نیروگاه حرارتی با ظرفیت مشابه) دارد.

بیایید نگاهی دقیق تر به توربین بخار بیندازیم.

توربین های بخار تولید همزمان شامل توربین هایی با:

فشار پشت؛

استخراج بخار قابل تنظیم؛

انتخاب و فشار برگشتی

توربین‌های با فشار معکوس با تخلیه بخار نه به کندانسور، مانند IES، بلکه به بخاری شبکه عمل می‌کنند، یعنی تمام بخاری که از توربین عبور می‌کند به نیازهای گرمایشی می‌رود. طراحی چنین توربین هایی دارای یک اشکال قابل توجه است: برنامه بار الکتریکی کاملاً به برنامه بار حرارتی وابسته است، یعنی چنین دستگاه هایی نمی توانند در تنظیم عملیاتی فرکانس جریان در سیستم قدرت شرکت کنند.

در توربین های با استخراج بخار کنترل شده، در مراحل میانی به مقدار لازم استخراج می شود و مراحل استخراج بخار که در این مورد مناسب است انتخاب می شود. این نوع توربین مستقل از بار حرارتی است و کنترل توان فعال خروجی را می‌توان در محدوده‌های بیشتری نسبت به نیروگاه‌های CHP با فشار معکوس تنظیم کرد.

توربین های استخراج و فشار برگشتی عملکرد دو نوع اول توربین را با هم ترکیب می کنند.

توربین های تولید همزمان نیروگاه های CHP همیشه قادر به تغییر بار حرارتی در مدت زمان کوتاهی نیستند. برای پوشش پیک های بار و گاهی افزایش توان الکتریکی با تغییر توربین ها به حالت چگالش، دیگ های گرمایش پیک آب در نیروگاه های حرارتی نصب می شوند.

2) نیروگاه های هسته ای.

در روسیه در حال حاضر 3 نوع نیروگاه راکتور وجود دارد. اصل کلیکار آنها تقریباً شبیه به کار IES است (در قدیم به نیروگاه های هسته ای نیروگاه های منطقه ای ایالتی می گفتند). تنها تفاوت اساسی این است انرژی حرارتینه در دیگ های بخار با استفاده از سوخت های فسیلی، بلکه در راکتورهای هسته ای.

بیایید به دو نوع رایج راکتور در روسیه نگاه کنیم.

1) راکتور RBMK.

از ویژگی های بارز این راکتور این است که بخار برای چرخش توربین مستقیماً در هسته راکتور به دست می آید.

هسته RBMK. شکل 13

متشکل از ستون های گرافیت عمودی است که در آنها سوراخ های طولی وجود دارد، با لوله های ساخته شده از آلیاژ زیرکونیوم و فولاد ضد زنگ در آن قرار داده شده است. گرافیت به عنوان تعدیل کننده نوترون عمل می کند. همه کانال ها به کانال های سوخت و CPS (سیستم کنترل و حفاظت) تقسیم می شوند. مدارهای خنک کننده متفاوتی دارند. یک کاست (FA - مجموعه سوخت) با میله‌ها (TVEL - عنصر سوخت) که در داخل آن گلوله‌های اورانیوم در یک پوسته مهر و موم شده قرار دارد به کانال‌های سوخت وارد می‌شود. واضح است که از آنها انرژی حرارتی به دست می آید که به خنک کننده ای منتقل می شود که به طور مداوم از پایین به بالا تحت فشار بالا در گردش است - آب معمولی ، اما بسیار خوب از ناخالصی ها تمیز می شود.

آب با عبور از کانال های سوخت، تا حدی تبخیر می شود، مخلوط بخار و آب از تمام کانال های سوخت جداگانه وارد 2 درام جداکننده می شود، جایی که بخار از آب جدا می شود. آب دوباره با استفاده از پمپ های گردش خون (در مجموع 4 عدد در هر حلقه) به راکتور می رود و بخار از طریق خطوط بخار به 2 توربین می رود. سپس بخار در یک کندانسور متراکم می شود و به آب تبدیل می شود که به راکتور باز می گردد.

قدرت حرارتی راکتور فقط با کمک میله های جاذب نوترون بور که در کانال های میله کنترل حرکت می کنند کنترل می شود. آب خنک کننده این کانال ها از بالا به پایین می آید.

همانطور که ممکن است متوجه شده باشید، من هرگز به کشتی راکتور اشاره نکرده ام. واقعیت این است که در واقع RBMK بدنه ندارد. منطقه فعالی که من به شما گفتم در یک محور بتنی قرار می گیرد و در بالای آن با یک درب به وزن 2000 تن بسته می شود.

شکل فوق حفاظت بیولوژیکی بالایی راکتور را نشان می دهد. اما نباید انتظار داشته باشید که با برداشتن یکی از بلوک ها بتوانید دریچه زرد-سبز منطقه فعال را ببینید، خیر. خود پوشش به طور قابل توجهی پایین تر قرار دارد و در بالای آن، در فضای تا حفاظت بیولوژیکی فوقانی، شکافی برای کانال های ارتباطی و میله های جاذب کاملاً حذف شده باقی می ماند.

برای انبساط حرارتی گرافیت، فضایی بین ستون‌های گرافیت باقی می‌ماند. مخلوطی از گازهای نیتروژن و هلیوم در این فضا در گردش است. از ترکیب آن برای قضاوت در مورد سفتی کانال های سوخت استفاده می شود. هسته RBMK طوری طراحی شده است که بیش از 5 کانال را پاره نکند؛ اگر تعداد بیشتری از کانال ها کاهش یابد، پوشش راکتور پاره می شود و کانال های باقی مانده باز می شوند. این توسعه وقایع باعث تکرار خواهد شد تراژدی چرنوبیل(در اینجا منظور من خود فاجعه انسان ساز نیست، بلکه پیامدهای آن است).

بیایید به مزایای RBMK نگاه کنیم:

- به لطف تنظیم کانال به کانال توان حرارتی، امکان تغییر مجموعه های سوخت بدون توقف راکتور وجود دارد. معمولاً هر روز چندین مجموعه عوض می شود.

-فشار پایین در CMPC (مدار گردش اجباری چندگانه)، که به وقوع خفیف‌تر حوادث مرتبط با کاهش فشار آن کمک می‌کند.

- عدم وجود کشتی راکتوری که ساخت آن دشوار است.

بیایید به معایب RBMK نگاه کنیم:

- در طول عملیات، خطاهای متعددی در هندسه هسته کشف شد که نمی توان آنها را در واحدهای برق موجود نسل 1 و 2 (لنینگراد، کورسک، چرنوبیل، اسمولنسک) به طور کامل حذف کرد. واحدهای قدرت RBMK نسل 3 (فقط یک وجود دارد - در واحد برق 3 NPP اسمولنسک) از این کاستی ها عاری هستند.

- راکتور تک مدار است. یعنی توربین ها توسط بخار تولید شده مستقیم در راکتور چرخانده می شوند. این بدان معنی است که حاوی اجزای رادیواکتیو است. هنگامی که توربین از فشار خارج می شود (و این اتفاق افتاد نیروگاه هسته ای چرنوبیلدر سال 1993) تعمیر آن بسیار پیچیده و شاید غیرممکن خواهد بود.

- عمر مفید راکتور با عمر مفید گرافیت (30-40 سال) تعیین می شود. سپس زوال آن می آید که در تورم آن آشکار می شود. این روند در حال حاضر باعث نگرانی جدی در قدیمی ترین واحد نیرو RBMK، لنینگراد-1، ساخته شده در سال 1973 (در حال حاضر 39 سال است). محتمل ترین راه برون رفت از این وضعیت، وصل کردن nامین کانال برای کاهش انبساط حرارتی گرافیت است.

- تعدیل کننده گرافیت یک ماده قابل اشتعال است.

- با توجه به تعداد زیاد شیرهای خاموش، کنترل راکتور دشوار است.

- در نسل های 1 و 2 هنگام کار با توان های کم ناپایداری وجود دارد.

به طور کلی می توان گفت که RBMK راکتور خوبی برای زمان خود است. در حال حاضر تصمیم گرفته شده که واحدهای نیروگاهی با این نوع راکتور ساخته نشود.

2) راکتور VVER.

RBMK در حال حاضر با VVER جایگزین شده است. در مقایسه با RBMK مزایای قابل توجهی دارد.

هسته به طور کامل در یک محفظه بسیار قوی قرار دارد که در کارخانه تولید می شود و از طریق راه آهن تحویل می شود و سپس با ماشینبه واحد برق در حال ساخت به شکل کاملاً تمام شده. تعدیل کننده آب تمیز تحت فشار است. راکتور از 2 مدار تشکیل شده است: آب از مدار اول تحت فشار بالا مجموعه های سوخت را خنک می کند و گرما را با استفاده از یک مولد بخار به مدار دوم منتقل می کند (عملکرد مبدل حرارتی را بین 2 مدار جدا شده انجام می دهد). در آن، آب مدار ثانویه می جوشد، به بخار تبدیل می شود و به سمت توربین می رود. در مدار اولیه، آب نمی جوشد، زیرا تحت فشار بسیار بالایی قرار دارد. بخار خروجی در کندانسور متراکم شده و به مولد بخار برمی گردد. مدار دو مداره در مقایسه با مدار تک مدار مزایای قابل توجهی دارد:

بخاری که به توربین می رود رادیواکتیو نیست.

قدرت راکتور را می توان نه تنها با میله های جاذب، بلکه با محلول اسید بوریک کنترل کرد که باعث پایداری بیشتر راکتور می شود.

عناصر مدار اول بسیار نزدیک به یکدیگر قرار دارند، بنابراین می توان آنها را در یک مشترک قرار داد مهار. در صورت پارگی در مدار اولیه، عناصر رادیواکتیو وارد محفظه شده و به درون آن فرار نمی کنند محیط. علاوه بر این، پوسته مهار راکتور را در برابر تأثیرات خارجی (به عنوان مثال، از سقوط یک هواپیمای کوچک یا انفجار در خارج از محیط ایستگاه) محافظت می کند.

کارکرد راکتور دشوار نیست.

معایبی نیز وجود دارد:

- بر خلاف RBMK، سوخت را نمی توان در حالی که راکتور در حال کار است تغییر داد، زیرا در یک مسکن مشترک قرار دارد، و نه در کانال های جداگانه، مانند RBMK. زمان بارگیری مجدد سوخت معمولاً با زمان تعمیرات معمولی همزمان می شود که تأثیر این عامل بر ضریب ظرفیت نصب شده را کاهش می دهد.

- مدار اولیه تحت فشار زیاد است، که به طور بالقوه می تواند باعث تصادف در مقیاس بزرگتر در هنگام کاهش فشار نسبت به RBMK شود.

- حمل و نقل کشتی راکتور از کارخانه تولیدی به محل ساخت نیروگاه هسته ای بسیار دشوار است.

خوب، ما به کار نیروگاه های حرارتی نگاه کردیم، حالا بیایید به کار نگاه کنیم

اصل عملکرد یک نیروگاه برق آبی بسیار ساده است. زنجیر سازه های هیدرولیکیفشار لازم آب جاری به پره های توربین هیدرولیک را فراهم می کند که ژنراتورهای تولید کننده برق را به حرکت در می آورد.

فشار آب مورد نیاز از طریق احداث سد و در نتیجه تمرکز رودخانه در یک مکان خاص و یا با انحراف - جریان طبیعی آب ایجاد می شود. در برخی موارد برای به دست آوردن فشار آب مورد نیاز هر دو سد و انحراف با هم استفاده می شود. نیروگاه های برق آبی دارای انعطاف پذیری بسیار بالایی در توان تولیدی و همچنین هزینه پایین برق تولیدی هستند. این ویژگی نیروگاه های برق آبی منجر به ایجاد نوع دیگری از نیروگاه - نیروگاه ذخیره سازی پمپاژ شد. چنین ایستگاه هایی قادر به جمع آوری برق تولیدی و استفاده از آن در زمان اوج بار هستند. اصل کار این نیروگاه ها به شرح زیر است: در دوره های معین (معمولاً در شب)، واحدهای برق آبی نیروگاه های ذخیره سازی پمپ شده مانند پمپ ها عمل می کنند، انرژی الکتریکی را از سیستم برق مصرف می کنند و آب را به استخرهای بالایی مجهز می کنند. هنگامی که تقاضا ایجاد می شود (در زمان اوج بار)، آب از آنها وارد خط لوله فشار می شود و توربین ها را به حرکت در می آورد. PSPP ها به طور انحصاری انجام می شوند عملکرد مهمدر سیستم قدرت (تنظیم فرکانس)، اما در کشور ما زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرند، زیرا آنها در نهایت انرژی بیشتری نسبت به تولیدشان مصرف می کنند. یعنی ایستگاهی از این نوع برای مالک زیان آور است. به عنوان مثال، در Zagorskaya PSPP ظرفیت هیدروژنراتورها در حالت ژنراتور 1200 مگاوات و در حالت پمپاژ - 1320 مگاوات است. با این حال، این نوع ایستگاه بهترین گزینه برای آن است افزایش سریعیا کاهش توان تولیدی، بنابراین ساخت آنها در نزدیکی، به عنوان مثال، نیروگاه های هسته ای مفید است، زیرا دومی در حالت اولیه کار می کند.

ما دقیقاً چگونگی تولید انرژی الکتریکی را بررسی کرده ایم. زمان آن رسیده است که یک سوال جدی از خود بپرسید: "چه نوع ایستگاهی به بهترین وجه تمام الزامات مدرن برای قابلیت اطمینان، دوستی با محیط زیست را برآورده می کند و علاوه بر این، هزینه انرژی پایینی نیز خواهد داشت؟" هر کس به این سوال پاسخ متفاوتی خواهد داد. اجازه دهید لیست خود را از "بهترین از بهترین ها" به شما ارائه دهم.

1) CHP با گاز طبیعی تغذیه می شود. راندمان چنین ایستگاه هایی بسیار بالا است، هزینه سوخت نیز بالا است، اما گاز طبیعی یکی از "پاک ترین" انواع سوخت است و این برای اکولوژی شهری که معمولا نیروگاه های حرارتی در داخل آن قرار دارند بسیار مهم است. واقع شده.

2) HPP و PSPP. مزایای نسبت به ایستگاه های حرارتی آشکار است، زیرا این نوع ایستگاه ها جو را آلوده نمی کند و "ارزان ترین" انرژی را تولید می کند که علاوه بر این، یک منبع تجدید پذیر است.

3) نیروگاه CCGT با استفاده از گاز طبیعی. بالاترین راندمان در بین ایستگاه های حرارتی و همچنین مقدار کم سوخت مصرفی تا حدودی مشکل را حل می کند. آلودگی گرماییزیست کره و ذخایر محدود سوخت فسیلی.

4) نیروگاه هسته ای. در عملیات عادی، یک نیروگاه هسته ای 3-5 برابر کمتر از یک ایستگاه حرارتی با همان قدرت، مواد رادیواکتیو را به محیط منتشر می کند، بنابراین جایگزینی نسبی نیروگاه های حرارتی با نیروگاه های هسته ای کاملاً موجه است.

5) GRES. در حال حاضر چنین ایستگاه هایی از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کنند. این کاملاً بی معنی است، زیرا با همان موفقیت در کوره های نیروگاه های منطقه ای ایالتی می توان از گاز نفتی مرتبط (APG) یا سوزاندن زغال سنگ که ذخایر آن در مقایسه با ذخایر گاز طبیعی بسیار زیاد است، استفاده کرد.

این پایان بخش اول مقاله است.

مواد تهیه شده توسط:
دانشجوی گروه ES-11b دانشگاه ایالتی جنوب غربی آگیبالوف سرگئی.

یک بار، وقتی از شرق به شهر باشکوه چبوکساری می‌رفتیم، همسرم متوجه دو برج عظیم شد که در کنار بزرگراه ایستاده بودند. "و این چیه؟" - او پرسید. از آنجایی که من مطلقاً نمی خواستم نادانی خود را به همسرم نشان دهم، کمی در حافظه خود فرو کردم و پیروز شدم: "اینها برج های خنک کننده هستند، نمی دانید؟" او کمی خجالت کشید: "اینها برای چه هستند؟" "خب، به نظر می رسد چیزی برای خنک کردن وجود دارد." "و چی؟". بعد خجالت کشیدم چون نمی‌دانستم چطور از آن بیرون بروم.

این سوال ممکن است برای همیشه در خاطره ها بدون پاسخ بماند، اما معجزه ها اتفاق می افتد. چند ماه پس از این حادثه، پستی را در فید دوستم می بینم که در مورد استخدام وبلاگ نویسانی است که می خواهند از Cheboksary CHPP-2 بازدید کنند، همان چیزی که از جاده دیدیم. شما باید به طور ناگهانی همه برنامه های خود را تغییر دهید؛ از دست دادن چنین فرصتی نابخشودنی خواهد بود!

پس CHP چیست؟

بر اساس ویکی پدیا، CHP - مخفف نیروگاه حرارتی و نیروگاهی ترکیبی - نوعی ایستگاه حرارتی است که نه تنها برق، بلکه منبع گرما را به شکل بخار یا آب گرم تولید می کند.

من در زیر به شما خواهم گفت که همه چیز چگونه کار می کند، اما در اینجا می توانید چند نمودار ساده از عملکرد ایستگاه را مشاهده کنید.

بنابراین، همه چیز با آب شروع می شود. از آنجایی که آب (و بخار، به عنوان مشتق آن) در یک نیروگاه حرارتی خنک کننده اصلی است، قبل از ورود آن به دیگ، ابتدا باید آن را آماده کرد. برای جلوگیری از تشکیل رسوب در دیگ‌ها، در مرحله اول باید آب را نرم و در مرحله دوم از انواع ناخالصی‌ها و ضایعات تمیز شود.

همه اینها در قلمرو کارگاه شیمیایی اتفاق می افتد که همه این ظروف و کشتی ها در آن قرار دارند.

آب توسط پمپ های عظیم پمپاژ می شود.

کار کارگاه از اینجا کنترل می شود.

دکمه های زیادی در اطراف وجود دارد ...

حسگرها...

و همچنین عناصر کاملاً نامفهوم ...

کیفیت آب در آزمایشگاه بررسی می شود. اینجا همه چیز جدی است...

آب به دست آمده در اینجا در آینده "آب پاک" نامیده می شود.

بنابراین، ما آب را مرتب کردیم، اکنون به سوخت نیاز داریم. معمولاً گاز، نفت کوره یا زغال سنگ است. در Cheboksary CHPP-2، نوع اصلی سوخت گاز است که از طریق خط لوله گاز Urengoy - Pomary - Uzhgorod تامین می شود. بسیاری از جایگاه ها دارای نقطه آماده سازی سوخت هستند. در اینجا گاز طبیعی مانند آب از ناخالصی های مکانیکی، سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن تصفیه می شود.

نیروگاه حرارتی یک تاسیسات استراتژیک است که 24 ساعت شبانه روز و 365 روز در سال کار می کند. بنابراین، اینجا همه جا، و برای هر چیزی، ذخیره ای وجود دارد. سوخت نیز از این قاعده مستثنی نیست. در غیاب گاز طبیعی، ایستگاه ما می تواند با نفت کوره کار کند که در مخازن بزرگ واقع در سراسر جاده ذخیره می شود.

اکنون آب پاک و سوخت آماده داریم. نقطه بعدی سفر ما مغازه دیگ-توربین است.

از دو بخش تشکیل شده است. اولی شامل دیگهای بخار است. نه اینجوری نیست اولی شامل دیگ های بخار است. برای نوشتن متفاوت، یک دست بلند نمی شود، هر کدام به اندازه یک ساختمان دوازده طبقه است. پنج مورد از آنها در CHPP-2 در کل وجود دارد.

در خروجی علاوه بر بخار، اگزوز هم داریم. در حداکثر توان، هر پنج دیگ بخار تقریباً 60 متر مکعب گاز طبیعی در ثانیه مصرف می کنند! برای حذف محصولات احتراق، به یک لوله "دود" غیر کودکانه نیاز دارید. و یکی مثل این هم هست

این لوله با توجه به ارتفاع 250 متری تقریباً از هر منطقه ای از شهر قابل مشاهده است. من گمان می کنم که این بلندترین ساختمان در چبوکساری باشد.

در نزدیکی یک لوله کمی کوچکتر وجود دارد. دوباره رزرو کنید

در بخش دوم مغازه دیگ-توربین، تاسیساتی وجود دارد که برق تولید می کند.

این نصب از دو بخش تشکیل شده است: خود توربین و ژنراتوری که برق تولید می کند.

و این همان چیزی است که روتور توربین به نظر می رسد.

سنسورها و فشار سنج ها همه جا هستند.

من نمی دانم که آیا چیزی به نام منظره صنعتی یا پرتره صنعتی وجود دارد؟ اینجا زیبایی هست

بیشتر اوقات کارگاه خالی است، مردم هر دو ساعت یک بار در طول دوره های خود در اینجا ظاهر می شوند. و عملکرد تجهیزات از کنترل پنل اصلی (گروه کنترل پانل های بویلر و توربین) کنترل می شود.

محل کار افسر وظیفه به این شکل است.

صدها دکمه در اطراف وجود دارد.

و ده ها سنسور

برخی از آنها مکانیکی و برخی دیگر الکترونیکی هستند.

این سفر ما است و مردم در حال کار هستند.

رها کردن باقیمانده «بخار خالص» به کناری سودآور نیست. از آنجایی که از «آب پاک» تشکیل شده است که تولید آن فرآیندی نسبتاً پیچیده و پرهزینه است، خنک کردن آن و بازگرداندن آن به دیگ مناسب تر است. و به همین ترتیب در یک دور باطل. اما با کمک آن و با کمک مبدل های حرارتی می توانید آب را گرم کنید یا بخار ثانویه تولید کنید که می توانید با خیال راحت به مصرف کنندگان شخص ثالث بفروشید.

به طور کلی، من و شما گرما و برق را به خانه هایمان وارد می کنیم، با داشتن راحتی و آرامش معمول.

آه بله. اما چرا به هر حال به برج های خنک کننده نیاز است؟

نیروگاه های حرارتی را می توان به توربین های بخار و گاز، با موتورهای احتراق داخلی مجهز کرد. رایج ترین ایستگاه های حرارتیبا توربین های بخار که به نوبه خود به دو دسته تقسیم می شوند: چگالش (KES)- تمام بخاری که در آن، به استثنای انتخاب های کوچک برای گرمایش آب تغذیه، برای چرخاندن توربین و تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. نیروگاه های حرارتی- نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق (CHP) که منبع برق مصرف کنندگان انرژی الکتریکی و حرارتی هستند و در محدوده مصرفی آنها قرار دارند.

نیروگاه های چگالشی

نیروگاه های چگالشی اغلب نیروگاه های دولتی منطقه ای (GRES) نامیده می شوند. IES عمدتاً در نزدیکی مناطق استخراج سوخت یا مخازنی قرار دارد که برای خنک کردن و متراکم کردن بخار خروجی از توربین ها استفاده می شود.

ویژگی های بارز نیروگاه های چگالشی

در بیشتر موارد ، فاصله قابل توجهی از مصرف کنندگان انرژی الکتریکی وجود دارد که نیاز به انتقال برق عمدتاً در ولتاژهای 110-750 کیلو ولت را ضروری می کند.
اصل بلوک ساخت ایستگاه، که مزایای فنی و اقتصادی قابل توجهی را فراهم می کند که شامل افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی و تسهیل عملیات، کاهش حجم ساخت و ساز و کار نصب.
مکانیسم ها و تاسیساتی که عملکرد طبیعی ایستگاه را تضمین می کنند، سیستم آن را تشکیل می دهند.

IES می تواند بر روی سوخت جامد (زغال سنگ، ذغال سنگ نارس)، مایع (نفت سوخت، نفت) یا گاز کار کند.

تامین سوخت و تهیه سوخت جامد شامل انتقال آن از انبارها به سیستم آماده سازی سوخت است. در این سیستم، سوخت به منظور تزریق بیشتر به مشعل های کوره دیگ به حالت پودری می رسد. برای حفظ فرآیند احتراق، یک فن مخصوص هوا را به داخل جعبه آتش می فرستد، که توسط گازهای خروجی گرم می شود، که توسط یک خروجی دود از جعبه آتش مکیده می شود.

سوخت مایع به طور مستقیم از انبار به صورت گرم شده توسط پمپ های مخصوص به مشعل ها عرضه می شود.

تهیه سوخت گاز عمدتاً شامل تنظیم فشار گاز قبل از احتراق است. گاز از میدان یا تاسیسات ذخیره سازی از طریق یک خط لوله گاز به نقطه توزیع گاز (GDP) ایستگاه منتقل می شود. توزیع گاز و تنظیم پارامترهای آن در محل شکست هیدرولیک انجام می شود.

فرآیندهای موجود در مدار آب و بخار

مدار اصلی بخار آب فرآیندهای زیر را انجام می دهد:

احتراق سوخت در جعبه آتش با آزاد شدن گرما همراه است که باعث گرم شدن آب جاری در لوله های دیگ می شود.
آب با فشار 13...25 مگاپاسکال در دمای 540..560 درجه سانتی گراد به بخار تبدیل می شود.
بخار تولید شده در دیگ به توربین عرضه می شود، جایی که کار مکانیکی را انجام می دهد - شفت توربین را می چرخاند. در نتیجه، روتور ژنراتور که روی یک محور مشترک با توربین قرار دارد نیز می چرخد.
بخار تخلیه شده در توربین با فشار 0.003 ... 0.005 مگاپاسکال در دمای 120 ... 140 درجه سانتیگراد وارد کندانسور می شود و در آنجا به آب تبدیل می شود که به داخل هواگیر پمپ می شود.
در هواگیر گازهای محلول و در درجه اول اکسیژن حذف می شود که به دلیل فعالیت خورنده آن خطرناک است.سیستم تامین آب در گردش تضمین می کند که بخار موجود در کندانسور با آب از یک منبع خارجی (مخزن، رودخانه، چاه آرتزین) خنک می شود. . آب خنک شده با دمایی بیش از 25 ... 36 درجه سانتیگراد در خروجی کندانسور، به سیستم تامین آب تخلیه می شود.

ویدئوی جالبی از عملکرد نیروگاه حرارتی را می توانید در زیر مشاهده کنید:

برای جبران تلفات بخار، آب آرایشی که قبلاً تحت تصفیه شیمیایی قرار گرفته است، توسط یک پمپ به سیستم اصلی بخار آب می رسد.

لازم به ذکر است که برای عملکرد عادی تاسیسات آب بخار، به ویژه با پارامترهای بخار فوق بحرانی، مهمکیفیت آب عرضه شده به دیگ بخار را دارد، بنابراین میعانات توربین از طریق سیستم فیلترهای نمک زدایی عبور داده می شود. سیستم تصفیه آب برای تصفیه آب آرایشی و متراکم کردن آب و حذف گازهای محلول از آن طراحی شده است.

در ایستگاه هایی با استفاده از سوخت جامد، محصولات احتراق به صورت سرباره و خاکستر توسط سیستم مخصوص سرباره و خاکستر زدایی مجهز به پمپ های مخصوص از کوره دیگ خارج می شوند.

هنگام سوزاندن گاز و نفت کوره، چنین سیستمی مورد نیاز نیست.

تلفات انرژی قابل توجهی در IES وجود دارد. تلفات حرارتی به ویژه در کندانسور (تا 40..50٪ از مقدار کل گرمای آزاد شده در کوره) و همچنین با گازهای خروجی (تا 10٪) زیاد است. راندمان IES مدرن با پارامترهای فشار بخار و دمای بالا به 42٪ می رسد.

بخش الکتریکی IES مجموعه ای از تجهیزات الکتریکی اصلی (ژنراتورها) و تجهیزات الکتریکی برای نیازهای کمکی، از جمله شینه ها، سوئیچینگ و سایر تجهیزات را با تمام اتصالات بین آنها نشان می دهد.

ژنراتورهای ایستگاه به بلوک هایی با ترانسفورماتورهای افزایش دهنده بدون هیچ وسیله ای بین آنها متصل می شوند.

در این راستا، یک تابلو برق ولتاژ ژنراتور در IES ساخته نمی شود.

کلیدهای 110-750 کیلوولت، بسته به تعداد اتصالات، ولتاژ، توان ارسالی و سطح اطمینان مورد نیاز، طبق نمودارهای استاندارد اتصال الکتریکی ساخته می شوند. اتصالات متقاطع بین بلوک ها فقط در تابلوهای بالاترین سطح یا در سیستم قدرت و همچنین برای سوخت، آب و بخار انجام می شود.

در این راستا، هر واحد نیرو را می توان به عنوان یک ایستگاه مستقل جداگانه در نظر گرفت.

برای تامین برق مورد نیاز خود ایستگاه، شیرهایی از ژنراتورهای هر بلوک ساخته می شود. ولتاژ ژنراتور برای تغذیه موتورهای الکتریکی قدرتمند (200 کیلو وات یا بیشتر) استفاده می شود، در حالی که یک سیستم 380/220 ولت برای تغذیه موتورهای کم مصرف و تاسیسات روشنایی استفاده می شود. مدارهای الکتریکی برای نیازهای خود ایستگاه ممکن است متفاوت باشد.

یکی دیگر ویدیو جالبدر مورد کار یک نیروگاه حرارتی از داخل:

نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق

نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق، که منابع تولید ترکیبی انرژی الکتریکی و حرارتی هستند، دارای CES به طور قابل توجهی بزرگتر (تا 75٪) هستند. این با این توضیح داده می شود. که بخشی از بخار خروجی در توربین ها برای نیازها استفاده می شود تولید صنعتی(تکنولوژی)، گرمایش، تامین آب گرم.

این بخار یا مستقیماً برای نیازهای صنعتی و خانگی تامین می شود و یا به طور جزئی برای پیش گرم کردن آب در دیگ های مخصوص (هیتر) استفاده می شود که آب از طریق شبکه گرمایش به مصرف کنندگان انرژی حرارتی ارسال می شود.

تفاوت اصلی بین فناوری تولید انرژی در مقایسه با IES، ویژگی مدار بخار آب است. تامین استخراج میانی بخار توربین و همچنین در روش تحویل انرژی که بر اساس آن قسمت اصلی آن در ولتاژ ژنراتور از طریق تابلو برق ژنراتور (GRU) توزیع می شود.

ارتباط با سایر ایستگاه های سیستم قدرت با ولتاژ افزایش یافته از طریق ترانسفورماتورهای افزایش دهنده انجام می شود. در هنگام تعمیرات یا خاموشی اضطراری یک ژنراتور، برق از دست رفته می تواند از طریق همان ترانسفورماتورها از سیستم برق منتقل شود.

برای افزایش قابلیت اطمینان عملیات CHP، برش بندی شینه ها ارائه شده است.

بنابراین، در صورت بروز تصادف در لاستیک ها و تعمیر بعدی یکی از بخش ها، بخش دوم همچنان در حال کار است و از طریق خطوط برق باقی مانده، برق را به مصرف کنندگان می رساند.

طبق چنین طرح هایی، صنعتی با ژنراتورهای تا 60 مگاوات ساخته می شود که برای تامین انرژی بارهای محلی در شعاع 10 کیلومتری طراحی شده اند.

بزرگ های مدرن از ژنراتورهایی با توان حداکثر 250 مگاوات با توان کل ایستگاه 500-2500 مگاوات استفاده می کنند.

اینها خارج از محدوده شهر ساخته شده اند و برق با ولتاژ 35-220 کیلو ولت منتقل می شود، GRU ارائه نمی شود، همه ژنراتورها با ترانسفورماتورهای افزایش دهنده به بلوک ها متصل می شوند. در صورت نیاز به تامین برق برای یک بار محلی کوچک در نزدیکی بار بلوک، شیرهایی از بلوک ها بین ژنراتور و ترانسفورماتور ایجاد می شود. طرح های ایستگاه ترکیبی نیز امکان پذیر است، که در آن یک تابلوی اصلی و چندین ژنراتور مطابق با نمودارهای بلوک متصل هستند.