مواد اولیه نیروگاه های حرارتی. نیروگاه های زغال سنگ

در سال 1879، زمانی که توماس آلوا ادیسونبا اختراع لامپ رشته ای، دوران برق رسانی آغاز شد. تولید مقادیر زیادی برق نیازمند سوخت ارزان و در دسترس است. این الزامات توسط زغال سنگ و اولین نیروگاه های برق (ساخته شده) برآورده شد اواخر نوزدهمکه در. خود ادیسون) روی زغال سنگ کار می کرد.

با ساخت ایستگاه های بیشتر و بیشتر در کشور، وابستگی به زغال سنگ افزایش یافت. از زمان جنگ جهانی اول، حدود نیمی از تولید برق سالانه در ایالات متحده از نیروگاه های حرارتی زغال سنگ تامین می شد. در سال 1986، مجموع ظرفیت نصب شده این نیروگاه ها 289000 مگاوات بوده و 75 درصد از کل (900 میلیون تن) زغال سنگ استخراج شده در کشور را مصرف می کنند. با توجه به ابهامات موجود در مورد چشم انداز توسعه انرژی هسته ای و رشد تولید نفت و گاز طبیعی، می توان فرض کرد که تا پایان قرن، نیروگاه های حرارتی زغال سنگ تا 70 درصد کل برق را تولید خواهند کرد. در کشور تولید می شود.

با این حال، علیرغم این واقعیت که زغال سنگ از دیرباز منبع اصلی برق بوده و خواهد بود (در ایالات متحده حدود 80 درصد از ذخایر انواع سوخت های طبیعی را تشکیل می دهد)، هرگز این منبع برق نبوده است. سوخت بهینه برای نیروگاه ها محتوای انرژی ویژه در واحد وزن (به عنوان مثال ارزش حرارتی) برای زغال سنگ کمتر از نفت یا گاز طبیعی است. حمل و نقل آن دشوارتر است، و علاوه بر این، سوزاندن زغال سنگ باعث ایجاد تعدادی از اثرات نامطلوب زیست محیطی، به ویژه باران اسیدی می شود. از اواخر دهه 1960، جذابیت نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ به دلیل تشدید الزامات برای آلودگی محیط زیست توسط انتشار گازها و جامدات به شکل خاکستر و سرباره به شدت کاهش یافته است. هزینه‌های پرداختن به این مشکلات زیست‌محیطی، همراه با افزایش هزینه ساخت تأسیسات پیچیده مانند نیروگاه‌های حرارتی، چشم‌انداز توسعه آن‌ها را از نقطه نظر صرفاً اقتصادی کمتر مساعد کرده است.

با این حال، اگر پایه فناوری نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ تغییر کند، ممکن است جذابیت قبلی آنها احیا شود. برخی از این تغییرات ماهیت تکاملی دارند و عمدتاً با هدف افزایش ظرفیت تأسیسات موجود انجام می شوند. در همان زمان، فرآیندهای کاملاً جدیدی برای احتراق زغال سنگ بدون ضایعات در حال توسعه است، یعنی با حداقل آسیب به محیط. معرفی فرآیندهای فناورانه جدید با هدف اطمینان از اینکه نیروگاه های حرارتی زغال سنگ آینده می توانند به طور مؤثری از نظر میزان آلودگی محیط زیست توسط آنها کنترل شوند، از نظر امکان استفاده از انواع مختلف زغال سنگ انعطاف پذیر باشند و نیازی به ساخت و ساز طولانی نداشته باشند. دوره ها

به منظور درک اهمیت پیشرفت در فناوری احتراق زغال سنگ، به طور خلاصه عملکرد یک نیروگاه حرارتی معمولی با سوخت زغال سنگ را در نظر بگیرید. زغال سنگ در کوره دیگ بخار که محفظه ای بزرگ با لوله هایی در داخل آن است که آب در آن تبدیل به بخار می شود، سوزانده می شود. قبل از وارد شدن به کوره، زغال سنگ به گرد و غبار خرد می شود، به همین دلیل تقریباً همان راندمان احتراق حاصل می شود که هنگام سوزاندن گازهای قابل احتراق به دست می آید. یک دیگ بخار بزرگ به طور متوسط ​​500 تن زغال سنگ پودر شده در ساعت مصرف می کند و 2.9 میلیون کیلوگرم بخار تولید می کند که برای تولید 1 میلیون کیلووات ساعت انرژی الکتریکی کافی است. در همان زمان، دیگ بخار حدود 100000 متر مکعب گاز را به جو منتشر می کند.
بخار تولید شده از سوپرهیتر عبور می کند و در آنجا دما و فشار آن افزایش می یابد و سپس وارد توربین فشار قوی می شود. انرژی مکانیکی چرخش توربین توسط یک ژنراتور الکتریکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. برای به دست آوردن راندمان تبدیل انرژی بالاتر، بخار توربین معمولاً برای گرم کردن مجدد به دیگ بازگردانده می شود و سپس یک یا دو توربین فشار پایین را به حرکت در می آورد و تنها پس از آن با خنک کردن متراکم می شود. میعانات گازی به چرخه دیگ برگردانده می شود.

تجهیزات نیروگاه حرارتی شامل فیدرهای سوخت، بویلرها، توربین‌ها، ژنراتورها و همچنین سیستم‌های خنک‌کننده پیچیده، تمیز کردن گازهای دودکش و حذف خاکستر می‌باشد. همه این سیستم های اصلی و کمکی به گونه ای طراحی شده اند که با قابلیت اطمینان بالا به مدت 40 سال یا بیشتر در بارهایی که می تواند از 20 درصد ظرفیت نصب شده کارخانه تا حداکثر متغیر باشد، کار کنند. هزینه سرمایه ای برای تجهیز یک نیروگاه حرارتی معمولی 1000 مگاواتی معمولاً بیش از یک میلیارد دلار است.

راندمان تبدیل گرمای آزاد شده از سوزاندن زغال سنگ به الکتریسیته قبل از سال 1900 تنها 5 درصد بود، اما در سال 1967 به 40 درصد رسید. به عبارت دیگر طی یک دوره حدود 70 ساله مصرف ویژه زغال سنگ به ازای هر واحد برق تولیدی هشت برابر کاهش یافته است. بر این اساس، در هزینه 1 کیلووات ظرفیت نصب شده نیروگاه های حرارتی کاهش یافت: اگر در سال 1920 350 دلار (در قیمت های 1967) بود، در سال 1967 به 130 دلار کاهش یافت. قیمت برق عرضه شده نیز کاهش یافت. مدت مشابه از 25 سنت به 2 سنت برای چای 1 کیلو وات.

با این حال، از دهه 1960، سرعت پیشرفت شروع به کاهش کرد. این روند، ظاهراً با این واقعیت توضیح داده می شود که نیروگاه های حرارتی سنتی به حد کمال خود رسیده اند، که توسط قوانین ترمودینامیک و خواص موادی که دیگ ها و توربین ها از آنها ساخته می شوند، تعیین می شود. از ابتدای دهه 1970 این عوامل فنی به دلایل اقتصادی و سازمانی جدید تشدید شده است. به ویژه، هزینه های سرمایه ای سر به فلک کشیده، تقاضا برای برق کاهش یافته است، الزامات حفاظت از محیط زیست در برابر انتشارات مضر سخت تر شده است، و چارچوب زمانی برای اجرای پروژه های ساخت نیروگاه طولانی شده است. در نتیجه هزینه تولید برق از زغال سنگ که سال ها در حال کاهش بود، به شدت افزایش یافته است. در واقع، 1 کیلووات برق تولید شده توسط نیروگاه های حرارتی جدید اکنون بیش از سال 1920 هزینه دارد (به قیمت های قابل مقایسه).

در 20 سال گذشته، هزینه نیروگاه‌های حرارتی با سوخت زغال‌سنگ بیشترین تأثیر را از افزایش نیازها برای حذف گازها داشته است.
مایع و مواد زائد جامد. سیستم های گاز پاکسازی و حذف خاکستر نیروگاه های حرارتی مدرن اکنون 40 درصد هزینه های سرمایه ای و 35 درصد هزینه های عملیاتی را تشکیل می دهند. از نقطه نظر فنی و اقتصادی، مهمترین عنصر یک سیستم کنترل انتشار، کارخانه گوگرد زدایی گازهای دودکش است که اغلب به عنوان سیستم شستشوی مرطوب از آن یاد می شود. جمع کننده گرد و غبار مرطوب (اسکرابر) اکسیدهای گوگرد را که آلاینده اصلی تشکیل شده در طی احتراق زغال سنگ هستند، حفظ می کند.

ایده جمع آوری گرد و غبار مرطوب ساده است، اما در عمل دشوار و گران است. یک ماده قلیایی، معمولا آهک یا سنگ آهک، با آب مخلوط می شود و محلول در جریان گاز دودکش اسپری می شود. اکسیدهای گوگرد موجود در گازهای دودکش توسط ذرات قلیایی جذب شده و به شکل سولفیت بی اثر یا سولفات کلسیم (گچ) از محلول رسوب می کنند. گچ را می توان به راحتی جدا کرد یا اگر به اندازه کافی تمیز باشد می توان آن را به عنوان فروخت مصالح ساختمانی. در سیستم‌های اسکرابر پیچیده‌تر و گران‌تر، لجن گچ را می‌توان به اسید سولفوریک یا گوگرد عنصری، مواد شیمیایی ارزشمندتر، تبدیل کرد. از سال 1978، نصب اسکرابر در تمام نیروگاه های حرارتی در حال ساخت با استفاده از سوخت زغال سنگ اجباری شده است. در نتیجه، صنعت انرژی ایالات متحده در حال حاضر تعداد بیشتری از تاسیسات اسکرابر نسبت به سایر نقاط جهان دارد.
هزینه سیستم اسکرابر در کارخانه های جدید معمولاً 150-200 دلار به ازای هر 1 کیلووات ظرفیت نصب شده است. نصب اسکرابر در کارخانه های موجود، که در ابتدا بدون شستشوی مرطوب طراحی شده بودند، 10 تا 40 درصد بیشتر از کارخانه های جدید هزینه دارد. هزینه های عملیاتی اسکرابرها چه در کارخانه های قدیمی و چه جدید نصب شوند، بسیار بالا است. اسکرابرها مقادیر زیادی لجن گچ تولید می کنند که باید در حوضچه های ته نشینی نگهداری شود یا تخلیه شود و مشکل زیست محیطی جدیدی ایجاد کند. به عنوان مثال، یک نیروگاه حرارتی با ظرفیت 1000 مگاوات که بر روی زغال سنگ حاوی 3 درصد گوگرد کار می کند، سالانه به قدری لجن تولید می کند که می تواند منطقه ای به وسعت 1 کیلومتر مربع را با لایه ای به ضخامت حدود 1 متر پوشش دهد.
علاوه بر این، سیستم های تمیز کردن گاز مرطوب مقدار زیادی آب مصرف می کنند (در یک نیروگاه 1000 مگاواتی، جریان آب حدود 3800 لیتر در دقیقه است) و تجهیزات و خطوط لوله آنها اغلب در معرض گرفتگی و خوردگی هستند. این عوامل باعث افزایش هزینه های عملیاتی و کاهش قابلیت اطمینان کلی سیستم می شود. در نهایت، در سیستم‌های اسکرابر، از 3 تا 8 درصد انرژی تولید شده توسط ایستگاه صرف پمپ‌های محرک و اگزوزهای دود و گرمایش گازهای دودکش پس از تمیز کردن گاز می‌شود که برای جلوگیری از تراکم و خوردگی در دودکش‌ها ضروری است.
استفاده گسترده از اسکرابر در صنعت برق آمریکا نه آسان و نه ارزان بود. اولین نصب اسکرابر بسیار کمتر از بقیه تجهیزات ایستگاه قابل اعتماد بود، بنابراین اجزای سیستم های اسکرابر با حاشیه زیادی از ایمنی و قابلیت اطمینان طراحی شدند. برخی از مشکلات مربوط به نصب و راه اندازی اسکرابرها را می توان با این واقعیت توضیح داد که کاربرد صنعتی فن آوری اسکرابر زودتر از موعد آغاز شده است. اکنون پس از 25 سال تجربه، قابلیت اطمینان سیستم های اسکرابر به حد قابل قبولی رسیده است.
هزینه نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ نه تنها به دلیل سیستم های کنترل انتشار اجباری افزایش یافته است، بلکه به این دلیل که هزینه ساخت خود به شدت افزایش یافته است. حتی با در نظر گرفتن تورم، هزینه واحد ظرفیت نصب شده نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ در حال حاضر سه برابر بیشتر از سال 1970 است. با افزایش قابل توجه هزینه های ساخت و ساز نفی شده است. تا حدی، این افزایش قیمت ها نشان دهنده هزینه بالای تامین مالی پروژه های سرمایه ای بلندمدت است.

تاثیر تاخیر پروژه را می توان در مثال شرکت های انرژی ژاپن مشاهده کرد. شرکت‌های ژاپنی معمولاً در برخورد با مشکلات سازمانی، فنی و مالی که اغلب راه‌اندازی پروژه‌های ساختمانی بزرگ را به تأخیر می‌اندازند، چابک‌تر از همتایان آمریکایی خود هستند. در ژاپن، یک نیروگاه می تواند در 30 تا 40 ماه ساخته و به بهره برداری برسد، در حالی که در ایالات متحده، یک نیروگاه با همان ظرفیت معمولاً 50 تا 60 ماه طول می کشد. با چنین زمان های طولانی اجرای پروژه، هزینه یک نیروگاه جدید در حال ساخت (و بنابراین، هزینه سرمایه منجمد) با سرمایه ثابت بسیاری از شرکت های انرژی ایالات متحده قابل مقایسه است.

بنابراین، شرکت‌های انرژی به دنبال راه‌هایی برای کاهش هزینه‌های ساخت نیروگاه‌های جدید هستند، به‌ویژه با استفاده از نیروگاه‌های کوچک‌تر مدولار که می‌توانند به سرعت حمل و نقل و در یک نیروگاه موجود برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد نصب شوند. چنین کارخانه هایی را می توان در مدت زمان کوتاه تری به بهره برداری رساند و بنابراین هزینه خود را سریعتر پرداخت کرد، حتی اگر بازگشت سرمایه ثابت بماند. نصب ماژول های جدید تنها زمانی که نیاز به افزایش ظرفیت سیستم باشد می تواند منجر به صرفه جویی خالص تا 200 دلار در کیلووات شود، حتی اگر صرفه جویی در مقیاس با نصب های کوچکتر از بین برود.
به عنوان جایگزینی برای ساخت تاسیسات جدید تولید برق، شرکت‌های انرژی نیز به منظور بهبود عملکرد و افزایش عمر نیروگاه‌های قدیمی موجود، مقاوم‌سازی را انجام داده‌اند. البته این استراتژی نسبت به ساخت نیروگاه های جدید به هزینه های سرمایه ای کمتری نیاز دارد. این روند نیز به این دلیل موجه است که نیروگاه های ساخته شده حدود 30 سال پیش هنوز از نظر اخلاقی منسوخ نشده اند. در برخی موارد، از آنجایی که به اسکرابر مجهز نیستند، حتی با راندمان بالاتر عمل می کنند. نیروگاه های قدیمی سهم فزاینده ای در بخش انرژی کشور به دست می آورند. در سال 1970، تنها 20 تاسیسات تولید در ایالات متحده بیش از 30 سال قدمت داشتند. تا پایان قرن، 30 سال میانگین عمر نیروگاه های حرارتی زغال سنگ خواهد بود.

شرکت های انرژی نیز به دنبال راه هایی برای کاهش هزینه های عملیاتی در ایستگاه ها هستند. برای جلوگیری از اتلاف انرژی، هشدار به موقع در مورد خرابی در عملکرد مهم ترین قسمت های تاسیسات ضروری است. بنابراین، نظارت مداوم بر وضعیت گره ها و سیستم ها مهم می شود. بخشی جدایی ناپذیرخدمات عملیاتی این نظارت مستمر بر فرآیندهای طبیعی سایش، خوردگی و فرسایش به اپراتورهای نیروگاه اجازه می دهد تا اقدامات به موقع و جلوگیری از خروج اضطراری از سرویس را انجام دهند. نیروگاه ها. اهمیت چنین اقداماتی را می توان به درستی ارزیابی کرد، برای مثال، اگر در نظر بگیریم که توقف اجباری یک نیروگاه زغال سنگ 1000 مگاواتی می تواند روزانه 1 میلیون دلار برای شرکت برق هزینه داشته باشد، عمدتاً به این دلیل که انرژی تولید نشده باید با تامین انرژی از آن جبران شود. منابع گران تر

افزایش هزینه های خاص برای حمل و نقل و فرآوری زغال سنگ و حذف خاکستر، کیفیت زغال سنگ (که بر اساس محتوای رطوبت، گوگرد و سایر مواد معدنی تعیین می شود) را به عامل مهمی تبدیل کرده است که عملکرد و اقتصادی نیروگاه های حرارتی را تعیین می کند. اگرچه زغال‌سنگ با عیار پایین ممکن است هزینه کمتری نسبت به زغال‌سنگ با عیار بالا داشته باشد، اما برای تولید همان مقدار برق هزینه بسیار بیشتری دارد. هزینه حمل و نقل بیشتر زغال سنگ با عیار پایین ممکن است از مزایای قیمت پایین تر آن بیشتر باشد. علاوه بر این، زغال‌سنگ با عیار پایین معمولاً ضایعات بیشتری نسبت به زغال‌سنگ با عیار بالا تولید می‌کند و در نتیجه، هزینه‌های بالایی برای حذف خاکستر مورد نیاز است. در نهایت، ترکیب زغال‌سنگ‌های کم عیار در معرض نوسانات زیادی است که «تنظیم» سیستم سوخت نیروگاه را برای عملکرد با بالاترین بازده ممکن دشوار می‌سازد. در این حالت، سیستم باید طوری تنظیم شود که بتواند با بدترین کیفیت زغال سنگ مورد انتظار کار کند.
در نیروگاه های موجود، کیفیت زغال سنگ را می توان با حذف برخی ناخالصی ها، مانند مواد معدنی گوگرد، قبل از سوزاندن، بهبود بخشید یا حداقل تثبیت کرد. در تصفیه خانه ها، زغال سنگ "کثیف" زمینی با استفاده از تفاوت در وزن مخصوص یا موارد دیگر از ناخالصی ها به طرق مختلف جدا می شود. خصوصیات فیزیکیزغال سنگ و ناخالصی ها

با وجود این تلاش‌ها برای بهبود عملکرد نیروگاه‌های حرارتی موجود با سوخت زغال‌سنگ، در صورتی که تقاضای برق با نرخ پیش‌بینی‌شده 2.3 درصد رشد کند، تا پایان قرن باید 150000 مگاوات ظرفیت اضافی برق در ایالات متحده نصب شود. سال برای رقابت با زغال سنگ در بازار انرژی که همیشه در حال گسترش است، شرکت‌های انرژی باید روش‌های جدید و نوآورانه‌ای برای سوزاندن زغال سنگ را اتخاذ کنند که کارآمدتر از روش‌های سنتی در سه زمینه کلیدی باشد: آلودگی کمتر، زمان ساخت کوتاه‌تر برای نیروگاه‌ها، و نیروگاه بهتر. عملکرد و عملکرد . .

سوزاندن زغال سنگ سیال نیاز به نیروگاه های فرعی را برای تصفیه انتشار گازهای گلخانه ای نیروگاه کاهش می دهد. یک لایه سیال از مخلوط زغال سنگ و سنگ آهک در کوره دیگ بوسیله جریان هوا ایجاد می شود که در آن ذرات جامد مخلوط می شوند و در حالت تعلیق قرار می گیرند، یعنی مانند یک مایع در حال جوش رفتار می کنند. اختلاط آشفته احتراق کامل زغال سنگ را تضمین می کند. در حالی که ذرات سنگ آهک با اکسیدهای گوگرد واکنش داده و حدود 90 درصد از این اکسیدها را جذب می کنند. از آنجایی که کویل های گرمایش دیگ مستقیماً بستر سیال سوخت را لمس می کنند، تولید بخار کارآمدتر از دیگ های بخار ذغال سنگ پودر شده معمولی است. علاوه بر این، دمای ذغال سوزان در بستر سیال کمتر است که مانع می شودذوب سرباره دیگ بخار و تشکیل اکسیدهای نیتروژن را کاهش می دهد.

گازی شدن زغال سنگ را می توان با حرارت دادن مخلوطی از زغال سنگ و آب در اتمسفر اکسیژن انجام داد. محصول این فرآیند گازی است که عمدتاً از مونوکسید کربن و هیدروژن تشکیل شده است. هنگامی که گاز خنک شد، جامد زدایی و گوگرد زدایی شد، می توان از آن به عنوان سوخت برای توربین های گاز و سپس برای تولید بخار برای توربین بخار (سیکل ترکیبی) استفاده کرد. یک نیروگاه سیکل ترکیبی نسبت به یک نیروگاه حرارتی معمولی با سوخت زغال سنگ آلاینده های کمتری را در جو منتشر می کند.

  در حال حاضر، بیش از ده روش برای سوزاندن زغال سنگ با افزایش بهره وریو آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کند. امیدوارکننده ترین در میان آنها احتراق بستر سیال و گازی شدن زغال سنگ است. احتراق طبق روش اول در یک کوره دیگ بخار انجام می شود که به گونه ای طراحی شده است که زغال سنگ خرد شده مخلوط با ذرات سنگ آهک در بالای رنده کوره در حالت معلق ("شبه مایع") توسط جریان هوای صعودی قدرتمند حفظ شود. ذرات معلق اساساً مانند یک مایع در حال جوش رفتار می کنند، یعنی در حرکت متلاطم هستند که کارایی بالای فرآیند احتراق را تضمین می کند. لوله های آب چنین دیگ در تماس مستقیم با " بستر سیال" سوخت در حال احتراق هستند که در نتیجه بخش زیادی از گرما توسط رسانش حرارتی منتقل می شود که بسیار کارآمدتر از گرمای تابشی و همرفتی است. انتقال در دیگ بخار معمولی

دیگ بخار زغال سنگ بستر سیال دارای ناحیه انتقال حرارت لوله بزرگتری نسبت به دیگ بخار زغال سنگ پودر شده معمولی است که دمای کوره را کاهش می دهد و در نتیجه تشکیل اکسیدهای نیتروژن را کاهش می دهد. (در حالی که دما در دیگ های معمولی می تواند بالاتر از 1650 درجه سانتی گراد باشد، در دیگ های بستر سیال در محدوده 780-870 درجه سانتی گراد است.) علاوه بر این، سنگ آهک مخلوط با زغال سنگ 90 درصد یا بیشتر از گوگرد آزاد شده از زغال سنگ را به هم متصل می کند. در حین احتراق، از آنجایی که دمای عملیاتی پایین تر، واکنش بین گوگرد و سنگ آهک را با تشکیل سولفیت یا سولفات کلسیم افزایش می دهد. به این ترتیب، مواد مضر برای محیط زیست تشکیل شده در هنگام احتراق زغال سنگ در محل تشکیل، یعنی در کوره خنثی می شوند.
علاوه بر این، دیگ بخار بستر سیال به دلیل طراحی و اصل عملکرد، حساسیت کمتری به نوسانات کیفیت زغال سنگ دارد. در کوره دیگ بخار ذغال سنگ پودر شده معمولی، مقدار زیادی سرباره مذاب تشکیل می شود که اغلب سطوح انتقال حرارت را مسدود می کند و در نتیجه کارایی و قابلیت اطمینان دیگ را کاهش می دهد. در دیگ با بستر سیال، زغال سنگ در دمایی کمتر از نقطه ذوب سرباره می سوزد و بنابراین مشکل رسوب سطوح گرمایش با سرباره حتی به وجود نمی آید. این دیگ ها می توانند با زغال سنگ با کیفیت پایین تری کار کنند که در برخی موارد می تواند هزینه های عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
روش احتراق در بستر سیال به راحتی در دیگ های با طراحی مدولار با ظرفیت بخار کم اجرا می شود. بر اساس برخی برآوردها، سرمایه گذاری در یک نیروگاه حرارتی با دیگ های فشرده بستر سیال می تواند 10 تا 20 درصد کمتر از سرمایه گذاری در ایستگاه حرارتینوع سنتی از همان قدرت. صرفه جویی با کاهش زمان ساخت به دست می آید. علاوه بر این، قدرت چنین نیروگاهی را می توان به راحتی با افزایش بار الکتریکی افزایش داد، که برای مواردی مهم است که رشد آن در آینده از قبل مشخص نیست. مشکل برنامه ریزی نیز ساده شده است، زیرا چنین تاسیسات جمع و جور را می توان به سرعت به محض نیاز به افزایش تولید برق نصب کرد.
بویلرهای بستر سیال نیز می توانند در نیروگاه های موجود در مواقعی که نیاز به افزایش سریع تولید برق باشد، استفاده شوند. به عنوان مثال، شرکت انرژی North States Power یکی از دیگهای بخار زغال سنگ پودر شده در ایستگاه را به تعداد واحد تبدیل کرد. مینه سوتا در دیگ بخار بستر سیال. این تغییر به منظور افزایش ظرفیت نیروگاه تا 40٪، کاهش الزامات کیفیت سوخت (دیگ بخار می تواند حتی با زباله های محلی کار کند)، تمیز کردن آلاینده های بیشتر و افزایش عمر نیروگاه تا 40 سال انجام شد.
در طول 15 سال گذشته، فناوری مورد استفاده در نیروگاه های حرارتی مجهز به دیگ های بخار بستر سیال از نیروگاه های کوچک آزمایشی و نیمه صنعتی به نیروگاه های بزرگ "نمایش" گسترش یافته است. چنین ایستگاهی با ظرفیت کلی 160 مگاوات به طور مشترک توسط اداره دره تنسی، دوک پاور و مشترک المنافع کنتاکی ساخته می شود. انجمن الکتریک کلرادو اوت، شرکت یک نیروگاه تولید برق 110 مگاواتی با بویلرهای بستر سیال راه اندازی شد. در صورت موفقیت این دو پروژه و همچنین پروژه North States Power، یک سرمایه گذاری مشترک بخش خصوصی با سرمایه کل تقریباً 400 میلیون دلار، ریسک اقتصادی مربوط به استفاده از دیگهای بخار بستر سیال در صنعت انرژی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
روش دیگری که در اوایل قرن نوزدهم به شکل ساده‌تری وجود داشت، گازی‌سازی زغال سنگ با تولید گاز «صرفاً سوزان» است. چنین گازی برای روشنایی و گرمایش مناسب است و تا جنگ جهانی دوم به طور گسترده در ایالات متحده استفاده می شد تا زمانی که گاز طبیعی جابجا شد.
در ابتدا، گازسازی زغال سنگ توجه شرکت های انرژی را به خود جلب کرد، که امیدوار بودند از این روش برای به دست آوردن سوختی که بدون ضایعات بسوزد و در نتیجه از تمیز کردن اسکرابر خلاص شوند، استفاده کنند. اکنون مشخص شده است که تبدیل به گاز زغال سنگ مزیت مهم تری دارد: محصولات داغ حاصل از احتراق گاز تولیدی می توانند مستقیماً برای به حرکت درآوردن توربین های گاز مورد استفاده قرار گیرند. به نوبه خود، گرمای هدر رفته محصولات احتراق پس از توربین گاز را می توان برای به دست آوردن بخار برای به حرکت درآوردن توربین بخار استفاده کرد. این استفاده ترکیبی از توربین‌های گاز و بخار که سیکل ترکیبی نامیده می‌شود، اکنون یکی از بیشترین کاربردها است. راه های موثرتولید انرژی الکتریکی
گازی که از گاز شدن زغال سنگ به دست می آید و از گوگرد و ذرات رها می شود، سوخت بسیار خوبی برای توربین های گازی است و مانند گاز طبیعی تقریباً بدون ضایعات می سوزد. راندمان بالای سیکل ترکیبی تلفات اجتناب ناپذیر مربوط به تبدیل زغال سنگ به گاز را جبران می کند. علاوه بر این، یک نیروگاه سیکل ترکیبی به میزان قابل توجهی آب کمتری مصرف می کند، زیرا دو سوم نیرو توسط یک توربین گازی تولید می شود که برخلاف توربین بخار به آب نیاز ندارد.
قابلیت دوام نیروگاه های سیکل ترکیبی که بر اساس اصل تبدیل به گاز زغال سنگ کار می کنند با تجربه کارکرد نیروگاه آب خنک در جنوب کالیفرنیا ادیسون ثابت شده است. این ایستگاه با ظرفیت حدود 100 مگاوات در اردیبهشت 1363 به بهره برداری رسید و قابلیت کار بر روی انواع زغال سنگ را دارد. انتشار گازهای گلخانه ای این نیروگاه از نظر خلوص با یک کارخانه گاز طبیعی همسایه تفاوتی ندارد. محتوای اکسید گوگرد در گازهای دودکش توسط یک سیستم بازیابی گوگرد کمکی که تقریباً تمام گوگرد موجود در سوخت خوراک را حذف می‌کند و گوگرد خالص را برای مصارف صنعتی تولید می‌کند، بسیار پایین‌تر از سطوح تنظیمی نگه داشته می‌شود. با افزودن آب به گاز قبل از احتراق، از تشکیل اکسیدهای نیتروژن جلوگیری می شود که باعث کاهش دمای احتراق گاز می شود. علاوه بر این، زغال‌سنگ نسوخته باقی‌مانده در گازساز ذوب می‌شود و به یک ماده شیشه‌ای خنثی تبدیل می‌شود که وقتی سرد شود، نیازهای زباله جامد کالیفرنیا را برآورده می‌کند.
نیروگاه های سیکل ترکیبی علاوه بر راندمان بالاتر و آلودگی محیطی کمتر، مزیت دیگری نیز دارند: می توان آنها را در چند فاز ساخت، به طوری که ظرفیت نصب شده در بلوک ها افزایش می یابد. این انعطاف‌پذیری ساخت‌وساز، ریسک سرمایه‌گذاری بیش از حد یا کم‌تر مرتبط با عدم قطعیت رشد تقاضای برق را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، در صورت پایین بودن قیمت فعلی این محصولات، ممکن است مرحله اول ظرفیت نصب شده روی توربین های گازی کار کند و از نفت یا گاز طبیعی به جای زغال سنگ به عنوان سوخت استفاده کند. سپس، با افزایش تقاضا برای برق، یک دیگ بخار حرارتی زباله و یک توربین بخار نیز به بهره برداری می رسد که نه تنها قدرت، بلکه راندمان نیروگاه را نیز افزایش می دهد. پس از آن، هنگامی که تقاضا برای برق دوباره افزایش می یابد، می توان یک کارخانه گاز سازی زغال سنگ در نیروگاه احداث کرد.
نقش نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ یک موضوع کلیدی است ما داریم صحبت می کنیمدر مورد حفظ منابع طبیعی، حفاظت از محیط زیست و راه های توسعه اقتصادی. این جنبه های مسئله مورد بحث لزوماً متضاد نیستند. تجربه استفاده از فرآیندهای فناوری جدید برای سوزاندن زغال سنگ نشان می دهد که آنها می توانند با موفقیت و به طور همزمان مشکلات حفاظت از محیط زیست و کاهش هزینه برق را حل کنند. این اصل در گزارش مشترک ایالات متحده و کانادا در مورد باران اسیدی که سال گذشته منتشر شد مورد توجه قرار گرفت. بر اساس پیشنهادات این گزارش، کنگره ایالات متحده در حال حاضر در حال بررسی ایجاد یک ابتکار عمومی ملی برای نشان دادن و اعمال فرآیندهای احتراق زغال سنگ "پاک" است. این ابتکار که سرمایه خصوصی را با سرمایه گذاری فدرال ترکیب می کند، با هدف تجاری سازی فرآیندهای احتراق زغال سنگ جدید در دهه 1990، از جمله دیگهای بخار بستر سیال و ژنراتورهای گاز، انجام می شود. با این حال، حتی با استفاده گسترده از فرآیندهای احتراق زغال سنگ در آینده نزدیک، تقاضای فزاینده برای برق بدون طیف وسیعی از اقدامات هماهنگ برای صرفه جویی در مصرف برق، تنظیم مصرف آن و افزایش بهره وری نیروگاه های حرارتی موجود که در حال کار بر روی آن هستند را نمی توان برآورده کرد. اصول سنتی دائماً در دستور کار اقتصادی و مشکلات زیست محیطیبه احتمال زیاد منجر به کاملا جدید می شود تحولات تکنولوژیکیاساساً با مواردی که در اینجا توضیح داده شد متفاوت است. در آینده، نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ می توانند به شرکت های یکپارچه برای پردازش منابع طبیعی تبدیل شوند. چنین شرکت هایی پردازش خواهند کرد گونه های بومیسوخت و سایر منابع طبیعی و تولید برق، گرما و محصولات مختلف با در نظر گرفتن نیازهای اقتصاد محلی. علاوه بر دیگ‌های بستر سیال و نیروگاه‌های گازی‌سازی زغال‌سنگ، این قبیل نیروگاه‌ها به سیستم‌های تشخیص فنی الکترونیکی و سیستم‌های کنترل خودکار مجهز می‌شوند و علاوه بر این، استفاده از بیشتر محصولات جانبی احتراق زغال سنگ مفید خواهد بود.

بنابراین، فرصت ها برای بهبود عوامل اقتصادی و زیست محیطی تولید برق مبتنی بر زغال سنگ بسیار گسترده است. با این حال، استفاده به موقع از این فرصت ها به این بستگی دارد که آیا دولت بتواند یک سیاست متعادل تولید انرژی و محیط زیست را دنبال کند که مشوق های لازم را برای صنعت برق ایجاد کند. باید دقت شود که فرآیندهای جدید احتراق زغال سنگ به طور منطقی و با همکاری شرکت های انرژی توسعه و اجرا شود و نه به روشی که در معرفی پاکسازی گاز اسکرابر انجام شد. همه اینها را می توان با به حداقل رساندن هزینه و ریسک از طریق طراحی سنجیده، آزمایش و بهبود نیروگاه های آزمایشی آزمایشی کوچک و به دنبال آن پیاده سازی صنعتی گسترده سیستم های توسعه یافته به دست آورد.

در نیروگاه های حرارتی، مردم تقریباً تمام انرژی لازم در این سیاره را دریافت می کنند. مردم یاد گرفته اند به دست بیاورند برقدر غیر این صورت، اما هنوز پذیرفته نشده است جایگزین، گزینه ها. با وجود اینکه استفاده از سوخت برای آنها ضرری ندارد، از آن خودداری نمی کنند.

راز نیروگاه های حرارتی چیست؟

نیروگاه های حرارتیتصادفی نیست که آنها ضروری باقی می مانند. توربین آنها به ساده ترین روش و با استفاده از احتراق انرژی تولید می کند. با توجه به این امر می توان هزینه های ساخت و ساز را که کاملا موجه تلقی می شود به حداقل رساند. در تمام کشورهای جهان چنین اشیایی وجود دارد، بنابراین نمی توانید از گسترش آن تعجب کنید.

اصل عملکرد نیروگاه های حرارتیبر اساس سوزاندن مقادیر زیادی سوخت ساخته شده است. در نتیجه، الکتریسیته ظاهر می شود که ابتدا انباشته شده و سپس به مناطق خاصی توزیع می شود. طرح های نیروگاه حرارتی تقریبا ثابت می ماند.

چه سوختی در جایگاه مصرف می شود؟

هر جایگاه سوخت جداگانه ای مصرف می کند. به طور ویژه عرضه می شود تا جریان کار مختل نشود. این نکته همچنان یکی از مشکل ساز است، زیرا هزینه های حمل و نقل ظاهر می شود. از چه نوع تجهیزاتی استفاده می کند؟

• زغال سنگ;
• شیل نفتی;
• ذغال سنگ نارس؛
• نفت سیاه؛
• گاز طبیعی.

طرح های حرارتی نیروگاه های حرارتی بر روی نوع خاصی از سوخت ساخته می شوند. علاوه بر این، برای اطمینان از حداکثر کارایی، تغییرات جزئی در آنها ایجاد می شود. در صورت عدم انجام آنها، مصرف اصلی بیش از حد خواهد بود، بنابراین، جریان الکتریکی دریافتی توجیه نمی شود.

انواع نیروگاه های حرارتی

انواع نیروگاه های حرارتی موضوع مهمی است. پاسخ به آن به شما خواهد گفت که چگونه انرژی لازم ظاهر می شود. امروزه تغییرات جدی به تدریج ایجاد می شود، جایی که گونه های جایگزین منبع اصلی خواهند بود، اما تاکنون استفاده از آنها نامناسب است.

1. متراکم (CES)؛
2. نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق (CHP)؛
3. نیروگاه های منطقه ای ایالتی (GRES).

نیروگاه TPP نیاز خواهد داشت توصیف همراه با جزئیات. گونه ها متفاوت هستند، بنابراین تنها یک ملاحظه توضیح می دهد که چرا ساخت چنین مقیاسی انجام می شود.

چگالش (CES)

انواع نیروگاه های حرارتی با تراکم شروع می شوند. این نیروگاه های CHP منحصراً برای تولید برق استفاده می شود. بیشتر اوقات، بدون اینکه بلافاصله پخش شود، تجمع می یابد. روش تراکم حداکثر بازده را فراهم می کند، بنابراین این اصول بهینه در نظر گرفته می شوند. امروزه در همه کشورها، امکانات جداگانه در مقیاس بزرگ متمایز می شود که مناطق وسیعی را فراهم می کند.

نیروگاه های هسته ای به تدریج ظاهر می شوند و جایگزین سوخت سنتی می شوند. تنها جایگزینی فرآیندی پرهزینه و زمان بر است، زیرا عملیات سوخت فسیلی با سایر روش ها متفاوت است. علاوه بر این، غیرممکن است که یک ایستگاه را خاموش کنید، زیرا در چنین شرایطی کل مناطق بدون برق ارزشمند باقی می مانند.

نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق (CHP)

نیروگاه های CHP برای چندین منظور به طور همزمان استفاده می شوند. آنها در درجه اول برای تولید برق با ارزش استفاده می شوند، اما احتراق سوخت برای تولید گرما نیز مفید است. به همین دلیل، نیروگاه های حرارتی همچنان در عمل مورد استفاده قرار می گیرند.

یکی از ویژگی های مهم این است که چنین نیروگاه های حرارتی نسبت به سایر انواع توان نسبتاً کوچک برتری دارند. آنها مناطق جداگانه ای را فراهم می کنند، بنابراین نیازی به منابع عمده نیست. تمرین نشان می دهد که چنین راه حلی به دلیل قرار دادن خطوط برق اضافی چقدر سودآور است. اصل بهره برداری از یک نیروگاه حرارتی مدرن فقط به دلیل محیط زیست غیر ضروری است.

نیروگاه های منطقه ای ایالتی

اطلاعات کلی در مورد نیروگاه های حرارتی مدرن GRES را علامت نزنید. به تدریج، آنها در پس زمینه باقی می مانند و ارتباط خود را از دست می دهند. اگرچه نیروگاه های دولتی منطقه از نظر تولید انرژی مفید هستند.

انواع مختلف نیروگاه های حرارتی مناطق وسیعی را پشتیبانی می کنند، اما هنوز ظرفیت آنها ناکافی است. در زمان اتحاد جماهیر شوروی، پروژه های بزرگی انجام شد که اکنون بسته شده است. دلیل آن استفاده نامناسب از سوخت بود. اگرچه جایگزینی آنها همچنان مشکل ساز است، زیرا مزایا و معایب TPP های مدرن در درجه اول توسط مقادیر زیادی انرژی مشخص می شود.

کدام نیروگاه ها حرارتی هستند؟اصل آنها بر اساس احتراق سوخت است. آنها ضروری باقی می مانند، اگرچه محاسبات به طور فعال برای جایگزینی معادل انجام می شود. مزایا و معایب نیروگاه های حرارتی همچنان در عمل تایید می شود. به دلیل آنچه که کار آنها ضروری باقی می ماند.

CHP یک نیروگاه حرارتی است که نه تنها برق تولید می کند، بلکه در زمستان به خانه های ما گرما می دهد. به عنوان مثال از کراسنویارسک CHPP، بیایید ببینیم که تقریباً هر نیروگاه حرارتی چگونه کار می کند.

3 نیروگاه ترکیبی حرارت و برق در کراسنویارسک وجود دارد که مجموع توان الکتریکی آنها فقط 1146 مگاوات است (برای مقایسه، نووسیبیرسک CHPP 5 ما به تنهایی ظرفیت 1200 مگاوات دارد)، اما این کراسنویارسک CHPP-3 بود که برای من قابل توجه بود. زیرا ایستگاه جدید است - حتی یک سال هم نگذشته است ، زیرا اولین و تاکنون تنها واحد برق مورد تایید اپراتور سیستم قرار گرفت و به بهره برداری تجاری رسید. بنابراین، موفق شدم از یک ایستگاه زیبا که هنوز گرد و غبار نشده بود عکس بگیرم و چیزهای زیادی در مورد نیروگاه CHP یاد گرفتم.

در این پست، علاوه بر اطلاعات فنی در مورد KrasCHP-3، من می خواهم اصل عملکرد تقریباً هر نیروگاه حرارتی و برق ترکیبی را فاش کنم.

1. سه دودکش که ارتفاع بلندترین آنها 275 متر و دومین دودکش 180 متر است.

مخفف CHP به خودی خود نشان می دهد که این ایستگاه نه تنها برق، بلکه گرما (آب گرم، گرمایش) نیز تولید می کند و شاید تولید گرما در کشور ما که به زمستان های سخت معروف است، اولویت بیشتری داشته باشد.

2. ظرفیت الکتریکی نصب شده کراسنویارسک CHPP-3 208 مگاوات و ظرفیت حرارتی نصب شده 631.5 Gcal/h است.

به روشی ساده، اصل عملکرد یک CHP را می توان به شرح زیر توصیف کرد:

همه چیز با سوخت شروع می شود. زغال سنگ، گاز، ذغال سنگ نارس، شیل نفتی می توانند به عنوان سوخت در نیروگاه های مختلف عمل کنند. در مورد ما، این درجه زغال سنگ قهوه ای B2 از گودال روباز Borodino، واقع در 162 کیلومتری ایستگاه است. زغال سنگ از طریق راه آهن وارد می شود. بخشی از آن ذخیره می شود، قسمت دیگر از طریق نوار نقاله ها به واحد نیرو می رود، جایی که خود زغال سنگ ابتدا به گرد و غبار خرد می شود و سپس وارد محفظه احتراق می شود - دیگ بخار.

دیگ بخار واحدی برای تولید بخار با فشار بالاتر از فشار اتمسفر از آب تغذیه ای است که به طور مداوم به آن عرضه می شود. این به دلیل گرمای آزاد شده در هنگام احتراق سوخت اتفاق می افتد. خود دیگ بخار بسیار چشمگیر به نظر می رسد. در KrasCHPP-3 ارتفاع دیگ 78 متر (ساختمان 26 طبقه) و وزن آن بیش از 7000 تن است.

6. دیگ بخار نام تجاری Ep-670 تولید شده در تاگانروگ. ظرفیت بویلر 670 تن بخار در ساعت

من یک نمودار ساده از دیگ بخار نیروگاه را از سایت energoworld.ru قرض گرفتم تا بتوانید ساختار آن را درک کنید.

1 - محفظه احتراق (کوره)؛ 2 - دودکش افقی; 3 - شفت همرفتی; 4 - صفحه های کوره; 5 - پرده های سقفی; 6 - لوله های پایین; 7 - طبل; 8 - سوپرهیتر تابشی-همرفتی; 9 - سوپرهیتر همرفتی; 10 - بهینه ساز آب; 11 - بخاری هوا؛ 12 - فن دمنده; 13 - کلکتورهای صفحه پایین. 14 - سینه سرباره; 15 - تاج سرد؛ 16 - مشعل. نمودار خاکستر گیر و اگزوز دود را نشان نمی دهد.

7. نمای از بالا

10. درام دیگ به وضوح قابل مشاهده است. درام یک ظرف افقی استوانه ای است که دارای حجم آب و بخار است که توسط سطحی به نام آینه تبخیر از هم جدا می شوند.

به دلیل ظرفیت بخار بالا، دیگ دارای سطوح گرمایشی است، هم تبخیر و هم سوپرگرم. جعبه آتشنشانی منشوری، چهار گوش با گردش طبیعی است.

چند کلمه در مورد اصل عملکرد دیگ:

آب تغذیه با عبور از اکونومایزر وارد درام می شود، از طریق لوله های پایین به جمع کننده های پایین صفحه از لوله ها فرود می آید، از طریق این لوله ها آب بالا می رود و بر این اساس گرم می شود، زیرا یک مشعل در داخل کوره می سوزد. آب به مخلوط آب و بخار تبدیل می شود، بخشی از آن وارد سیکلون های دوردست می شود و قسمت دیگر به درام باز می گردد. هم آنجا و هم آنجا، این مخلوط به آب و بخار جدا می شود. بخار به سوپرهیترها می رود و آب مسیر خود را تکرار می کند.

11. گازهای دودکش خنک شده (حدود 130 درجه) از کوره به رسوب دهنده های الکترواستاتیکی خارج می شوند. در رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک، گازها از خاکستر پاک می‌شوند، خاکستر به زباله‌دان خاکستر منتقل می‌شود و گازهای دودکش تمیز شده به جو می‌روند. درجه موثر تصفیه گاز دودکش 99.7٪ است.
در عکس همان رسوب دهنده های الکترواستاتیکی هستند.

بخار با عبور از سوپرهیترها تا دمای 545 درجه گرم می شود و وارد توربین می شود و روتور ژنراتور توربین تحت فشار آن می چرخد ​​و بر این اساس برق تولید می شود. لازم به ذکر است که در نیروگاه های چگالشی (GRES) سیستم گردش آب کاملا بسته است. تمام بخار عبوری از توربین خنک و متراکم می شود. یک بار دیگر به حالت مایع تبدیل می شود، آب دوباره مورد استفاده قرار می گیرد. و در توربین های CHP، تمام بخار وارد کندانسور نمی شود. استخراج بخار انجام می شود - تولید (استفاده از بخار داغ در هر تولید) و گرمایش (شبکه تامین آب گرم). این امر CHP را از نظر اقتصادی سودآورتر می کند، اما دارای معایبی است. نقطه ضعف نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق این است که باید نزدیک به کاربر نهایی ساخته شوند. نصب شبکه گرمایش هزینه زیادی دارد.

12. در Krasnoyarsk CHPP-3 از سیستم تامین آب یکبار فرآیند استفاده می شود که امکان کنار گذاشتن استفاده از برج های خنک کننده را فراهم می کند. یعنی آب برای خنک کردن کندانسور و استفاده از آن در دیگ، مستقیماً از ینیسی گرفته می شود، اما قبل از آن تمیز و نمک زدایی می شود. پس از استفاده، آب از طریق کانال به Yenisei برمی گردد و از سیستم خروجی اتلاف کننده عبور می کند (مخلوط کردن آب گرم با آب سرد به منظور کاهش آلودگی گرماییرودخانه ها)

14. توربو ژنراتور

امیدوارم توانسته باشم به وضوح اصل عملکرد CHP را شرح دهم. اکنون کمی در مورد خود KrasTETS-3.

ساخت این ایستگاه در سال 1981 آغاز شد، اما همانطور که در روسیه اتفاق می افتد، به دلیل فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی و بحران ها، امکان ساخت نیروگاه حرارتی به موقع وجود نداشت. از سال 1992 تا 2012، این ایستگاه به عنوان یک اتاق دیگ بخار کار می کرد - آب را گرم می کرد، اما فقط در 1 مارس سال گذشته یاد گرفت که برق تولید کند.

کراسنویارسک CHPP-3 متعلق به Yenisei TGC-13 است. CHPP حدود 560 کارمند دارد. در حال حاضر، Krasnoyarsk CHPP-3 تامین گرما را برای شرکت‌های صنعتی و بخش مسکن و بخش عمومی منطقه Sovetsky کراسنویارسک - به ویژه، Severny، Vzletka، Pokrovsky و Innokentevsky، تامین می‌کند.

17.

19. CPU

20. همچنین 4 دیگ آب گرم در KrasCHPP-3 وجود دارد

21. سوراخ چشمی در جعبه آتش

23. و این عکس از سقف واحد برق گرفته شده است. لوله بزرگ 180 متر ارتفاع دارد و لوله کوچکتر لوله دیگ شروع است.

24. مبدل ها

25. به عنوان تابلو برق در KrasCHP-3، تابلو برق بسته با عایق SF6 (ZRUE) برای 220 کیلو ولت استفاده می شود.

26. داخل ساختمان

28. نمای کلی تابلو برق

29. همین. با تشکر از توجه شما

تا دیروز، در ذهن من، تمام نیروگاه های زغال سنگ تقریباً یکسان بودند و مجموعه فیلم های ترسناک عالی بودند. با ساختارهای سیاه‌شده در اثر زمان، دیگ‌ها، توربین‌ها، میلیون‌ها لوله مختلف و شبکه‌های پیچیده آن‌ها با لایه‌ای سخاوتمندانه از غبار زغال سنگ. کارگران کمیاب، بیشتر شبیه معدنچیان، در نور ضعیف لامپ های گازی سبز، در حال تعمیر چند واحد پیچیده هستند، اینجا و آنجا، خش خش، ابرهای بخار و فرار دود، گودال های غلیظی از مایع تیره رنگ روی زمین ریخته شده است، چیزی همه جا چکه می کند تقریباً اینگونه بود که من ایستگاه های زغال سنگ را دیدم و فکر کردم که قرن آنها در حال ترک است. من فکر کردم گاز آینده است.

معلوم است که اصلا.

دیروز از جدیدترین واحد نیروگاه زغال سنگ در نیروگاه برق منطقه ایالتی Cherepetskaya در منطقه تولا بازدید کردم. معلوم می شود که ایستگاه های زغال سنگ مدرن اصلا کثیف نیستند و دود دودکش های آنها نه غلیظ است و نه سیاه.

1. چند کلمه در مورد اصل عملکرد GRES. دیگ با آب فشار قوی، سوخت و هوای جوی. فرآیند احتراق در کوره دیگ بخار انجام می شود - انرژی شیمیایی سوخت به گرما تبدیل می شود. آب از طریق سیستم لوله ای که در داخل دیگ قرار دارد جریان می یابد.

2. سوختن سوخت منبع قدرتمندی از گرمای انتقال یافته به آب است که تا نقطه جوش گرم شده و تبخیر می شود. بخار حاصل در همان دیگ بخار در بالای نقطه جوش، تا حدود 540 درجه سانتیگراد فوق گرم می شود و تحت فشار بالای 13 تا 24 مگاپاسکال، از طریق یک یا چند خط لوله به توربین بخار تغذیه می شود.

3. توربین بخار، ژنراتور الکتریکی و تحریک کننده کل واحد توربین را تشکیل می دهند. در یک توربین بخار، بخار به فشار بسیار کم منبسط می شود (حدود 20 برابر کمتر از فشار اتمسفر)، و انرژی پتانسیل فشرده شده و گرم می شود. درجه حرارت بالازوج تبدیل می شود انرژی جنبشیچرخش روتور توربین توربین یک ژنراتور الکتریکی را به حرکت در می آورد که انرژی جنبشی چرخش روتور ژنراتور را به جریان الکتریکی تبدیل می کند.

4. آب مستقیماً از مخزن چرپت گرفته می شود.

5. آب تحت تصفیه شیمیایی و نمک زدایی عمیق قرار می گیرد تا رسوبات روی سطوح داخلی تجهیزات در دیگ های بخار و توربین ها ظاهر نشود.

6. زغال سنگ و نفت کوره از طریق راه آهن به ایستگاه تحویل داده می شود.

7. در یک انبار باز زغال سنگ، جرثقیل های لودر واگن ها را تخلیه می کنند. سپس بزرگ وارد بازی می شود که به نوار نقاله تغذیه می کند.

8. بنابراین زغال سنگ برای آسیاب اولیه زغال سنگ و سپس پودر شدن به مناطق کارخانه سنگ شکن می رسد. زغال سنگ به شکل مخلوطی از گرد و غبار زغال سنگ و هوا وارد دیگ بخار می شود.

10. کارخانه دیگ بخار در دیگ بخار ساختمان اصلی قرار دارد. خود دیگ یک چیز مبتکرانه است. مکانیزم پیچیده ای عظیم به ارتفاع یک ساختمان 10 طبقه.

14. می توانید برای همیشه در لابلای دیگ بخار قدم بزنید. زمان در نظر گرفته شده برای دوبار تیراندازی به پایان رسید، اما جدا شدن از این زیبایی صنعتی غیرممکن بود!

16. گالری ها، چاه آسانسور، پاساژها، پله ها و پل ها. در یک کلام فضا

17. اشعه های خورشید یک فرد کوچک را در پس زمینه هر اتفاقی که در حال رخ دادن بود روشن می کند و من ناخواسته فکر می کردم که تمام این سازه های غول پیکر پیچیده توسط یک شخص اختراع و ساخته شده است. مثل این مرد کوچککوره های ده طبقه را برای تولید برق در مقیاس صنعتی از یک ماده معدنی اختراع کرد.

18. زیبایی!

19. پشت دیوار از کارخانه دیگ بخار یک اتاق ماشین با توربو ژنراتور است. یک اتاق غول پیکر دیگر، جادارتر.

20. واحد برق شماره 9 دیروز به طور رسمی به بهره برداری رسید که آخرین مرحله پروژه توسعه Cherepetskaya GRES بود. این پروژه شامل ساخت دو واحد مدرن زغال سنگ پودر شده با ظرفیت هر کدام 225 مگاوات بود.

21. ظرفیت الکتریکی تضمینی واحد برق جدید - 225 مگاوات;
راندمان الکتریکی - 37.2٪؛
مصرف خاص سوخت مرجعبرای تولید برق - 330 گرم در کیلووات ساعت.

23. تجهیزات اصلی شامل دو توربین چگالش بخار تولید شده توسط OAO است. ماشین آلات قدرت” و دو واحد بویلر ساخت OJSC EMAlliance. سوخت اصلی واحد نیروگاه جدید زغال سنگ Kuznetsk DG است.

24. کنسول.

25. واحدهای برق مجهز به اولین بازار روسیهیک سیستم یکپارچه گوگرد زدایی از گرد و غبار خشک و گاز دودکش با فیلترهای الکترواستاتیک.

26. ترانسفورماتور تابلو برق فضای باز.

28. راه اندازی یک واحد نیروگاهی جدید، امکان از کار انداختن تجهیزات فرسوده زغال سنگ مرحله اول را بدون کاهش حجم تولید برق و کل ظرفیت نصب شده نیروگاه فراهم می کند.

29. دو برج خنک کننده 87 متری با واحد برق جدید ساخته شد که بخشی از سیستم تامین آب سرویس است که مقدار زیادی آب سرد برای خنک کردن کندانسورهای توربین فراهم می کند.

30. هفت دهانه 12 متری. از پایین، چنین ارتفاعی چندان جدی به نظر نمی رسد.

31. در بالای لوله همزمان گرم و خنک بود. دوربین مدام مه می زد.

32. نمای پاور یونیت از برج خنک کننده. ظرفیت های جدید نیروگاهی به گونه ای طراحی شده است که انتشار آلاینده ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، انتشار گرد و غبار از ذخیره زغال سنگ، کاهش میزان آب مصرفی و امکان آلودگی محیط زیست ناشی از فاضلاب را از بین ببرد.

34. در داخل برج خنک کننده، همه چیز بسیار ساده و خسته کننده بود)

36. عکس به وضوح واحد برق جدید و دو دستگاه قدیمی را نشان می دهد. چگونه لوله برق یونیت قدیمی و جدید دود می کند. به تدریج واحدهای برق قدیمی از رده خارج و برچیده می شوند. بنابراین می رود.

سوخت، آب سردو هوا - این چیزی است که یک نیروگاه حرارتی مصرف می کند. خاکستر، آب گرم، دود و برق چیزی است که تولید می کند.

نیروگاه های حرارتی کار می کنند انواع مختلفسوخت

در خط وسط اتحاد جماهیر شورویبسیاری از نیروگاه ها با سوخت محلی - ذغال سنگ نارس کار می کنند. در کوره های دیگ های بخار به صورت توده ای روی رنده های متحرک یا به صورت تراشه های ذغال سنگ نارس - ذغال سنگ نارس آسیاب شده - در کوره های معدن- آسیاب یا کوره های مهندسی می سوزند. شرشنف.

ذغال سنگ نارس آسیاب با از بین بردن تراشه های کوچک، خرده های توده ذغال سنگ نارس با طبل چرخ دنده - برش به دست می آید. سپس این خرده خشک شده است.

احتراق ذغال سنگ نارس آسیاب شده به شکل خالص آن برای مدت طولانی یک مشکل حل نشده باقی ماند، تا اینکه در اتحاد جماهیر شوروی، مهندس شرشنف کوره ای را طراحی کرد که در آن ذغال سنگ نارس آسیاب شده به صورت معلق سوزانده می شود. ذغال سنگ نارس آسیاب با هوا به داخل کوره دمیده می شود. ذرات بزرگ نسوخته سقوط می کنند، اما دوباره توسط یک جریان هوای قوی جمع می شوند و بنابراین تا احتراق کامل در فضای کوره به حالت تعلیق باقی می مانند.

در سال 1931، اولین نیروگاه در جهان در اتحاد جماهیر شوروی به بهره برداری رسید که ذغال سنگ نارس آسیاب شده را در کوره های مشابه می سوزاند. این نیروگاه منطقه ای بریانسک است.

بعدها، کوره های آسیاب شفت برای سوزاندن ذغال سنگ نارس آسیاب شده طراحی شدند. در آسیاب های شفت، ذغال سنگ نارس آسیاب شده خشک می شود، خرد می شود، با هوا مخلوط می شود و در حال حاضر به شکل ذرات بسیار ریز خشک شده، وارد کوره می شود و در آنجا می سوزد.

در مناطق نفتی اتحاد جماهیر شوروی همچنین نیروگاه هایی وجود دارد که با سوخت مایع - نفت کوره (تصفیه روغن زباله) کار می کنند. نیروگاه های واقع در نزدیکی نیروگاه های متالورژی، گاز کوره بلند و گاز کوره های کک را به عنوان سوخت مصرف می کنند. با کشف ذخایر گاز طبیعی، برخی از نیروگاه ها شروع به استفاده از این گاز در کوره های دیگ های بخار خود کردند.

اما هیچ یک از این سوخت ها به اندازه زغال سنگ رایج نیستند. اکثر نیروگاه های حرارتی در اتحاد جماهیر شوروی، درجات مختلفی از زغال سنگ را به عنوان سوخت مصرف می کنند.

نیروگاه های مدرن نسبت به کیفیت زغال سنگ بسیار بی تکلف هستند. آنها می توانند از زغال های چند خاکستر و بلاژ استفاده کنند که برای سوزاندن در کوره کشتی های بخار و لوکوموتیوهای بخار، در کوره های بلند و کوره های اجاق باز نامناسب هستند.

پیش از این، زغال سنگ در نیروگاه ها در کوره های دیگهای بخار روی توری سوزانده می شد - همان طور که در کوره های ذغال سنگ نارس و هیزم. تمرین نشان داده است که سوزاندن زغال سنگ به شکل پودر ریز - گرد و غبار زغال سنگ بسیار سودآورتر است. برای به دست آوردن آن، زغال سنگ را در آسیاب آسیاب می کنند. در همان آسیاب ها خشک می شود. اکثر نیروگاه های حرارتی مدرن روی گرد و غبار زغال سنگ کار می کنند.

یک نیروگاه حرارتی به مقدار بسیار زیادی آب نیاز دارد. ما باید دیگ های بخار را تغذیه کنیم. اما بیشتر آب برای خنک کردن بخار اگزوز می رود تا آن را متراکم کند.

نیروگاه های حرارتی بزرگ مدرن بیشتر در سواحل رودخانه، دریاچه یا حوضچه ای ساخته شده اند. اما همیشه در مکانی که نیروگاه در حال ساخت است، مقدار آب کافی وجود ندارد. در این مورد، آنها به یک مخزن کوچک بسنده می کنند، جایی که آب به طور مصنوعی "با کمک استخرهای اسپری یا برج های خنک کننده خنک می شود.

شکل. 4-4. توزیع تلفات و انرژی مفید در نیروگاه توربین بخار

اعداد از 7 تا 6 تلفات را نشان می دهند: 1 - تلفات در دیگ بخار (به هوای محیط رها شده و برای گرم کردن دیگ بخار). 2- تلفات با گازهای خروجی؛ ^- تلفات در خطوط لوله بخار. 4 - تلفات در توربین و برای گرم کردن موتورخانه. 5 - تلفات در ژنراتور; 6 - تلفات با آب خنک کننده.

در نیروگاه چگالشی تلفات آب داخلی و خنک کننده 77 درصد است. در نیروگاه حرارتی و نیروگاهی ترکیبی، بخشی از گرمای موجود در بخار انتخابی و تخلیه شده توربین ها در شرکت های صنعتی 7 و برای نیازهای خانگی 8 استفاده می شود. مجموع تلفات 65 درصد است.

آب گرم تحت فشار به استخرهای اسپری می رسد. یک سیستم لوله کشی این آب را بین تعداد زیادی نازل توزیع می کند. آب از آنها در فواره های کوچک خارج می شود، به صورت اسپری های کوچک پاشیده می شود، توسط هوای اطراف خنک می شود و، از قبل سرد شده، به داخل استخر می افتد.

برج های خنک کننده بلند و توخالی در داخل برج هستند. شبکه ها در قسمت پایین آنها در امتداد محیط قرار دارند. آب گرممثل باران خوب روی رنده ها می ریزد. هوا از این باران مصنوعی عبور می کند و با گرمای آب گرم می شود و همراه با بخار آب وارد قسمت مرکزی برج خنک کننده می شود. این لوله غول پیکر نیروی رانش ایجاد می کند. هوای گرم بالا می رود و به بیرون دفع می شود. همیشه ابرهای بزرگ بخار بالای برج های خنک کننده وجود دارد.

نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق - به اختصار CHP - نیروگاه نامیده می شوند که علاوه بر برق، گرما را به صورت بخار برای نیازهای فنی کارخانه ها و نیروگاه ها و به شکل به مصرف کنندگان می دهند. آب گرم، رفتن به گرمایش منازل و نیازهای خانگی جمعیت.

نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق بسیار مقرون به صرفه تر از نیروگاه های ساده یا به قول آنها چگالشی هستند. در دومی، بیش از نیمی از گرمای تولید شده در طی احتراق سوخت با آب خنک کننده منتقل می شود. در نیروگاه های حرارتی و نیروگاهی ترکیبی، این تلفات بسیار کمتر است، زیرا بخشی از بخار تخلیه شده در توربین ها مستقیماً به مصرف کنندگان و برای گرم کردن آب برای گرمایش و تامین آب گرم منطقه اطراف می رود.

بنابراین ، رایج ترین در اتحاد جماهیر شوروی ما یک نیروگاه حرارتی است که با زغال سنگ سوخته در کوره های دیگهای بخار در حالت پودر شده کار می کند. ما از چنین نیروگاهی بازدید خواهیم کرد.

تامین سوخت

به منظور تولید 1 کیلووات ساعت برق در هر نیروگاه مدرن، فقط چند صد گرم زغال سنگ مصرف می شود، اما حتی یک نیروگاه "متوسط" چندین هزار تن زغال سنگ در روز مصرف می کند.

در اینجا دروازه های نیروگاه باز شد و در حالی که بافرها به صدا در می آمدند، قطار سنگین بعدی آرام آرام وارد می شود. 4-5. فرآیند فن آوری یک نیروگاه حرارتی (تامین سوخت و اتاق دیگ بخار). زغال سنگ توده ای که در واگن های خود تخلیه به داخل قیف های سوله تخلیه 1 از طریق سیستم نوار نقاله 2 وارد قیف 3 برج سنگ شکن شده و از طریق جداکننده مغناطیسی 4 و رنده 5 به سنگ شکن 6 وارد می شود و در آنجا خرد می شود. قطعات سایز 10-13 لیΛί. پس از سنگ شکن، زغال سنگ ریز از طریق نوار نقاله 2 به نوار نقاله های گالری پناهگاه 7 و از طریق آنها به سطل های زغال سنگ خام دیگ های 8 تغذیه می شود.

از پناهگاه‌های زغال‌سنگ خام، به‌وسیله تغذیه‌کننده تسمه 9، همراه با فلس‌های تسمه، زغال سنگ وارد آسیاب گلوله‌ای 10 می‌شود، در آنجا آسیاب می‌شود و با گازهای دودکشی که از طریق خط لوله گاز به آسیاب عرضه می‌شود، خشک می‌شود. مخلوطی از غبار زغال سنگ و گازها توسط یک فن آسیاب (اگزوز) 12 از آسیاب مکیده می شوند، از جداکننده آسیاب 13 عبور می کنند، جایی که ذرات بزرگ گرد و غبار جدا می شوند و از طریق خط لوله گرد و غبار 14 به آسیاب برمی گردند. گرد و غبار ریز همراه با گاز وارد سیکلون 15 سمت چپ پی می شود، جایی که گرد و غبار از گازها جدا می شود و در قیف گرد و غبار 16 ریخته می شود. از سیکلون غبار 15، گازها از طریق خط لوله گاز 17 و از طریق مشعل 19 مکیده می شوند.

آنها در کوره دیگ بخار 20 دمیده می شوند.

در همان جریان گازها از طریق فیدرهای گرد و غبار 18، مقدار گرد و غبار لازم برای بار معین دیگ اضافه می شود. فن دمنده 21 هوای گرم شده را از قسمت بالای دیگ بخار می گیرد، آن را از طریق بخاری هوای 22 می راند، جایی که هوا به دمای 300 - ^ 50 درجه می رسد، و آن را به مقدار لازم برای احتراق کامل تحویل می دهد. از گرد و غبار از طریق مجاری هوا 23 به مشعل ها 19. مشعل های آتش نشانی که مشعل ها را ترک می کنند، دمایی در حدود 1500 درجه دارند. توسط یک خروجی دود 29 از کوره مکیده می شوند و در امتداد گراز 30 به داخل دودکش 31 پرتاب می شوند.

در مسیر خروجی از کوره، گازها توسط لوله های دیگ بخار 25، سوپرهیتر 26، آبگرمکن - اکونومایزر 27 و بخاری هوا 22 شسته می شوند. دمای گاز به زیر 200 درجه می رسد. در رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک 28، گازهای خروجی از خاکستر تمیز می‌شوند، که همراه با سرباره از کوره به کانال‌های حذف خاکستر هیدرولیک 12 ریخته می‌شود، که از آن توسط یک جریان قدرتمند آب منتقل می‌شود.

آب از اتاق ماشین از طریق خط لوله آب تغذیه 33 وارد دیگ بخار می شود، از طریق اکونومایزر آب 27 می گذرد، جایی که تقریباً به نقطه جوش برای یک فشار معین گرم می شود، به درام دیگ 34 وارد می شود و از آنجا کل لوله را پر می کند. سیستم. بخار حاصل از قسمت بالایی بالابان دیگ از طریق لوله های خروجی بخار 35 به سوپرهیتر 26 تخلیه می شود. بخار سوپرهیت شده از طریق دریچه بخار اصلی 37 از طریق خط لوله بخار فوق گرم 36 به سمت موتورخانه به سمت توربین ها می رود.

گوندولاهای خود تخلیه چهار محور. همه توانایی دارند! تا 60 تن زغال سنگ را در خود جای دهد.

این ترکیب به ترازوهای واگن داده می شود، جایی که هر گوندولا وزن می شود. توزین سوخت برای نگهداری سوابق دقیق از عملکرد فنی و اقتصادی نیروگاه و تسویه نقدی با راه آهن و معادن تامین کننده ضروری است.

پس از توزین بخشی از واگن ها به انبار زغال سنگ می رود و در آنجا برای ایجاد ذخایر زغال سنگ تخلیه می شود. در صورت بروز وقفه در حمل و نقل به انبار نیاز است.

انبارهای زغال سنگ نیروگاه مجهز به مکانیزم های بارگیری و تخلیه قدرتمند هستند - جرثقیل های پورتال، جرثقیل های کابلی، جرثقیل های خودکششی بخار یا برقی. زمان توقف واگن ها برای بارگیری و تخلیه به حداقل رسیده است.

بسته به شرایط تامین سوخت، زغال سنگ به اندازه کافی در انبار ذخیره می شود که برای اطمینان از عملکرد ایستگاه با بار کامل برای چندین روز یا حتی هفته کافی است.

قسمت دیگر واگن ها که در مقیاس واگن باقی مانده بودند توسط لوکوموتیو بخار ایستگاه I 1 گرفته می شود و به ساختمان طولانی - سوله تخلیه منتقل می شود. درهای بزرگ دوتایی سوله تخلیه باز می شود، سیگنال های هشدار روشن می شوند، زنگ به صدا در می آید و کل قطار به همراه لوکوموتیو وارد داخل می شود - برای تخلیه.

کارگران اهرم‌های قفل را می‌چرخانند، پانل‌های جانبی پایینی گوندولاها را باز می‌کنند و جریان سیاهی از زغال‌سنگ به گودال‌های مشبک بزرگ، آهن‌ریزه‌شده در دو طرف مسیر راه‌آهن می‌ریزد. اینها سنگرهای تخلیه هستند. لامپ‌های برقی قدرتمند زیر سقف به دلیل افزایش ابرهای گرد و غبار تاریک به نظر می‌رسند. زغال‌سنگ خشک سرو شد، زیرا تعداد زیادی وجود دارد. 4-6. فرآیند فناورانه (ادامه شکل 4-5). نیروگاه حرارتی (موتورخانه و قسمت برق).

بخار فوق‌گرم شده از دیگ‌ها از طریق خط لوله بخار 1 وارد توربین بخار 2 می‌شود، جایی که انرژی حرارتیجفت به مکانیکی می رود. روتور توربین، روتور ژنراتور L متصل به آن را می چرخاند.بخاری که در توربین تخلیه شده است وارد 4 می شود که در آنجا مایع می شود - متراکم می شود و گرمای خود را به آب در حال گردش می دهد. بخار تبدیل شده به آب - میعانات - توسط پمپ میعانات b به بیرون پمپ می شود و به مخازن ذخیره 7 و هواگیر b ارسال می شود که در آن اکسیژن از آب گرم شده خارج می شود. علاوه بر میعانات، آب از طریق خط لوله 12 از تصفیه آب شیمیایی به هواگیر اضافه می شود تا تلفات میعانات را جبران کند و در اینجا پمپ انتقال 9 زهکشی مخازن زهکشی جمع آوری 10 را تامین می کند. بسته به مصرف آب دیگ بخار، میعانات میعان می شود. یا در مخزن ذخیره می شود یا از آن به هواگیر مصرف می شود. خروج آب از اکسیژن محلول در آن با عبور سر هواگیر 11 اتفاق می افتد.

پمپ تغذیه /5 آب را از هواگیر گرفته و تحت فشار از طریق بخاری 14 می راند، جایی که آب توسط بخار انتخابی توربین گرم می شود و از طریق خط لوله فشار آب تغذیه 15 به اتاق دیگ بخار می رود و به دیگ ها می رود. بخار انتخابی از توربین، علاوه بر بخاری، به سر هواگیر نیز عرضه می شود.

یک پمپ گردشی قدرتمند 16 آب سرد (آب در گردش) را از طریق لوله های برنجی 5 کندانسور پمپ می کند. بخار خروجی توربین این لوله‌ها را می‌شوید، گرمای خود را به آب در حال گردش می‌دهد و متراکم می‌شود. آب در حال گردش گرم از طریق خط لوله 17 وارد خروجی 18 برج خنک کننده می شود، از آنجا در امتداد رنده 19 به صورت باران ریز جریان می یابد و در برخورد با جریان هوا که به برج 20 برج خنک کننده می رود، خنک می شود و از حوضچه گیرنده 2/، از قبل خنک شده، به پمپ سیرکولاسیون مکش 16 باز می گردد.

از استاتور ژنراتور، الکتریسیته تولید شده توسط کابل 22 از طریق جدا کننده ژنراتور 23 و کلید مدار روغن 24 به شین های تابلو برق 27 منتقل می شود. از شین ها، بخشی از برق از طریق ترانسفورماتورهای کاهنده کمکی برای تغذیه برق استفاده می شود. موتورهای مصرفی خود و روشنایی ایستگاه. بخش اصلی برق از طریق ترانسفورماتورهای افزایش دهنده 26 و کلیدهای روغن 27 از طریق خط فشار قوی 28 به ولتاژ بالا مشترک می رود.

شبکه سیستم قدرت

گرد و خاک. اما به شکل دیگری نیز اتفاق می افتد. در پاییز و زمان زمستانهنگامی که باران های شدید و بارش برف وجود دارد، میزان رطوبت زغال سنگ به شدت افزایش می یابد. زغال سنگ یخ می زند و باید با خرچنگ از گوندولاها خارج شود.

از سنگرهای تخلیه، زغال سنگ از طریق یک سیستم حمل و نقل کمربند؛ یک خندق، ابتدا در زیر زمین، و سپس به سمت بالا در امتداد گالری‌های شیب‌دار، وارد برج خردکننده می‌شود. اینجا سنگ شکن های چکشیآن را به قطعاتی به اندازه 10-13 میلی متر خرد کنید. زغال سنگ از اینجا به سطل های زغال خام دیگ های بخار می رود. به این ترتیب اقتصاد کارگاه تامین سوخت کامل می شود.

کارخانه بخار

وقتی در دیگ بخار می ایستید، در گذرگاه بین دیگ ها، انگار در خیابانی باریک بین ساختمان های بلند هستید. فقط تو خونه نگاه غیر معمول، با ورقه های فولادی با رنگ مشکی پوشیده شده و توسط راهروها و پله های شبکه فولادی سبک احاطه شده است. دیگ های مدرن به ارتفاع یک ساختمان پنج طبقه می رسند.

دیگ از همه طرف آبکاری مشکی صاف است. فقط در بالای آن می توانید یک گنبد نقره ای را ببینید، گویی یک کشتی هوایی در دیگ ساخته شده است. این درام دیگ بخار است. گنبد درام فولادی با لایه ای از عایق حرارتی پوشانده شده و با برنز آلومینیومی رنگ آمیزی شده است. دریچه ای در گنبد تعبیه شده است تا بتوانید هنگام نصب و تعمیر از داخل درام بالا بروید.

در چندین مکان روی محفظه دیگ بخارهای کوچک چیده شده است. بیایید یکی از آنها را باز کنیم. صورت بلافاصله با گرما آغشته می شود، نور غیرقابل تحملی به چشم ها می تابید. کاوشگرها به کوره دیگ بخار می روند، جایی که سوخت می سوزد. روبه‌روی یکی از مشعل‌های باز، لوله‌ای مشکی قرار دارد که در انتهای آن یک عدسی شیشه‌ای مانند نصف دوربین دوچشمی قرار دارد. این یک پیرومتر نوری است که دما را در کوره اندازه گیری می کند. یک لوله حساس در داخل لوله پیرومتر قرار می گیرد. سیم های آن به یک گالوانومتر نصب شده روی سپر حرارتی کنترل دیگ می روند. مقیاس گالوانومتر بر حسب درجه درجه بندی می شود.

دمای داخل کوره دیگ بخار بیش از یک و نیم هزار درجه است و پوشش دیواره های آن فقط گرم است. شعله در کوره از هر طرف توسط یک سری لوله پر از آب احاطه شده و به درام دیگ متصل می شود. این لوله ها - همانطور که به آنها صفحه آب می گویند - انرژی تابشی گازهای داغ کوره را درک می کنند. پشت لوله های صفحه نمایش آجر نسوز وجود دارد. در پشت لایه آجرهای نسوز لایه ای از آجرهای دیاتومیت عایق با رسانایی حرارتی بسیار کم قرار گرفته است. و در پشت این آجر، مستقیماً در زیر پانل های روکش فولادی، لایه دیگری از پشم شیشه یا آزبست گذاشته شده است. لوله های خروجی از دیگ با یک لایه ضخیم عایق حرارتی پوشیده شده است. همه این اقدامات به طور قابل توجهی از دست دادن گرما به محیط زیست را کاهش می دهد.

داخل کوره

در نزدیکی دیگ بخار برای تعمیر متوقف شد. از طریق یک سوراخ در دیوار آن، می توانید به داخل جعبه آتش نشانی به یک سکوی چوبی موقت که برای مدت زمان تعمیر ساخته شده است بروید. چقدر همه چیز درونش خاکستری است!

هر چهار دیوار آتش‌بکس با لوله‌های صفحه آب پوشانده شده است. لوله ها با لایه ای از خاکستر سست و سرباره پوشانده شده اند. در برخی از نقاط در دیواره های جانبی کوره، لوله ها از هم جدا شده و سیاهچاله های شکافی قابل مشاهده است - مشعل هایی که از طریق آنها گرد و غبار زغال سنگ به داخل کوره دمیده می شود:

در پایین، دیواره های کوره به شکل یک هرم معکوس باریک شده و به یک شفت باریک تبدیل می شود. اینها یک پناهگاه سرباره و یک معدن سرباره هستند. سرباره ای که در طی احتراق گرد و غبار زغال سنگ ایجاد می شود در اینجا می ریزد. از معادن سرباره، سرباره و خاکستر با یک جت آب قوی به کانال های حذف خاکستر هیدرولیکی شسته می شوند یا در چرخ دستی ها ریخته می شوند و به زباله دانی خاکستر منتقل می شوند.

هنگامی که در انتهای کوره می ایستید، نور ضعیف در ابتدا ارتفاع فضای کوره را پنهان می کند. اما اگر نگاهی به یکی از لوله های صفحه آب از پایین به بالا بیندازید این ارتفاع قابل لمس می شود.

در زیر، در سطح سکو، لوله ها به ضخامت یک بازو به نظر می رسند و شکاف های بین آنها به وضوح قابل تشخیص است. در بالا، آنهایی که زبر هستند خم شده اند و یک طاق صاف را تشکیل می دهند. و آن بالا، این لوله‌ها مانند نی‌هایی هستند که در ردیف‌های مساوی قرار گرفته‌اند. باید سر خود را خم کنید تا به طاق آتش‌نشانی نگاه کنید. بی اختیار دهان باز می شود و خاکستر از بالا به داخل آن می ریزد.

در طول کار دیگ، تمام لوله های آب آن به طور مداوم با یک لایه دوده، یک لایه خاکستر و دوده پوشانده می شود. این امر انتقال حرارت از گازهای داغ به آب در لوله ها را مختل می کند. در حین تعمیر دیگ تمام لوله های آب آن به طور کامل تمیز می شود.

طراحان دیگ بخار سرعت گازهای داغ را از طریق بسته های لوله ها به اندازه ای بالا انتخاب می کنند که رسوب ذرات جامد روی آنها را کاهش دهد. در غیر این صورت، رشدهایی مانند استالاکتیت ها و استالاگمیت ها در غارها تشکیل می شد.

علاوه بر این، در طول کار دیگ، لازم است هر از چند گاهی لوله های آن را با یک جت قوی از هوا یا بخار فشرده باد کنید.

حجم کوره دیگ بخار بیش از هزار متر مکعب است. وحشتناک است که فکر کنیم در این فضای وسیع در حین کار دیگ چه اتفاقی می افتد، وقتی که همه آن پر از شعله های آتش خروشان و گردبادهای گازهای داغ است.