TES گاز و آب تولید می کند. ساخت نیروگاه حرارتی

ایستگاه برق مجموعه ای از تجهیزات است که برای تبدیل انرژی هر منبع طبیعی به برق یا گرما طراحی شده است. انواع مختلفی از این اشیاء وجود دارد. به عنوان مثال، نیروگاه های حرارتی اغلب برای تولید برق و گرما استفاده می شوند.

تعریف

نیروگاه حرارتی یک نیروگاه الکتریکی است که از هر سوخت فسیلی به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. دومی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، به عنوان مثال، نفت، گاز، زغال سنگ. در حال حاضر مجتمع های حرارتی رایج ترین نوع نیروگاه ها در جهان هستند. محبوبیت نیروگاه های حرارتی در درجه اول با در دسترس بودن سوخت های فسیلی توضیح داده می شود. نفت، گاز و زغال سنگ در بسیاری از نقاط کره زمین موجود است.

TPP است (رونوشت ازمخفف آن به نظر می رسد مانند "نیروگاه حرارتی")، در میان چیزهای دیگر، مجموعه ای با راندمان نسبتاً بالا. بسته به نوع توربین های مورد استفاده، این رقم در ایستگاه های این نوع می تواند 30 تا 70 درصد باشد.

چه نوع نیروگاه های حرارتی وجود دارد؟

ایستگاه های این نوع را می توان بر اساس دو معیار اصلی طبقه بندی کرد:

• هدف؛
• نوع تاسیسات

در مورد اول، بین نیروگاه های منطقه ای ایالتی و نیروگاه های حرارتی تمایز قائل شد.نیروگاه منطقه ای ایالتی ایستگاهی است که با چرخاندن یک توربین تحت فشار قوی جت بخار کار می کند. رمزگشایی مخفف GRES - نیروگاه منطقه ای ایالتی - در حال حاضر اهمیت خود را از دست داده است. بنابراین، چنین مجتمع هایی اغلب CES نیز نامیده می شوند. این مخفف مخفف «نیروگاه چگالشی» است.

CHP نیز یک نوع نسبتاً رایج نیروگاه حرارتی است. برخلاف نیروگاه های منطقه ای ایالتی، چنین ایستگاه هایی نه به توربین های تراکم، بلکه به توربین های گرمایشی مجهز هستند. CHP مخفف «نیروگاه حرارتی و نیروگاهی» است.

علاوه بر نیروگاه های تراکم و گرمایش (توربین بخار)، انواع تجهیزات زیر را می توان در نیروگاه های حرارتی استفاده کرد:

• گاز بخار

TPP و CHP: تفاوت ها

اغلب مردم این دو مفهوم را با هم اشتباه می گیرند. CHP ، در واقع ، همانطور که فهمیدیم ، یکی از انواع نیروگاه های حرارتی است. چنین ایستگاه با انواع دیگر نیروگاه های حرارتی در درجه اول در آن متفاوت استبخشی از انرژی حرارتی که تولید می کند به دیگهای نصب شده در اتاقها می رود تا آنها را گرم کند یا آب گرم تولید کند.

همچنین، مردم اغلب نام نیروگاه های برق آبی و نیروگاه های برق منطقه ای ایالتی را اشتباه می گیرند. این در درجه اول به دلیل شباهت اختصارات است. با این حال، نیروگاه های برق آبی اساساً با نیروگاه های منطقه ای دولتی تفاوت دارند. هر دوی این نوع ایستگاه ها بر روی رودخانه ها ساخته شده اند. با این حال، در نیروگاه های برق آبی، بر خلاف نیروگاه های دولتی منطقه ای، این بخار نیست که به عنوان منبع انرژی استفاده می شود، بلکه خود جریان آب است.

الزامات نیروگاه های حرارتی چیست؟

نیروگاه حرارتی یک نیروگاه حرارتی است که در آن برق به طور همزمان تولید و مصرف می شود. بنابراین، چنین مجموعه ای باید به طور کامل با تعدادی از الزامات اقتصادی و فناوری مطابقت داشته باشد. این امر تامین بی وقفه و مطمئن برق را برای مصرف کنندگان تضمین می کند. بنابراین:

• محل نیروگاه حرارتی باید دارای روشنایی، تهویه و تهویه مناسب باشد.
• هوای داخل و اطراف گیاه باید از آلودگی ذرات جامد، نیتروژن، اکسید گوگرد و غیره محافظت شود.
• منابع تامین آب باید به دقت از ورود فاضلاب محافظت شوند.
• سیستم های تصفیه آب در ایستگاه ها باید مجهز شوندبدون زباله

اصول بهره برداری از نیروگاه های حرارتی

TPP یک نیروگاه است، که بر روی آن می توان از توربین هایی از انواع مختلف استفاده کرد. در مرحله بعد، اصل عملکرد نیروگاه های حرارتی را با استفاده از مثال یکی از رایج ترین انواع آن - نیروگاه های حرارتی در نظر خواهیم گرفت. انرژی در چنین ایستگاه هایی در چند مرحله تولید می شود:

سوخت و اکسید کننده وارد دیگ می شود. گرد و غبار زغال سنگ معمولاً به عنوان اولین مورد در روسیه استفاده می شود. گاهی اوقات سوخت نیروگاه های حرارتی می تواند ذغال سنگ نارس، نفت کوره، زغال سنگ، شیل نفتی و گاز باشد. در این حالت عامل اکسید کننده هوای گرم شده است.

بخار تولید شده در نتیجه سوختن سوخت در دیگ بخار وارد توربین می شود. هدف دومی تبدیل انرژی بخار به انرژی مکانیکی است.

شفت های چرخان توربین انرژی را به محورهای ژنراتور منتقل می کند که آن را به الکتریسیته تبدیل می کند.

بخار سرد شده که مقداری از انرژی خود را در توربین از دست داده است وارد کندانسور می شود.در اینجا به آب تبدیل می شود که از طریق بخاری ها به هواگیر تامین می شود.

دیهآب تصفیه شده گرم شده و به دیگ عرضه می شود.



مزایای TPP

بنابراین نیروگاه حرارتی ایستگاهی است که نوع اصلی تجهیزات آن توربین ها و ژنراتورها هستند. مزایای چنین مجتمع هایی در درجه اول عبارتند از:

• هزینه ساخت پایین در مقایسه با سایر انواع نیروگاه ها؛
• ارزان بودن سوخت مصرفی؛
• هزینه پایین تولید برق

همچنین مزیت بزرگ چنین جایگاه هایی این است که می توان آنها را بدون توجه به در دسترس بودن سوخت در هر مکان دلخواه ساخت. زغال سنگ، نفت کوره و غیره را می توان از طریق جاده یا ریل به ایستگاه حمل کرد.

یکی دیگر از مزایای نیروگاه های حرارتی این است که مساحت بسیار کمی را در مقایسه با دیگر انواع نیروگاه ها اشغال می کنند.

معایب نیروگاه های حرارتی

البته چنین ایستگاه هایی نه تنها مزایایی دارند. آنها همچنین دارای یک سری معایب هستند. نیروگاه های حرارتی مجموعه هایی هستند که متاسفانه محیط زیست را به شدت آلوده می کنند. ایستگاه های این نوع می توانند مقادیر زیادی دوده و دود را در هوا منتشر کنند. همچنین از معایب نیروگاه های حرارتی می توان به هزینه های بالای بهره برداری در مقایسه با نیروگاه های برق آبی اشاره کرد. علاوه بر این، انواع سوخت مصرفی در چنین جایگاه هایی از منابع طبیعی غیرقابل جایگزین محسوب می شوند.

چه نوع دیگری از نیروگاه های حرارتی وجود دارد؟

علاوه بر نیروگاه های حرارتی توربین بخار و نیروگاه های حرارتی (GRES)، ایستگاه های زیر در روسیه کار می کنند:

توربین گاز (GTPP). در این حالت، توربین ها نه از بخار، بلکه از گاز طبیعی می چرخند. همچنین در چنین جایگاه هایی می توان از نفت کوره یا گازوئیل به عنوان سوخت استفاده کرد. راندمان چنین ایستگاه هایی، متأسفانه، خیلی بالا نیست (27 - 29٪). بنابراین، آنها عمدتاً فقط به عنوان منابع پشتیبان برق استفاده می شوند یا برای تامین ولتاژ به شبکه شهرک های کوچک در نظر گرفته شده اند.

توربین بخار-گاز (SGPP). راندمان چنین ایستگاه های ترکیبی تقریباً 41 تا 44 درصد است. در سیستم هایی از این نوع، هر دو توربین گاز و بخار به طور همزمان انرژی را به ژنراتور منتقل می کنند. مانند نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های برق آبی ترکیبی را می توان نه تنها برای تولید برق، بلکه برای گرم کردن ساختمان ها یا تامین آب گرم مصرف کنندگان استفاده کرد.

نمونه هایی از ایستگاه ها

بنابراین، هر شیئی را می توان کاملاً سازنده و تا حدی حتی جهانی دانست. من یک نیروگاه حرارتی هستم، یک نیروگاه. مثال هاچنین مجتمع هایی را در لیست زیر ارائه می کنیم.

نیروگاه حرارتی بلگورود توان این ایستگاه 60 مگاوات می باشد. توربین های آن با گاز طبیعی کار می کنند.

Michurinskaya CHPP (60 مگاوات). این تاسیسات نیز در منطقه بلگورود واقع شده و با گاز طبیعی کار می کند.

Cherepovets GRES. این مجتمع در منطقه ولگوگراد واقع شده است و می تواند با گاز و زغال سنگ کار کند. توان این ایستگاه به 1051 مگاوات می رسد.

لیپتسک CHPP-2 (515 مگاوات). با گاز طبیعی تامین می شود.

CHPP-26 "Mosenergo" (1800 مگاوات).

Cherepetskaya GRES (1735 مگاوات). منبع سوخت توربین های این مجموعه زغال سنگ می باشد.

به جای نتیجه گیری

بنابراین ، ما فهمیدیم که نیروگاه های حرارتی چیست و چه نوع چنین اشیاء وجود دارد. اولین مجموعه از این نوع مدتها پیش ساخته شده است - در سال 1882 در نیویورک. یک سال بعد ، چنین سیستمی در روسیه کار کرد - در سن پترزبورگ. امروزه نیروگاه های حرارتی نوعی نیروگاه هستند که حدود 75 ٪ از کل برق تولید شده در جهان را تشکیل می دهند. و ظاهراً ، با وجود تعدادی از معایب ، ایستگاه های این نوع برای مدت طولانی برق و گرما را در اختیار جمعیت قرار می دهد. از این گذشته ، مزایای چنین مجتمع ها نظم بزرگی از مضرات است.

نیروگاه برق نیروگاهی است که انرژی طبیعی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. رایج ترین نیروگاه های حرارتی (TPP) هستند که از انرژی حرارتی آزاد شده از سوزاندن سوخت آلی (جامد، مایع و گاز) استفاده می کنند.

نیروگاه های حرارتی حدود 76 درصد از برق تولید شده در سیاره ما را تولید می کنند. این به دلیل وجود سوخت های فسیلی در تقریباً تمام مناطق سیاره ما است. امکان انتقال سوخت آلی از محل استخراج به یک نیروگاه واقع در نزدیکی مصرف کنندگان انرژی؛ پیشرفت فنی در نیروگاه های حرارتی، حصول اطمینان از ساخت نیروگاه های حرارتی با قدرت بالا. امکان استفاده از گرمای هدر رفته از سیال کار و تامین آن به مصرف کنندگان، علاوه بر انرژی الکتریکی، همچنین انرژی حرارتی (با بخار یا آب گرم) و غیره.

سطح فنی بالای انرژی تنها با ساختار هماهنگ ظرفیت‌های تولید می‌تواند تضمین شود: سیستم انرژی باید شامل نیروگاه‌های هسته‌ای باشد که برق ارزان تولید می‌کنند، اما محدودیت‌های جدی در محدوده و نرخ تغییر بار دارند، و نیروگاه‌های حرارتی که تامین می‌کنند. گرما و الکتریسیته که مقدار آن به تقاضای انرژی بستگی دارد. گرما و نیروگاه های توربین بخار قدرتمند که با سوخت های سنگین کار می کنند و واحدهای توربین گاز خودران متحرک که پیک های بار کوتاه مدت را پوشش می دهند.

1.1 انواع نیروگاه های برق و ویژگی های آنها.

در شکل 1 طبقه بندی نیروگاه های حرارتی با استفاده از سوخت های فسیلی را ارائه می دهد.

عکس. 1. انواع نیروگاه های حرارتی با استفاده از سوخت های فسیلی.

شکل 2 نمودار حرارتی شماتیک نیروگاه حرارتی

1 - دیگ بخار؛ 2 – توربین 3 – ژنراتور برق 4 - خازن 5 – پمپ میعانات گازی 6 – بخاری های کم فشار 7 – هواگیر؛ 8 - پمپ تغذیه; 9 – بخاری های فشار قوی 10- پمپ زهکشی

نیروگاه حرارتی مجموعه ای از تجهیزات و وسایلی است که انرژی سوخت را به انرژی الکتریکی و (به طور کلی) حرارتی تبدیل می کند.

نیروگاه های حرارتی با تنوع زیاد مشخص می شوند و می توان آنها را بر اساس معیارهای مختلف طبقه بندی کرد.

نیروگاه ها بر اساس هدف و نوع انرژی عرضه شده به دو دسته منطقه ای و صنعتی تقسیم می شوند.

نیروگاه های منطقه ای نیروگاه های عمومی مستقل هستند که به انواع مصرف کنندگان در منطقه (شرکت های صنعتی، حمل و نقل، جمعیت و غیره) خدمات رسانی می کنند. نیروگاه های چگالشی منطقه ای که عمدتاً برق تولید می کنند، اغلب نام تاریخی خود را حفظ می کنند - GRES (نیروگاه های منطقه ای ایالتی). نیروگاه های منطقه ای که انرژی الکتریکی و حرارتی (به شکل بخار یا آب گرم) تولید می کنند، نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق (CHP) نامیده می شوند. به عنوان یک قاعده، نیروگاه های منطقه ای ایالتی و نیروگاه های حرارتی منطقه ای ظرفیت بیش از 1 میلیون کیلووات دارند.

نیروگاه‌های صنعتی نیروگاه‌هایی هستند که انرژی حرارتی و الکتریکی را برای بنگاه‌های تولیدی خاص یا مجتمع آنها، به عنوان مثال یک کارخانه تولید مواد شیمیایی، تامین می‌کنند. نیروگاه های صنعتی بخشی از بنگاه های صنعتی هستند که به آنها خدمت می کنند. ظرفیت آنها بر اساس نیاز شرکت های صنعتی به انرژی حرارتی و الکتریکی تعیین می شود و به عنوان یک قاعده، به طور قابل توجهی کمتر از نیروگاه های حرارتی منطقه است. اغلب نیروگاه های صنعتی در شبکه برق عمومی کار می کنند، اما تابع توزیع کننده سیستم قدرت نیستند.

بر اساس نوع سوخت مورد استفاده، نیروگاه های حرارتی به نیروگاه هایی که با سوخت های فسیلی و سوخت هسته ای کار می کنند تقسیم می شوند.

نیروگاه‌های چگالشی که با سوخت‌های فسیلی کار می‌کردند، در زمانی که نیروگاه‌های هسته‌ای (NPP) وجود نداشت، از نظر تاریخی نیروگاه‌های حرارتی (TES - نیروگاه حرارتی) نامیده می‌شدند. به این معنا است که این عبارت در زیر استفاده خواهد شد، اگرچه نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های هسته ای، نیروگاه های توربین گازی (GTPP) و نیروگاه های سیکل ترکیبی (CGPP) نیز نیروگاه های حرارتی هستند که بر اساس اصل تبدیل حرارتی کار می کنند. انرژی تبدیل به انرژی الکتریکی

سوخت های گازی، مایع و جامد به عنوان سوخت آلی برای نیروگاه های حرارتی استفاده می شود. بیشتر نیروگاه های حرارتی در روسیه، به ویژه در بخش اروپایی، گاز طبیعی را به عنوان سوخت اصلی و نفت کوره را به عنوان سوخت پشتیبان مصرف می کنند و از دومی به دلیل هزینه بالای آن فقط در موارد شدید استفاده می کنند. به این گونه نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های نفتی گازی می گویند. در بسیاری از مناطق، عمدتا در بخش آسیایی روسیه، سوخت اصلی زغال سنگ حرارتی است - زغال سنگ کم کالری یا ضایعات حاصل از استخراج زغال سنگ پر کالری (زغال سنگ آنتراسیت - ASh). از آنجایی که قبل از احتراق، چنین زغال‌هایی در آسیاب‌های مخصوص آسیاب می‌شوند تا به حالت غبارآلود برسند، چنین نیروگاه‌های حرارتی را زغال‌سنگ پودر شده می‌گویند.

بر اساس نوع نیروگاه‌های حرارتی مورد استفاده در نیروگاه‌های حرارتی برای تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی چرخش روتورهای واحدهای توربین، نیروگاه‌های توربین بخار، توربین گاز و سیکل ترکیبی متمایز می‌شوند.

اساس نیروگاه های توربین بخار، واحدهای توربین بخار (STU) هستند که از پیچیده ترین، قوی ترین و فوق العاده پیشرفته ترین ماشین انرژی - یک توربین بخار - برای تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی استفاده می کنند. PTU عنصر اصلی نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های حرارتی و ترکیبی و نیروگاه های هسته ای است.

STPهایی که دارای توربین های چگالشی به عنوان محرک ژنراتورهای الکتریکی هستند و از گرمای بخار خروجی برای تامین انرژی حرارتی مصرف کنندگان خارجی استفاده نمی کنند، نیروگاه های چگالشی نامیده می شوند. STU هایی که مجهز به توربین های گرمایشی هستند و گرمای بخار اگزوز را به مصرف کنندگان صنعتی یا شهری آزاد می کنند، نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق (CHP) نامیده می شوند.

نیروگاه های حرارتی توربین گاز (GTPP) مجهز به واحدهای توربین گازی (GTUs) هستند که با سوخت گازی یا در موارد شدید مایع (دیزل) کار می کنند. از آنجایی که دمای گازهای پشت نیروگاه توربین گاز بسیار بالا است، می توان از آنها برای تامین انرژی حرارتی مصرف کنندگان خارجی استفاده کرد. چنین نیروگاه هایی GTU-CHP نامیده می شوند. در حال حاضر، در روسیه یک نیروگاه توربین گازی (GRES-3 به نام کلاسون، الکتروگورسک، منطقه مسکو) با ظرفیت 600 مگاوات و یک نیروگاه تولید همزمان توربین گاز (در شهر الکتروستال، منطقه مسکو) وجود دارد.

یک واحد توربین گاز مدرن سنتی (GTU) ترکیبی از یک کمپرسور هوا، یک محفظه احتراق و یک توربین گاز و همچنین سیستم های کمکی است که عملکرد آن را تضمین می کند. به ترکیب یک توربین گازی و یک ژنراتور الکتریکی، واحد توربین گازی می گویند.

نیروگاه‌های حرارتی سیکل ترکیبی مجهز به واحدهای گاز سیکل ترکیبی (CCG) هستند که ترکیبی از توربین‌های گاز و توربین‌های بخار هستند که امکان راندمان بالا را فراهم می‌کنند. نیروگاه های CCGT-CHP را می توان به عنوان نیروگاه های متراکم (CCP-CHP) و با تامین انرژی حرارتی (CCP-CHP) طراحی کرد. در حال حاضر، چهار نیروگاه جدید CCGT-CHP در روسیه در حال فعالیت هستند (CHPP شمال-غرب سن پترزبورگ، کالینینگراد، CHPP-27 Mosenergo OJSC و Sochinskaya) و یک نیروگاه CCGT همزمان نیز در CHPP تیومن ساخته شده است. در سال 2007، Ivanovo CCGT-KES به بهره برداری رسید.

نیروگاه های حرارتی مدولار از نیروگاه های مجزا، معمولاً از یک نوع، واحدهای نیرو تشکیل شده است. در پاور یونیت، هر دیگ بخار تنها به توربین خود می رساند که پس از چگالش تنها به دیگ خود باز می گردد. تمام نیروگاه های قدرتمند منطقه ای ایالتی و نیروگاه های حرارتی، که به اصطلاح دارای بخار فوق گرمای متوسط ​​هستند، بر اساس طرح بلوک ساخته شده اند. عملکرد دیگ ها و توربین ها در نیروگاه های حرارتی با اتصالات متقاطع به طور متفاوتی تضمین می شود: تمام بویلرهای نیروگاه حرارتی بخار را به یک خط بخار مشترک (کلکتور) تامین می کنند و تمام توربین های بخار نیروگاه حرارتی از آن تغذیه می شوند. بر اساس این طرح، CES های بدون گرمای بیش از حد متوسط ​​و تقریباً تمام نیروگاه های CHP با پارامترهای اولیه بخار اولیه ساخته می شوند.

بر اساس سطح فشار اولیه، نیروگاه های حرارتی فشار زیر بحرانی، فشار فوق بحرانی (SCP) و پارامترهای فوق بحرانی (SSCP) متمایز می شوند.

فشار بحرانی 22.1 MPa (225.6 at) است. در صنعت گرما و برق روسیه، پارامترهای اولیه استاندارد شده است: نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های حرارتی و ترکیبی برای فشار زیر بحرانی 8.8 و 12.8 مگاپاسکال (90 و 130 اتمسفر) و برای SKD - 23.5 مگاپاسکال (240 اتمسفر) ساخته شده اند. . به دلایل فنی، نیروگاه های حرارتی با پارامترهای فوق بحرانی با گرمای بیش از حد متوسط ​​و بر اساس یک نمودار بلوکی دوباره پر می شوند. پارامترهای فوق بحرانی معمولاً شامل فشار بیش از 24 مگاپاسکال (تا 35 مگاپاسکال) و دمای بیش از 5600 درجه سانتیگراد (تا 6200 درجه سانتیگراد) است که استفاده از آنها نیاز به مواد جدید و طراحی تجهیزات جدید دارد. اغلب نیروگاه های حرارتی یا نیروگاه های حرارتی و ترکیبی برای سطوح مختلف پارامترها در چند مرحله ساخته می شوند - در صف هایی که پارامترهای آن با معرفی هر صف جدید افزایش می یابد.

در نیروگاه های حرارتی، مردم تقریباً تمام انرژی مورد نیاز خود را در این سیاره دریافت می کنند. مردم یاد گرفته اند که جریان الکتریکی را به روش دیگری دریافت کنند، اما هنوز گزینه های جایگزین را نمی پذیرند. حتی اگر استفاده از سوخت برای آنها ضرری نداشته باشد، از آن امتناع 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. چنین اشیایی در همه کشورهای جهان وجود دارد، بنابراین نباید از گسترش آن تعجب کرد.

اصول بهره برداری از نیروگاه های حرارتیبر اساس سوزاندن حجم عظیمی از سوخت ساخته شده است. در نتیجه، الکتریسیته ظاهر می شود که ابتدا انباشته شده و سپس به مناطق خاصی توزیع می شود. الگوهای 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 روند کار مختل نشود. با افزایش هزینه های حمل و نقل، این نکته همچنان یکی از موارد مشکل ساز است. از چه نوع تجهیزاتی استفاده می کند؟

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

مدارهای 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 و بنابراین جریان الکتریکی حاصله توجیه نخواهد شد.

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 که در آن انواع جایگزین منبع اصلی خواهند بود، اما تاکنون استفاده از آنها نامناسب باقی مانده است.

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

نیروگاه حرارتی نیاز به توضیح دقیق دارد. انواع متفاوت است، بنابراین تنها بررسی توضیح می دهد که چرا ساخت چنین مقیاسی انجام شده است.

چگالش (IES)

انواع نیروگاه های حرارتی با تراکم شروع می شوند. چنین نیروگاه های حرارتی منحصراً برای تولید برق استفاده می شود. بیشتر اوقات، بدون اینکه بلافاصله گسترش یابد، تجمع می یابد. روش تراکم حداکثر بازده را فراهم می کند، بنابراین اصول مشابه بهینه در نظر گرفته می شوند. امروزه در همه کشورها، امکانات مجزا در مقیاس بزرگ وجود دارد که مناطق وسیعی را تامین می کند.

نیروگاه های هسته ای به تدریج ظاهر می شوند و جایگزین سوخت سنتی می شوند. از آنجایی که کار بر روی سوخت‌های فسیلی با روش‌های دیگر متفاوت است، تنها جایگزینی فرآیندی پرهزینه و زمان‌بر است. علاوه بر این، خاموش کردن یک ایستگاه غیرممکن است، زیرا در چنین شرایطی کل مناطق بدون برق ارزشمند باقی می‌مانند.

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 سوختن سوخت برای تولید گرما نیز مفید است. به همین دلیل، نیروگاه های تولید همزمان در عمل همچنان مورد استفاده قرار می گیرند.

یک ویژگی مهم این است که چنین نیروگاه های حرارتی نسبت به سایر انواع با توان نسبتا کم برتری دارند. آنها مناطق خاصی را تامین می کنند، بنابراین نیازی به تامین عمده نیست. تمرین نشان می دهد که چنین راه حلی به دلیل قرار دادن خطوط برق اضافی چقدر سودمند است. اصل عملیات یک نیروگاه حرارتی مدرن فقط به دلیل محیط زیست غیر ضروری است.

نیروگاه های ناحیه ایالتی

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

انواع مختلف نیروگاه های حرارتی مناطق وسیعی را پشتیبانی می کنند، اما همچنان توان آنها ناکافی است. در دوران اتحاد جماهیر شوروی پروژه های بزرگی انجام شد که اکنون در حال تعطیل شدن هستند. دلیل آن استفاده نامناسب از سوخت بود. اگرچه جایگزینی آنها همچنان مشکل ساز است، زیرا مزایا و معایب نیروگاه های حرارتی مدرن در درجه اول به دلیل حجم زیاد انرژی ذکر شده است.

کدام نیروگاه ها حرارتی هستند؟اصل آنها بر اساس سوختن سوخت است. آنها ضروری باقی می مانند، اگرچه محاسبات به طور فعال برای جایگزینی معادل در حال انجام است. نیروگاه های حرارتی همچنان مزایا و معایب خود را در عمل ثابت می کنند. به همین دلیل کار آنها ضروری باقی می ماند.

نیروگاه حرارتی نیروگاهی است که در نتیجه تبدیل انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت آلی، انرژی الکتریکی تولید می کند (شکل E.1).

نیروگاه های توربین بخار حرارتی (TPES)، نیروگاه های توربین گازی (GTPP) و نیروگاه های سیکل ترکیبی (CGPP) وجود دارد. بیایید نگاهی دقیق تر به TPES بیندازیم.

Fig.D.1 نمودار TPP

در TPES، انرژی حرارتی در یک ژنراتور بخار برای تولید بخار آب با فشار بالا استفاده می‌شود که یک روتور توربین بخار متصل به روتور ژنراتور الکتریکی را به حرکت در می‌آورد. سوخت مورد استفاده در چنین نیروگاه های حرارتی زغال سنگ، نفت کوره، گاز طبیعی، زغال سنگ قهوه ای، ذغال سنگ نارس و شیل است. راندمان آنها به 40٪، قدرت - 3 گیگاوات می رسد. TPES که دارای توربین های چگالشی به عنوان محرک برای ژنراتورهای الکتریکی هستند و از گرمای بخار خروجی برای تامین انرژی حرارتی به مصرف کنندگان خارجی استفاده نمی کنند، نیروگاه های چگالشی نامیده می شوند (نام رسمی در فدراسیون روسیه ایستگاه برق ناحیه ایالتی یا GRES است). . نیروگاه های منطقه ای ایالتی حدود 2/3 برق تولید شده در نیروگاه های حرارتی را تولید می کنند.

TPES مجهز به توربین های گرمایشی که گرمای بخار اگزوز را به مصرف کنندگان صنعتی یا شهری آزاد می کند، نیروگاه های ترکیبی حرارت و برق (CHP) نامیده می شوند. آنها حدود 1/3 برق تولید شده در نیروگاه های حرارتی را تولید می کنند.

چهار نوع زغال سنگ شناخته شده است. به ترتیب افزایش محتوای کربن و در نتیجه ارزش حرارتی، این انواع به صورت زیر مرتب می شوند: ذغال سنگ نارس، زغال سنگ قهوه ای، زغال سنگ قیری (چربی) یا زغال سنگ سخت و آنتراسیت. در بهره برداری از نیروگاه های حرارتی عمدتاً از دو نوع اول استفاده می شود.

زغال سنگ از نظر شیمیایی کربن خالص نیست، همچنین حاوی مواد معدنی است (زغال سنگ قهوه ای تا 40 درصد کربن دارد) که پس از احتراق زغال سنگ به شکل خاکستر باقی می ماند. زغال سنگ ممکن است حاوی گوگرد باشد، گاهی به عنوان سولفید آهن و گاهی به عنوان بخشی از اجزای آلی زغال سنگ. زغال سنگ معمولاً حاوی آرسنیک، سلنیوم و عناصر رادیواکتیو است. در واقع، زغال سنگ کثیف ترین سوخت فسیلی است.

هنگامی که زغال سنگ می سوزد، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و همچنین مقادیر زیادی اکسید گوگرد، ذرات معلق و اکسیدهای نیتروژن تشکیل می شود. اکسیدهای گوگرد به درختان، مواد مختلف آسیب می رساند و اثرات مضری بر افراد می گذارد.

ذرات منتشر شده در جو هنگام سوزاندن زغال سنگ در نیروگاه ها "خاکستر بادی" نامیده می شوند. انتشار خاکستر به شدت کنترل می شود. حدود 10 درصد از ذرات معلق در واقع وارد جو می شوند.

یک نیروگاه 1000 مگاواتی زغال سنگ، سالانه 4 تا 5 میلیون تن زغال سنگ می سوزاند.

از آنجایی که هیچ معدن زغال سنگ در قلمرو آلتای وجود ندارد، فرض می کنیم که از مناطق دیگر آورده شده است و جاده هایی برای این منظور ساخته می شوند و در نتیجه چشم انداز طبیعی را تغییر می دهند.

ضمیمه E

CHP یک نیروگاه حرارتی است که نه تنها برق تولید می کند، بلکه گرمای خانه های ما را در زمستان تامین می کند. با استفاده از مثال نیروگاه حرارتی کراسنویارسک، بیایید ببینیم تقریباً هر نیروگاه حرارتی چگونه کار می کند.

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

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

1. سه دودکش، ارتفاع بلندترین دودکش 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 حتی ممکن است تولید گرما در کشور ما که به زمستان های سختش 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 عملیات نیروگاه حرارتی را می توان به شرح زیر توصیف کرد:

همه چیز با سوخت شروع می شود. زغال سنگ، گاز، ذغال سنگ نارس و شیل نفتی را می توان به عنوان سوخت در نیروگاه های مختلف استفاده کرد. در مورد ما، این زغال سنگ قهوه ای B2 از معدن روباز Borodino است که در 162 کیلومتری ایستگاه قرار دارد. زغال سنگ توسط راه آهن حمل می شود. بخشی از آن ذخیره می شود، قسمت دیگر در امتداد 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 - دیگ بخار می شود.

دیگ بخار واحدی برای تولید بخار در فشاری 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 KrasCHETS-3 ارتفاع دیگ 78 متر (ساختمان 26 طبقه) و وزن آن بیش از 7000 تن است.

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

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

1 - محفظه احتراق (کوره)؛ 2 - مجرای گاز افقی; 3 - شفت همرفتی; 4 - صفحه های احتراق; 5 - پرده های سقفی; 6 - لوله های تخلیه 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 جمع کننده خاکستر 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.

دیگ بخار به دلیل خروجی بخار بالا، سطوح گرمایشی، تبخیری و فوق گرمایشی را توسعه داده است. فایر باکس آن منشوری، چهار گوش با گردش طبیعی است.

چند کلمه در مورد اصل عملکرد دیگ:

آب تغذیه با عبور از اکونومایزر وارد درام می شود و از طریق لوله های تخلیه به جمع کننده های پایین صفحه لوله ها می رود و از طریق این لوله ها آب بالا می رود و بر این اساس گرم می شود زیرا یک مشعل در داخل جعبه آتش می سوزد. آب به مخلوط آب و بخار تبدیل می شود، بخشی از آن به سیکلون های دور و قسمت دیگر به درام باز می گردد. در هر دو حالت این مخلوط به آب و بخار تقسیم می شود. بخار به سوپرهیترها می رود و آب مسیر خود را تکرار می کند.

11. گازهای دودکش خنک شده (تقریباً 130 درجه) از کوره به داخل رسوب دهنده های الکتریکی خارج می شوند. در رسوب‌دهنده‌های الکتریکی، گازها از خاکستر تصفیه می‌شوند، خاکستر به زباله‌دان خاکستر منتقل می‌شود و گازهای دودکش تصفیه‌شده به اتمسفر می‌روند. درجه موثر تصفیه گاز دودکش 99.7٪ است.
عکس همان رسوب دهنده های الکترواستاتیک را نشان می دهد.

با عبور از سوپرهیترها، بخار تا دمای 545 درجه گرم می شود و وارد توربین می شود، جایی که تحت فشار آن روتور ژنراتور توربین 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. پس از تبدیل مجدد به حالت مایع، آب مجددا مورد استفاده قرار می گیرد. اما در توربین های یک نیروگاه حرارتی تمام بخار وارد کندانسور نمی شود. استخراج بخار انجام می شود - تولید (استفاده از بخار گرم 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. گذاشتن شبکه های گرمایشی هزینه زیادی دارد.

12. Krasnoyarsk CHPP-3 از یک سیستم تامین آب فنی با جریان مستقیم استفاده می کند که امکان کنار گذاشتن استفاده از برج های خنک کننده را فراهم می کند. یعنی آبی که برای خنک کردن کندانسور استفاده می شود و در دیگ استفاده می شود مستقیماً از ینیسی گرفته می شود اما قبل از آن تصفیه و نمک زدایی می شود. پس از استفاده، آب از طریق کانال به ینی‌سی بازگردانده می‌شود و از طریق سیستم رهاسازی اتلاف‌کننده (اختلاط آب گرم شده با آب سرد به منظور کاهش آلودگی حرارتی رودخانه) عبور می‌کند.

14. توربو ژنراتور

امیدوارم توانسته باشم به وضوح اصل کار یک نیروگاه حرارتی را شرح دهم. اکنون کمی در مورد خود KrasTPP-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 در زمان مقرر وجود نداشت. از سال 1992 تا 2012، این ایستگاه به عنوان یک 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. نیروگاه حرارتی حدود 560 نفر مشغول به کار است. در حال حاضر، Krasnoyarsk CHPP-3 تامین گرما را برای شرکت های صنعتی و بخش مسکن و اشتراکی منطقه Sovetsky کراسنویارسک - به ویژه، Severny، Vzlyotka، Pokrovsky و Innokentyevsky، تامین می کند.

17.

19. CPU

20. همچنین 4 دیگ آب گرم در KrasTPP-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، لوله کوچکتر لوله دیگ بخار شروع می شود.

24. مبدل ها

25. یک تابلو برق 220 کیلوولت عایق گاز بسته (GRUE) به عنوان تابلو برق در KrasTPP-3 استفاده می شود.

26. داخل ساختمان

28. نمای کلی تابلو برق

29. همین. با تشکر از توجه شما