TES արտադրում է գազ և ջուր: ՋԷԿ-ի կառուցում

Էլեկտրակայանը սարքավորումների մի շարք է, որը նախատեսված է ցանկացած բնական աղբյուրի էներգիան էլեկտրականության կամ ջերմության փոխակերպելու համար: Նման օբյեկտների մի քանի տեսակներ կան. Օրինակ, ՋԷԿ-երը հաճախ օգտագործվում են էլեկտրաէներգիա և ջերմություն արտադրելու համար:

Սահմանում

ՋԷԿ-ը էլեկտրակայան է, որն օգտագործում է ցանկացած հանածո վառելիք՝ որպես էներգիայի աղբյուր։ Վերջինս կարող է օգտագործվել, օրինակ, նավթ, գազ, ածուխ։ Ներկայումս ջերմային համալիրները համարվում են էլեկտրակայանների ամենատարածված տեսակն աշխարհում։ ՋԷԿ-երի ժողովրդականությունը բացատրվում է հիմնականում հանածո վառելիքի առկայությամբ: Նավթը, գազը և ածուխը հասանելի են մոլորակի շատ մասերում:

ՋԷԿ-ը (տառագիր՝ իցՆրա հապավումը կարծես «ջերմաէլեկտրակայան»), ի թիվս այլ բաների, բավականին բարձր արդյունավետությամբ համալիր: Կախված օգտագործվող տուրբինների տեսակից, այս տիպի կայաններում այս ցուցանիշը կարող է հավասար լինել 30-70%:

Ինչ տեսակի ջերմաէլեկտրակայաններ կան:

Այս տեսակի կայանները կարելի է դասակարգել ըստ երկու հիմնական չափանիշների.

• նպատակը;
• տեղադրումների տեսակը.

Առաջին դեպքում տարանջատում են պետական ​​թաղամասային էլեկտրակայանները և ջերմային էլեկտրակայանները։Նահանգային թաղամասի էլեկտրակայանը այն կայան է, որը գործում է տուրբինը պտտելով շիթային շիթերի հզոր ճնշման տակ։ GRES հապավումը՝ պետական ​​թաղամասի էլեկտրակայան, այժմ կորցրել է իր արդիականությունը։ Հետեւաբար, նման համալիրները հաճախ կոչվում են նաեւ CES: Այս հապավումը նշանակում է «կոնդենսացիոն էլեկտրակայան»:

CHP-ն նույնպես բավականին տարածված ջերմաէլեկտրակայանի տեսակ է: Ի տարբերություն պետական ​​շրջանային էլեկտրակայանների, նման կայանները հագեցված են ոչ թե կոնդենսացիոն տուրբիններով, այլ ջեռուցման տուրբիններով։ CHP-ն նշանակում է «ջերմային և էլեկտրակայան»:

Ի հավելումն խտացման և ջեռուցման կայանների (շոգետուրբին), ջերմաէլեկտրակայաններում կարող են օգտագործվել սարքավորումների հետևյալ տեսակները.

• գոլորշի-գազ.

TPP և CHP. տարբերություններ

Հաճախ մարդիկ շփոթում են այս երկու հասկացությունները: CHP-ն, ըստ էության, ինչպես պարզեցինք, ՋԷԿ-երի տեսակներից մեկն է։ Նման կայանը մյուս տիպի ՋԷԿ-երից տարբերվում է առաջին հերթին դրանովՋերմային էներգիայի մի մասը գնում է սենյակներում տեղադրված կաթսաներին՝ դրանք տաքացնելու կամ տաք ջուր արտադրելու համար։

Բացի այդ, մարդիկ հաճախ շփոթում են հիդրոէլեկտրակայանների և նահանգային շրջանային էլեկտրակայանների անունները: Սա առաջին հերթին պայմանավորված է հապավումների նմանությամբ: Այնուամենայնիվ, հիդրոէլեկտրակայանները սկզբունքորեն տարբերվում են պետական ​​տարածաշրջանային էլեկտրակայաններից։ Այս երկու տեսակի կայանները կառուցված են գետերի վրա։ Սակայն հիդրոէլեկտրակայաններում, ի տարբերություն պետական ​​տարածքային էլեկտրակայանների, որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործվում է ոչ թե գոլորշին, այլ հենց ջրի հոսքը։

Ի՞նչ պահանջներ են ներկայացնում ՋԷԿ-երին:

ՋԷԿ-ը ջերմաէլեկտրակայան է, որտեղ էլեկտրաէներգիան արտադրվում և սպառվում է միաժամանակ: Հետեւաբար, նման համալիրը պետք է լիովին համապատասխանի մի շարք տնտեսական եւ տեխնոլոգիական պահանջներին: Դա կապահովի սպառողների էլեկտրաէներգիայի անխափան և հուսալի մատակարարումը։ Այսպիսով.

• ՋԷԿ-ի տարածքը պետք է ունենա լավ լուսավորություն, օդափոխություն և օդափոխություն.
• բույսի ներսում և շրջակայքում օդը պետք է պաշտպանված լինի պինդ մասնիկների, ազոտի, ծծմբի օքսիդի և այլնի աղտոտումից.
• ջրամատակարարման աղբյուրները պետք է խնամքով պաշտպանված լինեն կեղտաջրերի ներթափանցումից.
• Կայաններում ջրի մաքրման համակարգերը պետք է հագեցած լինենառանց թափոնների:

ՋԷԿ-երի շահագործման սկզբունքը

ՋԷԿ-ը էլեկտրակայան է, որոնց վրա կարող են օգտագործվել տարբեր տեսակի տուրբիններ։ Հաջորդը, մենք կքննարկենք ջերմային էլեկտրակայանների շահագործման սկզբունքը, օգտագործելով դրա ամենատարածված տեսակներից մեկի `ջերմային էլեկտրակայանների օրինակը: Նման կայաններում էներգիան արտադրվում է մի քանի փուլով.

Վառելիքը և օքսիդիչը մտնում են կաթսա: Ռուսաստանում ածուխի փոշին սովորաբար օգտագործվում է որպես առաջին: Երբեմն ՋԷԿ-երի վառելիքը կարող է լինել նաև տորֆ, մազութ, ածուխ, նավթային թերթաքար և գազ: Այս դեպքում օքսիդացնող նյութը ջեռուցվող օդն է:

Կաթսայում վառելիքի այրման արդյունքում առաջացած գոլորշին մտնում է տուրբին։ Վերջինիս նպատակը գոլորշու էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելն է։

Տուրբինի պտտվող լիսեռները էներգիան փոխանցում են գեներատորի լիսեռներին, որոնք այն վերածում են էլեկտրականության։

Սառեցված գոլորշին, որը կորցրել է իր էներգիայի մի մասը տուրբինում, մտնում է կոնդենսատոր:Այստեղ այն վերածվում է ջրի, որը տաքացուցիչների միջոցով մատակարարվում է դեզերատորին։

ԴեաեՄաքրված ջուրը տաքացվում է և մատակարարվում է կաթսա:



ՋԷԿ-ի առավելությունները

Այսպիսով, ՋԷԿ-ը կայան է, որի սարքավորումների հիմնական տեսակը տուրբիններն ու գեներատորներն են: Նման համալիրների առավելությունները հիմնականում ներառում են.

• շինարարության ցածր արժեքը՝ համեմատած այլ տեսակի էլեկտրակայանների մեծ մասի հետ.
• օգտագործվող վառելիքի էժանությունը;
• էլեկտրաէներգիայի արտադրության ցածր արժեքը.

Բացի այդ, նման կայանների մեծ առավելությունն այն է, որ դրանք կարող են կառուցվել ցանկացած ցանկալի վայրում՝ անկախ վառելիքի առկայությունից: Ածուխ, մազութ և այլն կարելի է տեղափոխել կայարան ավտոմոբիլային կամ երկաթուղային ճանապարհով։

ՋԷԿ-երի մյուս առավելությունն այն է, որ դրանք շատ փոքր տարածք են զբաղեցնում մյուս տիպի կայանների համեմատ։

ՋԷԿ-երի թերությունները

Իհարկե, նման կայանները ոչ միայն առավելություններ ունեն. Նրանք ունեն նաև մի շարք թերություններ. ՋԷԿ-երը համալիրներ են, որոնք, ցավոք, մեծապես աղտոտում են շրջակա միջավայրը։ Այս տիպի կայանները կարող են հսկայական քանակությամբ մուր և ծուխ արտանետել օդ։ Նաև ՋԷԿ-երի թերությունները ներառում են շահագործման բարձր ծախսերը՝ համեմատած հիդրոէլեկտրակայանների հետ: Բացի այդ, նման կայաններում օգտագործվող վառելիքի բոլոր տեսակները համարվում են անփոխարինելի բնական ռեսուրսներ։

Ի՞նչ այլ տեսակի ջերմաէլեկտրակայաններ կան:

Ի լրումն գոլորշու տուրբինային ջերմաէլեկտրակայանների և ջերմային էլեկտրակայանների (GRES), Ռուսաստանում գործում են հետևյալ կայանները.

Գազի տուրբին (GTPP): Այս դեպքում տուրբինները պտտվում են ոչ թե գոլորշու, այլ բնական գազից։ Նաև նման կայաններում մազութը կամ դիզելային վառելիքը կարող են օգտագործվել որպես վառելիք: Նման կայանների արդյունավետությունը, ցավոք, շատ բարձր չէ (27 - 29%): Հետեւաբար, դրանք հիմնականում օգտագործվում են միայն որպես էլեկտրաէներգիայի պահեստային աղբյուրներ կամ նախատեսված են փոքր բնակավայրերի ցանցին լարման մատակարարման համար։

Շոգեգազային տուրբին (SGPP): Նման համակցված կայանների արդյունավետությունը մոտավորապես 41 - 44% է: Այս տեսակի համակարգերում և՛ գազային, և՛ գոլորշու տուրբինները միաժամանակ էներգիա են փոխանցում գեներատորին: ՋԷԿ-երի նման, համակցված հիդրոէլեկտրակայանները կարող են օգտագործվել ոչ միայն էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, այլև շենքերը տաքացնելու կամ սպառողներին տաք ջրով ապահովելու համար։

Կայանների օրինակներ

Այսպիսով, ցանկացած օբյեկտ կարելի է համարել բավականին արդյունավետ և որոշ չափով նույնիսկ ունիվերսալ։ Ես ՋԷԿ եմ, էլեկտրակայան։ ՕրինակներՆման համալիրները ներկայացնում ենք ստորև ներկայացված ցանկում.

Բելգորոդի ՋԷԿ. Այս կայանի հզորությունը 60 ՄՎտ է։ Նրա տուրբիններն աշխատում են բնական գազով։

Michurinskaya CHPP (60 ՄՎտ): Այս օբյեկտը նույնպես գտնվում է Բելգորոդի շրջանում և աշխատում է բնական գազով։

Cherepovets GRES. Համալիրը գտնվում է Վոլգոգրադի մարզում և կարող է աշխատել ինչպես գազով, այնպես էլ ածուխով։ Այս կայանի հզորությունը կազմում է 1051 ՄՎտ։

Լիպեցկի CHPP-2 (515 ՄՎտ): Սնուցվում է բնական գազով։

CHPP-26 «Mosenergo» (1800 ՄՎտ).

Cherepetskaya GRES (1735 ՄՎտ): Այս համալիրի տուրբինների վառելիքի աղբյուրը ածուխն է։

Եզրակացության փոխարեն

Այսպիսով, մենք պարզեցինք, թե որոնք են ջերմաէլեկտրակայանները և ինչ տեսակի նման օբյեկտներ կան։ Այս տեսակի առաջին համալիրը կառուցվել է շատ վաղուց՝ 1882 թվականին Նյու Յորքում։ Մեկ տարի անց նման համակարգ սկսեց գործել Ռուսաստանում՝ Սանկտ Պետերբուրգում։ ՋԷԿ-երն այսօր էլեկտրակայանների տեսակ են, որոնց բաժին է ընկնում աշխարհում արտադրվող ողջ էլեկտրաէներգիայի մոտ 75%-ը։ Եվ, ինչպես երեւում է, չնայած մի շարք թերություններին, նման տիպի կայանները բնակչությանը երկար ժամանակ կապահովեն էլեկտրաէներգիայով ու ջերմությամբ։ Ի վերջո, նման համալիրների առավելությունները մեծության կարգով ավելի մեծ են, քան թերությունները:

Էլեկտրակայանը բնական էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածող էլեկտրակայան է։ Ամենատարածվածը ջերմային էլեկտրակայաններն են (ՋԷԿ), որոնք օգտագործում են օրգանական վառելիքի (պինդ, հեղուկ և գազային) այրման արդյունքում արտազատվող ջերմային էներգիան։

ՋԷԿ-երը արտադրում են մեր մոլորակի վրա արտադրվող էլեկտրաէներգիայի մոտ 76%-ը։ Դա պայմանավորված է մեր մոլորակի գրեթե բոլոր տարածքներում հանածո վառելիքի առկայությամբ. օրգանական վառելիքի արդյունահանման վայրից էներգիա սպառողների մոտ գտնվող էլեկտրակայան տեղափոխելու հնարավորությունը. ՋԷԿ-երում տեխնիկական առաջընթաց՝ ապահովելով բարձր հզորությամբ ՋԷԿ-երի կառուցումը. աշխատանքային հեղուկից թափոնային ջերմության օգտագործման և սպառողներին մատակարարելու հնարավորությունը, բացի էլեկտրական էներգիայից, նաև ջերմային էներգիա (գոլորշու կամ տաք ջրով) և այլն:

Էներգիայի բարձր տեխնիկական մակարդակ կարող է ապահովվել միայն արտադրող հզորությունների ներդաշնակ կառուցվածքով. էներգահամակարգը պետք է ներառի էժան էլեկտրաէներգիա արտադրող, բայց բեռնվածքի փոփոխության միջակայքի և արագության լուրջ սահմանափակումներ ունեցող ատոմակայաններ և մատակարարող ՋԷԿ։ ջերմություն և էլեկտրաէներգիա, որոնց քանակը կախված է էներգիայի պահանջարկից, ջերմային և հզոր շոգետուրբինային էներգաբլոկներ, որոնք աշխատում են ծանր վառելիքով, և շարժական ինքնավար գազատուրբինային բլոկներ, որոնք ծածկում են կարճաժամկետ բեռի գագաթնակետը:

1.1 Էլեկտրակայանների տեսակները և դրանց առանձնահատկությունները.

Նկ. 1-ում ներկայացված է հանածո վառելիք օգտագործող ջերմաէլեկտրակայանների դասակարգումը:

Նկ.1. Հանածո վառելիք օգտագործող ՋԷԿ-երի տեսակները.

Նկ.2 ՋԷԿ-ի սխեմատիկ ջերմային դիագրամ

1 – գոլորշու կաթսա; 2 - տուրբին; 3 – էլեկտրական գեներատոր; 4 - կոնդենսատոր; 5 - կոնդենսատային պոմպ; 6 – ցածր ճնշման ջեռուցիչներ; 7 – դեզերատոր; 8 - կերակրման պոմպ; 9 – բարձր ճնշման ջեռուցիչներ; 10 – ջրահեռացման պոմպ.

ՋԷԿ-ը սարքավորումների և սարքերի համալիր է, որոնք վառելիքի էներգիան վերածում են էլեկտրական և (ընդհանուր առմամբ) ջերմային էներգիայի:

ՋԷԿ-երը բնութագրվում են մեծ բազմազանությամբ և կարող են դասակարգվել ըստ տարբեր չափանիշների:

Ելնելով իրենց նպատակից և մատակարարվող էներգիայի տեսակից՝ էլեկտրակայանները բաժանվում են տարածաշրջանային և արդյունաբերական։

Թաղային էլեկտրակայանները անկախ հանրային էլեկտրակայաններ են, որոնք սպասարկում են տարածաշրջանի բոլոր տեսակի սպառողներին (արդյունաբերական ձեռնարկություններ, տրանսպորտ, բնակչություն և այլն): Շրջանի կոնդենսացիոն էլեկտրակայանները, որոնք հիմնականում արտադրում են էլեկտրաէներգիա, հաճախ պահպանում են իրենց պատմական անվանումը՝ GRES (պետական ​​թաղամասային էլեկտրակայաններ)։ Շրջանի էլեկտրակայանները, որոնք արտադրում են էլեկտրական և ջերմային էներգիա (գոլորշու կամ տաք ջրի տեսքով) կոչվում են համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ (CHP): Որպես կանոն, պետական ​​շրջանային էլեկտրակայանները և շրջանային ջերմաէլեկտրակայանները ունեն ավելի քան 1 մլն կՎտ հզորություն։

Արդյունաբերական էլեկտրակայանները էլեկտրակայաններ են, որոնք ջերմային և էլեկտրական էներգիա են մատակարարում կոնկրետ արտադրական ձեռնարկություններին կամ դրանց համալիրին, օրինակ՝ քիմիական արտադրության գործարանին: Արդյունաբերական էլեկտրակայանները արդյունաբերական ձեռնարկությունների մի մասն են, որոնց սպասարկում են։ Դրանց հզորությունը որոշվում է արդյունաբերական ձեռնարկությունների ջերմային և էլեկտրական էներգիայի կարիքներով և, որպես կանոն, զգալիորեն պակաս է շրջանային ջերմաէլեկտրակայաններից։ Հաճախ արդյունաբերական էլեկտրակայանները գործում են ընդհանուր էլեկտրական ցանցում, սակայն ենթակա չեն էներգահամակարգի դիսպետչերին:

Կախված օգտագործվող վառելիքի տեսակից՝ ջերմային էլեկտրակայանները բաժանվում են հանածո վառելիքի և միջուկային վառելիքի վրա աշխատող էլեկտրակայանների։

Հանածո վառելիքով աշխատող կոնդենսացիոն էլեկտրակայանները, այն ժամանակ, երբ չկային ատոմակայաններ (ԱԷԿ), պատմականորեն կոչվում էին ջերմաէլեկտրակայաններ (TES – ՋԷԿ)։ Այս իմաստով է, որ այս տերմինը կօգտագործվի ստորև, թեև ջերմային էլեկտրակայանները, ատոմակայանները, գազատուրբինային էլեկտրակայանները (GTPP) և համակցված ցիկլով էլեկտրակայանները (CGPP) նույնպես ջերմային էլեկտրակայաններ են, որոնք գործում են ջերմային փոխակերպման սկզբունքով։ էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի.

ՋԷԿ-երի համար որպես օրգանական վառելիք օգտագործվում են գազային, հեղուկ և պինդ վառելիքները։ Ռուսաստանի ջերմաէլեկտրակայանների մեծ մասը, հատկապես եվրոպական մասում, բնական գազը սպառում է որպես հիմնական վառելիք, իսկ մազութը՝ որպես պահեստային վառելիք՝ օգտագործելով վերջինս բարձր արժեքի պատճառով միայն ծայրահեղ դեպքերում. Նման ջերմաէլեկտրակայանները կոչվում են գազայուղային էլեկտրակայաններ։ Շատ շրջաններում, հիմնականում Ռուսաստանի ասիական հատվածում, հիմնական վառելիքը ջերմային ածուխն է՝ ցածր կալորիականությամբ ածուխը կամ բարձր կալորիականությամբ ածխի արդյունահանման թափոնները (անտրացիտի ածուխ - ԱՇ): Քանի որ մինչ այրումը նման ածուխները մանրացվում են հատուկ ջրաղացներում մինչև փոշոտ վիճակ, այդպիսի ջերմաէլեկտրակայանները կոչվում են փոշիացված ածուխ:

Ելնելով ջերմային էլեկտրակայաններում օգտագործվող ջերմային էներգիան տուրբինային ագրեգատների ռոտորների պտտման մեխանիկական էներգիայի վերածելու համար, առանձնանում են գոլորշու, գազատուրբինային և համակցված ցիկլի էլեկտրակայանները:

Գոլորշի տուրբինային էլեկտրակայանների հիմքը գոլորշու տուրբինային միավորներն են (STU), որոնք օգտագործում են ամենաբարդ, ամենահզոր և չափազանց առաջադեմ էներգիայի մեքենան՝ գոլորշու տուրբինը՝ ջերմային էներգիան մեխանիկական էներգիայի փոխակերպելու համար: PTU-ն ջերմային էլեկտրակայանների, համակցված ջերմաէլեկտրակայանների և ատոմակայանների հիմնական տարրն է։

STP-երը, որոնք ունեն կոնդենսացիոն տուրբիններ որպես էլեկտրական գեներատորների շարժիչ և չեն օգտագործում արտանետվող գոլորշու ջերմությունը արտաքին սպառողներին ջերմային էներգիա մատակարարելու համար, կոչվում են կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններ: Ջեռուցման տուրբիններով հագեցած STU-ները, որոնք արտանետվող գոլորշու ջերմությունն արձակում են արդյունաբերական կամ քաղաքային սպառողներին, կոչվում են համակցված ջերմային և էլեկտրակայաններ (CHP):

Գազատուրբինային ջերմաէլեկտրակայանները (GTPPs) հագեցած են գազատուրբինային ագրեգատներով (GTU), որոնք աշխատում են գազային կամ ծայրահեղ դեպքում հեղուկ (դիզելային) վառելիքով: Քանի որ գազատուրբինային կայանի հետևում գտնվող գազերի ջերմաստիճանը բավականին բարձր է, դրանք կարող են օգտագործվել արտաքին սպառողներին ջերմային էներգիա մատակարարելու համար: Նման էլեկտրակայանները կոչվում են GTU-CHP: Ներկայումս Ռուսաստանում գործում է մեկ գազատուրբինային էլեկտրակայան (GRES-3 Կլասոնի անվ. Էլեկտրոգորսկ, Մոսկվայի մարզ) 600 ՄՎտ հզորությամբ և մեկ գազատուրբինային համակցված էլեկտրակայան (Մոսկվայի մարզի Էլեկտրոստալ քաղաքում):

Ավանդական ժամանակակից գազատուրբինային միավորը (GTU) օդային կոմպրեսորի, այրման պալատի և գազատուրբինի, ինչպես նաև օժանդակ համակարգերի համադրություն է, որոնք ապահովում են դրա շահագործումը: Գազատուրբինային միավորի և էլեկտրական գեներատորի համադրությունը կոչվում է գազատուրբինային միավոր:

Համակցված ցիկլի ջերմային էլեկտրակայանները հագեցված են համակցված ցիկլի գազի ագրեգատներով (CCG), որոնք գազատուրբինների և շոգետուրբինների համակցություն են, ինչը թույլ է տալիս բարձր արդյունավետություն: CCGT-CHP կայանները կարող են նախագծվել որպես կոնդենսացիոն կայաններ (CCP-CHP) և ջերմային էներգիայի մատակարարմամբ (CCP-CHP): Ներկայումս Ռուսաստանում գործում են չորս նոր CCGT-CHP կայաններ (Սանկտ Պետերբուրգի հյուսիս-արևմտյան CHPP, Կալինինգրադսկայա, Mosenergo ԲԲԸ-ի CHPP-27 և Sochinskaya), ինչպես նաև կառուցվել է համակցված CCGT գործարան Տյումենի ՋԷԿ-ում: 2007 թվականին շահագործման է հանձնվել Ivanovo CCGT-KES-ը։

Մոդուլային ջերմաէլեկտրակայանները բաղկացած են առանձին, սովորաբար նույն տիպի էլեկտրակայաններից՝ էներգաբլոկներից։ Էներգաբլոկում յուրաքանչյուր կաթսա գոլորշի է մատակարարում միայն իր տուրբինին, որից խտացումից հետո վերադառնում է միայն իր կաթսա։ Բոլոր հզոր պետական ​​թաղամասային էլեկտրակայանները և ջերմաէլեկտրակայանները, որոնք ունեն, այսպես կոչված, գոլորշու միջանկյալ գերտաքացում, կառուցված են բլոկային սխեմայով։ ՋԷԿ-երում խաչաձև միացումներով կաթսաների և տուրբինների շահագործումն ապահովվում է այլ կերպ. ՋԷԿ-ի բոլոր կաթսաները գոլորշի են մատակարարում մեկ ընդհանուր գոլորշու գծին (կոլեկտորին), իսկ ՋԷԿ-ի բոլոր շոգետուրբինները սնվում են դրանից: Համաձայն այս սխեմայի, կառուցվում են առանց միջանկյալ գերտաքացման CES-ներ և գրեթե բոլոր ջերմային էներգիայի կայանները, որոնք ունեն ենթակրիտիկական սկզբնական գոլորշու պարամետրեր:

Ելնելով սկզբնական ճնշման մակարդակից՝ առանձնանում են ենթակրիտիկական ճնշման, գերկրիտիկական ճնշման (SCP) և գերկրիտիկական պարամետրերի (SSCP) ջերմային էլեկտրակայանները։

Կրիտիկական ճնշումը 22,1 ՄՊա է (225,6 at): Ռուսաստանի ջերմային և էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունում նախնական պարամետրերը ստանդարտացված են. ՋԷԿ-երը և համակցված ջերմաէլեկտրակայանները կառուցված են 8,8 և 12,8 ՄՊա (90 և 130 ատմ) ենթակրիտիկական ճնշման համար, իսկ SKD-ի համար՝ 23,5 ՄՊա (240 ատմ): . Տեխնիկական պատճառներով գերկրիտիկական պարամետրերով ՋԷԿ-երը համալրվում են միջանկյալ գերտաքացումով և բլոկային դիագրամի համաձայն։ Գերգերկրիտիկական պարամետրերը պայմանականորեն ներառում են 24 ՄՊա-ից ավելի ճնշում (մինչև 35 ՄՊա) և 5600C-ից ավելի ջերմաստիճան (մինչև 6200C), որոնց օգտագործումը պահանջում է նոր նյութեր և նոր սարքավորումների ձևավորում: Հաճախ ջերմային էլեկտրակայանները կամ համակցված ջերմաէլեկտրակայանները տարբեր մակարդակների պարամետրերի համար կառուցվում են մի քանի փուլով` հերթերով, որոնց պարամետրերը մեծանում են յուրաքանչյուր նոր հերթի ներմուծմամբ:

ՋԷԿ-երում մարդիկ ստանում են մոլորակի վրա իրենց անհրաժեշտ գրեթե ողջ էներգիան։ Մարդիկ սովորել են էլեկտրական հոսանք ստանալ այլ կերպ, բայց դեռ չեն ընդունում այլընտրանքային տարբերակները։ Եթե ​​նույնիսկ իրենց համար ձեռնտու է վառելիք օգտագործելը, չեն հրաժարվում։

Ո՞րն է ՋԷԿ-երի գաղտնիքը.

ՋերմաէլեկտրակայաններՊատահական չէ, որ դրանք մնում են անփոխարինելի։ Նրանց տուրբինը էներգիա է արտադրում ամենապարզ ձևով՝ օգտագործելով այրումը։ Դրա շնորհիվ հնարավոր է նվազագույնի հասցնել շինարարական ծախսերը, որոնք լիովին արդարացված են համարվում։ Նման առարկաներ կան աշխարհի բոլոր երկրներում, ուստի պետք չէ զարմանալ տարածվածության վրա։

ՋԷԿ-երի շահագործման սկզբունքըկառուցված վառելիքի հսկայական ծավալների այրման վրա: Արդյունքում առաջանում է էլեկտրաէներգիա, որը սկզբում կուտակվում է, ապա բաշխվում որոշակի շրջաններ։ ՋԷԿ-ի օրինաչափությունները մնում են գրեթե անփոփոխ:

Ի՞նչ վառելիք է օգտագործվում կայարանում:

Յուրաքանչյուր կայան օգտագործում է առանձին վառելիք: Այն հատուկ մատակարարված է, որպեսզի աշխատանքային ընթացքը չխաթարվի։ Այս կետը մնում է խնդրահարույցներից մեկը, քանի որ առաջանում են տրանսպորտային ծախսեր։ Ինչ տեսակի սարքավորումներ է այն օգտագործում:

• Ածուխ;
• Նավթի թերթաքար;
• Տորֆ;
• Վառելիքի յուղ;
• Բնական գազ.

ՋԷԿ-երի ջերմային շղթաները կառուցված են որոշակի տեսակի վառելիքի վրա։ Ավելին, դրանցում կատարվում են աննշան փոփոխություններ՝ առավելագույն արդյունավետություն ապահովելու համար։ Եթե ​​դրանք չկատարվեն, հիմնական սպառումը կլինի չափից ավելի, և, հետևաբար, առաջացող էլեկտրական հոսանքը արդարացված չի լինի։

ՋԷԿ-երի տեսակները

Կարևոր խնդիր են ՋԷԿ-երի տեսակները։ Դրա պատասխանը ձեզ կասի, թե ինչպես է առաջանում անհրաժեշտ էներգիան։ Այսօր աստիճանաբար լուրջ փոփոխություններ են կատարվում, որտեղ հիմնական աղբյուրը լինելու են այլընտրանքային տեսակները, սակայն առայժմ դրանց օգտագործումը մնում է անտեղի։

1. խտացում (IES);
2. Համակցված ջերմային և էլեկտրակայաններ (CHP);
3. Նահանգային շրջանային էլեկտրակայաններ (GRES).

ՋԷԿ-ը կպահանջի մանրամասն նկարագրություն: Տեսակները տարբեր են, ուստի միայն քննարկումը կբացատրի, թե ինչու է նման մասշտաբի կառուցումը:

Խտացում (IES)

ՋԷԿ-երի տեսակները սկսվում են խտացնողներից։ Նման ջերմաէլեկտրակայաններն օգտագործվում են բացառապես էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Ամենից հաճախ այն կուտակվում է առանց անմիջապես տարածվելու։ Կոնդենսացիայի մեթոդը ապահովում է առավելագույն արդյունավետություն, ուստի նմանատիպ սկզբունքները համարվում են օպտիմալ: Այսօր բոլոր երկրներում կան առանձին լայնածավալ օբյեկտներ, որոնք մատակարարում են հսկայական շրջաններ։

Ատոմակայանները աստիճանաբար հայտնվում են՝ փոխարինելով ավանդական վառելիքին։ Միայն փոխարինումը մնում է թանկ և ժամանակատար գործընթաց, քանի որ հանածո վառելիքի վրա աշխատելը տարբերվում է այլ մեթոդներից: Ավելին, մեկ կայանի անջատումն անհնար է, քանի որ նման իրավիճակներում ամբողջ շրջաններ մնում են առանց արժեքավոր էլեկտրաէներգիայի։

Համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ (CHP)

CHP կայանները օգտագործվում են միանգամից մի քանի նպատակների համար. Դրանք հիմնականում օգտագործվում են արժեքավոր էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, սակայն վառելիքի այրումը նույնպես օգտակար է ջերմություն առաջացնելու համար: Դրա շնորհիվ պրակտիկայում շարունակում են օգտագործվել համակցված էլեկտրակայանները։

Կարևոր առանձնահատկությունն այն է, որ նման ջերմային էլեկտրակայանները գերազանցում են համեմատաբար ցածր հզորությամբ մյուս տեսակներին: Նրանք մատակարարում են կոնկրետ տարածքներ, ուստի մեծաքանակ մատակարարումների կարիք չկա: Պրակտիկան ցույց է տալիս, թե որքան շահավետ է նման լուծումը լրացուցիչ էլեկտրահաղորդման գծերի անցկացման շնորհիվ: Ժամանակակից ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքն ավելորդ է միայն շրջակա միջավայրի պատճառով։

Պետական ​​շրջանային էլեկտրակայաններ

Ընդհանուր տեղեկություններ ժամանակակից ՋԷԿ-երի մասին GRES-ը նշված չէ: Աստիճանաբար նրանք մնում են երկրորդ պլանում՝ կորցնելով իրենց արդիականությունը։ Չնայած պետական ​​սեփականություն հանդիսացող թաղամասային էլեկտրակայանները շարունակում են օգտակար մնալ էներգիայի արտադրության առումով:

ՋԷԿ-երի տարբեր տեսակներ ապահովում են հսկայական շրջաններ, սակայն նրանց հզորությունը դեռևս բավարար չէ: Խորհրդային տարիներին լայնածավալ ծրագրեր էին իրականացվում, որոնք այժմ փակվում են։ Պատճառը վառելիքի ոչ պատշաճ օգտագործումն էր։ Թեև դրանց փոխարինումը մնում է խնդրահարույց, քանի որ ժամանակակից ՋԷԿ-երի առավելություններն ու թերությունները հիմնականում նշվում են էներգիայի մեծ ծավալներով:

Ո՞ր էլեկտրակայաններն են ջերմային:Նրանց սկզբունքը հիմնված է վառելիքի այրման վրա: Դրանք մնում են անփոխարինելի, թեև հաշվարկներն ակտիվորեն իրականացվում են համարժեք փոխարինման համար: ՋԷԿ-երը շարունակում են գործնականում ապացուցել իրենց առավելություններն ու թերությունները։ Ինչի պատճառով նրանց աշխատանքը մնում է անհրաժեշտ։

ՋԷԿ-ը էլեկտրակայան է, որն արտադրում է էլեկտրական էներգիա օրգանական վառելիքի այրման ժամանակ արտանետվող ջերմային էներգիայի փոխակերպման արդյունքում (նկ. Ե.1):

Կան ջերմային շոգետուրբինային էլեկտրակայաններ (ԳՏՏԳ), գազատուրբինային էլեկտրակայաններ (GTPP) և համակցված ցիկլի էլեկտրակայաններ (CGPP): Եկեք ավելի սերտ նայենք TPES-ին:

Նկ.Դ.1 ՋԷԿ-ի դիագրամ

TPES-ում ջերմային էներգիան օգտագործվում է գոլորշու գեներատորում՝ բարձր ճնշման ջրի գոլորշի արտադրելու համար, որը շարժում է գոլորշու տուրբինի ռոտորը՝ կապված էլեկտրական գեներատորի ռոտորին: Նման ջերմաէլեկտրակայաններում օգտագործվող վառելիքն է ածուխը, մազութը, բնական գազը, լիգնիտը (շագանակագույն ածուխ), տորֆը և թերթաքարը։ Դրանց արդյունավետությունը հասնում է 40%-ի, հզորությունը՝ 3 ԳՎտ։ TPES, որոնք ունեն կոնդենսացիոն տուրբիններ որպես շարժիչ էլեկտրական գեներատորների համար և չեն օգտագործում արտանետվող գոլորշու ջերմությունը արտաքին սպառողներին ջերմային էներգիա մատակարարելու համար, կոչվում են կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններ (Ռուսաստանի Դաշնությունում պաշտոնական անվանումն է Պետական ​​շրջանի էլեկտրակայան կամ GRES): . Նահանգային շրջանային էլեկտրակայանները արտադրում են ջերմաէլեկտրակայաններում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի մոտ 2/3-ը։

Ջեռուցման տուրբիններով հագեցած և արտանետվող գոլորշու ջերմությունը արդյունաբերական կամ քաղաքային սպառողներին արձակող TPES կոչվում են համակցված ջերմային և էլեկտրակայաններ (CHP). դրանք արտադրում են ՋԷԿ-երում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի մոտ 1/3-ը։

Հայտնի են ածուխի չորս տեսակներ. Ածխածնի պարունակության և, հետևաբար, կալորիականության բարձրացման կարգով այս տեսակները դասավորվում են հետևյալ կերպ՝ տորֆ, շագանակագույն ածուխ, բիտումային (ճարպ) ածուխ կամ կարծր ածուխ և անտրացիտ։ ՋԷԿ-երի շահագործման ժամանակ հիմնականում օգտագործվում են առաջին երկու տեսակները.

Ածուխը քիմիապես մաքուր ածխածին չէ, այն պարունակում է նաև անօրգանական նյութ (շագանակագույն ածուխը պարունակում է մինչև 40% ածխածին), որը մնում է ածուխի այրումից հետո մոխրի տեսքով։ Ածուխը կարող է պարունակել ծծումբ՝ երբեմն որպես երկաթի սուլֆիդ, երբեմն՝ որպես ածխի օրգանական բաղադրիչների մաս։ Ածուխը սովորաբար պարունակում է մկնդեղ, սելեն և ռադիոակտիվ տարրեր։ Փաստորեն, ածուխը, պարզվում է, ամենակեղտոտն է բոլոր հանածո վառելիքներից:

Ածուխի այրման ժամանակ առաջանում են ածխաթթու գազ, ածխածնի օքսիդ, ինչպես նաև մեծ քանակությամբ ծծմբի օքսիդներ, կասեցված մասնիկներ և ազոտի օքսիդներ։ Ծծմբի օքսիդները վնասում են ծառերը, տարբեր նյութերը և վնասակար ազդեցություն են ունենում մարդկանց վրա։

Էլեկտրակայաններում ածուխի այրման ժամանակ մթնոլորտ արտանետվող մասնիկները կոչվում են «թռչող մոխիր»: Մոխրի արտանետումները խստորեն վերահսկվում են: Կախված մասնիկների մոտ 10%-ն իրականում մտնում է մթնոլորտ։

1000 ՄՎտ ածուխով աշխատող էլեկտրակայանը տարեկան այրում է 4-5 մլն տոննա ածուխ։

Քանի որ Ալթայի երկրամասում ածխի արդյունահանում չկա, մենք կենթադրենք, որ այն բերված է այլ շրջաններից, և այդ նպատակով ճանապարհներ են կառուցվում՝ դրանով իսկ փոխելով բնական լանդշաֆտը։

ՀԱՎԵԼՎԱԾ Ե

CHP-ն ջերմաէլեկտրակայան է, որը ոչ միայն էլեկտրաէներգիա է արտադրում, այլև ձմռանը տաքացնում է մեր տները: Օգտագործելով Կրասնոյարսկի ՋԷԿ-ի օրինակը, տեսնենք, թե ինչպես է աշխատում գրեթե ցանկացած ՋԷԿ:

Կրասնոյարսկում կա 3 ջերմաէլեկտրակայան, որոնց ընդհանուր էլեկտրաէներգիան կազմում է ընդամենը 1146 ՄՎտ (համեմատության համար նշենք, որ միայն մեր Նովոսիբիրսկի CHPP 5-ն ունի 1200 ՄՎտ հզորություն), բայց ինձ համար հատկանշականը Կրասնոյարսկի CHPP-3-ն էր, քանի որ կայանը։ նոր է, անգամ մեկ տարի էլ չի անցել, քանի որ առաջին և առայժմ միակ էներգաբլոկը հավաստագրվել է Համակարգի օպերատորի կողմից և հանձնվել կոմերցիոն շահագործման։ Այդ պատճառով ես կարողացա լուսանկարել դեռ փոշոտ, գեղեցիկ կայանը և շատ բան սովորել ՋԷԿ-ի մասին։

Այս գրառման մեջ, բացի KrasTPP-3-ի մասին տեխնիկական տեղեկություններից, ես ուզում եմ բացահայտել գրեթե ցանկացած համակցված ջերմաէլեկտրակայանի շահագործման սկզբունքը:

1. Երեք ծխնելույզ, որոնցից ամենաբարձրը 275 մ է, երկրորդը՝ 180 մ։

CHP հապավումն ինքնին ենթադրում է, որ կայանը ոչ միայն էլեկտրաէներգիա է արտադրում, այլև ջերմություն (տաք ջուր, ջեռուցում), և ջերմության արտադրությունը կարող է նույնիսկ ավելի առաջնահերթ լինել մեր երկրում, որը հայտնի է իր դաժան ձմեռներով:

2. Կրասնոյարսկի CHPP-3-ի տեղադրված էլեկտրական հզորությունը 208 ՄՎտ է, իսկ տեղադրված ջերմային հզորությունը՝ 631,5 Գկալ/ժ։

Պարզեցված ձևով ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ.

Ամեն ինչ սկսվում է վառելիքից: Ածուխը, գազը, տորֆը և նավթային թերթաքարերը կարող են օգտագործվել որպես վառելիք տարբեր էլեկտրակայաններում։ Մեր դեպքում սա B2 շագանակագույն ածուխ է Բորոդինոյի բաց հանքից, որը գտնվում է կայանից 162 կմ հեռավորության վրա: Ածուխը փոխադրվում է երկաթուղով։ Դրա մի մասը պահվում է, մյուս մասը փոխակրիչներով գնում է էներգաբլոկ, որտեղ ածուխն ինքնին սկզբում մանրացված է փոշու, այնուհետև սնվում է այրման պալատի մեջ՝ գոլորշու կաթսա:

Գոլորշու կաթսան իրեն անընդհատ մատակարարվող սնուցող ջրից մթնոլորտային ճնշումից բարձր ճնշման տակ գոլորշի արտադրելու միավոր է: Դա տեղի է ունենում վառելիքի այրման ժամանակ արտանետվող ջերմության շնորհիվ: Կաթսան ինքնին բավականին տպավորիչ տեսք ունի: KrasCHETS-3-ում կաթսայի բարձրությունը 78 մետր է (26 հարկանի շենք), իսկ կշռում է ավելի քան 7000 տոննա։

6. Գոլորշի կաթսա ապրանքանիշի Ep-670, արտադրված է Տագանրոգում: Կաթսայի հզորությունը 670 տոննա գոլորշու ժամում

Ես վերցրել եմ էլեկտրակայանի գոլորշու կաթսայի պարզեցված դիագրամը energoworld.ru կայքից, որպեսզի կարողանաք հասկանալ դրա կառուցվածքը:

1 - այրման պալատ (վառարան); 2 - հորիզոնական գազի խողովակ; 3 - կոնվեկտիվ լիսեռ; 4 - այրման էկրաններ; 5 - առաստաղի էկրաններ; 6 - ջրահեռացման խողովակներ; 7 - թմբուկ; 8 – ճառագայթային-կոնվեկտիվ գերտաքացուցիչ; 9 - կոնվեկտիվ գերտաքացուցիչ; 10 - ջրի տնտեսող; 11 — օդատաքացուցիչ; 12 - օդափոխիչի օդափոխիչ; 13 — ստորին էկրանի կոլեկտորներ; 14 - խարամ վարտիք; 15 - սառը թագ; 16 - այրիչներ. Դիագրամը ցույց չի տալիս մոխրի հավաքիչը և ծխի արտանետիչը:

7. Տեսարան վերևից

10. Կաթսայի թմբուկը հստակ տեսանելի է: Թմբուկը գլանաձև հորիզոնական անոթ է, որն ունի ջրի և գոլորշու ծավալներ, որոնք բաժանված են մակերեսով, որը կոչվում է գոլորշիացման հայելի:

Բարձր գոլորշու ելքի շնորհիվ կաթսան մշակել է ջեռուցման մակերեսներ՝ ինչպես գոլորշիացնող, այնպես էլ գերտաքացնող: Նրա կրակատուփը պրիզմատիկ է, քառանկյուն՝ բնական շրջանառությամբ։

Մի քանի խոսք կաթսայի շահագործման սկզբունքի մասին.

Կերակրման ջուրը մտնում է թմբուկը, անցնելով էկոնոմիզատորի միջով և արտահոսքի խողովակների միջով իջնում ​​է խողովակի էկրանների ստորին կոլեկտորների մեջ: Այս խողովակների միջոցով ջուրը բարձրանում է և, համապատասխանաբար, տաքանում, քանի որ կրակի տուփի ներսում այրվում է ջահը: Ջուրը վերածվում է գոլորշու-ջրի խառնուրդի, դրա մի մասը գնում է հեռավոր ցիկլոնների մեջ, իսկ մյուս մասը՝ նորից թմբուկի մեջ։ Երկու դեպքում էլ այս խառնուրդը բաժանվում է ջրի և գոլորշու: Գոլորշին գնում է գերտաքացուցիչների մեջ, և ջուրը կրկնում է իր ճանապարհը։

11. Սառեցված ծխատար գազերը (մոտ 130 աստիճան) դուրս են գալիս վառարանից դեպի էլեկտրական նստիչներ: Էլեկտրական նստիչներում գազերը մաքրվում են մոխիրից, մոխիրը տեղափոխվում է մոխրի աղբավայր, իսկ մաքրված ծխագազերը դուրս են գալիս մթնոլորտ: Ծխատար գազերի մաքրման արդյունավետ աստիճանը կազմում է 99,7%:
Լուսանկարում պատկերված են նույն էլեկտրաստատիկ փխրեցուցիչները:

Անցնելով գերտաքացուցիչների միջով՝ գոլորշին տաքացվում է մինչև 545 աստիճան ջերմաստիճան և մտնում է տուրբին, որտեղ նրա ճնշման տակ պտտվում է տուրբինային գեներատորի ռոտորը և, համապատասխանաբար, առաջանում է էլեկտրականություն։ Նշենք, որ կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններում (GRES) ջրի շրջանառության համակարգը ամբողջությամբ փակ է։ Տուրբինի միջով անցնող ամբողջ գոլորշին սառչում և խտացնում է: Կրկին վերածվելով հեղուկ վիճակի՝ ջուրը նորից օգտագործվում է։ Բայց ՋԷԿ-ի տուրբիններում ամբողջ գոլորշին չէ, որ մտնում է կոնդենսատոր։ Կատարվում է գոլորշու արդյունահանում՝ արտադրություն (ցանկացած արտադրության մեջ տաք գոլորշու օգտագործում) և ջեռուցում (տաք ջրամատակարարման ցանց)։ Սա CHP-ին դարձնում է տնտեսապես ավելի շահավետ, սակայն այն ունի իր թերությունները: Համակցված ջերմաէլեկտրակայանների թերությունն այն է, որ դրանք պետք է կառուցվեն վերջնական օգտագործողին մոտ: Ջեռուցման ցանցի տեղադրումը մեծ ծախսեր է պահանջում:

12. Կրասնոյարսկի CHPP-3-ը օգտագործում է ուղիղ հոսքի տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգ, որը թույլ է տալիս հրաժարվել հովացման աշտարակների օգտագործումից: Այսինքն՝ կոնդենսատորը հովացնելու և կաթսայում օգտագործվող ջուրը վերցվում է անմիջապես Ենիսեյից, բայց մինչ այդ ենթարկվում է մաքրման և աղազրկման։ Օգտագործելուց հետո ջուրը ջրանցքով վերադարձվում է Ենիսեյ՝ անցնելով ցրող արձակման համակարգով (ջեռուցվող ջուրը սառը ջրի հետ խառնելով՝ գետի ջերմային աղտոտումը նվազեցնելու համար):

14. Տուրբոգեներատոր

Հուսով եմ, կարողացա հստակ նկարագրել ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքը: Այժմ մի փոքր ինքնին KrasTPP-3-ի մասին:

Կայանի շինարարությունը սկսվել է դեռ 1981 թվականին, սակայն, ինչպես դա տեղի է ունենում Ռուսաստանում, ԽՍՀՄ փլուզման և ճգնաժամերի պատճառով հնարավոր չեղավ ժամանակին ՋԷԿ կառուցել։ 1992 թվականից մինչև 2012 թվականը կայանը աշխատել է որպես կաթսայատուն՝ ջեռուցել է ջուրը, բայց էլեկտրաէներգիա արտադրել սովորել է միայն անցյալ տարվա մարտի 1-ին։

Կրասնոյարսկի CHPP-3-ը պատկանում է Yenisei TGC-13-ին։ ՋԷԿ-ում աշխատում է մոտ 560 մարդ։ Ներկայումս Կրասնոյարսկի CHPP-3-ը ջերմամատակարարում է արդյունաբերական ձեռնարկություններին և Կրասնոյարսկի Սովետսկի շրջանի բնակարանային և կոմունալ հատվածին, մասնավորապես՝ Սեվերնի, Վզլյոտկա, Պոկրովսկի և Ինոկենտևսկի միկրոշրջաններին:

17.

19. CPU

20. KrasTPP-3-ում կա նաև տաք ջրի 4 կաթսա

21. Հրդեհի անցք վառարանի մեջ

23. Իսկ այս լուսանկարն արվել է էներգաբլոկի տանիքից։ Խոշոր խողովակն ունի 180 մ բարձրություն, փոքրը մեկնարկային կաթսայատան խողովակն է։

24. Տրանսֆորմատորներ

25. KrasTPP-3-ում որպես անջատիչ օգտագործվում է 220 կՎ փակ գազամեկուսիչ անջատիչ սարք (GRUE):

26. Շենքի ներսում

28. Անջատիչ սարքերի ընդհանուր տեսք

29. Այսքանը: Շնորհակալություն ուշադրության համար