Taş
Hangi santraller termiktir? Termik santral nasıl çalışır? Tes çeşitleri ve özellikleri

Hangi santraller termiktir? Termik santral nasıl çalışır? Tes çeşitleri ve özellikleri

Termik santraller nedir ve çalışma prensipleri nelerdir? Bu tür nesnelerin genel tanımı yaklaşık olarak şu şekildedir - bunlar doğal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren enerji santralleridir. Bu amaçlar için doğal kökenli yakıt da kullanılır.

Termik santrallerin çalışma prensibi. Kısa açıklama

Bugün, termal enerjiyi açığa çıkaran yanmanın en yaygın olduğu yer tam olarak bu tür tesislerdir. Termik santrallerin görevi bu enerjiyi kullanarak elektrik enerjisi üretmektir.

Termik santrallerin çalışma prensibi sadece üretmek değil, aynı zamanda örneğin sıcak su şeklinde tüketicilere sunulan termal enerjinin de üretilmesidir. Ayrıca bu enerji tesisleri tüm elektriğin yaklaşık %76'sını üretmektedir. Bu yaygın kullanım, istasyonun işletilmesi için fosil yakıtların kullanılabilirliğinin oldukça yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. İkinci neden ise yakıtın çıkarıldığı yerden istasyona taşınmasının oldukça basit ve akıcı bir işlem olmasıydı. Termik santrallerin çalışma prensibi, çalışma akışkanının atık ısısının tüketiciye ikincil tedariki için kullanılması mümkün olacak şekilde tasarlanmıştır.

İstasyonların türe göre ayrılması

Termal istasyonların ne tür ısı ürettiklerine bağlı olarak tiplere ayrılabileceğini belirtmekte fayda var. Bir termik santralin çalışma prensibi sadece elektrik enerjisi üretmekse (yani tüketiciye termal enerji sağlamıyorsa) yoğuşmalı elektrik santrali (CES) olarak adlandırılır.

Elektrik enerjisi üretimi, buhar temini ve tüketiciye sıcak su temini amaçlı tesislerde yoğuşmalı türbinler yerine buhar türbinleri bulunur. Ayrıca istasyonun bu tür elemanlarında bir ara buhar ekstraksiyonu veya bir geri basınç cihazı bulunmaktadır. Bu tip termik santrallerin (CHP) temel avantajı ve çalışma prensibi, atık buharın aynı zamanda ısı kaynağı olarak da kullanılarak tüketicilere sunulmasıdır. Bu, ısı kaybını ve soğutma suyu miktarını azaltır.

Termik santrallerin temel çalışma prensipleri

Operasyon prensibini değerlendirmeye geçmeden önce ne tür bir istasyondan bahsettiğimizi anlamak gerekiyor. Bu tür tesislerin standart tasarımı, buharın ara kızdırılması gibi bir sistemi içerir. Bu gereklidir çünkü ara kızdırma özelliğine sahip bir devrenin termal verimliliği, bu olmayan bir sisteme göre daha yüksek olacaktır. Basit bir deyişle, böyle bir şemaya sahip bir termik santralin çalışma prensibi, aynı başlangıç ve nihai parametrelerle, onsuz olduğundan çok daha verimli olacaktır. Bütün bunlardan istasyonun çalışmasının temelinin organik yakıt ve ısıtılmış hava olduğu sonucuna varabiliriz.

Operasyon şeması

Termik santralin çalışma prensibi aşağıdaki şekilde inşa edilmiştir. Rolü çoğunlukla ısıtılmış hava tarafından oynanan yakıt malzemesi ve oksitleyici, kazan fırınına sürekli bir akışla beslenir. Kömür, petrol, akaryakıt, gaz, şist ve turba gibi maddeler yakıt görevi görebilir. Rusya Federasyonu topraklarında en yaygın yakıttan bahsedersek kömür tozudur. Ayrıca termik santrallerin çalışma prensibi, yakıtın yakılmasıyla ortaya çıkan ısının, buhar kazanındaki suyu ısıtması şeklinde inşa edilmiştir. Isıtma sonucunda sıvı, buhar çıkışından buhar türbinine giren doymuş buhara dönüştürülür. İstasyondaki bu cihazın asıl amacı gelen buharın enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmektir.

Türbinin hareket edebilen tüm elemanları mile yakından bağlı olup bunun sonucunda tek bir mekanizma olarak dönmektedir. Şaftın dönmesini sağlamak için bir buhar türbini, buharın kinetik enerjisini rotora aktarır.

İstasyonun mekanik kısmı

Bir termik santralin mekanik kısmındaki tasarımı ve çalışma prensibi rotorun çalışmasıyla ilişkilidir. Türbinden çıkan buhar çok yüksek basınç ve sıcaklığa sahiptir. Bu nedenle, kazandan türbin memelerine akan buharın yüksek iç enerjisi yaratılır. Nozülden sürekli bir akışla, yüksek hızda (genellikle ses hızından bile daha yüksek) geçen buhar jetleri, türbin kanatlarına etki eder. Bu elemanlar diske sıkı bir şekilde sabitlenmiştir ve disk de mile sıkı bir şekilde bağlanmıştır. Bu noktada buharın mekanik enerjisi, rotor türbinlerinin mekanik enerjisine dönüştürülür. Termik santrallerin çalışma prensibi hakkında daha kesin konuşursak, mekanik etki turbojeneratörün rotorunu etkiler. Bunun nedeni, geleneksel bir rotor ve jeneratörün şaftının birbirine sıkı bir şekilde bağlanmasıdır. Ve ayrıca jeneratör gibi bir cihazda mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmenin oldukça iyi bilinen, basit ve anlaşılır bir süreci var.

Rotordan sonra buhar hareketi

Su buharı türbini geçtikten sonra basıncı ve sıcaklığı önemli ölçüde düşer ve istasyonun bir sonraki kısmına - yoğunlaştırıcıya - girer. Bu elemanın içinde buhar tekrar sıvıya dönüştürülür. Bu görevi gerçekleştirmek için kondenserin içinde, cihazın duvarlarının içinden geçen borular vasıtasıyla buraya giren soğutma suyu bulunmaktadır. Buhar tekrar suya dönüştürüldükten sonra, bir yoğuşma pompası tarafından pompalanır ve bir sonraki bölmeye - hava gidericiye - girer. Pompalanan suyun rejeneratif ısıtıcılardan geçtiğine dikkat etmek de önemlidir.

Hava gidericinin asıl görevi, gelen sudaki gazları uzaklaştırmaktır. Temizleme işlemiyle eş zamanlı olarak sıvı, rejeneratif ısıtıcılarda olduğu gibi ısıtılır. Bu amaçla türbine giren buharın ısısından yararlanılır. Hava alma işleminin temel amacı sıvıdaki oksijen ve karbondioksit içeriğini kabul edilebilir değerlere indirmektir. Bu, su ve buharın sağlandığı yollardaki korozyon oranının azaltılmasına yardımcı olur.

Kömür istasyonları

Termik santrallerin çalışma prensibinin kullanılan yakıt türüne büyük oranda bağımlılığı vardır. Teknolojik açıdan uygulanması en zor madde kömürdür. Buna rağmen, toplam istasyon payının yaklaşık %30'unu oluşturan bu tür tesislerde ana enerji kaynağı hammaddedir. Ayrıca bu tür nesnelerin sayısının arttırılması da planlanıyor. İstasyonun çalışması için gerekli fonksiyonel bölme sayısının diğer tiplere göre çok daha fazla olduğunu da belirtmekte fayda var.

Termik santraller kömür yakıtıyla nasıl çalışır?

İstasyonun sürekli çalışabilmesi için demiryolu rayları boyunca sürekli olarak kömür getiriliyor ve özel boşaltma cihazları kullanılarak boşaltılıyor. Daha sonra boşaltılan kömürün depoya beslenmesi gibi unsurlar var. Daha sonra yakıt kırma tesisine girer. Gerektiğinde kömürün depoya teslim edilmesi sürecini atlayarak boşaltma cihazlarından doğrudan kırıcılara aktarmak mümkündür. Bu aşamayı geçtikten sonra kırılan hammaddeler ham kömür bunkerine girer. Bir sonraki adım, malzemenin besleyiciler aracılığıyla toz haline getirilmiş kömür değirmenlerine tedarik edilmesidir. Daha sonra kömür tozu pnömatik taşıma yöntemi kullanılarak kömür tozu bunkerine beslenir. Bu yol boyunca madde, ayırıcı ve siklon gibi elemanları atlar ve hazneden besleyiciler aracılığıyla doğrudan brülörlere akar. Siklondan geçen hava, değirmen fanı tarafından emilir ve daha sonra kazanın yanma odasına beslenir.

Ayrıca gaz hareketi yaklaşık olarak aşağıdaki gibi görünür. Yanma kazanının odasında oluşan uçucu madde, kazan tesisinin gaz kanalları gibi cihazlardan sırayla geçer, daha sonra buhar yeniden ısıtma sistemi kullanılırsa gaz, birincil ve ikincil kızdırıcıya verilir. Bu bölmede ve su ekonomizöründe gaz, çalışma sıvısını ısıtmak için ısısını verir. Daha sonra hava kızdırıcı adı verilen bir eleman kurulur. Burada gazın termal enerjisi gelen havayı ısıtmak için kullanılır. Uçucu madde tüm bu elementlerden geçtikten sonra kül toplayıcıya geçer ve burada külden arındırılır. Bundan sonra duman pompaları gazı dışarı çeker ve bir gaz borusu kullanarak atmosfere verir.

Termik santraller ve nükleer santraller

Termik santraller arasında neyin ortak olduğu ve termik santraller ile nükleer santrallerin çalışma prensiplerinde benzerlikler olup olmadığı sorusu sıklıkla ortaya çıkmaktadır.

Benzerliklerinden bahsedersek, birkaç tane var. Birincisi, her ikisi de çalışmaları için fosil ve atık olan doğal bir kaynağı kullanacak şekilde inşa edilmiştir. Ayrıca her iki nesnenin de sadece elektrik enerjisi değil aynı zamanda termal enerji de üretmeyi amaçladığını belirtmek mümkün. Çalışma prensiplerindeki benzerlikler aynı zamanda termik santraller ve nükleer santrallerin işletme sürecine dahil olan türbin ve buhar jeneratörlerinin bulunmasında da yatmaktadır. Ayrıca sadece bazı farklılıklar var. Bunlar arasında örneğin inşaat maliyetinin ve termik santrallerden elde edilen elektriğin nükleer santrallerden çok daha düşük olması da yer alıyor. Ama öte yandan nükleer santraller, atıkların doğru şekilde bertaraf edilmesi ve herhangi bir kaza yaşanmaması durumunda atmosferi kirletmiyor. Termik santraller ise çalışma prensibi gereği sürekli olarak atmosfere zararlı maddeler salmaktadır.

Nükleer santraller ile termik santrallerin işleyişindeki temel fark burada yatıyor. Termal tesislerde yakıtın yanmasından kaynaklanan termal enerji çoğunlukla suya aktarılır veya buhara dönüştürülürse, nükleer santrallerde enerji uranyum atomlarının bölünmesinden alınır. Ortaya çıkan enerji çeşitli maddeleri ısıtmak için kullanılır ve burada su oldukça nadiren kullanılır. Ayrıca tüm maddeler kapalı, yalıtılmış devrelerde bulunur.

Bölgesel ısıtma

Bazı termik santrallerin tasarımı, santralin kendisinin ve varsa komşu köyün ısıtılmasını sağlayan bir sistemi içerebilir. Bu tesisin şebeke ısıtıcılarına türbinden buhar alınmakta olup, ayrıca yoğuşmanın giderilmesi için özel bir hat bulunmaktadır. Su, özel bir boru hattı sistemi aracılığıyla sağlanmakta ve boşaltılmaktadır. Bu şekilde üretilecek elektrik enerjisi, elektrik jeneratöründen alınarak yükseltici transformatörlerden geçerek tüketiciye iletilir.

Ana ekipman

Termik santrallerde çalıştırılan ana elemanlardan bahsedersek, bunlar kazan dairelerinin yanı sıra bir elektrik jeneratörü ve bir kondansatör ile eşleştirilmiş türbin üniteleridir. Ana ekipman ile ek ekipman arasındaki temel fark, güç, verimlilik, buhar parametrelerinin yanı sıra voltaj ve akım vb. açısından standart parametrelere sahip olmasıdır. Ayrıca ana elemanların türü ve sayısı da not edilebilir. bir termik santralden ne kadar güç elde edilmesi gerektiğine ve çalışma moduna bağlı olarak seçilir. Termik santrallerin çalışma prensibini gösteren bir animasyon bu konunun daha detaylı anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Rusya'daki ana enerji santralleri türü termik santrallerdir (CHP). Bu tesisler Rusya'nın elektriğinin yaklaşık %67'sini üretiyor. Yerleşimleri yakıt ve tüketici faktörlerinden etkilenir. En güçlü enerji santralleri yakıtın üretildiği yerlerde bulunur. Yüksek kalorili, taşınabilir yakıt kullanan termik santraller tüketicilere yöneliktir.

Termik santraller yaygın olarak bulunan yakıt kaynaklarını kullanır, nispeten serbest bir konuma sahiptir ve mevsimsel dalgalanmalar olmaksızın elektrik üretebilmektedir. İnşaatları hızlı bir şekilde gerçekleştirilir ve daha az işçilik ve malzeme maliyeti gerektirir. Ancak TPP'nin önemli dezavantajları var. Yenilenemeyen kaynakları kullanıyorlar, verimliliği düşük (%30-35) ve çevre üzerinde son derece olumsuz etkileri var. Dünyadaki termik santraller yılda atmosfere 200-250 milyon ton kül ve yaklaşık 60 milyon ton kükürt dioksit6 salmakta, aynı zamanda büyük miktarda oksijeni de emmektedir. Mikro dozlardaki kömürün neredeyse her zaman U 238, Th 232 ve bir radyoaktif karbon izotopu içerdiği tespit edilmiştir. Rusya'daki çoğu termik santral, baca gazlarını kükürt ve nitrojen oksitlerden arındırmak için etkili sistemlerle donatılmamıştır. Doğal gazla çalışan tesisler çevre açısından kömür, şist ve akaryakıt santrallerine göre çok daha temiz olmasına rağmen gaz boru hatlarının döşenmesi (özellikle kuzey bölgelerde) çevreye zarar vermektedir.

Termik santral yakıt enerjisini elektrik ve (genel olarak) termal enerjiye dönüştüren bir ekipman ve cihazlar kompleksidir.

Termik santraller büyük bir çeşitlilik ile karakterize edilir ve çeşitli kriterlere göre sınıflandırılabilir.

1. Sağlanan enerjinin amacına ve türüne göre enerji santralleri bölgesel ve endüstriyel olarak ikiye ayrılır.

Bölgesel elektrik santralleri bölgedeki her türlü tüketiciye (sanayi işletmeleri, ulaşım, nüfus vb.) hizmet veren bağımsız kamu elektrik santralleridir. Esas olarak elektrik üreten bölgesel yoğuşmalı enerji santralleri genellikle tarihi adlarını - GRES (eyalet bölge enerji santralleri) korur. Elektrik ve termal enerji (buhar veya sıcak su şeklinde) üreten bölgesel enerji santrallerine kombine ısı ve enerji santralleri (CHP) adı verilir. CHP santralleri elektrik ve ısının kombine üretimine yönelik tesislerdir. Verimlilikleri %70'e ulaşırken, IES için bu oran %30-35'tir. CHP tesisleri tüketicilere bağlıdır çünkü Isı transferinin yarıçapı (buhar, sıcak su) 15-20 km'dir. Bir CHP tesisinin maksimum gücü bir CPP'ninkinden daha azdır.

Kural olarak, eyalet bölge elektrik santralleri ve bölge termik santrallerinin kapasitesi 1 milyon kW'ın üzerindedir.

Endüstriyel enerji santralleri, belirli endüstriyel işletmelere veya bunların komplekslerine, örneğin bir kimyasal üretim tesisine termal ve elektrik enerjisi sağlayan enerji santralleridir. Endüstriyel enerji santralleri hizmet verdikleri endüstriyel işletmelerin bir parçasıdır. Kapasiteleri, sanayi işletmelerinin termal ve elektrik enerjisi ihtiyaçlarına göre belirlenir ve kural olarak bölgesel termik santrallerinkinden önemli ölçüde daha azdır. Çoğu zaman endüstriyel enerji santralleri genel elektrik şebekesi üzerinde çalışır, ancak güç sistemi dağıtıcısına bağlı değildir. Aşağıda sadece bölgesel enerji santralleri ele alınmıştır.

2. Termik santraller kullanılan yakıt türüne göre organik yakıt ve nükleer yakıtla çalışan santraller olarak ikiye ayrılır.

Fosil yakıtlarla çalışan termik santrallere ne ad verilir? yoğuşmalı enerji santralleri (CPS). Nükleer enerji santrallerinde (NGS) nükleer yakıt kullanılmaktadır. Her ne kadar termik santraller, nükleer santraller, gaz türbinli santraller (GTPP) ve kombine çevrim santralleri (CGPP) de termik santrallere dönüştürme prensibiyle çalışan termik santraller olsa da aşağıda bu terim bu anlamda kullanılacaktır. enerji elektrik enerjisine dönüşür.

Termal tesisler arasında birincil rol, yoğuşmalı enerji santralleri (CPS) tarafından oynanır. Hem yakıt kaynaklarına hem de tüketicilere yöneliyorlar ve bu nedenle çok yaygınlar. IES ne kadar büyük olursa, elektriği o kadar uzağa iletebilir; Güç arttıkça yakıt ve enerji faktörünün etkisi artar.

Termik santrallerde organik yakıt olarak gaz, sıvı ve katı yakıtlar kullanılmaktadır. Yakıt temellerine odaklanma, ucuz ve taşınamayan yakıt kaynaklarının (Kansk-Achinsk havzasının kahverengi kömürleri) varlığında veya turba, şist ve akaryakıt kullanan enerji santralleri durumunda (bu tür CPP'ler genellikle petrol arıtma merkezleriyle ilişkilidir) ortaya çıkar. ). Rusya'daki, özellikle Avrupa kısmındaki termik santrallerin çoğu, ana yakıt olarak doğal gazı ve yedek yakıt olarak akaryakıt tüketiyor; ikincisini yüksek maliyeti nedeniyle yalnızca aşırı durumlarda kullanıyor; Bu tür termik santrallere gaz-petrol santralleri adı verilmektedir. Pek çok bölgede, özellikle Rusya'nın Asya kesiminde, ana yakıt termal kömürdür - düşük kalorili kömür veya yüksek kalorili kömür atığı (antrasit kömür - AS). Bu tür kömürler yanmadan önce özel değirmenlerde toz haline getirildiğinden bu tür termik santrallere toz kömür adı verilmektedir.

3. Termik santrallerde, termal enerjiyi türbin ünitelerinin rotorlarının dönme mekanik enerjisine dönüştürmek için kullanılan termik santrallerin türüne göre, buhar türbini, gaz türbini ve kombine çevrim enerji santralleri ayırt edilir.

Buhar türbinli enerji santrallerinin temeli, termal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürmek için en karmaşık, en güçlü ve son derece gelişmiş enerji makinesini (bir buhar türbini) kullanan buhar türbini üniteleridir (STU). PTU, termik santrallerin, kombine ısı ve enerji santrallerinin ve nükleer santrallerin ana elemanıdır.

Gaz türbinli termik santraller (GTPP) gaz veya aşırı durumlarda sıvı (dizel) yakıtla çalışan gaz türbin üniteleri (GTU'lar) ile donatılmıştır. Gaz türbini tesisinin arkasındaki gazların sıcaklığı oldukça yüksek olduğundan, dış tüketicilere termal enerji sağlamak için kullanılabilirler. Bu tür enerji santrallerine GTU-CHP adı verilmektedir. Şu anda Rusya'da 600 MW kapasiteli bir gaz türbini enerji santrali (Klasson, Elektrogorsk, Moskova bölgesi adını taşıyan GRES-3) ve bir gaz türbini kojenerasyon tesisi (Moskova bölgesi Elektrostal şehrinde) bulunmaktadır.

Kombine çevrim termik santralleri gaz türbini üniteleri ile buhar türbini ünitelerinin birleşimi olan ve yüksek verimlilik sağlayan kombine çevrim gaz türbini üniteleri (CCGT'ler) ile donatılmıştır. CCGT-CHP, yoğuşmalı (CCP-KES) ve termal enerji beslemeli (CCP-CHP) olarak tasarlanabilmektedir. Rusya'da 450 MW kapasiteli tek bir CCGT-CHP (PGU-450T) faaliyet göstermektedir. Nevinnomyssk Eyalet Bölge Elektrik Santrali, 170 MW kapasiteli bir PGU-170 güç ünitesini işletmektedir ve St. Petersburg Güney Termik Santrali'nde 300 MW kapasiteli bir PGU-300 güç ünitesi bulunmaktadır.

4. Buhar boru hatlarının teknolojik şemasına göre termik santraller blok termik santrallere ve çapraz bağlantılı termik santrallere ayrılmıştır.

Modüler termik santraller, genellikle aynı tipteki ayrı enerji santrallerinden - güç ünitelerinden oluşur. Güç ünitesinde her kazan, yalnızca kendi türbinine buhar sağlar ve yoğuşma sonrasında yalnızca kazanına geri döner. Buharın ara aşırı ısınması olarak adlandırılan tüm güçlü eyalet bölge enerji santralleri ve termik santraller blok şemasına göre inşa edilmiştir. Çapraz bağlantılı termik santrallerde kazanların ve türbinlerin çalışması farklı şekilde sağlanır: termik santralin tüm kazanları ortak bir buhar hattına (kollektör) buhar sağlar ve termik santralin tüm buhar türbinleri bundan güç alır. Bu şemaya göre, CPP'ler ara aşırı ısınma olmadan inşa edilir ve neredeyse tüm CHPP'ler kritik altı başlangıç buhar parametreleriyle inşa edilir.

5. Başlangıç basıncı seviyesine bağlı olarak, kritik altı basınç ve süperkritik basınç (SCP) termik santralleri ayırt edilir.

Kritik basınç 22,1 MPa'dır (225,6 at). Rus ısı ve enerji endüstrisinde, ilk parametreler standartlaştırılmıştır: termik santraller ve kombine ısı ve enerji santralleri, 8,8 ve 12,8 MPa (90 ve 130 atm) kritik altı basınç ve SKD - 23,5 MPa (240 atm) için inşa edilmiştir. . Teknik nedenlerden dolayı süperkritik parametrelere sahip TPP'ler, ara aşırı ısınmayla ve bir blok şemaya göre gerçekleştirilir. Genellikle termik santraller veya kombine ısı ve enerji santralleri, her yeni fazın devreye alınmasıyla parametreleri iyileştirilen sıralar halinde birkaç aşamada inşa edilir.

Organik yakıtla çalışan tipik bir yoğuşmalı termik santrali ele alalım (Şekil 3.1).

Pirinç. 3.1. Gaz-yağ ısıl dengesi ve

toz kömür (parantez içindeki sayılar) termik santral

Kazana yakıt verilir ve onu yakmak için buraya bir oksitleyici verilir - oksijen içeren hava. Hava atmosferden alınır. Bileşime ve yanma ısısına bağlı olarak, 1 kg yakıtın tamamen yanması için 10-15 kg hava gerekir ve bu nedenle hava aynı zamanda yanmaya iletilmesi için elektrik üretimi için doğal bir "hammaddedir". Bölgede güçlü, yüksek performanslı süperşarjörlere sahip olmak gerekir. Yakıtın karbon C'sinin CO2 ve CO oksitlerine, hidrojen H2'nin su buharı H20'ya, kükürt S'nin SO2 ve SO3 oksitlerine vb. dönüştürüldüğü kimyasal yanma reaksiyonunun bir sonucu olarak, yakıt yanması ürünler oluşur - çeşitli yüksek sıcaklıktaki gazların bir karışımı. Termik santrallerin ürettiği elektriğin kaynağı yakıt yanma ürünlerinin termal enerjisidir.

Daha sonra kazanın içinde ısı, baca gazlarından boruların içinde hareket eden suya aktarılır. Ne yazık ki yakıtın yanması sonucu açığa çıkan termal enerjinin tamamı teknik ve ekonomik nedenlerden dolayı suya aktarılamamaktadır. 130-160 °C sıcaklığa soğutulan yakıtın yanma ürünleri (baca gazları), termik santrali bacadan terk eder. Kullanılan yakıtın cinsine, çalışma moduna ve çalışma kalitesine bağlı olarak baca gazları tarafından taşınan ısının oranı %5-15'tir.

Kazan içerisinde kalan ve suya aktarılan termal enerjinin bir kısmı, yüksek başlangıç parametrelerine sahip buhar oluşumunu sağlar. Bu buhar bir buhar türbinine gönderilir. Türbinin çıkışında, yoğunlaştırıcı adı verilen bir cihaz kullanılarak derin bir vakum korunur: buhar türbininin arkasındaki basınç 3-8 kPa'dır (atmosfer basıncının 100 kPa seviyesinde olduğunu hatırlayın). Bu nedenle türbine yüksek basınçla giren buhar, basıncın düşük olduğu kondensere doğru hareket ederek genleşir. Potansiyel enerjisinin mekanik işe dönüştürülmesini sağlayan buharın genleşmesidir. Bir buhar türbini, buharın genleşme enerjisinin rotorun dönüşüne dönüştürüleceği şekilde tasarlanmıştır. Türbin rotoru, termik santralin çalışmasının nihai faydalı ürünü (iyi) olan elektrik enerjisinin üretildiği stator sargılarında bir elektrik jeneratörünün rotoruna bağlanır.

Türbin arkasında düşük basınç sağlamakla kalmayıp aynı zamanda buharın yoğuşmasını (suya dönüşmesini) sağlayan kondenserin çalışması için büyük miktarda soğuk suya ihtiyaç vardır. Bu, termik santrallere sağlanan üçüncü tür “hammaddedir” ve termik santrallerin işleyişi için yakıttan daha az önemli değildir. Bu nedenle termik santraller ya mevcut doğal su kaynaklarının (nehir, deniz) yakınına ya da yapay kaynakların (soğutma havuzu, hava soğutma kuleleri vb.) yakınına kurulmaktadır.

Termik santrallerde asıl ısı kaybı, yoğuşma ısısının soğutma suyuna aktarılması ve daha sonra çevreye bırakılması nedeniyle meydana gelir. Termik santrale yakıtla sağlanan ısının %50'den fazlası soğutma suyunun ısısıyla kaybolmaktadır. Ayrıca sonuç çevrenin termal kirliliğidir.

Yakıtın termal enerjisinin bir kısmı termik santral içinde ya ısı şeklinde (örneğin termik santrale sağlanan akaryakıtın demiryolu tanklarında kalın bir şekilde ısıtılması için) ya da elektrik şeklinde tüketilir ( örneğin çeşitli amaçlara yönelik pompaların elektrik motorlarını çalıştırmak için). Kayıpların bu kısmına kendi ihtiyaçları denir.

Termik santrallerin normal çalışması için, "hammaddelere" (yakıt, soğutma suyu, hava) ek olarak birçok başka malzemeye de ihtiyaç vardır: yağlama sistemlerinin çalışması için yağ, türbinlerin düzenlenmesi ve korunması, reaktifler (reçineler) çalışma sıvısını temizlemek için çok sayıda onarım malzemesi.

Son olarak, güçlü termik santrallere, sürekli işletme, ekipman bakımı, teknik ve ekonomik göstergelerin analizi, tedarik, yönetim vb. sağlayan çok sayıda personel tarafından hizmet verilmektedir. Yaklaşık olarak 1 MW kurulu güç için 1 kişiye ihtiyaç duyulduğunu ve dolayısıyla güçlü bir termik santralin personelinin birkaç bin kişi olduğunu varsayabiliriz. Herhangi bir yoğuşmalı buhar türbini enerji santrali gerekli dört unsuru içerir:

· besleme suyunun yüksek basınç, yakıt ve yanma için atmosferik hava altında beslendiği bir enerji kazanı veya basitçe bir kazan. Yanma işlemi kazan fırınında gerçekleşir - yakıtın kimyasal enerjisi termal ve radyant enerjiye dönüştürülür. Besi suyu kazan içerisinde yer alan bir boru sistemi üzerinden akmaktadır. Yanan yakıt, besleme suyuna aktarılan güçlü bir ısı kaynağıdır. İkincisi kaynama noktasına kadar ısıtılır ve buharlaşır. Aynı kazanda ortaya çıkan buhar, kaynama noktasının üzerinde aşırı ısıtılır. 540°C sıcaklığa ve 13-24 MPa basınca sahip bu buhar, bir veya daha fazla boru hattı aracılığıyla bir buhar türbinine sağlanır;

· Bir buhar türbini, bir elektrik jeneratörü ve bir uyarıcıdan oluşan bir türbin ünitesi. Buharın çok düşük bir basınca (atmosfer basıncından yaklaşık 20 kat daha az) genişletildiği bir buhar türbini, sıkıştırılmış ve ısıtılmış buharın potansiyel enerjisini türbin rotorunun dönme kinetik enerjisine dönüştürür. Türbin, jeneratör rotorunun dönme kinetik enerjisini elektrik akımına dönüştüren bir elektrik jeneratörünü çalıştırır. Bir elektrik jeneratörü, elektrik sargılarında bir akımın oluşturulduğu bir statordan ve bir uyarıcı tarafından çalıştırılan dönen bir elektromıknatıs olan bir rotordan oluşur;

· Kondenser, türbinden gelen buharın yoğunlaştırılmasına ve derin bir vakum oluşturulmasına hizmet eder. Bu, ortaya çıkan suyun daha sonra sıkıştırılması için enerji tüketimini önemli ölçüde azaltmayı ve aynı zamanda buharın verimliliğini arttırmayı mümkün kılar; kazanın ürettiği buhardan daha fazla güç elde edin;

· Kazana besleme suyu sağlamak ve türbin önünde yüksek basınç oluşturmak için besleme pompası.

Böylece PTU'da, çalışma akışkanı üzerinde yanmış yakıtın kimyasal enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi için sürekli bir döngü gerçekleşir.

Listelenen unsurlara ek olarak, gerçek bir STP ayrıca verimliliğini artırmak için gerekli olan çok sayıda pompa, ısı eşanjörü ve diğer cihazları içerir. Gazla çalışan bir termik santralde elektrik üretimine yönelik teknolojik süreç Şekil 1'de gösterilmektedir. 3.2.

Söz konusu santralin ana elemanları (Şekil 3.2), yüksek parametrelerde buhar üreten bir kazan tesisidir; buharın ısısını türbin rotorunun dönme mekanik enerjisine dönüştüren türbin veya buhar türbini ünitesi ve elektrik üretimini sağlayan elektrikli cihazlar (elektrik jeneratörü, transformatör vb.).

Kazan tesisatının ana elemanı kazandır. Kazanın çalışması için gaz, ana gaz boru hattına (şekilde gösterilmemiştir) bağlı bir gaz dağıtım istasyonundan gaz dağıtım noktası (GDP) 1'e beslenir. Burada basıncı birkaç atmosfere düşürülür ve brülörlere verilir. 2 kazanın tabanında bulunur (bu tür brülörlere ocak brülörleri denir).

Pirinç. 3.2. Gaz yakıtlı termik santrallerde elektrik üretiminin teknolojik süreci

Kazanın kendisi dikdörtgen kesitli gaz kanallarına sahip U şeklinde bir yapıdır. Sol kısmına ateş kutusu denir. Ocak kutusunun içi ücretsizdir ve içinde yakıt, bu durumda gaz yanar. Bunu yapmak için, özel bir üfleyici (28), hava ısıtıcısında (25) ısıtılan brülörlere sürekli olarak sıcak hava sağlar. Şekil 3.2, ısı depolama paketi, devrin ilk yarısında egzoz baca gazları tarafından ısıtılan ve devrin ikinci yarısında atmosferden gelen havayı ısıtan, döner hava ısıtıcısı olarak adlandırılan bir ısıtıcıyı göstermektedir. Hava sıcaklığını arttırmak için devridaim kullanılır: kazandan çıkan baca gazlarının bir kısmı özel bir devridaim fanı tarafından kullanılır 29 ana havaya verilir ve onunla karıştırılır. Sıcak hava gazla karıştırılır ve kazan brülörleri aracılığıyla yakıtın yandığı oda olan yanma odasına beslenir. Yakıldığında güçlü bir radyant enerji kaynağı olan bir meşale oluşur. Böylece yakıt yandığında kimyasal enerjisi hamlacın termal ve ışıma enerjisine dönüştürülür.

Fırının duvarları, ekonomizerden (24) besleme suyunun sağlandığı borular olan elekler (19) ile kaplanmıştır. Diyagram, kazan boru sisteminden yalnızca bir kez geçen, besleme suyunun eleklerde olduğu doğrudan akışlı bir kazanı göstermektedir. ısıtılır ve buharlaştırılarak kuru doymuş buhara dönüştürülür. Besi suyunun tekrar tekrar sirküle edildiği eleklerde, tamburda buharın kazan suyundan ayrıldığı tamburlu kazanlar yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kazan yanma odasının arkasındaki boşluk, içinde buhar veya suyun hareket ettiği borularla oldukça yoğun bir şekilde doludur. Dışarıdan bu borular, bacaya (26) doğru ilerledikçe yavaş yavaş soğuyan sıcak baca gazları ile yıkanır.

Kuru doymuş buhar, tavan 20, elek 21 ve konvektif 22 elemandan oluşan ana kızdırıcıya girer. Ana kızdırıcıda sıcaklığı ve dolayısıyla potansiyel enerjisi artar. Konvektif kızdırıcının çıkışında elde edilen yüksek parametreli buhar, kazanı terk eder ve buhar hattından buhar türbinine akar.

Güçlü bir buhar türbini genellikle birkaç ayrı türbinden - silindirlerden oluşur.

17 buhar, ilk silindire - yüksek basınç silindirine (HPC) doğrudan kazandan beslenir ve bu nedenle yüksek parametrelere sahiptir (SKD türbinleri için - 23,5 MPa, 540 °C, yani 240 at/540 °C). HPC çıkışında buhar basıncı 3–3,5 MPa (30–35 at) ve sıcaklık 300–340 °C'dir. Eğer buhar türbinde bu parametrelerden kondenserdeki basınca kadar genişlemeye devam ederse, o kadar ıslanır ki, son silindirdeki parçaların aşındırıcı aşınması nedeniyle türbinin uzun süreli çalışması imkansız hale gelir. Bu nedenle, HPC'den nispeten soğuk buhar, ara kızdırıcı 23 olarak adlandırılan kazana geri döner. İçinde buhar tekrar kazanın sıcak gazlarının etkisi altına girer, sıcaklığı ilk sıcaklığına yükselir (540) ° C). Ortaya çıkan buhar, orta basınçlı silindire (MPC) 16 gönderilir. MPC'de 0,2–0,3 MPa (2–3 at) basınca kadar genleştikten sonra buhar, bir veya daha fazla aynı düşük basınçlı silindire (LPC) 15 girer.

Böylece, türbinde genişleyen buhar, elektrik akımının üretildiği stator sargılarında, elektrik jeneratörünün (14) rotoruna bağlı rotorunu döndürür. Transformatör, enerji hatlarındaki kayıpları azaltmak için voltajını yükseltir, üretilen enerjinin bir kısmını termik santralin kendi ihtiyaçlarına enerji sağlamak için aktarır, geri kalan elektriği ise güç sistemine verir.

Hem kazan hem de türbin yalnızca çok yüksek kalitede besleme suyu ve buharla çalışabilir ve diğer maddelerin yalnızca ihmal edilebilir düzeydeki safsızlıklarına izin verir. Ayrıca buhar tüketimi çok büyüktür (örneğin 1200 MW'lık bir güç ünitesinde 1 tondan fazla su buharlaşır, türbinden geçer ve 1 saniyede yoğunlaşır). Bu nedenle, güç ünitesinin normal çalışması ancak yüksek saflıkta çalışma sıvısının kapalı bir sirkülasyon döngüsünün oluşturulmasıyla mümkündür.

Türbin LPC'sinden çıkan buhar, bir nehirden, rezervuardan veya özel bir soğutma cihazından (soğutma kulesi) sirkülasyon pompası 9 tarafından sağlanan, soğutma suyunun sürekli olarak aktığı tüpler aracılığıyla bir ısı eşanjörü olan kondansatöre 12 girer.

Soğutma kulesi, 150 m yüksekliğe ve 40-70 m çıkış çapına kadar betonarme içi boş bir egzoz kulesidir (Şekil 3.3), hava kılavuz panelleri aracılığıyla alttan giren hava için yerçekimi yaratır.

Soğutma kulesinin içerisine 10–20 m yükseklikte sulama (yağmurlama) cihazı monte edilmektedir. Yukarıya doğru hareket eden hava, damlacıkların bir kısmının (yaklaşık %1,5-2) buharlaşmasına neden olur, böylece kondenserden gelen ve içinde ısıtılan su soğutulur. Soğutulan su aşağıda havuzda toplanır, ön odaya (10) akar ve oradan sirkülasyon pompası (9) tarafından yoğunlaştırıcıya (12) beslenir (Şekil 3.2).

Pirinç. 3.3. Doğal çekişli soğutma kulesi tasarımı

Pirinç. 3.4. Soğutma kulesinin dış görünümü

Sirkülasyon suyunun yanı sıra, soğutma suyunun nehirden yoğunlaştırıcıya girdiği ve aşağıya doğru boşaltıldığı doğrudan akışlı su temini kullanılır. Türbinden yoğunlaştırıcının halkasına gelen buhar yoğunlaşır ve aşağı doğru akar; ortaya çıkan yoğuşma suyu, bir grup düşük basınçlı rejeneratif ısıtıcı (LPH) 3 aracılığıyla hava gidericiye 8 bir yoğuşma pompası 6 tarafından sağlanır. LPH'de, yoğuşma sıcaklığı, buharın yoğuşma ısısından dolayı artar. türbin. Bu, kazandaki yakıt tüketimini azaltmanıza ve santralin verimliliğini artırmanıza olanak tanır. Hava giderici 8'de hava tahliyesi meydana gelir - kazanın çalışmasını bozan, içinde çözünmüş gazların yoğuşmasından uzaklaştırılır. Degazör tankı aynı zamanda kazan besi suyu için bir kaptır.

Hava gidericiden besleme suyu, bir elektrik motoru veya özel bir buhar türbini tarafından çalıştırılan bir besleme pompası (7) aracılığıyla bir grup yüksek basınçlı ısıtıcıya (HPH) beslenir.

HDPE ve HDPE'deki yoğuşmanın rejeneratif ısıtılması, termik santrallerin verimliliğini artırmanın ana ve çok karlı yoludur. Girişten ekstraksiyon boru hattına kadar türbin içerisinde genleşen buhar, belli bir güç üreterek rejeneratif ısıtıcıya girdiğinde yoğuşma ısısını besleme suyuna (soğutma suyuna değil!) aktararak sıcaklığını yükseltir ve böylece Kazanda yakıt tüketiminden tasarruf. Kazan besleme suyunun HPH'nin arkasındaki sıcaklığı, yani. kazana girmeden önceki sıcaklık, başlangıç parametrelerine bağlı olarak 240–280°C'dir. Bu, yakıtın kimyasal enerjisini türbin rotorunun mekanik dönüş enerjisine dönüştüren teknolojik buhar-su döngüsünü kapatır.

Termik santraller buhar ve gaz türbinleriyle, içten yanmalı motorlarla donatılabilir. En yaygın olanı buhar türbinli termik istasyonlardır ve bunlar da aşağıdakilere ayrılır: yoğunlaşma (KES)- Besleme suyunu ısıtmak için kullanılan küçük seçimler hariç, türbini döndürmek ve elektrik enerjisi üretmek için kullanılan tüm buhar; ısıtma santralleri- Elektrik ve termal enerji tüketicileri için güç kaynağı olan ve tüketim bölgesinde bulunan kombine ısı ve enerji santralleri (CHP).

Yoğuşmalı enerji santralleri

Yoğuşmalı enerji santrallerine genellikle eyalet bölgesi enerji santralleri (GRES) adı verilir. IES esas olarak yakıt çıkarma alanlarının veya türbinlerden çıkan buharın soğutulması ve yoğunlaştırılması için kullanılan rezervuarların yakınında bulunur.

Yoğuşmalı enerji santrallerinin karakteristik özellikleri

çoğunlukla, elektrik enerjisi tüketicilerinden önemli bir mesafe vardır, bu da elektriğin esas olarak 110-750 kV voltajlarda iletilmesi ihtiyacını gerektirir;
operasyonel güvenilirliğin arttırılması ve operasyonun kolaylaştırılması ve inşaat ve montaj işlerinin hacminin azaltılmasından oluşan önemli teknik ve ekonomik avantajlar sağlayan istasyon inşaatının blok prensibi.
İstasyonun normal işleyişini sağlayan mekanizmalar ve tesisatlar onun sistemini oluşturur.

IES katı (kömür, turba), sıvı (fuel oil, petrol) yakıt veya gazla çalışabilir.

Katı yakıtın yakıt ikmali ve hazırlanması, depolardan yakıt hazırlama sistemine taşınmasından ibarettir. Bu sistemde yakıt, kazan fırınının brülörlerine daha fazla enjekte edilmesi amacıyla toz haline getirilir. Yanma sürecini sürdürmek için, özel bir fan, bir duman egzozu tarafından yanma odasından emilen egzoz gazları tarafından ısıtılan havayı yanma odasına zorlar.

Sıvı yakıt, özel pompalar vasıtasıyla doğrudan depodan ısıtılmış halde brülörlere verilir.

Gaz yakıtının hazırlanması esas olarak yanma öncesinde gaz basıncının düzenlenmesinden oluşur. Sahadan veya depolama tesisinden gelen gaz, bir gaz boru hattı aracılığıyla istasyonun gaz dağıtım noktasına (GSYİH) taşınır. Gaz dağıtımı ve parametrelerinin düzenlenmesi hidrolik kırılma sahasında gerçekleştirilir.

Buhar-su devresindeki prosesler

Ana buhar-su devresi aşağıdaki işlemleri gerçekleştirir:

Ocak kutusundaki yakıtın yanmasına, kazan borularında akan suyu ısıtan ısının salınması eşlik eder.
Su, 540..560 °C sıcaklıkta 13...25 MPa basınçla buhara dönüşür.
Kazanda üretilen buhar, mekanik iş yaptığı türbine verilir - türbin şaftını döndürür. Sonuç olarak türbin ile ortak bir mil üzerinde bulunan jeneratör rotoru da döner.
Türbinde 120...140°C sıcaklıkta 0,003...0,005 MPa basınçla egzoz edilen buhar, kondansatöre girer ve burada suya dönüşür ve hava gidericiye pompalanır.
Hava gidericide çözünmüş gazlar ve öncelikle aşındırıcı aktivitesi nedeniyle tehlikeli olan oksijen uzaklaştırılır. Dolaşımdaki su besleme sistemi, kondenserdeki buharın harici bir kaynaktan (rezervuar, nehir, artezyen kuyusu) suyla soğutulmasını sağlar. . Kondenser çıkışında sıcaklığı 25...36 °C'yi aşmayan soğutulmuş su, su besleme sistemine boşaltılır.

Termik santralin işleyişine ilişkin ilginç bir video aşağıda izlenebilir:

Buhar kayıplarını telafi etmek için, daha önce kimyasal arıtmadan geçmiş olan ilave su, bir pompa vasıtasıyla ana buhar-su sistemine beslenir.

Buhar-su tesislerinin normal çalışması için, özellikle süperkritik buhar parametreleriyle, kazana sağlanan suyun kalitesinin önemli olduğu, bu nedenle türbin yoğuşmasının bir tuz giderme filtreleri sisteminden geçirildiği unutulmamalıdır. Su arıtma sistemi, makyaj ve yoğuşma suyunu arıtmak ve içindeki çözünmüş gazları uzaklaştırmak için tasarlanmıştır.

Katı yakıt kullanan istasyonlarda cüruf ve kül formundaki yanma ürünleri, özel pompalarla donatılmış özel cüruf ve kül giderme sistemi ile kazan ocağından uzaklaştırılır.

Gaz ve akaryakıt yakarken böyle bir sisteme gerek yoktur.

IES'de ciddi enerji kayıpları yaşanıyor. Isı kayıpları özellikle kondenserde (fırında salınan toplam ısı miktarının% 40..50'sine kadar) ve egzoz gazlarında (% 10'a kadar) yüksektir. Yüksek buhar basıncı ve sıcaklık parametrelerine sahip modern IES'nin verimliliği% 42'ye ulaşıyor.

IES'nin elektrik kısmı, bir dizi ana elektrik ekipmanını (jeneratörler) ve aralarında yapılan tüm bağlantılarla birlikte baralar, anahtarlama ve diğer ekipmanlar dahil olmak üzere yardımcı ihtiyaçlara yönelik elektrikli ekipmanı temsil eder.

İstasyonun jeneratörleri bloklar halinde yükseltici transformatörlerle aralarında herhangi bir cihaz olmaksızın bağlanmıştır.

Bu bağlamda, IES'de bir jeneratör voltaj şalt sistemi inşa edilmemektedir.

Bağlantı sayısına, gerilime, iletilen güce ve gerekli güvenilirlik seviyesine bağlı olarak 110-750 kV şalt cihazları standart elektrik bağlantı şemalarına göre yapılır. Bloklar arasındaki çapraz bağlantılar yalnızca en üst seviyedeki şalt sistemlerinde veya güç sisteminde ve ayrıca yakıt, su ve buhar için gerçekleşir.

Bu bakımdan her güç ünitesi ayrı bir otonom istasyon olarak düşünülebilir.

İstasyonun kendi ihtiyacını karşılayacak elektriği sağlamak için her bloğun jeneratörlerinden musluklar yapılıyor. Jeneratör voltajı, güçlü elektrik motorlarına (200 kW veya daha fazla) güç sağlamak için kullanılırken, 380/220 V sistemi, daha düşük güçlü motorlara ve aydınlatma tesislerine güç sağlamak için kullanılır. İstasyonun kendi ihtiyaçları için elektrik devreleri farklı olabilir.

Bir termik santralin içeriden çalışmasıyla ilgili bir başka ilginç video:

Kombine ısı ve enerji santralleri

Kombine elektrik ve termal enerji üretiminin kaynakları olan kombine ısı ve enerji santralleri, önemli ölçüde daha büyük bir CES'e (%75'e kadar) sahiptir. Bu şununla açıklanıyor. Türbinlerde atılan buharın bu kısmı endüstriyel üretim (teknoloji), ısıtma ve sıcak su temini ihtiyaçları için kullanılır.

Bu buhar ya doğrudan endüstriyel ve evsel ihtiyaçlar için sağlanır ya da suyun ısıtma şebekesi üzerinden termal enerji tüketicilerine gönderildiği özel kazanlarda (ısıtıcılarda) suyun ön ısıtılması için kısmen kullanılır.

Enerji üretim teknolojisinin CES ile karşılaştırıldığında temel farkı, buhar-su devresinin özgüllüğüdür. Türbin buharının ara çıkarımının yanı sıra, ana kısmının bir jeneratör şalt sistemi (GRU) aracılığıyla jeneratör voltajında dağıtıldığı enerji dağıtım yönteminde sağlanması.

Diğer güç sistemi istasyonlarıyla iletişim, yükseltici transformatörler aracılığıyla artan voltajda gerçekleştirilir. Bir jeneratörün onarımı veya acil kapatılması sırasında, eksik güç, aynı transformatörler aracılığıyla güç sisteminden aktarılabilir.

CHP operasyonunun güvenilirliğini arttırmak için baraların bölümlere ayrılması sağlanmıştır.

Böylece herhangi bir lastik kazası ve ardından bölümlerden birinin onarılması durumunda, ikinci bölüm çalışır durumda kalır ve kalan enerjili hatlar üzerinden tüketicilere elektrik sağlar.

Bu tür planlara göre, endüstriyel olanlar, 10 km yarıçapındaki yerel yüklere güç sağlamak üzere tasarlanmış, 60 MW'a kadar jeneratörlerle inşa ediliyor.

Büyük modern olanlar, toplam istasyon gücü 500-2500 MW olan 250 MW'a kadar güce sahip jeneratörler kullanır.

Bunlar şehir sınırları dışında inşa edilmiş olup, 35-220 kV voltajda elektrik iletilmektedir, GRU sağlanmamaktadır, tüm jeneratörler yükseltici transformatörlerle bloklar halinde bağlanmıştır. Blok yükünün yakınındaki küçük bir lokal yüke güç verilmesi gerekiyorsa jeneratör ile transformatör arasında bloklardan kademeler sağlanır. Bir ana şalt cihazının ve blok şemalara göre bağlanan birkaç jeneratörün bulunduğu kombine istasyon şemaları da mümkündür.

24 Ekim 2012

Elektrik enerjisi uzun zamandır hayatımıza girmiştir. Yunan filozof Thales bile M.Ö. 7. yüzyılda yüne sürülen kehribarın nesneleri çekmeye başladığını keşfetti. Ancak uzun süre kimse bu gerçeğe dikkat etmedi. "Elektrik" terimi ilk kez ancak 1600'de ortaya çıktı ve 1650'de Otto von Guericke, metal bir çubuğa monte edilmiş kükürt topu şeklinde bir elektrostatik makine yarattı; bu, yalnızca çekim etkisini değil aynı zamanda gözlemlemeyi de mümkün kıldı. itmenin etkisi. Bu ilk basit elektrostatik makineydi.

O zamandan bu yana uzun yıllar geçti, ancak bugün bile, terabaytlarca bilgiyle dolu bir dünyada, ilginizi çeken her şeyi kendiniz öğrenebildiğiniz zaman bile, elektriğin nasıl üretildiği, evimize nasıl teslim edildiği çoğu kişi için bir sır olarak kalıyor. , ofis, işletme...

Bu süreçleri birkaç bölümde ele alacağız.

Bölüm I. Elektrik enerjisi üretimi.

Elektrik enerjisi nereden geliyor? Bu enerji diğer enerji türlerinden (termal, mekanik, nükleer, kimyasal ve diğerleri) ortaya çıkar. Endüstriyel ölçekte elektrik enerjisi santrallerden elde edilir. Sadece en yaygın enerji santrali türlerini ele alalım.

1) Termik santraller. Bugün hepsi tek bir dönemde birleştirilebilir - Eyalet Bölge Elektrik Santrali (Eyalet Bölge Elektrik Santrali). Elbette bugün bu terim orijinal anlamını yitirmiş ancak sonsuzluğa gitmemiş, bizimle kalmıştır.

Termik santraller birkaç alt türe ayrılır:

A) Yoğuşmalı enerji santrali (CPP), yalnızca elektrik enerjisi üreten bir termik santraldir; bu tip enerji santrali, adını çalışma prensibinin özelliklerine borçludur.

Çalışma prensibi: Kazana hava ve yakıt (gaz, sıvı veya katı) pompalar vasıtasıyla verilir. Sonuç, kazan fırınında yanan ve büyük miktarda ısı açığa çıkaran bir yakıt-hava karışımıdır. Bu durumda su, kazanın içinde bulunan bir boru sisteminden geçer. Açığa çıkan ısı bu suya aktarılırken sıcaklığı artırılarak kaynatılır. Kazanda üretilen buhar, suyun kaynama noktasının üzerinde (belirli bir basınçta) aşırı ısınmak için kazana geri döner, ardından buhar hatları yoluyla buharın çalıştığı buhar türbinine gider. Aynı zamanda genişler, sıcaklığı ve basıncı düşer. Böylece buharın potansiyel enerjisi türbine aktarılarak kinetik enerjiye dönüşür. Türbin ise türbinle aynı şaft üzerinde bulunan ve enerji üreten üç fazlı alternatif akım jeneratörünün rotorunu çalıştırır.

IES'in bazı unsurlarına daha yakından bakalım.

Buhar türbini.

Su buharının akışı, kılavuz kanatlardan rotorun çevresi etrafına sabitlenmiş kavisli kanatlara girer ve onlara etki ederek rotorun dönmesine neden olur. Gördüğünüz gibi kürek kemikleri sıraları arasında boşluklar var. Bu rotor mahfazadan çıkarıldığı için oradalar. Bıçak sıraları da gövdenin içine yerleştirilmiştir, ancak bunlar sabittir ve hareketli bıçaklar üzerinde buharın istenen geliş açısının yaratılmasına hizmet eder.

Yoğuşmalı buhar türbinleri, buhar ısısının mümkün olduğu kadar çoğunu mekanik işe dönüştürmek için kullanılır. Harcanan buharı, vakumun muhafaza edildiği bir yoğunlaştırıcıya bırakarak (tüketerek) çalışırlar.

Aynı şaft üzerinde bulunan türbin ve jeneratöre turbojeneratör denir. Üç fazlı alternatif akım jeneratörü (senkron makine).

Şunlardan oluşur:

Bu, voltajı standart değere (35-110-220-330-500-750 kV) yükseltir. Bu durumda akım önemli ölçüde azalır (örneğin voltaj 2 kat arttığında akım 4 kat azalır), bu da gücün uzun mesafelere iletilmesini mümkün kılar. Gerilim sınıfından bahsettiğimizde doğrusal (fazdan faza) gerilimi kastettiğimizi belirtmek gerekir.

Jeneratörün ürettiği aktif güç, enerji taşıyıcı miktarı değiştirilerek düzenlenir ve rotor sargısındaki akım değişir. Aktif güç çıkışını arttırmak için türbine giden buhar beslemesini arttırmak gerekir ve rotor sargısındaki akım artacaktır. Jeneratörün senkron olduğunu, yani frekansının her zaman güç sistemindeki akımın frekansına eşit olduğunu ve enerji taşıyıcısının parametrelerinin değiştirilmesinin dönüş frekansını etkilemeyeceğini unutmamalıyız.

Ayrıca jeneratör reaktif güç de üretmektedir. Çıkış voltajını küçük sınırlar dahilinde düzenlemek için kullanılabilir (yani güç sistemindeki voltajı düzenlemenin ana yolu değildir). Bu şekilde çalışıyor. Rotor sargısı aşırı uyarıldığında, ör. Rotordaki voltaj nominal değerin üzerine çıktığında, güç sistemine “fazla” reaktif güç salınır ve rotor sargısı düşük uyarıldığında, jeneratör tarafından reaktif güç tüketilir.

Bu nedenle, alternatif akımda, aktif (watt - W cinsinden ölçülen) ve reaktif (volt-amper reaktif olarak ölçülen) toplamının kareköküne eşit olan görünen güçten (volt-amper - VA cinsinden ölçülür) bahsediyoruz - VAR) gücü.

Rezervuardaki su, kondenserdeki ısının uzaklaştırılmasına yarar. Ancak sıçrama havuzları sıklıkla bu amaçlar için kullanılır.

veya soğutma kuleleri. Soğutma kuleleri kule tipi olabilir Şekil 8

veya fan Şekil.9

Soğutma kuleleri hemen hemen aynı şekilde tasarlanmıştır, tek farkı suyun radyatörlerin üzerinden akması, ısıyı onlara aktarması ve basınçlı hava ile soğutulmasıdır. Bu durumda suyun bir kısmı buharlaşarak atmosfere taşınır.
Böyle bir santralin verimliliği% 30'u geçmez.

B) Gaz türbini enerji santrali.

Bir gaz türbinli enerji santralinde, turbojeneratör buharla değil, doğrudan yakıtın yanması sırasında üretilen gazlarla çalıştırılır. Bu durumda yalnızca doğal gaz kullanılabilir, aksi takdirde yanma ürünleriyle kirlenmesi nedeniyle türbin hızla arızalanır. Maksimum yükte verimlilik %25-33

Buhar ve gaz çevrimlerinin birleştirilmesiyle çok daha yüksek verimlilik (%60'a kadar) elde edilebilir. Bu tür tesislere kombine çevrim tesisleri denir. Geleneksel bir kazan yerine, kendi brülörleri olmayan bir atık ısı kazanı kuruludur. Bir gaz türbininin egzozundan ısı alır. Şu anda CCGT'ler aktif olarak hayatımıza giriyor, ancak şu ana kadar Rusya'da bunlardan çok azı var.

İÇİNDE) Termik santraller (uzun zaman önce büyük şehirlerin ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir).Şekil 11

Termik santral yapısal olarak yoğuşmalı enerji santrali (CPS) olarak tasarlanmıştır. Bu tip bir enerji santralinin özelliği, aynı anda hem termal hem de elektrik enerjisi üretebilmesidir. Buhar türbininin tipine bağlı olarak, buharı farklı parametrelerle çıkarmanıza olanak tanıyan çeşitli buhar çıkarma yöntemleri vardır. Bu durumda buharın bir kısmı veya tamamı (türbin tipine bağlı olarak) şebeke ısıtıcısına girer, ısıyı ona aktarır ve orada yoğunlaşır. Kojenerasyon türbinleri, termik veya endüstriyel ihtiyaçlar için buhar miktarını düzenlemenize olanak tanır ve bu da termik santralin çeşitli yük modlarında çalışmasına olanak tanır:

termal - elektrik enerjisinin üretimi tamamen endüstriyel veya bölgesel ısıtma ihtiyaçları için buhar üretimine bağlıdır.

elektrik - elektrik yükü termal yükten bağımsızdır. Ayrıca CHP santralleri tam yoğuşmalı modda çalışabilmektedir. Bu, örneğin yaz aylarında aktif güçte keskin bir kıtlık olması durumunda gerekli olabilir. Bu mod termik santraller için kârsızdır çünkü verimlilik önemli ölçüde azalır.

Elektrik enerjisi ve ısının eş zamanlı üretimi (kojenerasyon), istasyonun verimliliğinin önemli ölçüde arttığı karlı bir süreçtir. Örneğin, CES'in hesaplanan verimliliği maksimum %30, CHP'ninki ise yaklaşık %80'dir. Ayrıca kojenerasyon, atıl durumdaki termal emisyonların azaltılmasını mümkün kılar ve bu da termik santralin bulunduğu bölgenin ekolojisi üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir (benzer kapasitede bir termik santralin bulunmasıyla karşılaştırıldığında).

Buhar türbinine daha yakından bakalım.

Kojenerasyon buhar türbinleri aşağıdaki özelliklere sahip türbinleri içerir:

Geri basınç;

Ayarlanabilir buhar çıkışı;

Seçim ve geri basınç.

Geri basınçlı türbinler, buharı IES'deki gibi bir yoğunlaştırıcıya değil, bir ağ ısıtıcısına boşaltarak çalışır, yani türbinden geçen buharın tamamı ısıtma ihtiyaçlarına gider. Bu tür türbinlerin tasarımının önemli bir dezavantajı vardır: elektrik yükü programı tamamen termal yük programına bağlıdır, yani bu tür cihazlar güç sistemindeki akımın frekansının operasyonel düzenlemesinde yer alamazlar.

Kontrollü buhar çekişli türbinlerde ara kademelerde gerekli miktarda çıkarılır ve bu duruma uygun buhar çıkarma adımları seçilir. Bu tip türbinler termal yükten bağımsızdır ve çıkış aktif gücünün kontrolü, karşı basınçlı CHP tesislerine göre daha büyük sınırlar içinde ayarlanabilir.

Ekstraksiyon ve geri basınç türbinleri, ilk iki türbin tipinin işlevlerini birleştirir.

CHP santrallerinin kojenerasyon türbinleri ısı yükünü her zaman kısa sürede değiştiremeyebilir. Yük piklerini karşılamak ve bazen türbinleri yoğuşma moduna geçirerek elektrik gücünü artırmak için termik santrallerde pik su kazanları kurulur.

2) Nükleer santraller.

Rusya'da şu anda 3 tip reaktör tesisi bulunmaktadır. Operasyonlarının genel prensibi yaklaşık olarak IES'nin çalışmasına benzer (eski günlerde nükleer santrallere eyalet bölge enerji santralleri deniyordu). Tek temel fark, termal enerjinin organik yakıt kullanan kazanlarda değil, nükleer reaktörlerde elde edilmesidir.

Rusya'daki en yaygın iki reaktör türüne bakalım.

1) RBMK reaktörü.

Bu reaktörün ayırt edici bir özelliği, türbini döndürmek için gereken buharın doğrudan reaktör çekirdeğinden elde edilmesidir.

RBMK çekirdeği. Şekil 13

zirkonyum alaşımından ve paslanmaz çelikten yapılmış boruların yerleştirildiği uzunlamasına deliklerin bulunduğu dikey grafit sütunlardan oluşur. Grafit nötron moderatörü olarak görev yapar. Tüm kanallar yakıt ve CPS (kontrol ve koruma sistemi) kanallarına ayrılmıştır. Farklı soğutma devreleri var. Yakıt kanallarına, içinde hermetik olarak kapatılmış bir kabuk içinde uranyum topakları bulunan çubuklar (TVEL - yakıt elemanı) içeren bir kaset (FA - yakıt düzeneği) yerleştirilir. Yüksek basınç altında sürekli olarak aşağıdan yukarıya doğru dolaşan bir soğutucuya aktarılan termal enerjinin onlardan elde edildiği açıktır - sıradan su, ancak safsızlıklardan çok iyi arıtılmıştır.

Yakıt kanallarından geçen su kısmen buharlaşır, buhar-su karışımı tüm ayrı yakıt kanallarından buharın sudan ayrıldığı 2 ayırıcı tambura girer. Su, sirkülasyon pompaları (döngü başına toplam 4 adet) kullanılarak tekrar reaktöre girer ve buhar, buhar hatlarından 2 türbine gider. Buhar daha sonra bir yoğunlaştırıcıda yoğunlaştırılır ve suya dönüştürülerek reaktöre geri gönderilir.

Reaktörün termal gücü yalnızca kontrol çubuğu kanallarında hareket eden bor nötron soğurucu çubuklar yardımıyla kontrol edilir. Bu kanalları soğutan su yukarıdan aşağıya doğru gelir.

Fark etmiş olabileceğiniz gibi henüz reaktör kabından hiç bahsetmedim. Gerçek şu ki, RBMK'nin aslında bir gövdesi yok. Az önce bahsettiğim aktif bölge beton bir şaftın içerisine yerleştirilmiş ve üzeri 2000 ton ağırlığında bir kapakla kapatılmıştır.

Yukarıdaki şekil reaktörün üst biyolojik korumasını göstermektedir. Ancak bloklardan birini kaldırdığınızda aktif bölgenin sarı-yeşil havalandırmasını göreceğinizi beklememelisiniz, hayır. Kapağın kendisi önemli ölçüde daha alçakta bulunur ve üstünde, üst biyolojik korumaya kadar olan alanda, iletişim kanalları ve tamamen çıkarılmış emici çubuklar için bir boşluk kalır.

Grafitin termal genleşmesi için grafit sütunları arasında boşluk bırakılır. Bu boşlukta nitrojen ve helyum gazlarından oluşan bir karışım dolaşır. Bileşimi, yakıt kanallarının sıkılığını değerlendirmek için kullanılır. RBMK çekirdeği, en fazla 5 kanalı parçalayacak şekilde tasarlanmıştır; daha fazlasının basıncı düşürülürse, reaktör kapağı yırtılacak ve geri kalan kanallar açılacaktır. Olayların bu şekilde gelişmesi Çernobil trajedisinin tekrarına neden olacaktır (burada insan yapımı felaketin kendisini değil, sonuçlarını kastediyorum).

RBMK'nin avantajlarına bakalım:

—Termal gücün kanal kanal düzenlenmesi sayesinde, reaktörü durdurmadan yakıt düzeneklerini değiştirmek mümkündür. Her gün genellikle birkaç meclis değiştirilir.

— CMPC'deki (çoklu cebri sirkülasyon devresi) düşük basınç, basıncın düşürülmesiyle bağlantılı kazaların daha hafif oluşmasına katkıda bulunur.

— İmal edilmesi zor bir reaktör kabının bulunmaması.

RBMK'nin dezavantajlarına bakalım:

—Operasyon sırasında çekirdeğin geometrisinde, 1. ve 2. nesillerin mevcut güç ünitelerinde (Leningrad, Kursk, Çernobil, Smolensk) tamamen giderilemeyen çok sayıda hata keşfedildi. 3. nesil RBMK güç üniteleri (Smolensk NPP'nin 3. güç ünitesinde yalnızca bir tane var) bu eksikliklerden muaftır.

—Reaktör tek devrelidir. Yani türbinler doğrudan reaktörde üretilen buharla döndürülür. Bu, radyoaktif bileşenler içerdiği anlamına gelir. Eğer türbinin basıncı düşerse (ve bu 1993'te Çernobil nükleer santralinde oldu), onarımı oldukça karmaşık ve belki de imkansız olacaktır.

—Reaktörün servis ömrü, grafitin servis ömrüne (30-40 yıl) göre belirlenir. Daha sonra şişmesiyle kendini gösteren bozulma gelir. Bu süreç, 1973 yılında inşa edilen (zaten 39 yaşında olan) en eski RBMK güç ünitesi Leningrad-1'de şimdiden ciddi endişelere neden oluyor. Bu durumdan çıkmanın en olası yolu, grafitin termal genleşmesini azaltmak için n'inci sayıda kanalı takmaktır.

—Grafit moderatör yanıcı bir malzemedir.

—Çok sayıda kapatma vanası nedeniyle reaktörün kontrolü zordur.

— 1. ve 2. nesillerde düşük güçlerde çalışırken dengesizlik vardır.

Genel olarak RBMK'nın zamanına göre iyi bir reaktör olduğunu söyleyebiliriz. Şu anda bu tip reaktörlü güç ünitelerinin inşa edilmemesine karar verildi.

2) VVER reaktörü.

RBMK'nin yerini şu anda VVER alıyor. RBMK ile karşılaştırıldığında önemli avantajları vardır.

Çekirdek tamamen tesiste üretilen ve demiryolu ile ve daha sonra karayolu ile inşaat halindeki güç ünitesine tamamen bitmiş bir biçimde teslim edilen çok dayanıklı bir kasanın içinde yer almaktadır. Moderatör, basınçlı temiz sudur. Reaktör 2 devreden oluşur: birinci devreden gelen yüksek basınç altındaki su, yakıt düzeneklerini soğutur, ısıyı bir buhar jeneratörü kullanarak 2. devreye aktarır (2 izole devre arasında bir ısı eşanjörünün işlevini yerine getirir). İçinde ikincil devrenin suyu kaynar, buhara dönüşür ve türbine gider. İlk devrede su çok yüksek basınç altında olduğundan kaynamaz. Egzoz buharı yoğunlaştırıcıda yoğunlaştırılır ve buhar jeneratörüne geri döner. Çift devreli devrenin, tek devreli devreyle karşılaştırıldığında önemli avantajları vardır:

Türbine giden buhar radyoaktif değildir.

Reaktörün gücü yalnızca emici çubuklarla değil aynı zamanda reaktörü daha kararlı hale getiren borik asit çözeltisiyle de kontrol edilebilir.

Birincil devre elemanları birbirine çok yakın konumlandırılmıştır, böylece ortak bir muhafaza kabuğuna yerleştirilebilirler. Birincil devrede kopma olması durumunda radyoaktif elementler muhafazaya girecek ve çevreye salınmayacaktır. Ek olarak muhafaza kabuğu, reaktörü dış etkenlerden (örneğin, küçük bir uçağın düşmesinden veya istasyonun çevresi dışındaki bir patlamadan) korur.

Reaktörün çalıştırılması zor değildir.

Dezavantajları da var:

—RBMK'den farklı olarak, reaktör çalışırken yakıt değiştirilemez çünkü RBMK'de olduğu gibi ayrı kanallarda değil, ortak bir mahfazada bulunur. Yakıt yükleme zamanı genellikle rutin onarım zamanına denk gelir, bu da bu faktörün kurulu kapasite faktörü üzerindeki etkisini azaltır.

—Birincil devre yüksek basınç altındadır ve bu durum, basınçsızlaştırma sırasında potansiyel olarak RBMK'den daha büyük ölçekli bir kazaya neden olabilir.

—Reaktör kabının üretim tesisinden nükleer santral inşaat sahasına taşınması oldukça zordur.

Peki termik santrallerin çalışmalarına baktık, şimdi de çalışmalara bakalım

Hidroelektrik santralin çalışma prensibi oldukça basittir. Bir hidrolik yapı zinciri, elektrik üreten jeneratörleri çalıştıran hidrolik türbinin kanatlarına akan suyun gerekli basıncını sağlar.

Gerekli su basıncı, bir barajın inşası yoluyla ve nehrin belirli bir yerde yoğunlaşması veya suyun doğal akışının yönlendirilmesi sonucunda oluşturulur. Bazı durumlarda gerekli su basıncını elde etmek için hem baraj hem de derivasyon birlikte kullanılır. Hidroelektrik santraller, üretilen enerjinin esnekliğinin yanı sıra, üretilen elektriğin düşük maliyetine de sahiptir. Hidroelektrik santrallerin bu özelliği, başka bir tür enerji santrali olan pompalı depolamalı enerji santralinin yaratılmasına yol açtı. Bu tür istasyonlar üretilen elektriği biriktirip pik yük zamanlarında kullanma kapasitesine sahiptir. Bu tür santrallerin çalışma prensibi şu şekildedir: Hidroelektrik santraller belirli periyotlarda (genellikle geceleri) pompa gibi çalışarak elektrik enerjisini elektrik sisteminden tüketir ve özel donanımlı üst havuzlara su pompalar. Talep ortaya çıktığında (en yüksek yükler sırasında), onlardan gelen su, basınç boru hattına girer ve türbinleri çalıştırır. PSPP'ler enerji sisteminde son derece önemli bir işlevi yerine getirmektedir (frekans düzenlemesi), ancak ülkemizde yaygın olarak kullanılmamaktadır. ürettiklerinden daha fazla güç tüketirler. Yani bu tür bir istasyon sahibi için kârsızdır. Örneğin, Zagorskaya PSPP'de hidrojeneratörlerin kapasitesi jeneratör modunda 1200 MW, pompalama modunda ise 1320 MW'tır. Bununla birlikte, bu tür istasyonlar, üretilen gücün hızlı bir şekilde arttırılması veya azaltılması için en uygun olanıdır, bu nedenle, bunların örneğin nükleer enerji santrallerinin yakınına inşa edilmesi avantajlıdır, çünkü ikincisi temel modda çalışır.

Elektrik enerjisinin tam olarak nasıl üretildiğini inceledik. Kendinize ciddi bir soru sormanın zamanı geldi: "Güvenilirlik, çevre dostu olma açısından tüm modern gereksinimleri en iyi şekilde karşılayan ve ayrıca düşük enerji maliyetine sahip olan istasyon türleri nelerdir?" Bu soruya herkes farklı cevap verecektir. Size “en iyinin en iyisi” listemi vereyim.

1) Doğal gazla çalışan CHP. Bu tür istasyonların verimliliği çok yüksek, yakıt maliyeti de yüksek ancak doğalgaz “en temiz” yakıt türlerinden biri ve bu da termik santral sınırları dahilinde şehrin ekolojisi için çok önemli. bitkiler genellikle bulunur.

2) HES ve PSPP. Termal istasyonlara göre avantajları açıktır, çünkü bu tür istasyonlar atmosferi kirletmez ve aynı zamanda yenilenebilir bir kaynak olan “en ucuz” enerjiyi üretir.

3) Doğal gaz kullanan CCGT enerji santrali. Termal istasyonlar arasındaki en yüksek verim ve tüketilen yakıt miktarının az olması, biyosferin termal kirliliği ve sınırlı fosil yakıt rezervleri sorununu kısmen çözecektir.

4) Nükleer enerji santrali. Normal operasyonda, bir nükleer santral çevreye aynı güçteki bir termik istasyondan 3-5 kat daha az radyoaktif madde yayar, bu nedenle termik santrallerin nükleer santrallerle kısmen değiştirilmesi tamamen haklıdır.

5) GRES. Şu anda bu tür istasyonlarda yakıt olarak doğal gaz kullanılıyor. Bu kesinlikle anlamsızdır, çünkü bölgesel devlet enerji santrallerinin fırınlarında aynı başarı ile rezervleri doğal gaz rezervleriyle karşılaştırıldığında çok büyük olan ilgili petrol gazını (APG) kullanmak veya kömür yakmak mümkündür.

Bu, makalenin ilk bölümünü tamamlıyor.

Hazırlayan materyal:
ES-11b grubunun öğrencisi Güney Batı Devlet Üniversitesi Agibalov Sergey.

CHP sadece elektrik üreten değil aynı zamanda kışın da evlerimize ısı sağlayan bir termik santraldir. Krasnoyarsk Termik Santrali örneğini kullanarak hemen hemen her termik santralin nasıl çalıştığını görelim.

Krasnoyarsk'ta toplam elektrik gücü sadece 1146 MW olan 3 termik santral var (karşılaştırma için, Novosibirsk CHPP 5'imizin tek başına 1200 MW kapasiteye sahip), ama benim için dikkat çekici olan Krasnoyarsk CHPP-3'tü çünkü istasyon yeni - henüz bir yıl bile geçmedi, çünkü ilk ve şimdiye kadar tek güç ünitesi Sistem Operatörü tarafından onaylandı ve ticari işletmeye alındı. Bu sayede hala tozlu ve güzel olan istasyonu fotoğraflama ve termik santral hakkında pek çok şey öğrenme fırsatım oldu.

Bu yazıda KrasTPP-3 ile ilgili teknik bilgilerin yanı sıra hemen hemen her kombine ısı ve enerji santralinin çalışma prensibini de ortaya koymak istiyorum.

1. Üç baca, en yüksek bacanın yüksekliği 275 m, ikinci en yüksek bacanın yüksekliği 180 m

CHP kısaltması, istasyonun sadece elektrik değil, aynı zamanda ısı (sıcak su, ısıtma) ürettiğini ve hatta sert kışlarla bilinen ülkemizde ısı üretiminin daha öncelikli olabileceğini ima ediyor.

2. Krasnoyarsk CHPP-3'ün kurulu elektrik kapasitesi 208 MW, kurulu termal kapasitesi ise 631,5 Gcal/h'dir.

Basitleştirilmiş bir termik santralin çalışma prensibi şu şekilde açıklanabilir:

Her şey yakıtla başlıyor. Kömür, gaz, turba ve bitümlü şist farklı enerji santrallerinde yakıt olarak kullanılabilir. Bizim durumumuzda bu, istasyondan 162 km uzaklıkta bulunan Borodino açık ocak madeninden çıkan B2 kahverengi kömürdür. Kömür demiryolu ile taşınmaktadır. Bir kısmı depolanır, diğer kısmı konveyörler boyunca güç ünitesine gider, burada kömür önce toz haline getirilir ve daha sonra yanma odasına - buhar kazanına beslenir.

Buhar kazanı, kendisine sürekli olarak sağlanan besleme suyundan atmosfer basıncının üzerinde bir basınçta buhar üreten bir ünitedir. Bu, yakıtın yanması sırasında açığa çıkan ısı nedeniyle olur. Kazanın kendisi oldukça etkileyici görünüyor. KrasCHETS-3'te kazanın yüksekliği 78 metre (26 katlı bina) olup ağırlığı 7.000 tonun üzerindedir.

6. Taganrog'da üretilen buhar kazanı markası Ep-670. Kazan kapasitesi saatte 670 ton buhar

Yapısını anlayabilmeniz için energoworld.ru web sitesinden bir enerji santrali buhar kazanının basitleştirilmiş bir diyagramını ödünç aldım.

1 - yanma odası (fırın); 2 - yatay gaz kanalı; 3 - konvektif şaft; 4 - yanma ekranları; 5 - tavan perdeleri; 6 - drenaj boruları; 7 - tambur; 8 - radyasyon-konvektif kızdırıcı; 9 - konvektif kızdırıcı; 10 - su ekonomizeri; 11 - hava ısıtıcısı; 12 - üfleyici fan; 13 - alt ekran toplayıcıları; 14 - cüruf çekmeceli dolap; 15 - soğuk taç; 16 - brülörler. Diyagram kül toplayıcıyı ve duman aspiratörünü göstermemektedir.

7. Üstten görünüm

10. Kazan tamburu açıkça görülebilir. Tambur, buharlaşma aynası adı verilen bir yüzeyle ayrılan su ve buhar hacimlerine sahip silindirik yatay bir kaptır.

Kazan, büyük buhar çıkışı nedeniyle hem buharlaşmalı hem de aşırı ısıtmalı ısıtma yüzeyleri geliştirmiştir. Şömine kutusu prizmatik, doğal sirkülasyonlu dörtgen şeklindedir.

Kazanın çalışma prensibi hakkında birkaç kelime:

Besleme suyu, ekonomizerden geçerek tambura girer ve drenaj borularından boru ızgaralarının alt toplayıcılarına iner, bu borulardan su yükselir ve buna göre ateş kutusunun içinde bir meşale yandığı için ısınır. Su buhar-su karışımına dönüşür, bir kısmı uzaktaki siklonlara, diğer kısmı da tambura geri döner. Her iki durumda da bu karışım su ve buhara bölünür. Buhar kızdırıcılara gider ve su yolunu tekrarlar.

11. Soğutulmuş baca gazları (yaklaşık 130 derece) fırından elektrikli çökelticilere çıkar. Elektrikli çökelticilerde gazlar külden arındırılır, kül kül depolama alanına alınır ve arıtılan baca gazları atmosfere verilir. Baca gazı arıtmanın etkili derecesi %99,7'dir.
Fotoğrafta aynı elektrostatik çökelticiler gösterilmektedir.

Buhar, kızdırıcılardan geçerek 545 dereceye kadar ısıtılır ve türbine girer, burada basıncı altında türbin jeneratör rotoru döner ve buna göre elektrik üretilir. Yoğuşmalı enerji santrallerinde (GRES) su sirkülasyon sisteminin tamamen kapalı olduğuna dikkat edilmelidir. Türbinden geçen buharın tamamı soğutulur ve yoğunlaştırılır. Tekrar sıvı hale dönüşen su tekrar kullanılır. Ancak bir termik santralin türbinlerinde buharın tamamı yoğunlaştırıcıya girmez. Buhar ekstraksiyonu gerçekleştirilir - üretim (herhangi bir üretimde sıcak buharın kullanılması) ve ısıtma (sıcak su şebekesi). Bu CHP'yi ekonomik açıdan daha karlı kılıyor ama dezavantajları da var. Kombine ısı ve enerji santrallerinin dezavantajı son tüketiciye yakın inşa edilme zorunluluğudur. Isıtma şebekesinin döşenmesi çok paraya mal olur.

12. Krasnoyarsk CHPP-3, soğutma kulelerinin kullanımından vazgeçmeyi mümkün kılan doğrudan akışlı bir teknik su temin sistemi kullanıyor. Yani kondenserin soğutulması ve kazanda kullanılan su doğrudan Yenisey'den alınıyor ancak ondan önce arıtma ve tuzdan arındırma işlemlerinden geçiyor. Kullanımdan sonra su, enerji tüketen bir tahliye sisteminden (nehrin termal kirliliğini azaltmak için ısıtılmış suyun soğuk suyla karıştırılması) geçirilerek kanal yoluyla Yenisey'e geri döndürülür.

14. Turbojeneratör

Umarım bir termik santralin çalışma prensibini net bir şekilde anlatabilmişimdir. Şimdi KrasTPP-3'ün kendisi hakkında biraz.

İstasyonun inşaatı 1981 yılında başladı, ancak Rusya'da olduğu gibi SSCB'nin çöküşü ve krizler nedeniyle zamanında termik santral inşa etmek mümkün olmadı. İstasyon 1992'den 2012'ye kadar kazan dairesi olarak çalıştı - suyu ısıttı, ancak elektrik üretmeyi ancak geçen yıl 1 Mart'ta öğrendi.

Krasnoyarsk CHPP-3, Yenisey TGC-13'e aittir. Termik santralde yaklaşık 560 kişi istihdam ediliyor. Şu anda Krasnoyarsk CHPP-3, endüstriyel işletmelere ve Krasnoyarsk'ın Sovetsky bölgesinin konut ve toplumsal sektörüne, özellikle Severny, Vzlyotka, Pokrovsky ve Innokentyevsky mikro bölgelerine ısı tedariki sağlıyor.

17.

19. İşlemci

20. KrasTPP-3'te ayrıca 4 adet sıcak su kazanı bulunmaktadır.

21. Ocak kutusundaki gözetleme deliği

23. Ve bu fotoğraf güç ünitesinin çatısından çekildi. Büyük borunun yüksekliği 180 m'dir, küçük olan ise başlangıç kazan dairesinin borusudur.

24. Transformatörler

25. KrasTPP-3'te şalt tesisi olarak 220 kV kapalı gaz yalıtımlı şalt sistemi (GRUE) kullanılmaktadır.

26. Binanın içinde

28. Şalt cihazının genel görünümü

29. Hepsi bu. İlginiz için teşekkür ederiz