Принцип работы тепловой электростанции
Основной принцип работы тепловой электростанции заключается в производстве тепловой энергии из органического топлива, которая в дальнейшем используется для выработки электрического тока.
Понятия ТЭС и ТЭЦ существенно различаются между собой. Первые установки относятся к так называемым чистым электростанциям, вырабатывающим только электрический ток. Каждая из них известна еще и как конденсационная электростанция – КЭС. ТЭЦ расшифровывается как теплоэлектроцентраль и является разновидностью ТЭС. Данные установки не только генерируют электричество, но и являются тепловыми, то есть дают тепло в системы отопления и горячего водоснабжения. Такое комбинированное использование требует специальных паровых турбин с противодавлением или системой промежуточного отбора пара.
Несмотря на разнообразие конструкций, работа всех ТЭС осуществляется по общей схеме. В котел постоянно подается топливо в виде угля, газа, торфа, мазута или горючих сланцев. На многих электростанциях используется заранее приготовленная угольная пыль. Вместе с топливом поступает воздух в подогретом виде, выполняющий функцию окислителя.
В процессе горения топлива создается тепло, нагревающее воду в паровом котле. Происходит образование насыщенного пара, подаваемого в паровую турбину через паропровод. Далее тепловая энергия становится механической.
Вал и остальные движущиеся части турбины связаны между собой и представляют единое целое. Струя пара под высоким давлением и при высокой температуре выходит из сопел и воздействует на лопатки турбины. Закрепленные на диске, они начинают вращаться и приводят в движение вал, соединенный с генератором. В результате вращения происходит преобразование механической энергии в электрический ток.
Пройдя через паровую турбину, пар снижает свою температуру и давление. Далее он попадает в конденсатор и прокачивается по трубкам, охлаждаемым водой. Здесь пар окончательно превращается в воду и поступает в деаэратор для очистки от растворенных газов. Очищенная вода с помощью насоса подается в котельную установку через подогреватель.
Другие виды топлива для ТЭС
Помимо традиционных видов топлива тепловые электростанции применяют в своей работе и другие источники энергии. Одним из таких энергоресурсов является мазут, который использовался на многих электростанциях во второй половине 20-го века.
В современных условиях цена продуктов нефтепереработки существенно увеличилась, поэтому мазут перестал быть основным топливом. Его частично используют угольные электростанции для растопки. Эксплуатационные качества мазута аналогичны с природным газом, однако при его сжигании в большом количестве выделяется оксид серы, загрязняющий окружающую среду.
В 20-м веке некоторые ТЭС работали на торфе. В настоящее время этот ресурс практически не используется из-за низкой эффективности по сравнению с газом и углем. Установки на дизельном топливе применяются на небольших объектах, где не требуются значительные объемы электроэнергии. В основном, они предназначены для удаленных районов, расположенных на значительном расстоянии от сетей централизованного электроснабжения.
Мурманская
Город Мурманск известен как база нашего флота на Балтийском море. Но еще он характеризуется крайней суровостью климатических условий, что накладывает определенные требования на его энергетическую систему. Неудивительно, что Мурманская ТЭЦ во многом является совершенно уникальным техническим объектом даже в масштабах всей страны.
Она была введена в эксплуатацию еще в 1934 году, и с тех пор продолжает исправно снабжать жителей города теплом и электроэнергией. Впрочем, в первые пять лет Мурманская ТЭЦ являлась обычной электростанцией. Первые 1150 метров теплотрассы были проложены только в 1939 году. Дело в запущенной Нижне-Туломской ГЭС, которая практически полностью перекрывала потребности города в электричестве, а потому появилась возможность высвободить часть тепловой выработки для отопления городских домов.
Станция характерна тем, что весь год работает в сбалансированном режиме, так как ее тепловая и «энергетическая» выработки приблизительно равны. Впрочем, в условиях полярной ночи ТЭЦ в некоторые пиковые моменты начинает использовать большую часть топлива именно для выработки электроэнергии.
Способы себя обезопасить
Если квартира или частный дом расположены вблизи ТЭЦ, жильцы могут прибегнуть к следующим мерам, позволяющим уменьшить негативное влияние указанного промышленного объекта:
- установить современное вентиляционное оборудование, постоянно очищающее помещение от вредных составляющих воздушной среды;
- при проектировании частного дома учитывать розу ветров, планируя расположение окон;
- не открывать окна при направлении ветра со стороны ТЭЦ;
- не гулять вблизи электростанции;
- регулярно выезжать в отпуск в экологически чистые районы.
Определяя степень опасности действующей ТЭЦ, важно учитывать установку на объекте современного оборудования для обеспечения защиты экологии, вид топлива, на котором работает станция. Важное значение имеет высота труб
Самые мощные ТЭС
В настоящее время лидером тепловой энергетики по праву считается тепловая электростанция Туокетуо, находящаяся в Китае в провинции Внутренняя Монголия. До недавних пор она являлась лишь третьей в мире, уступая по мощности ТЭС, расположенным в Тайчжуне и Сургуте. В результате проведенной реконструкции в 2017 году добавились два энергоблока по 660 Мвт каждый, после чего общая мощность станции достигла 6720 мегаватт. После этого Сургутская ГРЭС стала занимать 3-е место в мире и 1-е – в России.
В российской Энергосистеме доля тепловых электростанций составляет около 70%, а общее количество в натуральных цифрах – 358 единиц. Самые крупные ТЭС расположены возле крупных месторождений полезных ископаемых, используемых в качестве топлива. Установки, применяющие мазут, привязаны к крупным нефтеперерабатывающим предприятиям.
Крупнейшей российской ТЭС является Сургутская, производительность которой составляет 5600 МВт. На карте географическое положение объекта определяется на примерно одинаковом расстоянии от Нефтеюганска и Ханты-Мансийска.
Строительство объекта началось в 1979 году, а в 1985 году был введен в эксплуатацию 1-й энергоблок. Далее за 3 года в строй вступили все оставшиеся энергоблоки, производительностью 800 МВт. Работа станции осуществляется на попутном газе, образованном в местах разрабатываемых газовых месторождений. Такой газ должен утилизироваться, однако он превратился в энергетический ресурс. К настоящему времени построены еще 2 энергоблока по 400 МВт, что позволило вывести станцию на проектную мощность.
Следует отметить еще одну крупную российскую ГРЭС – Рефтинскую. Она работает на каменном угле, а производительность составляет 3800 мегаватт. Объект расположен примерно в 100 км от Екатеринбурга. Строительство велось с 1963 по 1980 годы, в течение всего периода энергоблоки вводились в строй поэтапно.
https://youtube.com/watch?v=k8LPoUf3-ps
Газотурбинная электростанция (ГТЭС)
Геотермальные электростанции (ГТЭС)
Электростанции России (ТЭС, ГЭС, ГАЭС, АЭС)
Волновая электростанция (ВЭС)
Виды электростанций
Ветряные электростанции
Графики электрических нагрузок
Графики нагрузок, характеризующие работу как потребителей, так и источников электроэнергии, представляют собой диаграммы в прямоугольных осях координат, где по оси абсцисс откладывается время, в течение которого показывается изменение нагрузки, а по оси ординат – соответствующие данному моменту времени нагрузки, обычно в виде активной, реактивной или полной (кажущейся) мощностей. Чаще всего строят суточные, месячные, сезонные и годовые графики нагрузок.
При построении так называемых ступенчатых графиков нагрузок (рис. 4) считают, что нагрузка в интервале между двумя измерениями остается постоянной. Исходными для построения годового графика нагрузки по продолжительности являются суточные графики нагрузки для характерных зимних и летних суток. График строится по 12 точкам, соответствующим наибольшим суточным нагрузкам каждого месяца.
Площадь годового графика нагрузки по продолжительности представляет собой в определенном масштабе потребляемую (отдаваемую) за год энергию (кВт·ч), а площадь суточных графиков – энергию, потребляемую (отдаваемую) за сутки (кВт·ч).
Годовые графики нагрузки дают возможность определить оптимальное количество и мощность агрегатов электростанции или трансформаторов подстанции, уточнить режимы их работы, выявить возможные сроки их планово-предупредительных ремонтов.
Графики также дают возможность приближенно рассчитать годовую потребность в электроэнергии, годовые потери в сетях, трансформаторах и других элементах установки. По графикам нагрузки определяется ряд техникоэкономических показателей для действующих или вновь проектируемых электроустановок, таких, как средняя (среднесуточная, среднемесячная или среднегодовая) нагрузка электростанции или подстанции, число часов использования установленной мощности, коэффициент заполнения графика, коэффициент использования установленной мощности.
Рис. 4. Суточный ступенчатый график активной нагрузки
Графики нагрузки предназначены для следующих целей:
- для определения времени пуска и остановки агрегатов, включения и отключения трансформаторов;
- определения количества выработанной (потребленной) электроэнергии, расхода топлива и воды;
- ведения экономичного режима электроустановки;
- планирования сроков ремонтов оборудования;
- проектирования новых и расширения действующих электроустановок;
- проектирования новых и развития существующих энергосистем, их узлов нагрузки и отдельных потребителей электроэнергии.
Чем равномернее нагрузка генераторов, тем лучше условия их работы, поэтому возникает так называемая проблема регулирования графиков нагрузки, проблема их выравнивания. При этом следует иметь в виду, что целесообразно по возможности более полно использовать установленную мощность электростанций.
Для регулирования графиков нагрузки используют различные способы, в том числе:
- подключение сезонных потребителей;
- подключение нагрузки ночью;
- увеличение числа рабочих смен;
- смещение начала работы смен и начала работы предприятий;
- разнос выходных дней;
- введение платы как за активную, так и за реактивную энергию;
- уменьшение перетоков реактивной мощности по сети;
- объединение районных энергосистем.
Суточный график нужен для оперативного регулирования и планирования балансов электроэнергии и мощности до нескольких суток.
Недельный:
- определение готовности работы оборудования.
- управление режимами с учетом недельной неравномерности;
- проведение текущих осмотров ревизий текущих ремонтов;
- регулирование водно-энергетических режимов ГЭС.
Годовой:
- планирование хозяйств деятельности;
- планирование капитального ремонта;
- планирование обеспечения топливом;
- водно-энергетическое регулирование ресурсов водохранилища ГЭС;
- планирование товарно-ценовой деятельности.
Просмотров:
14 009
Повышение надежности и качества теплоснабжения
Крупные ТЭЦ были построены «с запасом»: они устойчивы к переменным нагрузкам и обладают резервными схемами теплоснабжения (например, водогрейными котлами). «Генерация тепла на ТЭЦ, подключенных к централизованной системе теплоснабжения, гораздо надежнее теплоснабжения от единственной котельной в своей выделенной зоне теплоснабжения», — говорит Николай Шарапов.
Это преимущество «большой энергетики» подчеркивают все генераторы. Так, с осени этого года теплоснабжение района Затон в Уфе, а это более 200 зданий, было переведено на новую парогазовую Затонскую ТЭЦ, запущенную в марте (ее тепловая мощность – 290 Гкал в час). По данным Башкирской генерирующей компании («дочка» госхолдинга «Интер РАО»), из трех малых муниципальных котельных, до этого работавших в этом микрорайоне, одна выведена в резерв, а две другие теперь будут эксплуатироваться в режиме центрального теплового пункта. «Теплоснабжение микрорайона от крупной ТЭЦ по сравнению с малыми котельными имеет ряд преимуществ. Главное – это надежность и качество. На ТЭЦ всегда находится в полной готовности к эксплуатации резервное оборудования – водогрейные котлы. Также имеется запас аварийного топлива, на случай перебоев в газоснабжении», — рассказали «Кислород.ЛАЙФ» в БГК.
Юго-Западная, Санкт-Петербург
В нашей стране известностью пользуется Западная ТЭЦ, которая расположена в Санкт-Петербурге. Зарегистрирована как ОАО «Юго-Западная ТЭЦ». Строительство этого современного объекта преследовало сразу несколько функций:
- Компенсация сильного дефицита тепловой энергии, который мешал интенсификации программы жилищного строительства.
- Повышение надежности и энергетической эффективности городской системы в целом, так как именно с этим аспектом имел проблемы Санкт-Петербург. ТЭЦ позволила частично решить эту проблему.
Но эта станция известна еще и тем, что одной из первых в России стала соответствовать строжайшим экологическим требованиям. Для нового предприятия городское правительство выделило площадь более 20 Га. Дело в том, что под строительство была отведена резервная площадь, оставшаяся от Кировского района. В тех краях был старый сборник золы от ТЭЦ-14, а потому район был не пригоден для строительства жилья, но чрезвычайно удачно расположен.
Запуск состоялся в конце 2010 года, причем на церемонии присутствовало практически все руководство города. В строй были введены две новейшие автоматические котельные установки.
Характеристика альтернативной энергетики
Практически все источники альтернативной энергии выгодно отличаются финансовой доступностью и экологической чистотой. По сути, в данном случае происходит замена перерабатываемого ресурса (нефти, газа, угля и т. д.) на природную энергию. Это может быть солнечный свет, потоки ветра, тепло земли и другие естественные источники энергии за исключением гидрологических ресурсов, которые сегодня рассматриваются как традиционные. Концепции альтернативной энергетики существуют давно, однако по сей день они занимают небольшую долю в общем мировом энергообеспечении. Задержки в развитии данных отраслей связаны с проблемами технологической организации процессов выработки электричества.
Но чем обусловлено активное развитие альтернативной энергетики в наши дни? В немалой степени необходимостью снижения темпов загрязнения окружающей среды и в целом проблемами экологии. Также в скором будущем человечество может столкнуться с истощением традиционных ресурсов, используемых в производстве энергии. Поэтому, даже несмотря на организационные и экономические препятствия, все больше внимания уделяется проектам развития альтернативных форм энергетики.
Первая электростанция в мире
Самая первая центральная электростанция, the Pearl Street, была сдана в эксплуатацию 4 сентября 1882 года в Нью-Йорке.
Станция была построена при поддержке Edison Illuminating Company, которую возглавлял Томас Эдисон.
На ней были установлены несколько генераторов Эдисона общей мощностью свыше 500 кВт.
Станция снабжала электроэнергией целый район Нью-Йорка площадью около 2,5 квадратных километров.
Станция сгорела дотла в 1890году, сохранилась только одна динамо-машина, которая сейчас находится в музее the Greenfield Village, Мичиган.
30 сентября 1882 года заработала первая гидроэлектростанция the Vulcan Street в штате Висконсин. Автором проекта был Г.Д. Роджерс, глава компании the Appleton Paper & Pulp.
На станции был установлен генератор с мощностью приблизительно 12.5 кВт. Электричества хватало на дом Роджерса и на две его бумажные фабрики.
Электростанция Gloucester Road. Брайтон был одним из первых городов в Великобритании с непрерывным электроснабжением.
В 1882 году Роберт Хаммонд основал компанию Hammond Electric Light , а 27 февраля 1882 года он открыл электростанцию Gloucester Road.
Станция состояла из динамо щетки, которая использовалась, чтобы привести в действие шестнадцать дуговых ламп.
В 1885 году электростанция Gloucester была куплена компанией Brighton Electric Light. Позже на этой территории была построена новая станция, состоящая из трех динамо щеток с 40 лампами.
Электростанция Зимнего дворца
В 1886 году в одном из внутренних дворов Нового Эрмитажа была построена электростанция.
Автором проекта выступил техник дворцового управления Василий Леонтьевич Пашков.
Электростанция была крупнейшей во всей Европе, не только на момент постройки, но и на протяжении последующих 15 лет.
Ранее для освещения Зимнего дворца использовались свечи, с 1861 года начали использовать газовые светильники. Так как электролампы имели большее преимущество, были начаты разработки по внедрению электроосвещения.
Прежде чем здание было полностью переведено на электричество, освещении при помощи ламп использовали для освещения дворцовых зал во время рождественских и новогодних праздников 1885 года.
9 ноября 1885 года, проект строительства «фабрики электричества» был одобрен императором Александром III. Проект включал электрификацию Зимнего дворца, зданий Эрмитажа, дворовой и прилегающей территории в течение трех лет до 1888 года.
Была необходимость исключить возможность вибрации здания от работы паровых машин, размещение электростанции предусмотрели в отдельном павильоне из стекла и металла. Его разместили во втором дворе Эрмитажа, с тех пор называемом «Электрическим».
Как выглядела станция
Здание станции занимало площадь 630 м², состояло из машинного отделения с 6 котлами, 4 паровыми машинами и 2 локомобилями и помещения с 36 электрическими динамо-машинами. Общая мощность достигала 445 л.с.
Было предложено три режима освещения:
- полное (праздничное) включать пять раз в году (4888 ламп накаливания и 10 свечей Яблочкова);
- рабочее – 230 ламп накаливания;
- дежурное (ночное) – 304 лампы накаливания. Станция потребляла около 30 тыс. пудов (520 т) угля в год.
Послесловие
Несмотря на то, что теплоэлектростанции работающие по циклу Ренкина уступают по КПД ГТУ и ПГУ, они все еще являются важнейшей составляющей энергетической системы России и мира. Из-за этого и плохой экологической составляющей идет процесс замены электростанций работающих на паре, однако процесс этот будет долгим: тепло требуется потребителям, а на массовую замену всего парка не хватит никаких средств. В сети можно видеть разные прогнозы, в основном сходящиеся на том, что у данных агрегатов есть еще около 50-ти лет лидерства в генерации тепла и электричества. Я же не буду гадать на кофейной гуще и последую примеру специалистов атомной отрасли:
”В течение последних лет специалисты были очень осторожны в своих оценках тенденций развития ядерной энергетики, т.к. реальность упорно отказывалась следовать их прогнозам”
Н.Л. Чар и Б.Дж. Шик «Развитие ядерной энергетики: история и перспективы»
Есть как минимум один фактор, который может повлиять на изменение данной тенденции: Россия обладает огромными запасами углей, в том числе и хорошего качества. Более того, угли эти достаточно неглубокого залегания, ввиду чего цена добычи довольно невысока. Поэтому с некоторой долей вероятности можно сказать, что процесс замены парка будет медленным. Не исключено, что мы затянем вплоть до повальных аварий угрожающих работе всей энергосистемы. Работа в сторону увеличения энергетических, экологических и экономических показателей, а также увеличения срока службы паротурбинных установок будет вестись и дальше.
Что касается перспективы российской теплоэнергетики: ГТУ и ПГУ, решительно не ясно, как именно сложится ситуация на рынке. Из-за достаточно высоких капитальных затрат парогазовые установки достаточно медленно занимают место паротурбинных. Газовые же двигаются очень и очень уверенно.
При этом, для энергетики важен не только и не столько КПД. Он лишь отображает эффективность использования топлива. Доля топливной составляющей может быть разной, а, значит, и на цену электроэнергии для потребителя улучшение энергетической эффективности будет влиять по-разному. Чем большая доля затрат за время жизни уходит на закупку и транспортировку топлива (а также на выбросы в атмосферу), тем выгоднее повышать КПД теплоэлектростанции.
К примеру, в соседней отрасли – атомной энергетике – топливная составляющая при использовании открытого ядерного топливного цикла очень мала. В сумме со спецификой конструкций реакторов это определяет достаточно малый КПД ПТУ на водо-водяных реакторах (хотя иногда ведутся исследования по повышению начальных параметров).
- Отчет о функционировании ЕЭС России в 2019 году // Системный оператор Единой Энергетической Системы России
- Сухарева Е.В. Методы распределения затрат при формировании себестоимости энерги на ТЭЦ // ТДР. 2015. №2.
- Б.В. Сазанов Тепловые электрические станции // “Энергия”, Москва, 1974
- В.А. Кирилиллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин «Техническая термодинамика» // М.: Издательство МЭИ, 2008 г.
- П.А. Кругликов Технико-экономические основы проектирования ТЭС и АЭС // Северо-западный заочный государственный технический университет. Санкт-Петербург. 2003 г.
- В.В. САХИН УСТРОЙСТВО И ДЕЙСТВИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК. Книга 1. ПОРШНЕВЫЕ МАШИНЫ. ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ Учебное пособие // Министерство образования и науки Российской Федерации Балтийский государственный технический университет «Военмех» Санкт-Петербург 2015
- В.В.Шапошников Лекции по предмету «Турбины ТЭС и АЭС». Паротурбинные установки // Кубанский государственный технологический университет
- В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин»Техническая термодинамика» // М.: Издательство МЭИ, 2008 г.
- М.М. Ковалевский Стационарные ГТУ открытого цикла // Москва. «Машиностроение». 1979 г.
242
Мазут, торф, дизель и другие виды топлива на ТЭС.
В середине двадцатого века на некоторых ТЭС активно использовался мазут в качестве топлива. В настоящее время мазут в качестве основного топлива не используется из-за его дороговизны. Но мазут продолжают использовать в качестве растопочного топлива на угольных электростанциях. По своим эксплуатационным свойствам мазут близок к природному газу. Стоит заметить, что при сжигании мазута выделяется много оксида серы, так как в нем большое содержание серы.
Также, в прошлом веке на некоторых ТЭС применялся в качестве топлива торф. Но из-за эксплуатационных особенностей и из-за экономической невыгодности сейчас его практически не используют.
Дизельное топливо используют только там, где не требуется производство большого количества электричества. Например, на северных и островных территориях нашей страны. Или там, где требуется временный источник электроснабжения. Дизель, как и мазут, сейчас дорог.
Вы также можете ознакомиться с полным списком ТЭС России.
Мазут, торф, дизель и другие виды топлива на ТЭС.
В середине двадцатого века на некоторых ТЭС активно использовался мазут в качестве топлива. В настоящее время мазут в качестве основного топлива не используется из-за его дороговизны. Но мазут продолжают использовать в качестве растопочного топлива на угольных электростанциях. По своим эксплуатационным свойствам мазут близок к природному газу. Стоит заметить, что при сжигании мазута выделяется много оксида серы, так как в нем большое содержание серы.
Также, в прошлом веке на некоторых ТЭС применялся в качестве топлива торф. Но из-за эксплуатационных особенностей и из-за экономической невыгодности сейчас его практически не используют.
Дизельное топливо используют только там, где не требуется производство большого количества электричества. Например, на северных и островных территориях нашей страны. Или там, где требуется временный источник электроснабжения. Дизель, как и мазут, сейчас дорог.
Вы также можете ознакомиться с полным России.
Назад, в .
Основные принципы работы ТЭС
Прежде чем перейти к рассмотрению самого принципа работы, необходимо понять, о какой именно станции идет речь. Стандартное устройство таких объектов включает в себя такую систему, как промежуточный перегрев пара. Она необходима потому, что тепловая экономичность схемы с наличием промежуточного перегрева, будет выше, чем в системе, где она отсутствует. Если говорить простыми словами, принцип работы ТЭС, имеющей такую схему, будет гораздо эффективнее при одних и тех же начальных и конечных заданных параметрах, чем без нее. Из всего этого можно сделать вывод, что основа работы станции — это органическое топливо и нагретый воздух.
Цеха: какие они, и зачем они нужны
Как и любое энерговырабатывающее предприятие, станция имеет цеховую структуру. Заметным событием в истории «Мосэнерго» середины нулевых стал выкуп контрольного пакета акций «Газпромом», после чего структура стала более витиеватой. Цеха стали подразделениями, бывшие начальники могли оказаться в других службах, но я буду опираться на традиционные названия.
В общем случае на электростанции имеется котлотурбинный цех (КТЦ), электроцех (ЭЦ), химцех (ХЦ) и топливо-транспортный цех (ТТЦ). Последний имел большую значимость, когда многие станции работали на угле — сейчас ТТЦ обслуживает только резервное топливо.
Электрический цех занимается освещением и силовой частью: от питания насосов до обслуживания повышающих/понижающих трансформаторов.
Задача химцеха — водоподготовка. Для пароводяного тракта энергоблока требуется обессоленная вода. В нашем случае на обессоливание отправляется москворецкая вода.
Станция IM, Шарлеруа, Бельгия
Сначала она проходит группу механических фильтров для очистки от взвесей, затем натрий-катионитные фильтры для удаления накипеобразователей, после чего группу H- и OH-фильтров для очистки от растворённых солей.
Обессоленная вода отправляется в КТЦ, в деаэратор, где из неё удаляются кислород и другие газовые примеси, после чего она уже начинает носить название «питательная вода» и подхватывается пароводяным трактом энергоблока.
Общая схема энергоблока состоит из огромного количества элементов, я упомяну только самые основные. Паровой котел представляет собой монументальную конструкцию высотой обычно 40 метров. Большая часть этой конструкции — топочная камера, через которую вода проходит по опускным и подъемным трубам, и нагретая до 545°C поднимается на самую верхушку котлоагрегата, в барабан (если у котла он есть — бывают прямоточные модификации).
Электростанция «Франклин». США
Основная задача машиниста котла — поддержание уровня в барабане таким, чтобы граница раздела сред находилась примерно посередине. С верхней части барабана пар с давлением 140 атмосфер (иногда выше, зависит от конструктивных особенностей, бывает и 230) подается на лопатки паровой турбины, на одном валу с которой находится электрогенератор. Скорость вращения вала турбины также поддерживается в строгом значении — 3000 об/мин (отсюда и частота переменного тока в нашей сети — 50 Гц). Отработанный пар с турбины поступает в конденсатор, где за счет сильного разрежения обращается в воду, после чего охлаждается в градирне и вновь направляется в деаэратор. Цикл повторяется.
Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира
Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидеров замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.
Интерактивное приложение «Как работает ТЭЦ»
На картинке слева — электростанция « Мосэнерго » , где вырабатывается электроэнергия и тепло для Москвы и области. В качестве топлива используется самое экологически чистое топливо — природный газ. На ТЭЦ газ поступает по газопроводу в паровой котел. В котле газ сгорает и нагревает воду.
Чтобы газ лучше горел, в котлах установлены тягодутьевые механизмы. В котел подается воздух, который служит окислителем в процессе сгорания газа. Для снижения уровня шума механизмы снабжены шумоглушителями. Образовавшиеся при горении топлива дымовые газы отводятся в дымовую трубу и рассеиваются в атмосфере.
Раскаленный газ устремляется по газоходу и нагревает воду, проходящую по специальным трубкам котла. При нагревании вода превращается в перегретый пар, который поступает в паровую турбину. Пар поступает внутрь турбины и начинает вращать лопатки турбины, которые связаны с ротором генератора. Энергия пара превращается в механическую энергию. В генераторе механическая энергия переходит в электрическую, ротор продолжает вращаться, создавая в обмотках статора переменный электрический ток.
Через повышающий трансформатор и понижающую трансформаторную подстанцию электроэнергия по линиям электропередач поступает потребителям. Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор, где превращается в воду и возвращается в котел. На ТЭЦ вода движется по кругу. Градирни предназначены для охлаждения воды. На ТЭЦ используются вентиляторные и башенные градирни. Вода в градирнях охлаждается атмосферным воздухом. В результате выделяется пар, который мы и видим над градирней в виде облаков. Вода в градирнях под напором поднимается вверх и водопадом падает вниз в аванкамеру, откуда поступает обратно на ТЭЦ. Для снижения капельного уноса градирни оснащены водоуловителями.
Водоснабжение осуществляется от Москвы-реки. В здании химводоочистки вода очищается от механических примесей и поступает на группы фильтров. На одних она подготавливается до уровня очищенной воды для подпитки теплосети, на других — до уровня обессоленной воды и идет на подпитку энергоблоков.
Цикл, используемый для горячего водоснабжения и теплофикации, также замкнутый. Часть пара из паровой турбины направляется в водонагреватели. Далее горячая вода направляется в тепловые пункты, где происходит теплообмен с водой, поступающей из домов.
Высококлассные специалисты « Мосэнерго » круглосуточно поддерживают процесс производства, обеспечивая огромный мегаполис электроэнергией и теплом.
Энергосистемы
Энергосистемы — совокупность энергетических ресурсов всех видов, методов и средств их получения, преобразования, распределения и использования, обеспечивающих снабжение потребителей всеми видами энергии.
Что входит в энергосистему
В энергосистемы входят:
- электроэнергетическая система;
- система нефте- и газоснабжения;
- система угольной промышленности;
- ядерная энергетика;
- нетрадиционная энергетика.
Обычно все эти системы объединяются в масштабах страны в единую энергетическую систему, в масштабах нескольких районов — в объединённые энергосистемы. Объединение отдельных энергоснабжающих систем в единую систему также называют межотраслевым топливно-энергетическим комплексом, оно обусловлено прежде всего взаимозаменяемостью различных видов энергии и энергоресурсов
Часто под энергосистемой в более узком смысле понимают совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, которые соединёны между собой и связаны общими режимами непрерывных производственных процессов преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии, что позволяет осуществлять централизованное управление такой системой.
В современном мире снабжение потребителей электроэнергией производится от электростанций, которые могут находиться вблизи потребителей или могут быть удалены от них на значительные расстояния. В обоих случаях передача электроэнергии осуществляется по линиям электропередачи. Однако в случае удалённости потребителей от электростанции передачу приходится осуществлять на повышенном напряжении, а между ними сооружать повышающие и понижающие подстанции. Через эти подстанции с помощью электрических линий электростанции связывают друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку, также через тепловые пункты с помощью теплопроводов, только на гораздо меньших расстояниях связывают между собой ТЭЦ и котельные.
Совокупность всех этих элементов называют энергосистемой, при таком объединении возникают существенные технико-экономические преимущества:
- существенное снижение стоимости электро- и теплоэнергии;
- значительное повышение надёжности электро- и теплоснабжения потребителей;
- повышение экономичности работы различных типов электростанций;
- снижение необходимой резервной мощности электростанций.
