Elettricità nelle centrali termali. Come funziona una centrale termica? Come funzionano le centrali termoelettriche a gas

Scopo della centrale termicaè convertire l'energia chimica del combustibile in energia elettrica. Poiché è praticamente impossibile effettuare direttamente tale trasformazione, è necessario prima convertire l'energia chimica del combustibile in calore, che si produce bruciando il combustibile, poi convertire il calore in energia meccanica e, infine, convertire quest'ultima in energia elettrica.

La figura seguente mostra lo schema più semplice della parte termica di una centrale elettrica, spesso indicata come centrale a vapore. La combustione del carburante avviene in una camera di combustione. in cui. Il calore risultante viene trasferito all'acqua nella caldaia a vapore. Di conseguenza, l'acqua si riscalda e poi evapora, formando il cosiddetto vapore saturo, cioè vapore avente la stessa temperatura dell'acqua bollente. Inoltre, viene fornito calore al vapore saturo, per cui si forma vapore surriscaldato, cioè vapore avente una temperatura maggiore dell'acqua che evapora alla stessa pressione. Il vapore surriscaldato si ottiene dal vapore saturo in un surriscaldatore, nella maggior parte dei casi, che è una serpentina di tubi d'acciaio. Il vapore si muove all'interno dei tubi, mentre all'esterno la batteria viene lavata dai gas caldi.

Se la pressione nella caldaia fosse uguale alla pressione atmosferica, allora l'acqua dovrebbe essere riscaldata ad una temperatura di 100°C; con ulteriore apporto di calore, comincerebbe ad evaporare rapidamente. Il vapore saturo risultante avrebbe anche una temperatura di 100 °C. A pressione atmosferica, il vapore sarà surriscaldato se la sua temperatura è superiore a 100 °C. Se la pressione nella caldaia è superiore a quella atmosferica, il vapore saturo ha una temperatura superiore a 100 ° C. La temperatura del saturo maggiore è la pressione del vapore, maggiore è la pressione. Attualmente le caldaie a vapore con una pressione prossima a quella atmosferica non sono affatto utilizzate nel settore energetico. Molto più vantaggioso è l'uso di caldaie a vapore progettate per una pressione molto più elevata, dell'ordine di 100 atmosfere o più. La temperatura del vapore saturo in questo caso è di 310 ° C o più.

Dal surriscaldatore, il vapore acqueo surriscaldato viene fornito attraverso una tubazione d'acciaio a un motore termico, il più delle volte -. Nelle centrali a vapore esistenti delle centrali elettriche, altri motori non vengono quasi mai utilizzati. Il vapore acqueo surriscaldato che entra nel motore termico contiene una grande quantità di energia termica rilasciata come risultato della combustione del carburante. Il compito di una macchina termica è convertire l'energia termica del vapore in energia meccanica.

La pressione e la temperatura del vapore all'ingresso della turbina a vapore, comunemente indicata come , è molto superiore alla pressione e alla temperatura del vapore all'uscita della turbina. Di solito vengono chiamate la pressione e la temperatura del vapore all'uscita della turbina a vapore, pari alla pressione e alla temperatura nel condensatore. Attualmente, come già accennato, nell'industria energetica viene utilizzato vapore di parametri iniziali molto elevati, con una pressione fino a 300 atmosfere e una temperatura fino a 600°C. I parametri finali, invece, sono scelti bassi: una pressione di circa 0,04 atmosfere, cioè 25 volte inferiore a quella atmosferica, e la temperatura è di circa 30°C, cioè prossima alla temperatura ambiente. Man mano che il vapore si espande nella turbina, a causa di una diminuzione della pressione e della temperatura del vapore, la quantità di energia termica in essa contenuta diminuisce di molto. Poiché il processo di espansione del vapore avviene molto rapidamente, non c'è tempo per un trasferimento significativo di calore dal vapore all'ambiente in questo brevissimo tempo. Dove va a finire l'energia termica in eccesso? È noto, dopotutto, che secondo la legge fondamentale della natura - la legge di conservazione e trasformazione dell'energia - è impossibile distruggere o ottenere "dal nulla" qualsiasi, anche la più piccola, quantità di energia. L'energia può essere trasferita solo da una forma all'altra. Ovviamente, è di questo tipo di trasformazione energetica che abbiamo a che fare anche in questo caso. L'eccedenza di energia termica precedentemente contenuta nel vapore è stata convertita in energia meccanica e può essere utilizzata a nostra discrezione.

Come funziona una turbina a vapore è descritto nell'articolo su.

Qui diremo solo che il getto di vapore che entra nelle pale della turbina ha una velocità molto elevata, spesso superiore alla velocità del suono. Il getto di vapore fa ruotare il disco della turbina a vapore e l'albero su cui è montato il disco. L'albero della turbina può essere collegato, ad esempio, a una macchina elettrica, un generatore. Il compito del generatore è convertire l'energia meccanica della rotazione dell'albero in energia elettrica. Pertanto, l'energia chimica del combustibile nella centrale a vapore viene convertita in energia meccanica e ulteriormente in energia elettrica, che può essere immagazzinata in un AC UPS.

Il vapore che ha lavorato nel motore entra nel condensatore. L'acqua di raffreddamento viene pompata continuamente attraverso i tubi del condensatore, solitamente prelevati da qualche bacino naturale: fiumi, laghi, mari. L'acqua di raffreddamento prende calore dal vapore che entra nel condensatore, a seguito del quale il vapore condensa, cioè si trasforma in acqua. L'acqua formata a seguito della condensazione viene pompata nella caldaia a vapore, nella quale evapora nuovamente, e l'intero processo viene ripetuto nuovamente.

Questo è, in linea di principio, il funzionamento della centrale a vapore di una centrale termica. Come puoi vedere, il vapore funge da intermediario, il cosiddetto fluido di lavoro, con l'aiuto del quale l'energia chimica del combustibile, convertita in energia termica, viene convertita in energia meccanica.

Non si dovrebbe pensare, ovviamente, che il dispositivo di una moderna e potente caldaia a vapore o motore termico sia così semplice come mostrato nella figura sopra. Al contrario, la caldaia e la turbina, che sono gli elementi più importanti di una centrale a vapore, hanno una struttura molto complessa.

Iniziamo ora a spiegare il lavoro.

1 - generatore elettrico; 2 - turbina a vapore; 3 - pannello di controllo; 4 - disaeratore; 5 e 6 - bunker; 7 - separatore; 8 - ciclone; 9 - caldaia; 10 – superficie riscaldante (scambiatore di calore); 11 - camino; 12 - sala di frantumazione; 13 - deposito di carburante di riserva; 14 - carro; 15 - dispositivo di scarico; 16 - trasportatore; 17 - aspiratore di fumo; 18 - canale; 19 - raccoglicenere; 20 - ventola; 21 - focolare; 22 - mulino; 23 - stazione di pompaggio; 24 - fonte d'acqua; 25 - pompa di circolazione; 26 – riscaldatore rigenerativo ad alta pressione; 27 - pompa di alimentazione; 28 - condensatore; 29 - installazione di trattamento chimico dell'acqua; 30 - trasformatore elevatore; 31 – riscaldatore rigenerativo a bassa pressione; 32 - pompa della condensa.

Lo schema seguente mostra la composizione degli apparati principali di una centrale termica e l'interconnessione dei suoi impianti. Secondo questo schema, è possibile tracciare la sequenza generale dei processi tecnologici che si verificano nei TPP.

Designazioni sul diagramma TPP:

1. Risparmio di carburante;
2. preparazione del carburante;
3. surriscaldatore intermedio;
4. parte dell'alta pressione (CHVD o CVP);
5. parte a bassa pressione (LPH o LPC);
6. generatore elettrico;
7. trasformatore ausiliario;
8. trasformatore di comunicazione;
9. quadro principale;
10. pompa della condensa;
11. pompa di circolazione;
12. fonte di approvvigionamento idrico (ad esempio un fiume);
13. (PND);
14. impianto di trattamento delle acque (VPU);
15. consumatore di energia termica;
16. pompa di condensazione inversa;
17. disaeratore;
18. pompa di alimentazione;
19. (PVD);
20. rimozione scorie e ceneri;
21. discarica di cenere;
22. aspiratore di fumo (DS);
23. camino;
24. ventilatori (DV);
25. raccoglitore di cenere.

Descrizione dello schema tecnologico del TPP:

Riassumendo tutto quanto sopra, otteniamo la composizione di una centrale termica:

• risparmio di carburante e sistema di preparazione del carburante;
• impianto caldaia: una combinazione della caldaia stessa e delle apparecchiature ausiliarie;
• impianto a turbina: turbina a vapore e sue apparecchiature ausiliarie;
• impianto trattamento acque e trattamento condensa;
• sistema di approvvigionamento idrico tecnico;
• sistema di rimozione ceneri e scorie (per centrali termoelettriche funzionanti a combustibile solido);
• apparecchiature elettriche e sistema di controllo delle apparecchiature elettriche.

Il risparmio di carburante, a seconda del tipo di carburante utilizzato nella stazione, comprende un dispositivo di ricezione e scarico, meccanismi di trasporto, depositi di carburante per combustibili solidi e liquidi, dispositivi per la preparazione preliminare del combustibile (impianti di frantumazione del carbone). La composizione del risparmio di olio combustibile comprende anche pompe per il pompaggio di olio combustibile, riscaldatori di olio combustibile, filtri.

La preparazione del combustibile solido per la combustione consiste nella macinazione e nell'essiccazione in un impianto di polverizzazione, e la preparazione dell'olio combustibile consiste nel riscaldarlo, pulirlo dalle impurità meccaniche e talvolta elaborarlo con speciali additivi. Tutto è più facile con il gasolio. La preparazione del combustibile gassoso si riduce principalmente alla regolazione della pressione del gas davanti ai bruciatori della caldaia.

L'aria necessaria per la combustione del combustibile viene fornita allo spazio di combustione della caldaia da ventilatori (DV). I prodotti della combustione del combustibile - gas di combustione - vengono aspirati da aspiratori di fumo (DS) e scaricati nell'atmosfera attraverso camini. La combinazione di canali (condotti dell'aria e condotti del gas) e vari elementi delle apparecchiature attraverso i quali passano l'aria e i gas di scarico costituisce il percorso gas-aria di una centrale termica (centrale di riscaldamento). Gli aspiratori di fumo, un camino e ventilatori di scoppio inclusi nella sua composizione costituiscono un progetto di installazione. Nella zona di combustione del combustibile, le impurità non combustibili (minerali) incluse nella sua composizione subiscono trasformazioni chimiche e fisiche e vengono parzialmente rimosse dalla caldaia sotto forma di scorie e una parte significativa di esse viene effettuata dai gas di combustione sotto forma di fini particelle di cenere. Per proteggere l'aria atmosferica dalle emissioni di cenere, i collettori di cenere sono installati davanti agli aspiratori di fumo (per prevenire l'usura delle ceneri).

Le scorie e le ceneri intrappolate vengono solitamente rimosse idraulicamente per discariche di cenere.

Quando si brucia olio combustibile e gas, i collettori di cenere non sono installati.

Quando il carburante viene bruciato, l'energia chimicamente legata viene convertita in calore. Di conseguenza, si formano prodotti di combustione che nelle superfici riscaldanti della caldaia cedono calore all'acqua e al vapore che ne deriva.

L'insieme delle apparecchiature, i suoi singoli elementi, le tubazioni attraverso le quali si muovono acqua e vapore, formano il percorso vapore-acqua della stazione.

Nella caldaia, l'acqua viene riscaldata alla temperatura di saturazione, evapora e il vapore saturo formato dall'acqua bollente della caldaia viene surriscaldato. Dalla caldaia, il vapore surriscaldato viene inviato attraverso tubazioni alla turbina, dove la sua energia termica viene convertita in energia meccanica trasmessa all'albero della turbina. Il vapore scaricato nella turbina entra nel condensatore, cede calore all'acqua di raffreddamento e condensa.

Nelle moderne centrali termoelettriche e centrali termiche con unità con una capacità unitaria di 200 MW e oltre, viene utilizzato il riscaldamento del vapore. In questo caso, la turbina è composta da due parti: una parte ad alta pressione e una parte a bassa pressione. Il vapore scaricato nella sezione ad alta pressione della turbina viene inviato a un surriscaldatore intermedio, dove viene inoltre fornito calore. Successivamente, il vapore ritorna alla turbina (alla parte a bassa pressione) e da essa entra nel condensatore. Il surriscaldamento intermedio del vapore aumenta l'efficienza dell'impianto a turbina e aumenta l'affidabilità del suo funzionamento.

La condensa viene pompata fuori dal condensatore da una pompa della condensa e, dopo essere passata attraverso riscaldatori a bassa pressione (LPH), entra nel disaeratore. Qui viene riscaldato dal vapore fino alla temperatura di saturazione, mentre ossigeno e anidride carbonica vengono rilasciati da esso e rimossi nell'atmosfera per prevenire la corrosione delle apparecchiature. L'acqua disaerata, chiamata acqua di alimentazione, viene pompata attraverso riscaldatori ad alta pressione (HPH) alla caldaia.

La condensa nell'HDPE e nel disaeratore, così come l'acqua di alimentazione nell'HPH, sono riscaldate dal vapore prelevato dalla turbina. Questo metodo di riscaldamento significa il ritorno (rigenerazione) di calore al ciclo ed è chiamato riscaldamento rigenerativo. Grazie ad esso si riduce il flusso di vapore nel condensatore e, di conseguenza, la quantità di calore ceduta all'acqua di raffreddamento, il che porta ad un aumento del rendimento dell'impianto con turbina a vapore.

L'insieme di elementi che forniscono acqua di raffreddamento ai condensatori è chiamato sistema di alimentazione dell'acqua di servizio. Comprende: una fonte di approvvigionamento idrico (un fiume, un serbatoio, una torre di raffreddamento - una torre di raffreddamento), una pompa di circolazione, condotti di ingresso e uscita. Nel condensatore, circa il 55% del calore del vapore in ingresso nella turbina viene ceduto all'acqua raffreddata; questa parte del calore non viene utilizzata per generare elettricità e va sprecata.

Queste perdite sono notevolmente ridotte se dalla turbina viene prelevato vapore parzialmente esaurito e il suo calore viene utilizzato per le esigenze tecnologiche delle imprese industriali o per il riscaldamento dell'acqua per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda. Pertanto, la stazione diventa una centrale termica ed elettrica combinata (CHP), che fornisce la generazione combinata di energia elettrica e termica. Nei CHPP vengono installate speciali turbine con estrazione del vapore, le cosiddette turbine di cogenerazione. La condensa del vapore conferito al consumatore di calore viene restituita all'impianto di cogenerazione da una pompa di ritorno della condensa.

Nei TPP si verificano perdite interne di vapore e condensa dovute all'incompleta tenuta del percorso vapore-acqua, nonché consumi non restituibili di vapore e condensa per le esigenze tecniche della stazione. Costituiscono circa l'1 - 1,5% del flusso totale di vapore alle turbine.

Nei cogeneratori possono verificarsi perdite esterne di vapore e condensa associate alla fornitura di calore ai consumatori industriali. In media, sono 35 - 50%. Le perdite interne ed esterne di vapore e condensa vengono reintegrate con acqua di reintegro pretrattata nell'impianto di trattamento delle acque.

Pertanto, l'acqua di alimentazione della caldaia è una miscela di condensa della turbina e acqua di reintegro.

Gli impianti elettrici della stazione comprendono un generatore elettrico, un trasformatore di comunicazione, un quadro principale, un sistema di alimentazione per i meccanismi propri della centrale attraverso un trasformatore ausiliario.

Il sistema di controllo raccoglie ed elabora informazioni sull'andamento del processo tecnologico e sullo stato delle apparecchiature, controllo automatico e remoto dei meccanismi e regolazione dei principali processi, protezione automatica delle apparecchiature.

Il mondo moderno richiede un'enorme quantità di energia (elettrica e termica), che viene prodotta in centrali elettriche di vario tipo.

L'uomo ha imparato come estrarre energia da diverse fonti (combustibili da idrocarburi, risorse nucleari, caduta d'acqua, vento, ecc.) Tuttavia, fino ad oggi, le centrali termiche e nucleari rimangono le più popolari ed efficienti, di cui si parlerà.

Cos'è una centrale nucleare?

Una centrale nucleare (NPP) è una struttura che utilizza la reazione di decadimento del combustibile nucleare per produrre energia.

I tentativi di utilizzare una reazione nucleare controllata (cioè controllata, prevedibile) per generare elettricità sono stati fatti contemporaneamente da scienziati sovietici e americani - negli anni '40 del secolo scorso. Negli anni '50 l'"atomo pacifico" divenne realtà e in molti paesi del mondo iniziarono a costruire centrali nucleari.

Il nodo centrale di qualsiasi centrale nucleare è un impianto nucleare in cui avviene la reazione. Durante il decadimento delle sostanze radioattive viene rilasciata un'enorme quantità di calore. L'energia termica rilasciata viene utilizzata per riscaldare il liquido di raffreddamento (solitamente acqua), che a sua volta riscalda l'acqua del circuito secondario fino a trasformarla in vapore. Il vapore caldo fa girare le turbine, che generano elettricità.

Le controversie sull'opportunità di utilizzare l'energia nucleare per generare elettricità non si placano nel mondo. I sostenitori delle centrali nucleari parlano della loro elevata produttività, della sicurezza dell'ultima generazione di reattori e del fatto che tali centrali non inquinano l'ambiente. Gli oppositori sostengono che le centrali nucleari sono potenzialmente estremamente pericolose e il loro funzionamento e, soprattutto, lo smaltimento del combustibile esaurito sono associati a costi enormi.

Cos'è TES?

Le centrali termoelettriche sono la tipologia di centrali elettriche più tradizionali e diffuse al mondo. Le centrali termiche (come sta per questa abbreviazione) generano elettricità bruciando combustibili idrocarburici: gas, carbone, olio combustibile.


Lo schema di funzionamento di una centrale termica è il seguente: quando il combustibile viene bruciato, viene generata una grande quantità di energia termica, con l'aiuto della quale viene riscaldata l'acqua. L'acqua si trasforma in vapore surriscaldato, che viene immesso nel turbogeneratore. Ruotando, le turbine mettono in moto le parti del generatore elettrico, si genera energia elettrica.

In alcuni impianti di cogenerazione non vi è alcuna fase di trasferimento del calore al liquido di raffreddamento (acqua). Utilizzano impianti a turbina a gas, in cui la turbina viene fatta ruotare da gas ottenuti direttamente dalla combustione del combustibile.

Un vantaggio significativo dei TPP è la disponibilità e la relativa economicità del carburante. Tuttavia, anche le centrali termoelettriche presentano degli svantaggi. Prima di tutto, è una minaccia per l'ambiente. Quando il carburante viene bruciato, una grande quantità di sostanze nocive viene rilasciata nell'atmosfera. Per rendere più sicure le centrali termoelettriche, vengono utilizzati diversi metodi, tra cui: arricchimento del combustibile, installazione di filtri speciali che intrappolano i composti nocivi, utilizzo del ricircolo dei fumi, ecc.

Cos'è una cogenerazione?

Il nome stesso di questa struttura ricorda il precedente, infatti i cogeneratori, come le centrali termoelettriche, convertono l'energia termica del combustibile bruciato. Ma oltre all'elettricità, le centrali termiche (come sta per CHP) forniscono calore ai consumatori. Gli impianti di cogenerazione sono particolarmente rilevanti nelle zone climatiche fredde, dove è necessario fornire calore agli edifici residenziali e agli edifici industriali. Ecco perché ci sono così tante centrali termiche in Russia, dove viene tradizionalmente utilizzato il riscaldamento centralizzato e l'approvvigionamento idrico delle città.

Secondo il principio di funzionamento, le centrali termoelettriche sono classificate come centrali a condensazione, ma a differenza di esse, nelle centrali termoelettriche combinate, parte dell'energia termica generata viene utilizzata per generare elettricità e l'altra parte viene utilizzata per riscaldare il liquido di raffreddamento, che viene fornito al consumatore.


Gli impianti di cogenerazione sono più efficienti degli impianti termoelettrici convenzionali perché consentono il massimo utilizzo dell'energia ricevuta. Dopotutto, dopo la rotazione del generatore elettrico, il vapore rimane caldo e questa energia può essere utilizzata per il riscaldamento.

Oltre alle centrali termoelettriche, ci sono centrali termonucleari, che in futuro dovrebbero svolgere un ruolo di primo piano nella fornitura di elettricità e calore delle città del nord.

Una volta, mentre guidavamo nella gloriosa città di Cheboksary, da est, mia moglie notò due enormi torri in piedi lungo l'autostrada. "E che cos'è?" lei chiese. Siccome non volevo assolutamente mostrare la mia ignoranza a mia moglie, ho scavato un po' nella mia memoria e ne ho dato uno vittorioso: "Queste sono torri di raffreddamento, non lo sai?". Era un po' imbarazzata: "A cosa servono?" "Beh, c'è qualcosa da rinfrescare, a quanto pare." "E cosa?". Poi mi sono vergognato, perché non sapevo affatto come uscirne.

Forse questa domanda è rimasta per sempre nella memoria senza una risposta, ma i miracoli accadono. Pochi mesi dopo questo incidente, sono stato fortunato ad arrivare qui per un tour.

Allora, cos'è la cogenerazione?

Secondo Wikipedia CHP - abbreviazione di centrale termica ed elettrica combinata - è un tipo di centrale termica che produce non solo elettricità, ma anche una fonte di calore, sotto forma di vapore o acqua calda.

Di seguito parlerò di come funziona tutto e qui puoi vedere un paio di schemi semplificati per il funzionamento della stazione.

Quindi, tutto inizia con l'acqua. Poiché l'acqua (e il vapore, come suo derivato) è il principale vettore di calore del cogeneratore, prima che entri nella caldaia, deve essere prima preparata. Per prevenire la formazione di incrostazioni nelle caldaie, nella prima fase l'acqua deve essere addolcita e nella seconda deve essere pulita da ogni tipo di impurità e inclusioni.

Tutto ciò avviene sul territorio dell'officina chimica, in cui si trovano tutti questi contenitori e navi.

L'acqua viene pompata da enormi pompe.

Il lavoro dell'officina è controllato da qui.

Molti bottoni intorno...

Sensori…

E anche elementi completamente oscuri ...

La qualità dell'acqua è testata in laboratorio. Qui è tutto serio...

L'acqua qui ottenuta, in futuro, la chiameremo "Acqua Pura".

Quindi, abbiamo scoperto l'acqua, ora abbiamo bisogno di carburante. Di solito è gas, olio combustibile o carbone. A Cheboksary CHPP-2, il principale tipo di carburante è il gas fornito attraverso il gasdotto principale Urengoy - Pomary - Uzhgorod. In molte stazioni è presente un punto di preparazione del carburante. Qui, il gas naturale, così come l'acqua, viene purificato da impurità meccaniche, acido solfidrico e anidride carbonica.

Il CHPP è una struttura strategica, operativa 24 ore al giorno, 365 giorni all'anno. Perciò, qui ovunque, e per tutto, c'è una riserva. Il carburante non fa eccezione. In assenza di gas naturale, la nostra stazione può funzionare a olio combustibile, che viene immagazzinato in enormi serbatoi situati dall'altra parte della strada.

Ora abbiamo acqua pulita e carburante preparato. Il prossimo punto del nostro viaggio è il negozio di caldaie e turbine.

Si compone di due dipartimenti. Il primo contiene caldaie. No, non così. Nella prima ci sono le CALDAIE. Per scrivere diversamente, la mano non si alza, ciascuna, con un edificio di dodici piani. In totale, ce ne sono cinque su CHPP-2.

Questo è il cuore dell'impianto di cogenerazione, e qui si svolge l'azione principale. Il gas che entra nella caldaia si brucia, rilasciando una quantità pazzesca di energia. È qui che entra in gioco l'acqua pura. Dopo il riscaldamento si trasforma in vapore, più precisamente in vapore surriscaldato, avente una temperatura di uscita di 560 gradi e una pressione di 140 atmosfere. Lo chiameremo anche "Vapore puro" perché è formato dall'acqua preparata.
Oltre al vapore, abbiamo anche lo scarico in uscita. Alla massima potenza, tutte e cinque le caldaie consumano quasi 60 metri cubi di gas naturale al secondo! Per rimuovere i prodotti della combustione è necessaria una pipa "da fumo" non infantile. E ce n'è anche uno.

Il tubo può essere visto da quasi ogni zona della città, data l'altezza di 250 metri. Sospetto che questo sia l'edificio più alto di Cheboksary.

Nelle vicinanze c'è un tubo leggermente più piccolo. Prenota di nuovo.

Se l'impianto di cogenerazione è alimentato a carbone, è necessario un ulteriore trattamento dei gas di scarico. Ma nel nostro caso, questo non è necessario, poiché il gas naturale viene utilizzato come combustibile.

Nella seconda sezione del negozio di caldaie e turbine sono presenti impianti che generano elettricità.

Quattro di loro sono installati nella sala macchine del Cheboksary CHPP-2, con una capacità totale di 460 MW (megawatt). È qui che viene fornito il vapore surriscaldato dal locale caldaia. Lui, sotto un'enorme pressione, viene inviato alle pale della turbina, costringendo il rotore da trenta tonnellate a ruotare a una velocità di 3000 giri / min.

L'installazione è composta da due parti: la turbina stessa e un generatore che genera elettricità.

Ed ecco come appare il rotore della turbina.

Sensori e calibri sono ovunque.

Sia le turbine che le caldaie possono essere arrestate istantaneamente in caso di emergenza. Per questo, ci sono valvole speciali che possono interrompere l'erogazione di vapore o carburante in una frazione di secondo.

È interessante notare che esiste un paesaggio industriale o un ritratto industriale? Ha la sua bellezza.

C'è un rumore terribile nella stanza e, per sentire un vicino, devi sforzare molto l'udito. Inoltre, fa molto caldo. Voglio togliermi il casco e mettermi a nudo fino alla maglietta, ma non posso farlo. Per motivi di sicurezza, nell'impianto di cogenerazione è vietato indossare abiti a maniche corte, ci sono troppi tubi caldi.
Il più delle volte, l'officina è vuota, le persone appaiono qui una volta ogni due ore, durante un round. E il funzionamento delle apparecchiature è controllato dalla scheda di controllo principale (pannelli di controllo di gruppo per caldaie e turbine).

Ecco come appare la stazione di servizio.

Ci sono centinaia di pulsanti in giro.

E decine di sensori.

Alcuni sono meccanici e alcuni sono elettronici.

Questa è la nostra escursione e le persone stanno lavorando.

In totale, dopo il negozio di caldaie e turbine, in uscita abbiamo energia elettrica e vapore che si è parzialmente raffreddato e ha perso parte della sua pressione. Con l'elettricità, sembra essere più facile. All'uscita di diversi generatori, la tensione può variare da 10 a 18 kV (kilovolt). Con l'aiuto di trasformatori di blocco, sale a 110 kV, quindi l'elettricità può essere trasmessa su lunghe distanze utilizzando linee elettriche (linee elettriche).

Non è redditizio rilasciare a lato il "vapore pulito" rimanente. Trattandosi di "Acqua Pura", la cui produzione è un processo piuttosto complicato e costoso, è più opportuno raffreddarla e restituirla alla caldaia. Quindi in un circolo vizioso. Ma con il suo aiuto, e con l'aiuto di scambiatori di calore, puoi riscaldare l'acqua o produrre vapore secondario, che può essere facilmente venduto a consumatori di terze parti.

In generale, è così che riceviamo calore ed elettricità nelle nostre case, avendo il consueto comfort e intimità.

Oh si. Perché sono comunque necessarie le torri di raffreddamento?

Si scopre che tutto è molto semplice. Per raffreddare il "Vapore puro" residuo, prima di una nuova alimentazione in caldaia, vengono utilizzati tutti gli stessi scambiatori di calore. Viene raffreddato con l'aiuto di acqua tecnica, a CHPP-2 viene prelevato direttamente dal Volga. Non richiede alcuna formazione speciale e può anche essere riutilizzato. Dopo essere passata attraverso lo scambiatore di calore, l'acqua di processo viene riscaldata e va alle torri di raffreddamento. Lì scorre in una pellicola sottile o cade sotto forma di gocce e viene raffreddato dal flusso d'aria in arrivo creato dalle ventole.

E nelle torri di raffreddamento di espulsione, l'acqua viene spruzzata utilizzando ugelli speciali. In ogni caso, il raffreddamento principale avviene per evaporazione di una piccola parte dell'acqua. L'acqua raffreddata esce dalle torri di raffreddamento attraverso un apposito canale, dopodiché, con l'ausilio di una stazione di pompaggio, viene avviata al riutilizzo.
In una parola, le torri di raffreddamento sono necessarie per raffreddare l'acqua che raffredda il vapore che lavora nel sistema caldaia-turbina.

Tutto il lavoro del CHP è controllato dal pannello di controllo principale.

C'è sempre un addetto qui.

Tutti gli eventi vengono registrati.

Non darmi il pane, fammi fare le foto dei pulsanti e dei sensori...

Su questo, quasi tutto. In conclusione, ci sono alcune foto della stazione.
Questa è una vecchia pipa non più funzionante. Molto probabilmente verrà rimosso presto.

C'è molta propaganda nell'impresa.

Sono orgogliosi dei loro dipendenti qui.

E i loro successi.

Non mi sembra giusto...

Resta da aggiungere che, come in una battuta - "Non so chi siano questi blogger, ma la loro guida è il direttore della filiale di Mari El e Chuvashia di OAO TGC-5, l'IES della holding - Dobrov S.V. "

Insieme al direttore della stazione S.D. Stolyarov.

Senza esagerare, sono dei veri professionisti nel loro campo.

La cogenerazione è una centrale termica che non solo produce elettricità, ma fornisce anche calore alle nostre case in inverno. Sull'esempio del CHPP di Krasnoyarsk, vediamo come funzionano quasi tutte le centrali termoelettriche.

Ci sono 3 centrali termiche ed elettriche combinate a Krasnoyarsk, la cui capacità elettrica totale è di soli 1146 MW (per confronto, il nostro Novosibirsk CHPP 5 da solo ha una capacità di 1200 MW), ma è stato Krasnoyarsk CHPP-3 che è stato notevole per me perché la stazione è nuova, non è passato nemmeno un anno, in quanto la prima e finora unica unità di potenza è stata certificata dal Gestore di Sistema e messa in esercizio commerciale. Pertanto, sono riuscito a fotografare una bella stazione che non era ancora polverosa e ho imparato molto sull'impianto di cogenerazione.

In questo post, oltre alle informazioni tecniche su KrasCHP-3, voglio rivelare il principio stesso di funzionamento di quasi tutte le centrali elettriche combinate.

1. Tre camini, l'altezza del più alto è di 275 m, il secondo più alto è di 180 m

La stessa sigla CHP implica che la stazione non produce solo elettricità, ma anche calore (acqua calda, riscaldamento), e la generazione di calore è forse ancora più prioritaria nel nostro paese noto per i rigidi inverni.

2. La capacità elettrica installata del CHPP-3 di Krasnoyarsk è di 208 MW e la capacità termica installata è di 631,5 Gcal/h

In modo semplificato, il principio di funzionamento di un cogeneratore può essere descritto come segue:

Tutto inizia con il carburante. Carbone, gas, torba, scisti bituminosi possono fungere da combustibile in diverse centrali elettriche. Nel nostro caso si tratta di lignite di grado B2 della fossa a cielo aperto di Borodino, situata a 162 km dalla stazione. Il carbone viene portato per ferrovia. Parte di esso viene immagazzinata, l'altra parte passa attraverso nastri trasportatori all'unità di potenza, dove il carbone stesso viene prima ridotto in polvere e quindi immesso nella camera di combustione, una caldaia a vapore.

Una caldaia a vapore è un'unità per la produzione di vapore con una pressione superiore alla pressione atmosferica dall'acqua di alimentazione ad essa continuamente fornita. Ciò accade a causa del calore rilasciato durante la combustione del carburante. La caldaia stessa sembra piuttosto impressionante. A KrasCHPP-3, l'altezza della caldaia è di 78 metri (edificio di 26 piani) e pesa più di 7.000 tonnellate.

6. Marca di caldaie a vapore Ep-670, prodotta a Taganrog. Capacità caldaia 670 tonnellate di vapore all'ora

Ho preso in prestito uno schema semplificato di una caldaia a vapore di una centrale elettrica dal sito energoworld.ru in modo che tu possa comprenderne la struttura

1 - camera di combustione (forno); 2 - canna fumaria orizzontale; 3 - albero convettivo; 4 - schermi del forno; 5 - schermi per soffitti; 6 - pluviali; 7 - tamburo; 8 - surriscaldatore radiante convettivo; 9 - surriscaldatore convettivo; 10 - economizzatore d'acqua; 11 - riscaldatore ad aria; 12 - ventilatore; 13 - collettori a schermo inferiore; 14 - cassettiera di scorie; 15 - corona fredda; 16 - bruciatori. Il diagramma non mostra il raccoglicenere e l'aspiratore fumi.

7. Vista dall'alto

10. Il tamburo della caldaia è ben visibile. Il tamburo è un recipiente cilindrico orizzontale con volumi di acqua e vapore, separati da una superficie chiamata specchio di evaporazione.

A causa dell'elevata capacità di vapore, la caldaia ha sviluppato superfici riscaldanti, sia evaporanti che surriscaldate. Il suo focolare è prismatico, quadrangolare a circolazione naturale.

Qualche parola sul principio di funzionamento della caldaia:

L'acqua di alimentazione entra nel tamburo, passa attraverso l'economizzatore, scende attraverso i pluviali ai collettori inferiori degli schermi dai tubi, attraverso questi tubi l'acqua sale e, di conseguenza, si riscalda, poiché la torcia brucia all'interno del forno. L'acqua si trasforma in una miscela vapore-acqua, parte di essa entra nei cicloni remoti e l'altra parte torna al tamburo. Sia lì che là, questa miscela viene separata in acqua e vapore. Il vapore va ai surriscaldatori e l'acqua ripete il suo percorso.

11. I gas di scarico raffreddati (circa 130 gradi) escono dal forno nei precipitatori elettrostatici. Nei precipitatori elettrostatici, i gas vengono rimossi dalla cenere, la cenere viene rimossa nella discarica e i gas di combustione puliti vanno nell'atmosfera. Il grado effettivo di depurazione dei fumi è del 99,7%.
Nella foto sono gli stessi precipitatori elettrostatici.

Passando attraverso i surriscaldatori, il vapore viene riscaldato a una temperatura di 545 gradi ed entra nella turbina, dove il rotore del generatore della turbina ruota sotto la sua pressione e, di conseguenza, viene generata elettricità. Si segnala che nelle centrali a condensazione (GRES) il sistema di circolazione dell'acqua è completamente chiuso. Tutto il vapore che passa attraverso la turbina viene raffreddato e condensato. L'acqua, nuovamente trasformata allo stato liquido, viene riutilizzata. E nelle turbine CHP, non tutto il vapore entra nel condensatore. Vengono effettuate estrazioni di vapore - produzione (utilizzo di vapore caldo in qualsiasi produzione) e riscaldamento (rete di approvvigionamento di acqua calda). Ciò rende la cogenerazione economicamente più redditizia, ma ha i suoi svantaggi. Lo svantaggio delle centrali termoelettriche combinate è che devono essere costruite vicino all'utente finale. La posa della rete di riscaldamento costa un sacco di soldi.

12. Al Krasnoyarsk CHPP-3 viene utilizzato un sistema di approvvigionamento idrico di processo unico, che consente di abbandonare l'uso delle torri di raffreddamento. Cioè, l'acqua per raffreddare il condensatore e utilizzarla nella caldaia viene prelevata direttamente dallo Yenisei, ma prima viene pulita e dissalata. Dopo l'uso, l'acqua ritorna attraverso il canale allo Yenisei, passando attraverso il sistema di deflusso dissipativo (miscelando acqua calda con acqua fredda per ridurre l'inquinamento termico del fiume)

14. Turbogeneratore

Spero di essere stato in grado di descrivere chiaramente il principio di funzionamento del cogeneratore. Ora un po' di KrasTETS-3 stesso.

La costruzione della stazione iniziò nel lontano 1981, ma, come accade in Russia, a causa del crollo dell'URSS e delle crisi, non fu possibile realizzare in tempo una centrale termica. Dal 1992 al 2012, la stazione ha funzionato come un locale caldaia: riscaldava l'acqua, ma ha imparato a generare elettricità solo il 1 marzo dell'anno scorso.

Krasnoyarsk CHPP-3 appartiene allo Yenisei TGC-13. Il CHPP impiega circa 560 persone. Attualmente, il Krasnoyarsk CHPP-3 fornisce calore alle imprese industriali e al settore abitativo e comunale del distretto di Sovetsky di Krasnoyarsk, in particolare i microdistretti di Severny, Vzletka, Pokrovsky e Innokentevsky.

17.

19. processore

20. Ci sono anche 4 caldaie ad acqua calda a KrasCHPP-3

21. Spioncino nel focolare

23. E questa foto è stata scattata dal tetto dell'unità di potenza. Il tubo grande ha un'altezza di 180 m, quello più piccolo è il tubo del locale caldaia di partenza.

24. trasformatori

25. Come quadro a KrasCHP-3, viene utilizzato un quadro chiuso con isolamento SF6 (ZRUE) per 220 kV.

26. all'interno dell'edificio

28. Vista generale del quadro

29. È tutto. Grazie per l'attenzione