תרשים טכנולוגי של תחנת כוח תרמית על פחם וגז. כיצד פועל CHP?

עיקרון הפעולה של תחנת חום וכוח משולבת (CHP) מבוסס על נכס ייחודיאדי מים - להיות נוזל קירור. במצב מחומם, תחת לחץ, הוא הופך למקור אנרגיה רב עוצמה המניע את הטורבינות של תחנות כוח תרמיות (CHPs) - מורשת של עידן הקיטור הרחוק ממילא.

ראשון תחנת הכוח התרמונבנה בניו יורק ברחוב פרל (מנהטן) בשנת 1882. שנה לאחר מכן הפכה סנט פטרסבורג למקום הולדתה של התחנה התרמית הרוסית הראשונה. באופן מוזר, אפילו בעידן הטכנולוגיה העילית שלנו, תחנות כוח תרמיות עדיין לא מצאו תחליף מלא: חלקן במגזר האנרגיה העולמי הוא יותר מ-60%.

ויש לכך הסבר פשוט, המכיל בתוכו את היתרונות והחסרונות של האנרגיה התרמית. ה"דם" שלו הוא דלק אורגני - פחם, מזוט, פצלי שמן, כבול ו גז טבעיעדיין זמינים יחסית והמלאים בשפע.

החיסרון הגדול הוא שמוצרי בעירה של דלק גורמים לנזק חמור סביבה. כן, והמחסן הטבעי יתרוקן יום אחד לחלוטין, ואלפי תחנות כוח תרמיות יהפכו ל"אנדרטאות" חלודות של הציוויליזציה שלנו.

עקרון הפעולה

מלכתחילה, כדאי להגדיר את המונחים "CHP" ו- "CHP". במילים פשוטות, הן אחיות. תחנת כוח תרמית "נקיה" - תחנת כוח תרמית מיועדת אך ורק לייצור חשמל. השם השני שלה הוא "תחנת כוח עיבוי" - IES.

תחנת חום וכוח משולבת - CHP - סוג של תחנת כוח תרמית. בנוסף לייצור חשמל, הוא מספק מים חמים V מערכת מרכזיתחימום ולצרכים ביתיים.

ערכת הפעולה של תחנת כוח תרמית היא די פשוטה. דלק ואוויר מחומם - מחמצן - נכנסים בו זמנית לכבשן. הדלק הנפוץ ביותר ב תחנות כוח תרמיות רוסיות- פחם כתוש. החום משריפת אבק הפחם הופך את המים הנכנסים לדוד לקיטור, אשר מסופק לאחר מכן בלחץ לטורבינת הקיטור. זרימה עוצמתית של קיטור גורמת לו להסתובב, ומניעה את רוטור הגנרטור, הממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.

לאחר מכן, הקיטור, שכבר איבד משמעותית את האינדיקטורים הראשוניים שלו - טמפרטורה ולחץ - נכנס למעבה, שם לאחר "מקלחת מים" קרה הוא שוב הופך למים. לאחר מכן משאבת הקונדנסט שואבת אותו לתנורי החימום הרגנרטיביים ולאחר מכן לתוך ה-deerator. שם המים משתחררים מגזים - חמצן ו-CO 2 שעלולים לגרום לקורוזיה. לאחר מכן, המים מחוממים מחדש מהקיטור ומוחזרים לדוד.

אספקת חום

התפקיד השני, לא פחות חשוב, של ה-CHP הוא לספק מים חמים(מעבורת), המיועדת למערכות הסקה מרכזיות של ישובים סמוכים ולשימוש ביתי. בתנורי חימום מיוחדים מים קריםהוא מחומם ל-70 מעלות בקיץ ול-120 מעלות בחורף, ולאחר מכן הוא מסופק באמצעות משאבות רשת לתא ערבוב משותף ולאחר מכן מסופק לצרכנים דרך מערכת החימום הראשית. אספקת המים בתחנת הכוח התרמית מתחדשת כל הזמן.

כיצד פועלות תחנות כוח תרמיות המופעלות על ידי גז?

בהשוואה לתחנות כוח תרמיות פחמיות, תחנות כוח תרמיות עם יחידות טורבינות גז הן הרבה יותר קומפקטיות וידידותיות לסביבה. די לומר שלתחנה כזו אין צורך בדוד קיטור. יחידת טורבינת גז היא בעצם אותו מנוע מטוס טורבו-סילון, שבו, בניגוד אליו, זרם הסילון אינו נפלט לאטמוספירה, אלא מסובב את רוטור הגנרטור. יחד עם זאת, פליטת מוצרי בעירה מינימלית.

טכנולוגיות חדשות לשריפת פחם

היעילות של תחנות כוח תרמיות מודרניות מוגבלת ל-34%. רובן המוחלט של תחנות הכוח התרמיות עדיין פועלות על פחם, מה שניתן להסביר בפשטות - עתודות הפחם בכדור הארץ הן עדיין עצומות, כך שחלקן של תחנות הכוח התרמיות בנפח החשמל הכולל המופק הוא כ-25%.

תהליך שריפת הפחם נותר כמעט ללא שינוי במשך עשורים רבים. עם זאת, טכנולוגיות חדשות הגיעו גם לכאן.

מוּזָרוּת השיטה הזאתמורכב מכך שבמקום אוויר כחומר מחמצן בעת ​​שריפת אבק פחם, נעשה שימוש באוויר המופק מהאוויר חמצן טהור. כתוצאה מכך, טומאה מזיקה - NOx - מוסרת מגזי הפליטה. שאר הזיהומים המזיקים מסוננים דרך מספר שלבי טיהור. ה-CO 2 שנותר ביציאה נשאב לתוך מיכלים בלחץ גבוה ונתון לקבורה בעומק של עד 1 ק"מ.

שיטת "לכידת דלק חמצן".

גם כאן, בעת שריפת פחם, חמצן טהור משמש כחומר מחמצן. רק בניגוד לשיטה הקודמת, ברגע הבעירה נוצר קיטור הגורם לסיבוב הטורבינה. לאחר מכן מסירים אפר ותחמוצות גופרית מגזי הפליטה, מבצעים קירור ועיבוי. נוֹתָר פחמן דו חמצניתחת לחץ של 70 אטמוספרות הופך ל מצב נוזליוהונחו מתחת לאדמה.

שיטת שריפה מוקדמת

פחם נשרף במצב "רגיל" - בדוד מעורבב באוויר. לאחר מכן, אפר ו-SO 2 - תחמוצת גופרית מוסרים. לאחר מכן, מסירים את CO 2 באמצעות סופג נוזלי מיוחד, ולאחר מכן הוא נפטר בקבורה.

חמש מתחנות הכוח התרמיות החזקות בעולם

האליפות שייכת לתחנת הכוח התרמית הסינית Tuoketuo בהספק של 6600 MW (5 יחידות כוח x 1200 MW), בשטח של 2.5 מ"ר. ק"מ. אחריה מגיעה "בת ארצו" - תחנת הכוח התרמית בטאיצ'ונג בהספק של 5824 מגה וואט. שלושת הראשונים סגורים על ידי הגדול ברוסיה Surgutskaya GRES-2 - 5597.1 MW. במקום הרביעי נמצאת תחנת הכוח התרמית Belchatow הפולנית - 5354 MW, וחמישית נמצאת תחנת הכוח Futtsu CCGT (יפן) - תחנת כוח תרמית גז בהספק של 5040 MW.

תחנת חום וכוח משולבת

הדיאגרמות הפשוטות ביותר של תחנות חום וכוח משולבות עם טורבינות שונות ו תוכניות שונותזוג נופש
a - טורבינה עם לחץ אחורי וחילוץ קיטור, שחרור חום - לפי מעגל פתוח;
ב - טורבינת עיבוי עם מיצוי קיטור, שחרור חום - לפי מעגלים פתוחים וסגורים;
PC - דוד קיטור;
PP - חימום קיטור;
PT - טורבינת קיטור;
G - גנרטור חשמלי;
K - קבל;
P - מיצוי קיטור ייצור מבוקר לצרכים טכנולוגיים של התעשייה;
T - מיצוי חימום מחוז מתכוונן;
TP - צרכן חום;
OT - עומס חימום;
KN ו-PN - משאבות עיבוי והזנה;
PVD ו-HDPE - גבוה ו לחץ נמוך;
D - deaerator;
PB - מיכל מי הזנה;
SP - דוד רשת;
SN - משאבת רשת.

תחנת חום וכוח משולבת (CHP)- תחנת כוח תרמית המייצרת לא רק אנרגיה חשמלית, אלא גם חום, המסופקת לצרכנים בצורה של קיטור ומים חמים. השימוש המעשי של פסולת חום מנועים מסתובבים גנרטורים חשמליים הוא תכונה ייחודיתתחנת כוח תרמית נקראת חימום מחוז. ייצור משולב של שני סוגי אנרגיה תורם לשימוש חסכוני יותר בדלק בהשוואה לייצור נפרד של חשמל בתחנות כוח עיבוי (בברית המועצות - תחנות כוח מחוזיות) ואנרגיה תרמית בתחנות דוודים מקומיות. החלפת בתי דוודים מקומיים, המשתמשים בדלק בצורה לא רציונלית ומזהמים את האווירה של ערים ועיירות, במערכת אספקת חום מרכזית תורמת לא רק לחיסכון משמעותי בדלק, אלא גם להגברת הניקיון של אגן האוויר ולשיפור המצב התברואתי של האזורים המיושבים. .

תיאור

מקור האנרגיה הראשוני בתחנות כוח תרמיות הוא דלק אורגני (בתחנות כוח תרמיות של טורבינות קיטור וטורבינות גז) או דלק גרעיני (בתחנות כוח תרמיות גרעיניות). התפוצה השולטת הן תחנות כוח תרמיות של טורבינות קיטור המשתמשות בדלק מאובנים, שיחד עם תחנות כוח מתעבות, הן הסוג העיקרי של תחנות כוח טורבינות קיטור תרמיות (TSPP). ישנם מפעלי CHP תעשייתיים - לאספקת חום למפעלים תעשייתיים, וסוג חימום - לחימום מגורים ו בניינים ציבוריים, כמו גם לספק להם מים חמים. חום מתחנות כוח תרמיות תעשייתיות מועבר על פני מרחק של עד מספר קילומטרים (בעיקר בצורת חום קיטור), מתחנות חימום - על פני מרחק של עד 20-30 ק"מ (בצורת חום מים חמים).

• תחנת כוח פחמית באנגליה

טורבינות קוגנרציה

הציוד העיקרי של תחנות כוח תרמיות של טורבינות קיטור הוא יחידות טורבינות הממירות את האנרגיה של החומר העובד (קיטור) לאנרגיה חשמלית, ויחידות דוודים המייצרות קיטור לטורבינות. יחידת הטורבינה כוללת טורבינת קיטור וגנרטור סינכרוני. טורבינות קיטור המשמשות במפעלי CHP נקראות טורבינות חום וכוח משולבות (CHT). ביניהם, CTs נבדלים: עם לחץ גב, בדרך כלל שווה ל 0.7-1.5 Mn/m 2 (מותקנים בתחנות כוח תרמיות המספקות קיטור למפעלים תעשייתיים); עם עיבוי והפקת קיטור בלחץ של 0.7-1.5 Mn/m2 (לצרכנים תעשייתיים) ו-0.05-0.25 Mn/m2 (לצרכנים עירוניים); עם עיבוי וחילוץ קיטור (חימום) בלחץ של 0.05-0.25 MN/m2.

ניתן לנצל במלואו את הפסולת החום מ-CTs לחץ גב. עם זאת, הכוח החשמלי שפותחו על ידי טורבינות כאלה תלוי ישירות בגודל העומס התרמי, ובהיעדר האחרון (כמו שקורה, למשל, בקיץ בתחנות כוח תרמיות לחימום), הן אינן מייצרות חשמל. לכן, CTs עם לחץ גב משמשים רק בנוכחות עומס תרמי אחיד מספיק, מובטח לכל משך פעולת CHP (כלומר, בעיקר במפעלי CHP תעשייתיים).

ב-CTs עם עיבוי ומיצוי קיטור משתמשים רק בקיטור מיצוי לאספקת חום לצרכנים, וחום זרימת קיטור העיבוי מועבר למי הקירור במעבה והולך לאיבוד. כדי להפחית את הפסדי החום, CTs כאלה חייבים לפעול לרוב לפי לוח הזמנים ה"תרמי", כלומר עם מעבר קיטור "אוורור" מינימלי לתוך המעבה. CTs עם עיבוי וחילוץ קיטור הפכו נפוצים בעיקר בתחנות כוח תרמיות מכיוון שהם אוניברסליים במצבי פעולה אפשריים. השימוש בהם מאפשר לווסת עומסים תרמיים וחשמליים כמעט באופן עצמאי; במקרה מסוים, בעומסים תרמיים מופחתים או בהיעדרם, תחנת כוח תרמית יכולה לפעול לפי לוח זמנים "חשמלי", עם ההספק החשמלי הנדרש, מלא או כמעט מלא.

כוח של יחידות חימום טורבינות

ההספק החשמלי של יחידות חימום של טורבינות (בניגוד ליחידות עיבוי) נבחר עדיף לא לפי סולם הספק נתון, אלא לפי כמות הקיטור הטרי שהן צורכות. לפיכך, ליחידות טורבינה R-100 עם לחץ אחורי, PT-135 עם מיצוי תעשייתי וחימום ו-T-175 עם מיצוי חימום יש אותה צריכת קיטור טרי (כ-750 ט'/שעה), אך הספק חשמלי שונה (100, 135 ו-175 MW, בהתאמה). ליחידות הדוד המייצרות קיטור לטורבינות כאלה יש אותה פרודוקטיביות (כ-800 ט'/שעה). איחוד זה מאפשר שימוש ביחידות טורבינות במפעל CHP אחד סוגים שוניםעם אותו ציוד תרמי של דוודים וטורבינות. בברית המועצות אוחדו גם יחידות דוודים שפעלו ב- TPES למטרות שונות. לפיכך, יחידות דוודים עם תפוקת קיטור של 1000 t/h משמשות לאספקת קיטור הן לטורבינות העיבוי של 300 MW והן ל-250 MW HPs הגדולות בעולם.

לחץ הקיטור הטרי בתחנות כוח תרמיות מקובל בברית המועצות להיות ~ 13-14 Mn/m 2 (בעיקר) ו ~ 24-25 Mn/m 2 (ביחידות כוח החימום הגדולות ביותר - עם קיבולת של 250 MW) . בתחנות כוח תרמיות בלחץ קיטור של 13-14 Mn/m 2, בניגוד לתחנות כוח מחוזיות של המדינה, אין התחממות ביניים של קיטור, שכן בתחנות כוח תרמיות כאלה הוא אינו מספק יתרונות טכניים וכלכליים משמעותיים כמו בתחנות כוח אזוריות ממלכתיות. יחידות כוח בעלות הספק של 250 מגוואט בתחנות כוח תרמיות עם עומס חימום מבוצעות עם חימום-על ביניים של קיטור.

עומס החום במפעלי חימום CHP אינו אחיד לאורך כל השנה. על מנת להפחית עלויות עבור ציוד אנרגיה בסיסי, חלק מהחום (40-50%) בתקופות של עומס מוגבר מסופק לצרכנים מדודי שיא לחימום מים. חלק החום שמשחרר העיקרי ציוד כוחבעומס הגבוה ביותר, קובע את הערך של מקדם החימום של תחנת הכוח התרמית (בדרך כלל שווה ל 0.5-0.6). באותו אופן, ניתן לכסות את שיאי העומס התרמי (קיטור) תעשייתי (כ-10-20% מהמקסימום) בשיא קיטור

כיצד פועלת תחנת כוח תרמית? יחידות CHP. ציוד CHP. עקרונות הפעלה של תחנות כוח תרמיות. PGU-450.

שלום, גבירותיי ורבותיי היקרים!

כשלמדתי במכון האנרגיה של מוסקבה, היה חסר לי תרגול. במכון אתה מתעסק בעיקר ב"חתיכות נייר", אבל אני דווקא רציתי לראות "חתיכות ברזל". לעתים קרובות היה קשה להבין איך יחידה מסוימת עובדת, לאחר שמעולם לא ראתה אותה קודם לכן. הסקיצות המוצעות לתלמידים לא תמיד מאפשרות להם להבין את התמונה המלאה, ומעטים יכלו לדמיין את העיצוב האמיתי, למשל, טורבינת קיטור, מסתכל רק על התמונות בספר.

עמוד זה נועד למלא את החסר הקיים ולספק לכל מי שמתעניין, אמנם לא מפורט מדי, אבל לפחות מידע ויזואלי על אופן פעולת הציוד של ה-Heat-Electro Central Plant (CHP) "מבפנים". המאמר דן בסוג חדש למדי של יחידת כוח PGU-450 עבור רוסיה, המשתמשת במחזור מעורב בהפעלתה - קיטור-גז (רוב תחנות הכוח התרמיות משתמשות כיום רק במחזור הקיטור).

היתרון בעמוד זה הוא שהצילומים המוצגים בו צולמו בעת בניית יחידת הכוח, מה שאפשר לצלם את המכשיר של חלק ציוד טכנולוגיבצורה מפורקת. לדעתי, עמוד זה יהיה שימושי ביותר עבור תלמידי התמחויות אנרגטיות - להבנת מהות הנושאים הנלמדים, כמו גם למורים - לשימוש בצילומים בודדים כחומר הוראה.

מקור האנרגיה להפעלת יחידת כוח זו הוא גז טבעי. כאשר גז בוער, משתחררת אנרגיה תרמית, המשמשת לאחר מכן להפעלת כל הציוד ביחידת הכוח.

בסך הכל פועלות שלוש מכונות אנרגיה במעגל יחידת הכוח: שתי טורבינות גז וטורבינת קיטור אחת. כל אחת משלוש המכונות מיועדת להספק חשמלי נומינלי של 150 MW.

טורבינות גז פועלות באופן דומה למנועי סילון.

טורבינות גז דורשות שני מרכיבים לפעולה: גז ואוויר. אוויר מהרחוב נכנס דרך פתחי אוויר. פתחי האוויר מכוסים בסורגים להגנה על מתקן טורבינת הגז מפני ציפורים וכל פסולת. מותקנת להם גם מערכת נגד הקרח המונעת קרח לקפוא פנימה תקופת החורףזְמַן.

אוויר נכנס לכניסת המדחס יחידת טורבינת גז(סוג צירי). לאחר מכן, בצורה דחוסה, הוא נכנס לתאי הבעירה, שם, בנוסף לאוויר, גז טבעי מסופק. בסך הכל, לכל יחידת טורבינת גז יש שני תאי בעירה. הם ממוקמים בצדדים. בתמונה הראשונה למטה, צינור האוויר עדיין לא הותקן, ותא הבעירה השמאלי מכוסה בסרט צלופן; בשנייה כבר הותקנה פלטפורמה סביב תאי הבעירה והותקן גנרטור חשמלי:

לכל תא בעירה 8 מבערי גז:

בתאי הבעירה מתרחש תהליך הבעירה של תערובת הגז-אוויר ושחרור אנרגיה תרמית. כך נראים תאי בעירה "מבפנים" - היכן שהלהבה בוערת ללא הרף. קירות החדרים מצופים בטנה חסינת אש:

בתחתית תא הבעירה ישנו חלון צפייה קטן המאפשר לצפות בתהליכים המתרחשים בתא הבעירה. הסרטון שלהלן מדגים את תהליך הבעירה של תערובת הגז-אוויר בתא הבעירה של יחידת טורבינת גז בזמן ההפעלה שלה ובהפעלה של 30% מההספק הנקוב:

מדחס האוויר וטורבינת הגז חולקים את אותו פיר, וחלק מהמומנט של הטורבינה משמש להנעת המדחס.

הטורבינה מייצרת עבודה רבה יותר מהנדרש להנעת המדחס, והעודף בעבודה זו משמש להנעת ה"מטען". גנרטור חשמלי עם הספק חשמלי של 150 MW משמש כמטען כזה - בו נוצר חשמל. בתמונה למטה, "האסם האפור" הוא בדיוק הגנרטור החשמלי. הגנרטור החשמלי ממוקם גם על אותו פיר כמו המדחס והטורבינה. הכל מסתובב ביחד בתדר של 3000 סל"ד.

כאשר עוברים בטורבינת גז, תוצרי הבעירה נותנים לה חלק מהאנרגיה התרמית שלהם, אך לא כל האנרגיה של תוצרי הבעירה משמשת לסיבוב טורבינת הגז. חלק ניכר מאנרגיה זו לא יכול לשמש את טורבינת הגז, ולכן תוצרי הבעירה בשקע טורבינת הגז ( אדי תנועה) עדיין נושאים איתם הרבה חום (טמפרטורת הגזים ביציאת טורבינת הגז היא בערך 500° עם). במנועי מטוסים, חום זה משתחרר בצורה בזבזנית לסביבה, אך ביחידת הכוח הנבדקת נעשה בו שימוש נוסף - במחזור כוח הקיטור.כדי לעשות זאת, גזי פליטה ממוצא טורבינת הגז "מפוצצים" מלמטה לתוך מה שנקרא. "דודי חילוץ" - אחד לכל טורבינת גז. שתי טורבינות גז - שני דודי פסולת.

כל דוד כזה הוא מבנה בגובה כמה קומות.

דוודים אלה משתמשים באנרגיה התרמית מפליטת טורבינת הגז כדי לחמם מים ולהפוך אותם לקיטור. לאחר מכן, הקיטור הזה משמש להפעלה בטורבינת קיטור, אך על כך בהמשך.

כדי לחמם ולהתאדות, מים עוברים בתוך צינורות בקוטר של כ-30 מ"מ הממוקמים אופקית, וגזי הפליטה מטורבינת הגז "שוטפים" את הצינורות הללו מבחוץ. כך מועבר חום מגזים למים (קיטור):

לאחר שהעניקו את רוב האנרגיה התרמית לקיטור ולמים, גזי הפליטה מגיעים לראש דוד הפסולת ומוסרים דרך ארובה דרך גג בית המלאכה:

בחלק החיצוני של הבניין, הארובות משני דודי פסולת מתכנסות לארובה אנכית אחת:

התמונות הבאות מאפשרות להעריך את גודל הארובות. התמונה הראשונה מציגה את אחת ה"פינות" שבהן מחוברות ארובות דודי הפסולת לגזע האנכי של הארובה; התמונות הנותרות מציגות את תהליך התקנת הארובה.

אבל בואו נחזור לעיצוב של דודי פסולת חום. הצינורות שדרכם עוברים מים בתוך הדוודים מחולקים לחלקים רבים - צרורות צינורות, היוצרים מספר חלקים:

1. סעיף אקונומייזר (שביחידת הכוח הזו יש שם מיוחד - מחמם עיבוי גז - GPC);

2. קטע אידוי;

3. סעיף חימום-על בקיטור.

קטע האקונומייזר משמש לחימום מים מטמפרטורה של בערך 40 מעלות צלזיוסלטמפרטורה קרובה לנקודת הרתיחה. לאחר מכן, המים נכנסים ל-deerator - מיכל פלדה, שבו פרמטרי המים נשמרים כך שהגזים המומסים בו מתחילים להשתחרר באופן אינטנסיבי. גזים נאספים בחלק העליון של המיכל ומשתחררים לאטמוספירה. הוצאת גזים, במיוחד חמצן, נחוצה כדי למנוע קורוזיה מהירה של ציוד תהליך שאיתו המים שלנו באים במגע.

לאחר מעבר דרך ה-deerator, המים מקבלים את השם "מי הזנה" ונכנסים לכניסה של משאבות ההזנה. כך נראו משאבות ההזנה כשרק הובאו לתחנה (יש 3 כאלה בסך הכל):

משאבות הזנה מונעות חשמלית (מנועים אסינכרוניים מופעלים במתח של 6 קילוואט והספק של 1.3 מגוואט). בין המשאבה עצמה למנוע החשמלי ישנו צימוד נוזל - יחידה,המאפשר לך לשנות בצורה חלקה את מהירות פיר המשאבה על פני טווח רחב.

עקרון הפעולה של צימוד הנוזל דומה לעקרון הפעולה של צימוד הנוזל בתיבות הילוכים אוטומטיות של מכוניות.

בפנים יש שני גלגלים עם להבים, האחד "יושב" על ציר המנוע החשמלי, השני על ציר המשאבה. ניתן למלא את החלל בין הגלגלים בשמן לרמות שונות. הגלגל הראשון, המסובב על ידי המנוע, יוצר זרימת שמן ש"משפיעה" על להבי הגלגל השני, ומושכת אותו לסיבוב. ככל שנשפך יותר שמן בין הגלגלים, כך תהיה ה"אחיזה" טובה יותר של הצירים ביניהם, ותגבר כוח מכנייועבר דרך צימוד נוזלים למשאבת ההזנה.

מפלס השמן בין הגלגלים משתנה באמצעות מה שנקרא. "צינור סקופ" השואב שמן מהמרווח שבין הגלגלים. מיקום צינור הסקופ מותאם באמצעות מפעיל מיוחד.

משאבת ההזנה עצמה היא צנטריפוגלית, רב-שלבית. שימו לב כי משאבה זו מפתחת את מלוא לחץ הקיטור של טורבינת הקיטור ואף עולה עליו (בכמות ההתנגדות ההידראולית של החלק הנותר של דוד הפסולת, התנגדות הידראולית של צינורות ואביזרים).

לא ניתן היה לראות את עיצוב האימפלרים של משאבת ההזנה החדשה (שכן היא כבר הורכבה), אך בשטח התחנה נמצאו חלקים ממשאבת הזנה ישנה בעיצוב דומה. המשאבה מורכבת מגלגלים צנטריפוגליים מסתובבים לסירוגין ודיסקיות הנחייה קבועות.

דיסק מדריך קבוע:

אימפלרים:

מהיציאה של משאבות ההזנה, מי הזנה מסופקים למה שנקרא. "מפרידי תוף" - מיכלי פלדה אופקיים המיועדים להפרדת מים וקיטור:

לכל דוד התאוששות שני תופי הפרדה (4 בסך הכל ליחידת כוח). יחד עם הצינורות של קטעי האידוי בתוך דוודי חום פסולת, הם יוצרים מעגלי מחזור עבור תערובת הקיטור ומים. זה עובד כדלקמן.

מים עם טמפרטורה קרובה לנקודת הרתיחה נכנסים לצינורות של קטעי האידוי, זורמים דרכם הם מחוממים לנקודת הרתיחה ואז הופכים חלקית לאדים. ביציאה מקטע האידוי יש לנו תערובת קיטור-מים, הנכנסת לתופים המפרידים. התקנים מיוחדים מותקנים בתוך תופי ההפרדה

מה שעוזר להפריד אדים למים. לאחר מכן, הקיטור מסופק לאזור חימום-העל, שם הטמפרטורה שלו עולה עוד יותר, והמים המופרדים בתוף המפריד (מופרדים) מתערבבים עם מי הזנה וחודרים שוב לקטע האידוי של דוד הפסולת.

לאחר קטע חימום-על הקיטור, אדים מדוד חום פסולת אחד מעורבבים עם אותו הקיטור מדוד חום הפסולת השני ומסופקים לטורבינה. הטמפרטורה שלו כל כך גבוהה שהצינורות שדרכם הוא עובר, אם מסירים מהם את הבידוד התרמי, זוהרים בחושך בזוהר אדום כהה. ועכשיו הקיטור הזה מסופק לטורבינת קיטור על מנת לוותר על חלק מהאנרגיה התרמית שלה ולבצע עבודה שימושית.

לטורבינת קיטור 2 צילינדרים - צילינדר לחץ גבוהוצילינדר בלחץ נמוך. גליל הלחץ הנמוך הוא זרימה כפולה. בו מחולקים הקיטור ל-2 זרמים הפועלים במקביל. הצילינדרים מכילים רוטורים של טורבינה. כל רוטור, בתורו, מורכב משלבים - דיסקים עם להבים. "מכה" בלהבים, הקיטור גורם לרוטורים להסתובב. התמונה למטה מציגה את העיצוב הכללי של טורבינת קיטור: קרוב אלינו יותר רוטור הלחץ הגבוה, רחוק יותר מאיתנו נמצא רוטור הלחץ הנמוך בזרימה כפולה.

כך נראה הרוטור בלחץ נמוך כשרק פורק אותו מאריזת המפעל. שימו לב שיש לו רק 4 שלבים (לא 8):

הנה מבט מקרוב על רוטור הלחץ הגבוה. יש לו 20 מדרגות. שימו לב גם לבית טורבינת הפלדה המסיבי, המורכב משני חצאים - תחתון ועליון (רק התחתון מוצג בתמונה), והחתיכים שאיתם חצאים אלה מחוברים זה לזה. על מנת שהדיור יתחמם מהר יותר במהלך האתחול, אך במקביל, באופן שווה יותר, נעשה שימוש במערכת חימום בקיטור ל"אוגנים וחתיכים" - האם אתה רואה תעלה מיוחדת סביב החתיכים? דרכו עובר זרם מיוחד של קיטור כדי לחמם את בית הטורבינה במהלך ההפעלה שלה.

על מנת שהקיטור "יפגע" בלהבי הרוטור ויאלץ אותם להסתובב, יש לכוון קודם ולהאיץ את הקיטור הזה לכיוון הרצוי. לצורך זה מה שנקרא סורגים לזרבובית - חלקים קבועים עם להבים קבועים, הממוקמים בין דיסקיות הרוטור המסתובבות. סורגי הזרבובית אינם מסתובבים - הם אינם ניידים, ומשרתים רק לכוון ולהאיץ את הקיטור לכיוון הרצוי. בתמונה למטה, קיטור עובר "מאחורי הלהבים האלה אלינו" ו"מסתובב" סביב ציר הטורבינה נגד כיוון השעון. יתר על כן, "מכה" בלהבים המסתובבים של דיסקיות הרוטור, הממוקמות מיד מאחורי סורג הזרבובית, הקיטור מעביר את "סיבובו" לרוטור הטורבינה.

בתמונה למטה ניתן לראות חלקים מסורגי הזרבובית שהוכנו להתקנה

ובתצלומים האלה - חלק תחתוןבית טורבינה עם חצאי רשתות זרבובית שכבר מותקנות בו:

לאחר מכן, הרוטור "מוכנס" לתוך הדיור, החצאים העליונים של רשתות הזרבובית מותקנים, ואז החלק העליון של הדיור, ואז צינורות שונים, בידוד תרמי ומעטפת:

לאחר מעבר דרך הטורבינה, הקיטור נכנס למעבים. לטורבינה זו שני מעבים - לפי מספר הזרימות בגליל בלחץ נמוך. תסתכל על התמונה למטה. זה מראה בבירור את החלק התחתון של בית טורבינת הקיטור. שימו לב לחלקים המלבניים של בית הצילינדר בלחץ נמוך, המכוסה בלוחות עץ מלמעלה. אלו הם מפלטי טורבינת קיטור וכניסות מעבה.

כאשר בית טורבינת הקיטור מורכב במלואו, נוצר חלל ביציאות של גליל הלחץ הנמוך, שהלחץ בו במהלך פעולת טורבינת הקיטור נמוך פי 20 בערך מהלחץ האטמוספרי, לכן בית הגליל בלחץ נמוך הוא נועד לא להתנגד ללחץ מבפנים, אלא להתנגד ללחץ מבחוץ - כלומר לחץ אוויר אטמוספרי. המעבים עצמם ממוקמים מתחת לגליל בלחץ נמוך. בתמונה למטה, מדובר במיכלים מלבניים עם שני פתחים על כל אחד.

המעבה מעוצב בדומה לדוד פסולת. בתוכו ישנם צינורות רבים בקוטר של כ-30 מ"מ. אם נפתח אחד משני הפתחים של כל מעבה ונסתכל פנימה, נראה "יריעות צינור":

מי קירור, הנקראים מי תהליך, זורמים דרך הצינורות הללו. קיטור מפליטת טורבינת קיטור מסתיים בחלל שבין הצינורות שמחוץ להם (מאחורי יריעת הצינור בתמונה למעלה), ומפיץ חום שיורי למי התהליך דרך דפנות הצינורות, מתעבה על פני השטח שלהם. . עיבוי הקיטור זורם מטה, מצטבר בקולטי הקונדנסט (בתחתית המעבים), ואז נכנס לכניסה של משאבות העיבוי. כל משאבת עיבוי (יש 5 בסך הכל) מונעת על ידי מנוע חשמלי תלת פאזי אסינכרוני המיועד למתח של 6 קילו וולט.

מהפלט של משאבות הקונדנסט, מים (קונדנסט) נכנסים שוב לכניסה של חלקי האקונומייזר של דודי חום פסולת, ובכך נסגר מחזור עוצמת הקיטור. המערכת כולה כמעט אטומה ומים, שהם נוזל העבודה, הופכים שוב ושוב לקיטור בדודי פסולת, בצורת קיטור הם כן עובדים בטורבינה כדי להפוך חזרה למים במעבי הטורבינה וכו'.

מים אלו (בצורת מים או קיטור) נמצאים כל הזמן במגע עם החלקים הפנימיים של ציוד התהליך, וכדי לא לגרום לקורוזיה ובלאי מהירים, הם מוכנים כימית בצורה מיוחדת.

אבל בואו נחזור למעבים של טורבינת הקיטור.

מי תהליכים, המחוממים בצינורות של מעבי טורבינת הקיטור, מועברים מהסדנה דרך צינורות אספקת מי תהליך תת-קרקעיים ומסופקים למגדלי הקירור - על מנת לשחרר את החום הנלקח מהקיטור מהטורבינה לאטמוספירה שמסביב. התמונות למטה מציגות את העיצוב של מגדל הקירור שהוקם עבור יחידת הכוח שלנו. עיקרון פעולתו מבוסס על התזת מים טכניים חמים בתוך מגדל הקירור באמצעות מכשירי מקלחת (מהמילה "מקלחת"). טיפות מים נופלות מטה ומוותרות על החום שלהן לאוויר שבתוך מגדל הקירור. האוויר המחומם עולה למעלה, ואוויר קר מהרחוב בא במקומו מתחת למגדל הקירור.

כך נראה מגדל הקירור בבסיסו. דרך ה"פער" בתחתית מגדל הקירור נכנס אוויר קר לקירור מי התהליך

בתחתית מגדל הקירור ישנו אגן ניקוז בו נופלות ונאספות טיפות מים טכניות, המשתחררות ממכשירי המקלחת ומוותרות על החום שלהן לאוויר. מעל הבריכה ישנה מערכת צינורות חלוקה דרכם מוזנים מי תהליך חמים למכשירי המקלחת

החלל מעל ומתחת למכשירי המקלחת מלא בריפוד מיוחד העשוי מתריסים מפלסטיק. התריסים התחתונים מתוכננים לפיזור אחיד יותר של "גשם" על פני שטח מגדל הקירור, והתריסים העליונים מיועדים לתפוס טיפות מים קטנות ולמנוע העברה מופרזת של מי תהליך יחד עם האוויר דרך החלק העליון של הקירור. מגדל קירור. עם זאת, במועד צילום התמונות שהוצגו, תריסי הפלסטיק טרם הותקנו.

בו" החלק הגדול ביותר של מגדל הקירור אינו מלא בכלום ומיועד רק ליצור טיוטה (אוויר מחומם עולה כלפי מעלה). אם נעמוד מעל צינורות החלוקה, נראה שאין שום דבר מעל ושאר מגדל הקירור ריק

הסרטון הבא מעביר את רשמי ההימצאות בתוך מגדל הקירור

בזמן שצולמו התמונות של עמוד זה, מגדל הקירור שנבנה עבור יחידת הכוח החדשה עדיין לא פעל. אולם בשטחה של תחנת כוח תרמית זו פעלו מגדלי קירור נוספים שאפשרו לתפוס מגדל קירור דומה בפעולה. רפפות פלדה בתחתית מגדל הקירור נועדו לווסת את זרימת האוויר הקר ולמנוע קירור יתר של מי התהליך בחורף.

מי התהליך, מקוררים ונאספים באגן מגדל הקירור, מסופקים שוב לכניסת צינורות המעבה של טורבינת הקיטור על מנת להוציא חלק חדש של חום מהקיטור וכדומה. בנוסף, נעשה שימוש במי תהליך. לקרר ציוד תהליכי אחר, למשל, גנרטורים חשמליים.

הסרטון הבא מראה כיצד קירור מי תהליך במגדל קירור.

מכיוון שמי תהליך נמצאים במגע ישיר עם האוויר שמסביב, אבק, חול, דשא ולכלוך אחר נכנסים אליהם. לכן, בכניסה של מים אלה לבית המלאכה, על צינור הכניסה של מים טכניים, מותקן מסנן ניקוי עצמי. מסנן זה מורכב ממספר חלקים המורכבים על גלגל מסתובב. מעת לעת, זרימה הפוכה של מים מאורגנת דרך אחד המדורים כדי לשטוף אותם. ואז הגלגל עם הקטעים מסתובב, ומתחילה שטיפה של הקטע הבא וכו'.

כך נראה המסנן הניקוי העצמי הזה מתוך צינור מי השירות:

וזה מבחוץ (מנוע ההנעה עדיין לא הותקן):

כאן צריך לעשות סטייה ולומר שההתקנה של כל הציוד הטכנולוגי בחנות הטורבינות מתבצעת באמצעות שני מנופים עיליים. לכל מנוף שלוש כננות נפרדות המיועדות להתמודד עם עומסים במשקלים שונים.

עכשיו אני רוצה לדבר קצת על החלק החשמלי של יחידת הכוח הזו.

חשמל מופק באמצעות שלושה גנרטורים חשמליים המונעים על ידי שתי טורבינות גז וקיטור אחת. חלק מהציוד להתקנת יחידת הכוח הובא בדרך, וחלק ברכבת. ישירות לחנות הטורבינות הונחה מסילת רכבת, שלאורכה הובל ציוד בגודל גדול במהלך בניית יחידת הכוח.

התמונה למטה מציגה את תהליך אספקת הסטטור של אחד מהגנרטורים החשמליים. הרשו לי להזכיר לכם שלכל גנרטור חשמלי יש נומינלי חשמל 150MW. שימו לב שברציף הרכבת שעליו הובל הסטטור הגנרטור יש 16 סרנים (32 גלגלים).

למסילת הרכבת יש עיגול קל בכניסה לבית המלאכה, ובהינתן שגלגלי כל זוג גלגלים מקובעים בקשיחות לצירים שלהם, כאשר נעים בקטע מעוגל מסילת רכבתאחד הגלגלים של כל זוג גלגלים נאלץ להחליק (מכיוון שיש למסילות אורכים שונים). הסרטון למטה מראה איך זה קרה כשהפלטפורמה עם הסטטור של גנרטור חשמלי נעה. שימו לב איך החול קופץ על האדומים כשהגלגלים מחליקים לאורך המסילה.

בשל המסה הגדולה שלהם, התקנת סטטורים של גנרטור חשמלי בוצעה באמצעות שני מנופים עיליים:

התמונה למטה מציגה מבט פנימיסטטור של אחד מהגנרטורים החשמליים:

וכך התבצעה התקנת רוטורים של גנרטור חשמלי:

מתח המוצא של הגנרטורים הוא כ-20 קילו וולט. זרם פלט - אלפי אמפר. חשמל זה מוסר מחנות הטורבינות ומסופק לשנאים מגבירים הממוקמים מחוץ לבניין. כדי להעביר חשמל מגנרטורים חשמליים לשנאים עולים, משתמשים בחוטי החשמל הבאים (הזרם זורם דרך צינור אלומיניום מרכזי):

כדי למדוד את הזרם ב"חוטים" האלה נעשה שימוש בשנאי הזרם הבאים (בתמונה השלישית למעלה, אותו שנאי זרם עומד אנכית):

התמונה למטה מציגה את אחד השנאים המוגברים. מתח מוצא - 220 קילו וולט. מהתפוקות שלהם, החשמל מסופק לרשת החשמל.

בנוסף לאנרגיה חשמלית, תחנת הכוח התרמית מייצרת גם אנרגיית תרמית, משמש לחימום ואספקת מים חמים לאזורים סמוכים. לשם כך, מיצוי קיטור מתבצע בטורבינת הקיטור, כלומר, חלק מהקיטור מוסר מהטורבינה לפני ההגעה למעבה. הקיטור עדיין די חם זה נכנס לתנורי הרשת. מחמם רשת הוא מחליף חום. זה מאוד דומה בעיצובו למעבה טורבינת קיטור. ההבדל הוא שלא מי תהליך זורמים בצינורות, אלא מי רשת. ישנם שני מחממי רשת ביחידת הכוח. בואו נסתכל שוב על התמונה עם הקבלים של הטורבינה הישנה. מיכלים מלבניים הם קבלים, ו"עגולים" הם בדיוק מחממי רשת. הרשו לי להזכיר לכם שכל זה נמצא מתחת לטורבינת הקיטור.

מי הרשת המחוממים בצינורות של מחממי רשת מסופקים דרך צינורות תת קרקעיים של מי רשת לרשת החימום. לאחר שחיממו את המבנים באזורים הממוקמים סביב תחנת הכוח התרמית ומסרו להם את חומם, חוזרים מי הרשת לתחנה כדי להתחמם שוב בתנורי רשת וכו'.

פעולת יחידת הכוח כולה נשלטת על ידי מערכת בקרת התהליך האוטומטית "Ovation" של התאגיד האמריקאי "אמרסון"

וכך נראית קומת הכבלים, הממוקמת מתחת לחדר מערכת בקרת התהליך האוטומטית. באמצעות כבלים אלו, מערכת בקרת התהליך האוטומטית קולטת אותות מחיישנים רבים, וכן שולחת אותות למפעילים.

תודה שביקרת בדף זה!

אפליקציה אינטראקטיבית "כיצד עובד CHP"

התמונה משמאל היא תחנת הכוח Mosenergo, שבה מופקים חשמל וחום עבור מוסקבה והאזור. הדלק הידידותי ביותר לסביבה בו נעשה שימוש הוא גז טבעי. בתחנת כוח תרמית, גז מסופק דרך צינור גז לדוד קיטור. הגז בוער בדוד ומחמם את המים.

כדי לגרום לגז לשרוף טוב יותר, הדוודים מצוידים במנגנוני טיוטה. לדוד מסופק אוויר, המשמש כמחמצן במהלך שריפת הגז. כדי להפחית את רמות הרעש, המנגנונים מצוידים במדכאי רעש. גזי הפליטה הנוצרים במהלך שריפת הדלק נזרקים לארובה ומתפזרים לאטמוספירה.

הגז החם זוהר דרך הצינור ומחמם את המים העוברים דרך צינורות דוודים מיוחדים. כשהם מחוממים, המים הופכים לקיטור מחומם, הנכנס לטורבינת הקיטור. הקיטור נכנס לטורבינה ומתחיל לסובב את להבי הטורבינה, המחוברים לרוטור הגנרטור. אנרגיית קיטור מומרת לאנרגיה מכנית. בגנרטור, אנרגיה מכנית מומרת לאנרגיה חשמלית, הרוטור ממשיך להסתובב ויוצר זרם חשמלי לסירוגין בפיתולי הסטטור.

באמצעות שנאי שלב ותחנת משנה שנאי ירידה, החשמל מסופק לצרכנים באמצעות קווי מתח. הקיטור שנפלט בטורבינה נשלח למעבה, שם הוא הופך למים וחוזר לדוד. בתחנת כוח תרמית, המים נעים במעגל. מגדלי קירור נועדו לקרר מים. מפעלי CHP משתמשים במגדלי קירור מאווררים ומגדלים. המים במגדלי קירור מקוררים על ידי אוויר אטמוספרי. כתוצאה מכך משתחררים אדים, אותם אנו רואים מעל מגדל הקירור בצורת עננים. המים במגדלי הקירור עולים בלחץ ונופלים כמו מפל לתוך החדר הקדמי, משם הם זורמים חזרה לתחנת הכוח התרמית. כדי להפחית את סחף הטיפות, מגדלי קירור מצוידים במלכודות מים.

אספקת מים מסופקת מנהר מוסקבה. בבניין טיפול במים כימי, מים מטוהרים מזיהומים מכניים ומסופקים לקבוצות של מסננים. בחלקן הוא מוכן לרמת מים מטוהרים להזנת רשת החימום, באחרים - לרמת מים מטוהרים ומשמש להזנת יחידות כוח.

גם המחזור המשמש לאספקת מים חמים והסקה מחוזית סגור. חלק מהקיטור מטורבינת הקיטור נשלח למחממי מים. לאחר מכן, המים החמים נשלחים לנקודות חימום, שם מתרחשת חילופי חום עם מים המגיעים מהבתים.

מומחי Mosenergo מוסמכים תומכים בתהליך הייצור מסביב לשעון, ומספקים למטרופולין הענק חשמל וחום.

כיצד פועלת יחידת כוח במחזור משולב?

אספקת החום והחשמל לאוכלוסייה היא אחת המשימות המרכזיות של המדינה. בנוסף, ללא ייצור חשמל אי אפשר לדמיין תעשיית ייצור ועיבוד מפותחת, שבלעדיה כלכלת המדינה לא יכולה להתקיים באופן עקרוני.

אחת הדרכים לפתור את בעיית המחסור באנרגיה היא הקמת תחנות כוח תרמיות. ההגדרה של מונח זה היא די פשוטה: זוהי מה שנקרא תחנת חום וכוח משולבת, שהיא אחד הסוגים הנפוצים ביותר של תחנות כוח תרמיות. בארצנו הם נפוצים מאוד, שכן הם פועלים על דלק מאובנים אורגני (פחם), שלמאפייניו דרישות צנועות מאוד.

מוזרויות

זו תחנת כוח תרמית. הגדרת המושג כבר מוכרת לכם. אבל אילו תכונות יש לו? מגוון זהתחנות כוח? זה לא מקרי שהם ממוקמים בקטגוריה נפרדת!?

העובדה היא שהם מייצרים לא רק חשמל, אלא גם חום, אשר מסופק לצרכנים בצורה של מים חמים וקיטור. יש לציין כי חשמל הוא תוצר לוואי, שכן הקיטור שמסופק למערכות החימום מסובב תחילה את טורבינות הגנרטור. שילוב של שני מפעלים (בית דוודים ותחנת כוח) הוא טוב כי זה יכול להפחית משמעותית את צריכת הדלק.

עם זאת, זה מוביל גם ל"שטח חלוקה" לא משמעותי למדי של תחנות כוח תרמיות. ההסבר פשוט: מכיוון שהתחנה מספקת לא רק חשמל, שניתן להעביר אלפי קילומטרים בהפסדים מינימליים, אלא גם נוזל קירור מחומם, לא ניתן למקם אותם במרחק משמעותי מאזור מיושב. אין זה מפתיע שכמעט כל תחנות הכוח התרמיות בנויות בסמיכות לערים, שאת תושביהן הן מחממות ומדליקות.

משמעות אקולוגית

בשל העובדה שבמהלך הקמת תחנת כוח כזו ניתן להיפטר מבתי דוודים עירוניים עתיקים רבים, אשר ממלאים תפקיד שלילי ביותר במצב האקולוגי של האזור (כמויות עצומות של פיח), הניקיון של לפעמים ניתן להגדיל את האוויר בעיר בסדר גודל. בנוסף, תחנות כוח תרמיות חדשות מאפשרות לסלק פסולת ממזבלות עירוניות.

ציוד הניקוי החדיש מאפשר לטהר ביעילות פליטות, והיעילות האנרגטית של פתרון כזה היא גבוהה ביותר. לפיכך, שחרור האנרגיה משריפת טון שמן זהה לנפח המשתחרר בעת מיחזור שני טון פלסטיק. וה"טוב" הזה יספיק לעשרות השנים הבאות!

לרוב, הקמת תחנות כוח תרמיות כרוכה בשימוש בדלקים מאובנים, כפי שכבר דנו לעיל. עם זאת, ב השנים האחרונותמתוכנן ליצור אשר יותקן באזורים קשים לגישה של הצפון הרחוק. מכיוון שהעברת הדלק לשם קשה ביותר, אנרגיה גרעינית היא מקור האנרגיה האמין והקבוע היחיד.

מה הם?

ישנן תחנות כוח תרמיות (התמונות שלהן נמצאות במאמר) תעשייתיות ו"ביתיות", חימום. כפי שניתן לנחש בקלות מהשם, תחנות כוח תעשייתיות מספקות חשמל וחום למפעלי ייצור גדולים.

לעתים קרובות הם נבנים במהלך הקמת המפעל, ויוצרים יחד איתו תשתית אחת. בהתאם, נבנים זנים "ביתיים" בסמוך לשכונות המגורים של העיר. ביישומים תעשייתיים הוא מועבר בצורה של קיטור חם (לא יותר מ-4-5 ק"מ), במקרה של חימום - באמצעות מים חמים (20-30 ק"מ).

מידע על ציוד התחנה

הציוד העיקרי של מפעלים אלה הוא יחידות טורבינות, הממירות אנרגיה מכנית לחשמל, ודודים, האחראים על יצירת קיטור המסובב את גלגלי התנופה של גנרטורים. יחידת הטורבינה כוללת גם את הטורבינה עצמה וגם גנרטור סינכרוני. צינורות עם לחץ אחורי של 0.7-1.5 Mn/m2 מותקנים באותן תחנות כוח תרמיות המספקות חום ואנרגיה למתקנים תעשייתיים. מודלים עם לחץ של 0.05-0.25 Mn/m2 משמשים לאספקת צרכנים ביתיים.

בעיות יעילות

באופן עקרוני, ניתן לנצל את כל החום שנוצר במלואו. אבל כמות החשמל שנוצרת בתחנת כוח תרמית (אתה כבר יודע את ההגדרה של מונח זה) תלויה ישירות בעומס החום. במילים פשוטות, בתקופת האביב-קיץ הייצור שלו יורד כמעט לאפס. לפיכך, מתקני לחץ גב משמשים רק לאספקת מתקנים תעשייתיים שצריכתם פחות או יותר אחידה לאורך כל התקופה.

יחידות מסוג עיבוי

במקרה זה, רק מה שנקרא "קיטור מדמם" משמש כדי לספק לצרכנים חום, ושאר החום לרוב פשוט אובד, מתפזר בסביבה. כדי להפחית את הפסדי האנרגיה, מפעלי CHP כאלה חייבים לפעול עם שחרור חום מינימלי ליחידת העיבוי.

עם זאת, מאז ימי ברית המועצות, נבנו תחנות כאלה שבהן מסופק באופן מבני מצב היברידי: הן יכולות לפעול כמו תחנות כוח תרמיות מתעבות קונבנציונליות, אבל מחולל הטורבינה שלהן מסוגל לפעול באופן מלא במצב לחץ אחורי.

זנים אוניברסליים

אין זה מפתיע שמתקני עיבוי קיטור הם שהפכו לנפוצים ביותר בשל הרבגוניות שלהם. לפיכך, רק הם מאפשרים למעשה לווסת באופן עצמאי את החשמל ו עומס תרמי. גם אם לא צפוי עומס חום כלל (במקרה של קיץ חם במיוחד), האוכלוסייה תסופק בחשמל לפי לוח הזמנים הקודם (Zapadnaya CHPP בסנט פטרסבורג).

סוגים "תרמיים" של CHP

כפי שאתה כבר יכול להבין, ייצור החום בתחנות כוח כאלה הוא מאוד לא אחיד לאורך כל השנה. באופן אידיאלי, כ-50% מהמים החמים או הקיטור משמשים לחימום הצרכנים, ושאר נוזל הקירור משמש לייצור חשמל. כך בדיוק פועל ה-CHPP הדרום-מערבי בבירה הצפונית.

שחרור חום ברוב המקרים מתבצע על פי שתי תוכניות. אם משתמשים באפשרות פתוחה, אז קיטור חם מהטורבינות עובר ישירות לצרכנים. אם נבחרה ערכת הפעלה סגורה, נוזל הקירור מסופק לאחר מעבר דרך מחליפי החום. בחירת התכנית נקבעת על סמך גורמים רבים. קודם כל, נלקחים בחשבון המרחק מהחפץ המסופק בחום וחשמל, מספר האוכלוסייה והעונה. לפיכך, ה-CHPP Yugo-Zapadnaya בסנט פטרסבורג פועל על פי תכנית סגורה, מכיוון שהוא מספק יעילות רבה יותר.

מאפייני הדלק בשימוש

מוצק, נוזלי וניתן להשתמש בו.מכיוון שתחנות כוח תרמיות נבנות לרוב בסמיכות ליישובים וערים גדולות, לרוב יש צורך להשתמש בסוגים יקרי ערך שלה, גז ומזוט. השימוש בפחם ובאשפה ככזה בארצנו מוגבל למדי, שכן לא בכל התחנות מותקן ציוד חדיש ויעיל לטיהור אוויר.

כדי לנקות את הפליטה מהתקנות, משתמשים במלכודות חלקיקים מיוחדות. כדי לפזר חלקיקים מוצקים בשכבות גבוהות מספיק של האטמוספירה, נבנים צינורות בגובה 200-250 מטר. ככלל, כל תחנות החום והכוח המשולבות (CHP) עולות די מרחק ארוךממקורות אספקת מים (נהרות ומאגרים). לכן, נעשה שימוש במערכות מלאכותיות הכוללות מגדלי קירור. אספקת מים בזרימה ישירה היא נדירה ביותר, בתנאים מאוד ספציפיים.

תכונות של תחנות דלק

תחנות כוח תרמיות מופעלות בגז עומדות בנפרד. אספקת החום לצרכנים מתבצעת לא רק מהאנרגיה שנוצרת בזמן הבעירה, אלא גם מהחזרת החום מהגזים הנוצרים. היעילות של מתקנים כאלה היא גבוהה ביותר. במקרים מסוימים, תחנות כוח גרעיניות יכולות לשמש גם כתחנות כוח תרמיות. זה נפוץ במיוחד בחלק ממדינות ערב.

שם, התחנות הללו ממלאות שני תפקידים בבת אחת: הן מספקות לאוכלוסיה חשמל ומים טכניים, מכיוון שהן מבצעות בו זמנית פונקציות. עכשיו בואו נסתכל על תחנות הכוח התרמיות העיקריות בארצנו ובמדינות השכנות.

יוגו-זפאדניה, סנט פטרבורג

בארצנו מפורסמת תחנת הכוח התרמית המערבית, שנמצאת בסנט פטרסבורג. רשום בתור OJSC "Yugo-Zapadnaya CHPP". בניית המתקן המודרני הזה שימשה מספר פונקציות:

• פיצוי על המחסור החמור באנרגיה תרמית, שמנע את התעצמות תוכנית בניית הדיור.
• הגדלת האמינות והיעילות האנרגטית של המערכת העירונית בכללותה, שכן בדיוק היבט זה היה לו בעיות בסנט פטרסבורג. תחנת הכוח התרמית אפשרה לנו לפתור חלקית את הבעיה הזו.

אבל תחנה זו ידועה גם בהיותה אחת הראשונות ברוסיה שעומדות בדרישות הסביבתיות המחמירות ביותר. ממשלת העיר הקצתה שטח של יותר מ-20 דונם למפעל החדש. העובדה היא ששטח השמורה שנותר ממחוז קירובסקי הוקצה לבנייה. בחלקים האלה היה אוסף ישןאפר מ-CHPP-14, ולכן האזור לא התאים לבניית דיור, אבל הוא היה ממוקם היטב.

ההשקה התקיימה בסוף שנת 2010, וכמעט כל הנהגת העיר נכחה בטקס. שני התקנות דוודים אוטומטיות חדישות ביותר הופעלו.

מורמנסק

העיר מורמנסק ידועה כבסיס הצי שלנו על הים הבלטי. אבל הוא גם מאופיין בחומרה קיצונית של תנאי אקלים, המטילה דרישות מסוימות על מערכת האנרגיה שלו. אין זה מפתיע שתחנת הכוח התרמית של מורמנסק היא במובנים רבים מתקן טכני ייחודי לחלוטין, אפילו בקנה מידה ארצי.

הוא הופעל עוד ב-1934, ומאז ממשיך לספק לתושבי העיר באופן קבוע חום וחשמל. עם זאת, בחמש השנים הראשונות, ה-CHPP של מורמנסק הייתה תחנת כוח רגילה. 1,150 המטרים הראשונים של מרכז החימום הונחו רק ב-1939. הנקודה היא תחנת הכוח ההידרואלקטרית ניז'נה-טולומסקאיה המוזנחת, שכיסתה כמעט לחלוטין את צורכי החשמל של העיר, ולכן ניתן היה לפנות חלק מהתפוקה התרמית לחימום בתי עיר.

התחנה מתאפיינת בכך שהיא פועלת במצב מאוזן כל השנה, שכן התפוקה התרמית וה"אנרגטית" שלה שווה בערך. עם זאת, בתנאי הלילה הקוטבי, תחנת הכוח התרמית ברגעי שיא מסוימים מתחילה להשתמש ברוב הדלק במיוחד לייצור חשמל.

תחנת נובופולוצק, בלארוס

התכנון והבנייה של מתקן זה החלו באוגוסט 1957. ה-CHPP החדש של Novopolotsk היה אמור לפתור את נושא לא רק של חימום העיר, אלא גם אספקת חשמל לבית הזיקוק שנבנה באותו אזור. במרץ 1958, הפרויקט נחתם סופית, אושר ואושר.

השלב הראשון הופעל ב-1966. השני הושק ב-1977. במקביל, נובופולוצק CHPP עבר מודרניזציה בפעם הראשונה, שיא ההספק שלו הוגדל ל-505 מגוואט, וקצת מאוחר יותר הושק השלב השלישי של הבנייה, שהושלם ב-1982. בשנת 1994 הוסבה התחנה לגז טבעי נוזלי.

עד היום כבר הושקעו כ-50 מיליון דולר למודרניזציה של המיזם. הודות להזרקת מזומנים כה מרשימה, המיזם לא רק הוסב לחלוטין לגז, אלא גם קיבל כמות עצומה של ציוד חדש לחלוטין שיאפשר לתחנה לשרת עשרות שנים.

מסקנות

באופן מוזר, היום תחנות הכוח התרמיות המיושנות הן באמת תחנות אוניברסליות ומבטיחות. באמצעות מנטרלים ומסננים מודרניים, ניתן לחמם מים על ידי שריפת כמעט כל האשפה שמייצרת מָקוֹם. זה משיג יתרון משולש:

• מטמנות נפרקות ומפנות.
• העיר מקבלת חשמל זול.
• בעיית החימום נפתרת.

בנוסף, באזורי החוף ניתן בהחלט להקים תחנות כוח תרמיות, שישמשו גם כמתקני התפלה מי ים. נוזל זה מתאים למדי להשקיה, עבור חוות בעלי חיים ומפעלים תעשייתיים. במילה אחת, טכנולוגיה אמיתית של העתיד!