Definicja Tetza. Jakie są rodzaje elektrowni cieplnych?

W elektrowniach cieplnych ludzie otrzymują prawie całą energię, jakiej potrzebują na planecie. Ludzie nauczyli się odbierać prąd elektryczny w inny sposób, ale nadal nie akceptują alternatywnych opcji. Nawet jeśli używanie paliwa jest dla nich nieopłacalne, nie odmawiają mu.

Jaki jest sekret elektrowni cieplnych?

Elektrownie cieplne To nie przypadek, że pozostają niezastąpione. Ich turbina wytwarza energię w najprostszy sposób, wykorzystując spalanie. Dzięki temu możliwa jest minimalizacja kosztów budowy, które uważa się za w pełni uzasadnione. Takie obiekty istnieją we wszystkich krajach świata, więc nie należy dziwić się ich rozpowszechnieniu.

Zasada działania elektrowni cieplnych opiera się na spalaniu ogromnych ilości paliwa. W rezultacie pojawia się energia elektryczna, która jest najpierw gromadzona, a następnie dystrybuowana do określonych regionów. Schematy elektrowni cieplnych pozostają prawie stałe.

Jakie paliwo jest używane na stacji?

Każda stacja zużywa osobne paliwo. Jest specjalnie dostarczany, aby nie zakłócać przepływu pracy. Ten punkt pozostaje jednym z problematycznych, ponieważ powstają koszty transportu. Jakiego rodzaju sprzętu używa?

• Węgiel;
• łupki bitumiczne;
• Torf;
• Olej opałowy;
• Gaz ziemny.

Obiegi cieplne elektrowni cieplnych budowane są na określonym rodzaju paliwa. Ponadto wprowadza się w nich drobne zmiany, aby zapewnić maksymalną wydajność. Jeśli nie zostaną wykonane, główne zużycie będzie nadmierne, a zatem powstały prąd elektryczny nie będzie uzasadniony.

Rodzaje elektrowni cieplnych

Istotną kwestią są rodzaje elektrowni cieplnych. Odpowiedź na to pytanie powie Ci, jak pojawia się niezbędna energia. Dziś stopniowo wprowadzane są poważne zmiany, gdzie głównym źródłem będą alternatywne typy, ale na razie ich zastosowanie pozostaje niepraktyczne.

1. Kondensacja (IES);
2. Elektrociepłownie (CHP);
3. Państwowe elektrownie rejonowe (GRES).

Elektrociepłownia będzie wymagała szczegółowego opisu. Rodzaje są różne, więc dopiero rozważenie wyjaśni, dlaczego przeprowadzana jest konstrukcja takiej skali.

Kondensacja (IES)

Rodzaje elektrowni cieplnych zaczynają się od kondensacyjnych. Tego rodzaju elektrownie cieplne służą wyłącznie do wytwarzania energii elektrycznej. Najczęściej gromadzi się bez natychmiastowego rozprzestrzeniania się. Metoda kondensacyjna zapewnia maksymalną wydajność, dlatego podobne zasady uważa się za optymalne. Obecnie we wszystkich krajach istnieją osobne, wielkoskalowe obiekty zaopatrujące rozległe regiony.

Stopniowo pojawiają się elektrownie jądrowe, które zastępują tradycyjne paliwo. Jedynie wymiana pozostaje procesem kosztownym i czasochłonnym, ponieważ praca na paliwach kopalnych różni się od innych metod. Co więcej, wyłączenie pojedynczej stacji jest niemożliwe, gdyż w takiej sytuacji całe regiony pozostają bez cennego prądu.

Elektrociepłownie (CHP)

Elektrociepłownie są wykorzystywane do kilku celów jednocześnie. Wykorzystuje się je przede wszystkim do wytwarzania cennej energii elektrycznej, ale spalanie paliw pozostaje również przydatne do wytwarzania ciepła. Z tego powodu w praktyce nadal wykorzystuje się elektrownie kogeneracyjne.

Państwowe elektrownie okręgowe

Ogólne informacje o nowoczesnych elektrowniach cieplnych GRES nie jest odnotowany. Stopniowo pozostają one w tle, tracąc na znaczeniu. Chociaż państwowe elektrownie rejonowe pozostają przydatne pod względem produkcji energii.

Różne typy elektrowni cieplnych obsługują rozległe regiony, lecz ich moc jest wciąż niewystarczająca. W czasach sowieckich realizowano projekty na dużą skalę, które obecnie są zamykane. Powodem było niewłaściwe użycie paliwa. Choć ich wymiana pozostaje problematyczna, gdyż zalety i wady nowoczesnych elektrowni cieplnych dotyczą przede wszystkim dużych wolumenów energii.

Które elektrownie są cieplne? Ich zasada opiera się na spalaniu paliwa. Pozostają one niezbędne, chociaż aktywnie trwają obliczenia dotyczące ich równoważnej wymiany. Elektrownie cieplne w dalszym ciągu udowadniają w praktyce swoje zalety i wady. Z tego powodu ich praca pozostaje konieczna.

WSTĘP 4

1 Elektrociepłownia.. 5

1.1 Charakterystyka ogólna. 5

1.2 Schemat ideowy elektrowni cieplnej. 10

1.3 Zasada działania CHP. 11

1.4 Zużycie ciepła i sprawność elektrowni cieplnych……………………………………………………………..15

2 PORÓWNANIE ROSYJSKIEGO CHPP Z ZAGRANICZNYM 17

2.1 Chiny. 17

2.2 Japonia. 18

2.3 Indie. 19

2.4 Wielka Brytania. 20

WNIOSEK. 22

LISTA BIBLIOGRAFICZNA... 23

WSTĘP

CHP jest głównym ogniwem produkcyjnym w scentralizowanym systemie zaopatrzenia w ciepło. Budowa elektrowni cieplnych jest jednym z głównych kierunków rozwoju sektora energetycznego w ZSRR i innych krajach socjalistycznych. W krajach kapitalistycznych elektrociepłownie mają ograniczoną dystrybucję (głównie elektrociepłownie przemysłowe).

Elektrociepłownie (CHP) to elektrownie zajmujące się skojarzoną produkcją energii elektrycznej i ciepła. Charakteryzują się tym, że ciepło każdego kilograma pary pobranej z turbiny wykorzystywane jest częściowo do wytworzenia energii elektrycznej, a następnie do odbiorców pary i gorącej wody.

Elektrociepłownia przeznaczona jest do scentralizowanego zaopatrzenia w ciepło i energię elektryczną przedsiębiorstw przemysłowych i miast.

Technicznie i ekonomicznie uzasadnione planowanie produkcji w elektrociepłowni pozwala na osiągnięcie najwyższych wskaźników wydajności przy minimalnych kosztach wszystkich rodzajów zasobów produkcyjnych, ponieważ w elektrociepłowni ciepło pary „zużytej” w turbinach wykorzystywane jest do potrzeby produkcji, ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Elektrociepłownie

Elektrociepłownia to elektrownia wytwarzająca energię elektryczną poprzez konwersję energii chemicznej paliwa na energię mechaniczną obrotu wału generatora elektrycznego.

Ogólna charakterystyka

Elektrociepłownia - elektrociepłownia , wytwarzając nie tylko energię elektryczną, ale także ciepło, dostarczane do odbiorców w postaci pary i gorącej wody. Wykorzystanie ciepła odpadowego z silników wirujących generatorów elektrycznych do celów praktycznych jest cechą charakterystyczną elektrowni cieplnych i nazywane jest kogeneracją. Łączna produkcja dwóch rodzajów energii przyczynia się do bardziej ekonomicznego wykorzystania paliwa w porównaniu do oddzielnego wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach kondensacyjnych i energii cieplnej w lokalnych kotłowniach. Zastąpienie lokalnych kotłowni, które nieracjonalnie zużywają paliwo i zanieczyszczają atmosferę miast, scentralizowanym systemem zaopatrzenia w ciepło, przyczynia się nie tylko do znacznych oszczędności paliwa, ale także do zwiększenia czystości powietrza , poprawa stanu sanitarnego obszarów zaludnionych.

Początkowym źródłem energii w elektrowniach cieplnych jest paliwo organiczne (w elektrowniach cieplnych z turbiną parową i gazową) lub paliwo jądrowe (w planowanych elektrowniach jądrowych). Dominującą dystrybucją (1976 r.) są elektrownie cieplne z turbinami parowymi wykorzystujące paliwo organiczne ( ryż. 1), które obok elektrowni kondensacyjnych stanowią główny typ elektrowni z turbiną parową cieplną (TPES). Wyróżnia się elektrociepłownie typu przemysłowego - do zaopatrywania przedsiębiorstw przemysłowych w ciepło oraz ciepłownicze - do ogrzewania budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej oraz zaopatrywania ich w ciepłą wodę. Ciepło z przemysłowych elektrowni cieplnych przesyłane jest na odległość kilku km(głównie w postaci ciepła parowego), z ogrzewania - w odległości do 20-30 km(w postaci ciepła z gorącej wody).

Głównym wyposażeniem elektrowni cieplnych z turbiną parową są zespoły turbinowe przetwarzające energię substancji roboczej (pary) na energię elektryczną oraz zespoły kotłowe , wytwarzanie pary dla turbin. Zespół turbinowy składa się z turbiny parowej i generatora synchronicznego. Turbiny parowe stosowane w elektrociepłowniach nazywane są turbinami kogeneracyjnymi (CHT). Wśród nich wyróżnia się przekładniki prądowe: z przeciwciśnieniem, zwykle równym 0,7-1,5 Mn/M 2 (instalowane w elektrowniach cieplnych dostarczających parę do przedsiębiorstw przemysłowych); z kondensacją i ekstrakcją pary pod ciśnieniem 0,7-1,5 Mn/M 2 (dla odbiorców przemysłowych) i 0,05-0,25 Mn/M 2 (dla odbiorców komunalnych); z kondensacją i ekstrakcją pary (ogrzewaniem) pod ciśnieniem 0,05-0,25 Mn/M 2 .

Ciepło odpadowe z przeciwciśnieniowych przekładników prądowych można w pełni wykorzystać. Jednakże moc elektryczna wytwarzana przez takie turbiny zależy bezpośrednio od wielkości obciążenia cieplnego, a w przypadku jego braku (jak ma to miejsce np. latem w elektrociepłowniach) nie wytwarzają one energii elektrycznej. Dlatego przekładniki prądowe z przeciwciśnieniem stosuje się tylko w przypadku wystarczająco równomiernego obciążenia cieplnego, zapewnionego przez cały czas pracy elektrociepłowni (czyli głównie w elektrociepłowniach przemysłowych).

W przekładnikach prądowych z kondensacją i ekstrakcją pary do dostarczania ciepła do odbiorców wykorzystywana jest wyłącznie para ekstrakcyjna, a ciepło strumienia pary kondensacyjnej jest przenoszone do wody chłodzącej w skraplaczu i tracone. Aby zmniejszyć straty ciepła, takie przekładniki prądowe przez większość czasu muszą działać zgodnie z harmonogramem „termicznym”, to znaczy przy minimalnym przepływie pary „wentylacyjnej” do skraplacza. W ZSRR opracowano i zbudowano przekładniki prądowe z kondensacją i ekstrakcją pary, w których zapewnione jest wykorzystanie ciepła kondensacji: takie przekładniki prądowe, w warunkach wystarczającego obciążenia cieplnego, mogą pracować jako przekładniki prądowe z przeciwciśnieniem. CT z kondensacją i ekstrakcją pary stały się głównie powszechne w elektrowniach cieplnych, ponieważ są uniwersalne w możliwych trybach pracy. Ich zastosowanie umożliwia niemal niezależną regulację obciążeń termicznych i elektrycznych; w szczególnym przypadku, przy zmniejszonych obciążeniach cieplnych lub przy ich braku, elektrociepłownia może pracować według harmonogramu „elektrycznego”, z wymaganą, pełną lub prawie pełną mocą elektryczną.

Moc elektryczną turbozespołów ciepłowniczych (w odróżnieniu od agregatów skraplających) korzystnie dobiera się nie według zadanej skali mocy, ale według ilości zużywanej przez nie pary świeżej. Dlatego w ZSRR duże jednostki turbin grzewczych są ujednolicone właśnie według tego parametru. Zatem turbozespoły R-100 z przeciwprężnością, PT-135 z wyciągiem przemysłowym i ciepłowniczym oraz T-175 z wyciągiem grzewczym mają takie samo zużycie pary świeżej (około 750 T/H), ale inną moc elektryczną (odpowiednio 100, 135 i 175 MW). Jednostki kotłowe wytwarzające parę dla takich turbin mają tę samą wydajność (około 800 T/H). Ujednolicenie to umożliwia stosowanie różnego typu zespołów turbinowych z tym samym wyposażeniem cieplnym kotłów i turbin w jednej elektrociepłowni. W ZSRR ujednolicono także kotły służące do obsługi TPES do różnych celów. Zatem kotły o wydajności pary 1000 T/H wykorzystywane do dostarczania pary jako turbiny kondensacyjne dla 300 MW, i największy na świecie TT na 250 MW.

Obciążenie cieplne elektrociepłowni jest nierównomierne w ciągu roku. Aby obniżyć koszty podstawowych urządzeń energetycznych, część ciepła (40-50%) w okresach zwiększonego obciążenia dostarczana jest do odbiorców z kotłów szczytowych do podgrzewania wody. Udział ciepła wydzielanego przez główne urządzenia energetyczne przy największym obciążeniu określa wartość współczynnika ogrzewania elektrociepłowni (zwykle 0,5-0,6). W ten sam sposób możliwe jest pokrycie szczytów obciążenia przemysłowego cieplnego (parowego) (około 10-20% maksymalnego) za pomocą szczytowych kotłów parowych niskociśnieniowych. Dostawę ciepła można zrealizować według dwóch schematów ( ryż. 2). W obiegu otwartym para z turbin jest przesyłana bezpośrednio do odbiorców. W obiegu zamkniętym ciepło dostarczane jest do chłodziwa (para wodna, woda) transportowanego do odbiorców poprzez wymienniki ciepła (para-para i para-woda). Wybór schematu zależy w dużej mierze od reżimu wodnego elektrociepłowni.

Elektrociepłownie wykorzystują paliwo stałe, ciekłe lub gazowe. Ze względu na większą bliskość elektrociepłowni do obszarów zaludnionych, wykorzystują one bardziej wartościowe paliwa (olej opałowy i gaz), które w mniejszym stopniu zanieczyszczają atmosferę emisjami stałymi (w porównaniu z państwowymi elektrowniami rejonowymi). Aby chronić zbiornik powietrza przed zanieczyszczeniem cząstkami stałymi, stosuje się odpopielniki (podobnie jak w państwowych elektrowniach okręgowych). , Aby rozproszyć w atmosferze cząstki stałe, tlenki siarki i azotu, buduje się kominy o wysokości do 200-250 M. Elektrociepłownie budowane w pobliżu odbiorców ciepła lokalizowane są zazwyczaj w znacznej odległości od źródeł zaopatrzenia w wodę. Dlatego większość elektrowni cieplnych wykorzystuje system zaopatrzenia w wodę obiegową ze sztucznymi chłodnicami - wieżami chłodniczymi. Bezpośrednie zaopatrzenie w wodę w elektrowniach cieplnych jest rzadkością.

W elektrowniach cieplnych z turbiną gazową turbiny gazowe służą do napędzania generatorów elektrycznych. Dostarczanie ciepła do odbiorców odbywa się dzięki ciepłu pobieranemu z chłodzenia powietrza sprężonego przez sprężarki zespołu turbiny gazowej oraz ciepłu gazów wydalanych w turbinie. Jako elektrownie cieplne mogą pracować także elektrownie parowo-parowe (wyposażone w turbozespoły z turbiną parową i gazową) oraz elektrownie jądrowe.

Ryż. 1. Widok ogólny elektrociepłowni.

Ryż. 2. Najprostsze schematy elektrociepłowni z różnymi turbinami i różnymi schematami zasilania parą: a - turbina z przeciwciśnieniem i odprowadzeniem pary, oddawaniem ciepła - według obiegu otwartego; b - turbina kondensacyjna z odsysaniem pary i oddawaniem ciepła - w układzie otwartym i zamkniętym; PC - kocioł parowy; PP - przegrzewacz pary; PT - turbina parowa; G - generator elektryczny; K - kondensator; P - kontrolowane odsysanie pary produkcyjnej na potrzeby technologiczne przemysłu; T - regulowany wyciąg ciepłowniczy; TP - odbiorca ciepła; OT - obciążenie grzewcze; KN i PN - pompy kondensatu i zasilania; LDPE i HDPE – nagrzewnice wysoko i niskociśnieniowe; D - odgazowywacz; PB - zbiornik wody zasilającej; SP - grzejnik sieciowy; SN - pompa sieciowa.

Schemat ideowy elektrowni cieplnej

Ryż. 3. Schemat ideowy elektrowni cieplnej.

W przeciwieństwie do CHP, CHP produkuje i dostarcza odbiorcom nie tylko energię elektryczną, ale także energię cieplną w postaci gorącej wody i pary.

Do dostarczania ciepłej wody wykorzystywane są podgrzewacze sieciowe (kotły), w których woda podgrzewana jest parą od mocy grzewczej turbiny do wymaganej temperatury. Woda w podgrzewaczach sieciowych nazywana jest wodą sieciową. Po schłodzeniu u odbiorców woda sieciowa jest pompowana z powrotem do podgrzewaczy sieciowych. Kondensat kotłowy jest przesyłany pompami do odgazowywacza.

Para dostarczana do produkcji jest wykorzystywana przez odbiorców fabrycznych do różnych celów. Charakter tego wykorzystania determinuje możliwość zawrócenia kondensatu produkcyjnego do elektrociepłowni. Kondensat powracający z produkcji, jeśli jego jakość odpowiada normom produkcyjnym, kierowany jest do odgazowywacza za pomocą pompy instalowanej za zbiornikiem zbiorczym. W przeciwnym razie jest podawany do VPU w celu odpowiedniej obróbki (odsalanie, zmiękczanie, odmrażanie itp.).

Elektrociepłownie są zwykle wyposażone w statki kosmiczne typu bębnowego. Z tych statków niewielka część wody kotłowej jest wydmuchiwana do ekspandera odsalania ciągłego, a następnie odprowadzana do kanalizacji przez wymiennik ciepła. Zrzucana woda nazywana jest wodą odmuloną. Para wytwarzana w ekspanderze jest zwykle kierowana do odgazowywacza.

Zasada działania CHP

Rozważmy podstawowy schemat technologiczny elektrowni cieplnej (ryc. 4), charakteryzujący skład jej części i ogólną sekwencję procesów technologicznych.

Ryż. 4. Schemat blokowy elektrociepłowni.

Elektrociepłownia obejmuje instalację paliwa (FF) oraz urządzenia do jego przygotowania przed spalaniem (PT). Gospodarka paliwowa obejmuje urządzenia odbierające i rozładowujące, mechanizmy transportowe, magazyny paliw, urządzenia do wstępnego przygotowania paliwa (kruszarki).

Produkty spalania paliw - spaliny są odsysane przez urządzenia oddymiające (DS) i odprowadzane kominami (STR) do atmosfery. Niepalna część paliw stałych wypada w piecu w postaci żużla (S), a znaczna część w postaci drobnych cząstek jest usuwana ze spalinami. Aby chronić atmosferę przed emisją popiołów lotnych, przed wyrzutniami dymu montuje się kolektory popiołów (AS). Żużel i popiół składuje się zazwyczaj na składowiskach popiołów. Powietrze potrzebne do spalania dostarczane jest do komory spalania za pomocą dmuchaw. Odciągi dymu, komin i wentylatory nadmuchowe tworzą zespół ciągu stacji (TDU).

Wymienione powyżej sekcje tworzą jedną z głównych ścieżek technologicznych – ścieżkę paliwo-gaz-powietrze.

Drugą najważniejszą ścieżką technologiczną elektrowni turbinowej jest droga parowo-wodna, obejmująca część parowo-wodną wytwornicy pary, silnik cieplny (TE), głównie turbinę parową, zespół kondensacyjny, w tym skraplacz ( K) i pompą kondensatu (KN), układem zasilania wodą procesową (TV) z pompami wody chłodzącej (NOV), zespołem uzdatniania i zasilania wody wraz z uzdatnianiem wody (WO), podgrzewaczami wysoko i niskociśnieniowymi (HHP i LPH), pompy zasilające (PN) oraz rurociągi pary i wody.

W układzie paliwowo-gazowo-powietrznym chemicznie związana energia paliwa podczas spalania w komorze spalania jest uwalniana w postaci energii cieplnej przekazywanej poprzez promieniowanie i konwekcję przez metalowe ścianki układu rur wytwornicy pary do wodę i parę powstającą z wody. Energia cieplna pary zamieniana jest w turbinie na energię kinetyczną przepływu, przekazywaną na wirnik turbiny. Energia mechaniczna obrotu wirnika turbiny połączonego z wirnikiem generatora elektrycznego (EG) przekształcana jest w energię prądu elektrycznego, który jest odprowadzany do odbiornika elektrycznego, pomniejszony o jego własne zużycie.

Ciepło czynnika roboczego pracującego w turbinach może być wykorzystane na potrzeby zewnętrznych odbiorców ciepła (TC).

Zużycie ciepła występuje w następujących obszarach:

1. Zużycie na cele technologiczne;

2. Zużycie na cele grzewcze i wentylacyjne w budynkach mieszkalnych, użyteczności publicznej i przemysłowych;

3. Zużycie na inne potrzeby gospodarstwa domowego.

Harmonogram zużycia ciepła technologicznego zależy od charakterystyki produkcji, trybu pracy itp. Sezonowość spożycia w tym przypadku występuje jedynie w stosunkowo rzadkich przypadkach. W większości przedsiębiorstw przemysłowych różnica między zimowym i letnim zużyciem ciepła do celów technologicznych jest niewielka. Niewielką różnicę uzyskuje się tylko wtedy, gdy część pary technologicznej zostanie wykorzystana do ogrzewania, a także ze względu na wzrost strat ciepła w okresie zimowym.

Dla odbiorców ciepła wskaźniki energetyczne ustalane są w oparciu o liczne dane eksploatacyjne, tj. normy dotyczące ilości ciepła zużywanego przez różne rodzaje produkcji na jednostkę produkcji.

Druga grupa odbiorców, zaopatrywanych w ciepło na cele grzewcze i wentylacyjne, charakteryzuje się znaczną równomiernością zużycia ciepła w ciągu doby i wyraźną nierównomiernością zużycia ciepła w ciągu roku: od zera w lecie do maksimum w zimie.

Moc grzewcza jest bezpośrednio zależna od temperatury powietrza zewnętrznego, tj. od czynników klimatycznych i meteorologicznych.

Przy oddawaniu ciepła ze stacji czynnikiem chłodzącym może być para wodna i gorąca woda, podgrzewane w podgrzewaczach sieciowych parą z wyciągów turbin. O wyborze konkretnego chłodziwa i jego parametrach decyduje się na podstawie wymagań technologii produkcji. W niektórych przypadkach para niskociśnieniowa zużyta w produkcji (na przykład po młotach parowych) jest wykorzystywana do celów grzewczych i wentylacyjnych. Czasami do ogrzewania budynków przemysłowych wykorzystuje się parę, aby uniknąć konieczności instalowania oddzielnego systemu podgrzewania ciepłej wody.

Odprowadzanie pary na bok do celów grzewczych jest oczywiście niepraktyczne, gdyż potrzeby grzewcze można łatwo zaspokoić gorącą wodą, pozostawiając cały kondensat pary grzewczej na stacji.

Ciepła woda do celów technologicznych dostarczana jest stosunkowo rzadko. Odbiorcami gorącej wody są jedynie gałęzie przemysłu, które wykorzystują ją do gorącego mycia i innych podobnych procesów, a zanieczyszczona woda nie jest już zwracana do stacji.

Ciepła woda dostarczana do celów grzewczych i wentylacyjnych podgrzewana jest na stacji w podgrzewaczach sieciowych parą o kontrolowanym ciśnieniu wylotowym 1,17-2,45 bar. Pod tym ciśnieniem woda jest podgrzewana do temperatury 100-120.

Jednak przy niskich temperaturach zewnętrznych oddawanie dużych ilości ciepła przy takiej temperaturze wody staje się niepraktyczne, gdyż ilość wody krążącej w sieci, a co za tym idzie, zużycie energii na jej pompowanie zauważalnie wzrasta. Dlatego oprócz nagrzewnic głównych zasilanych parą z wyciągu kontrolowanego instalowane są nagrzewnice szczytowe, do których doprowadzana jest para grzewcza pod ciśnieniem 5,85-7,85 bar z wyciągu wyższego ciśnienia lub bezpośrednio z kotłów poprzez zespół redukcyjno-chłodzący .

Im wyższa początkowa temperatura wody, tym mniejsze zużycie energii do napędzania pomp sieciowych, a także średnica rur grzewczych. Obecnie w grzejnikach szczytowych woda jest najczęściej podgrzewana do temperatury 150 stopni od odbiorcy, przy obciążeniu czysto grzewczym zwykle ma temperaturę około 70 stopni.

1.4. Zużycie ciepła i sprawność elektrowni cieplnych

Elektrociepłownie dostarczają odbiorcom energię elektryczną i ciepło za pomocą pary wydobywającej się z turbiny. W Związku Radzieckim zwyczajowo dzieli się koszty ciepła i paliwa pomiędzy te dwa rodzaje energii:

2) do wytwarzania i uwalniania ciepła:

	,	(3.3)
	,	(3.3a)

Gdzie - zużycie ciepła dla odbiorców zewnętrznych; - dostawa ciepła do odbiorcy; H t - efektywność dostarczania ciepła przez zespół turbinowy, z uwzględnieniem strat ciepła podczas jego zasilania (w podgrzewaczach sieciowych, rurociągach parowych itp.); H t = 0,98¸0,99.

Całkowite zużycie ciepła na jednostkę turbiny Q na który składa się cieplny odpowiednik mocy wewnętrznej turbiny 3600 N ja, zużycie ciepła do odbiorcy zewnętrznego Q t i straty ciepła w skraplaczu turbiny Q j. Ogólne równanie bilansu cieplnego instalacji turbiny ciepłowniczej ma postać

Dla elektrowni cieplnych jako całości, biorąc pod uwagę sprawność kotła parowego H p.k i efektywność transportu ciepła H otrzymujemy:

	;	(3.6)
	.	(3.6a)

Znaczenie jest w zasadzie określane przez wartość wartości – wartość.

Wytwarzanie energii elektrycznej z wykorzystaniem ciepła odpadowego znacząco zwiększa efektywność produkcji energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych w porównaniu do KPP i prowadzi do znacznych oszczędności paliwa w kraju.

Podsumowanie części pierwszej

Tym samym elektrociepłownia nie jest źródłem zanieczyszczeń o dużej skali na terenie, na którym jest zlokalizowana. Technicznie i ekonomicznie uzasadnione planowanie produkcji w elektrociepłowni pozwala na osiągnięcie najwyższych wskaźników wydajności przy minimalnych kosztach wszystkich rodzajów zasobów produkcyjnych, gdyż w elektrociepłowni ciepło pary „zużytej” w turbinach wykorzystywane jest na potrzeby produkcji, ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę

PORÓWNANIE ROSYJSKIEGO CHPP Z ZAGRANICĄ

Największymi krajami produkującymi energię elektryczną na świecie są Stany Zjednoczone, Chiny, które wytwarzają po 20% światowej produkcji oraz Japonia, Rosja i Indie, które są od nich 4 razy gorsze.

Chiny

Według ExxonMobil Corporation zużycie energii w Chinach do roku 2030 wzrośnie ponad dwukrotnie. Ogólnie rzecz biorąc, do tego czasu Chiny będą odpowiadać za około 1/3 światowego wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną. Dynamika ta zdaniem ExxonMobil zasadniczo odbiega od sytuacji w Stanach Zjednoczonych, gdzie prognozy wzrostu popytu są bardzo umiarkowane.

Obecnie struktura mocy wytwórczych Chin przedstawia się następująco. Około 80% energii elektrycznej wytwarzanej w Chinach pochodzi z elektrowni cieplnych opalanych węglem, co wynika z obecności w kraju dużych złóż węgla. 15% pochodzi z elektrowni wodnych, 2% z elektrowni jądrowych, a po 1% z elektrociepłowni naftowych, gazowych i innych elektrowni (wiatrowych itp.). Jeśli chodzi o prognozy, w najbliższej przyszłości (2020 r.) rola węgla w chińskiej energetyce pozostanie dominująca, ale znacząco wzrośnie udział energii jądrowej (do 13%) i gazu ziemnego (do 7%) 1 , którego zastosowanie znacząco poprawi sytuację środowiskową w szybko rozwijających się miastach Chin.

Japonia

Całkowita moc zainstalowana japońskich elektrowni sięga 241,5 mln kW. Spośród nich 60% stanowią elektrownie cieplne (w tym elektrownie cieplne opalane gazem – 25%, olejem opałowym – 19%, węglem – 16%). Elektrownie jądrowe stanowią 20%, a elektrownie wodne 19% całkowitej mocy wytwórczej energii elektrycznej. W Japonii istnieje 55 elektrowni cieplnych o mocy zainstalowanej przekraczającej 1 milion kW. Największe z nich to gazy: Kawagoe(Chubu Electric) – 4,8 mln kW, Higashi(Tohoku Electric) – 4,6 mln kW, opalana ropą Kashima (Tokyo Electric) – 4,4 mln kW i węglowa Hekinan (Chubu Electric) – 4,1 mln kW.

Tabela 1 – Produkcja energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych według IEEJ-Institute of Energy Economics, Japonia (Instytut Ekonomiki Energii, Japonia)

Indie

Około 70% energii elektrycznej zużywanej w Indiach wytwarzane jest w elektrowniach cieplnych. Przyjęty przez władze kraju program elektryfikacji uczynił Indie jednym z najatrakcyjniejszych rynków dla inwestycji i promocji usług inżynieryjnych. Republika od lat konsekwentnie podejmuje działania mające na celu stworzenie kompletnej i niezawodnej elektroenergetyki. Na uwagę zasługują doświadczenia Indii, które borykają się z niedoborem surowców węglowodorowych i aktywnie rozwijają alternatywne źródła energii. Cechą zużycia energii elektrycznej w Indiach, na którą zwracają uwagę ekonomiści Banku Światowego, jest to, że wzrost zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych jest poważnie ograniczany przez brak dostępu do energii elektrycznej dla prawie 40% mieszkańców (według innych źródeł dostęp do energii elektrycznej jest ograniczony przez 43 % mieszkańców miast i 55% mieszkańców wsi). Kolejnym problemem lokalnej energetyki jest zawodność dostaw. Przerwy w dostawie prądu są częstą sytuacją nawet w dużych miastach i ośrodkach przemysłowych kraju.

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej, biorąc pod uwagę obecną rzeczywistość gospodarczą, Indie są jednym z niewielu krajów, w których w dającej się przewidzieć przyszłości zużycie energii elektrycznej będzie stale rosło. Gospodarka tego kraju, drugiego pod względem liczby ludności na świecie, jest jedną z najszybciej rozwijających się. W ciągu ostatnich dwudziestu lat średnioroczny wzrost PKB wynosił 5,5%. Według Centralnej Organizacji Statystycznej Indii w roku budżetowym 2007/08 PKB osiągnął 1059,9 miliardów dolarów, co plasuje kraj na 12. miejscu pod względem wielkości gospodarki na świecie. W strukturze PKB dominującą pozycję zajmują usługi (55,9%), następnie przemysł (26,6%) i rolnictwo (17,5%). Jednocześnie, według nieoficjalnych danych, w lipcu tego roku kraj ustanowił swego rodzaju pięcioletni rekord - popyt na energię elektryczną przewyższył podaż o 13,8%.

Ponad 50% energii elektrycznej w Indiach wytwarzane jest w elektrowniach cieplnych wykorzystujących węgiel. Indie są jednocześnie trzecim co do wielkości producentem węgla na świecie i trzecim co do wielkości konsumentem tego surowca na świecie, pozostając jednocześnie eksporterem netto węgla. Ten rodzaj paliwa pozostaje najważniejszym i najbardziej ekonomicznym paliwem w Indiach, gdzie aż jedna czwarta populacji żyje poniżej progu ubóstwa.

Zjednoczone Królestwo

Obecnie w Wielkiej Brytanii elektrownie węglowe wytwarzają około jednej trzeciej zapotrzebowania kraju na energię elektryczną. Takie elektrownie emitują do atmosfery miliony ton gazów cieplarnianych i toksycznych cząstek, dlatego ekolodzy nieustannie wzywają rząd do natychmiastowego zamknięcia tych elektrowni. Problem jednak w tym, że obecnie nie ma czym uzupełnić tej części energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowniach cieplnych.

Podsumowanie części drugiej

Tym samym Rosja ustępuje największym producentom energii elektrycznej na świecie, USA i Chinom, z których każdy wytwarza po 20% światowej produkcji, i dorównuje Japonii i Indiom.

WNIOSEK

W artykule opisano rodzaje elektrociepłowni. Uwzględniono schemat ideowy, przeznaczenie elementów konstrukcyjnych i opis ich działania. Wyznaczono główne współczynniki efektywności stacji.

©2015-2019 strona
Wszelkie prawa należą do ich autorów. Ta witryna nie rości sobie praw do autorstwa, ale zapewnia bezpłatne korzystanie.
Data utworzenia strony: 2016-08-08

Elektrownie cieplne mogą być wyposażone w turbiny parowe i gazowe, w silniki spalinowe. Najczęściej spotykane są stacje cieplne z turbinami parowymi, które z kolei dzielą się na: kondensacyjny (KES)— cała para, w której, z wyjątkiem niewielkiej selekcji do podgrzewania wody zasilającej, wykorzystywana jest do obracania turbiny i wytwarzania energii elektrycznej; elektrownie cieplne- elektrociepłownie (CHP), które są źródłem energii dla odbiorców energii elektrycznej i cieplnej i są zlokalizowane na obszarze ich zużycia.

Elektrownie kondensacyjne

Elektrownie kondensacyjne nazywane są często państwowymi elektrowniami okręgowymi (GRES). SZE zlokalizowane są głównie w pobliżu obszarów wydobycia paliw lub zbiorników służących do chłodzenia i skraplania pary wydobywającej się z turbin.

Cechy charakterystyczne elektrowni kondensacyjnych

1. w przeważającej części istnieje znaczna odległość od odbiorców energii elektrycznej, co powoduje konieczność przesyłania energii elektrycznej głównie o napięciach 110-750 kV;
2. blokowa zasada budowy stacji, która zapewnia istotne korzyści techniczne i ekonomiczne polegające na zwiększeniu niezawodności działania i ułatwieniu eksploatacji oraz zmniejszeniu objętości prac budowlano-montażowych.
3. Mechanizmy i instalacje zapewniające normalne funkcjonowanie stacji stanowią jej system.

IES może pracować na paliwie stałym (węgiel, torf), ciekłym (olej opałowy, ropa naftowa) lub gazie.

Zaopatrzenie w paliwo i przygotowanie paliwa stałego polega na jego transporcie z magazynów do instalacji przygotowania paliwa. W systemie tym paliwo doprowadzane jest do stanu sproszkowanego w celu dalszego zatłaczania go do palników paleniska kotła. Aby podtrzymać proces spalania, specjalny wentylator wtłacza do paleniska powietrze podgrzane spalinami, które zasysane są z paleniska za pomocą odciągu dymu.

Paliwo płynne dostarczane jest do palników bezpośrednio z magazynu w postaci podgrzanej za pomocą specjalnych pomp.

Przygotowanie paliwa gazowego polega głównie na regulacji ciśnienia gazu przed spalaniem. Gaz ze złoża lub magazynu transportowany jest gazociągiem do punktu dystrybucji gazu (PKB) stacji. Na miejscu szczelinowania hydraulicznego prowadzona jest dystrybucja gazu i regulacja jego parametrów.

Procesy w obiegu para-woda

Główny obieg parowo-wodny realizuje następujące procesy:

1. Spaleniu paliwa w palenisku towarzyszy wydzielanie ciepła, które podgrzewa wodę przepływającą w rurach kotła.
2. Woda zamienia się w parę pod ciśnieniem 13...25 MPa w temperaturze 540..560°C.
3. Para wytworzona w kotle kierowana jest do turbiny, gdzie wykonuje pracę mechaniczną – obraca wał turbiny. W rezultacie obraca się również wirnik generatora, umieszczony na wspólnym wale z turbiną.
4. Para wydobywająca się z turbiny pod ciśnieniem 0,003...0,005 MPa o temperaturze 120...140°C trafia do skraplacza, gdzie zamienia się w wodę, która jest pompowana do odgazowywacza.
5. W odgazowywaczu usuwane są rozpuszczone gazy, a przede wszystkim tlen, który jest niebezpieczny ze względu na swoje działanie korozyjne. Instalacja wody obiegowej zapewnia chłodzenie pary w skraplaczu wodą ze źródła zewnętrznego (zbiornik, rzeka, studnia artezyjska). . Ochłodzona woda, której temperatura na wylocie ze skraplacza nie przekracza 25...36°C, jest odprowadzana do sieci wodociągowej.

Ciekawy film o działaniu elektrociepłowni można obejrzeć poniżej:

Aby zrekompensować straty pary, woda uzupełniająca, która została wcześniej oczyszczona chemicznie, jest dostarczana do głównego układu parowo-wodnego za pomocą pompy.

Należy zaznaczyć, że dla normalnej pracy instalacji parowo-wodnych, zwłaszcza przy nadkrytycznych parametrach pary, istotna jest jakość wody dostarczanej do kotła, dlatego też kondensat turbinowy przepuszczany jest przez system filtrów odsalających. System uzdatniania wody przeznaczony jest do oczyszczania wody uzupełniającej i kondensacyjnej oraz usuwania z niej rozpuszczonych gazów.

Na stacjach wykorzystujących paliwo stałe produkty spalania w postaci żużla i popiołu usuwane są z paleniska kotła za pomocą specjalnego układu odżużlania i popiołu wyposażonego w specjalne pompy.

Przy spalaniu gazu i oleju opałowego taki system nie jest wymagany.

W IES występują znaczne straty energii. Straty ciepła są szczególnie duże w skraplaczu (do 40..50% całkowitej ilości ciepła wydzielanego w piecu), a także w spalinach (do 10%). Sprawność nowoczesnych IES o wysokich parametrach ciśnienia pary i temperatury sięga 42%.

Część elektryczna SSE stanowi zestaw głównych urządzeń elektrycznych (generatorów) i urządzeń elektrycznych na potrzeby pomocnicze, w tym szyn zbiorczych, rozdzielnic i innego sprzętu wraz ze wszystkimi połączeniami wykonanymi między nimi.

Generatory stacji są połączone w bloki z transformatorami podwyższającymi bez żadnych urządzeń pomiędzy nimi.

W związku z tym w SSE nie buduje się rozdzielnicy napięcia generatora.

Rozdzielnice na napięcie 110-750 kV w zależności od ilości przyłączy, napięcia, przesyłanej mocy i wymaganego stopnia niezawodności wykonywane są według standardowych schematów połączeń elektrycznych. Połączenia poprzeczne pomiędzy blokami odbywają się wyłącznie w rozdzielniach najwyższego poziomu lub w systemie elektroenergetycznym, a także paliwowym, wodnym i parowym.

Pod tym względem każdy blok energetyczny można uznać za odrębną stację autonomiczną.

Aby zapewnić energię elektryczną na potrzeby własne stacji, z generatorów każdego bloku wykonano odpływy. Napięcie generatora służy do zasilania silników elektrycznych o dużej mocy (200 kW i więcej), natomiast do zasilania silników o mniejszej mocy wykorzystuje się system 380/220 V, a obwody elektryczne na potrzeby własne stacji mogą być inne.

Kolejny ciekawy film o pracy elektrociepłowni od środka:

Elektrociepłownie i elektrociepłownie

Elektrociepłownie, będące źródłami skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, mają znacznie większy CES (do 75%). Wyjaśnia się to. część pary wydobywającej się z turbin jest wykorzystywana na potrzeby produkcji przemysłowej (technologii), ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Para ta jest albo bezpośrednio dostarczana na potrzeby przemysłowe i bytowe, albo częściowo wykorzystywana do podgrzewania wody w specjalnych kotłach (podgrzewaczach), z których woda przesyłana jest siecią ciepłowniczą do odbiorców energii cieplnej.

Główną różnicą pomiędzy technologią wytwarzania energii a CES jest specyfika obiegu parowo-wodnego. Zapewnienie pośredniego odprowadzania pary turbinowej, a także sposobu dostarczania energii, zgodnie z którym główna jej część jest rozprowadzana przy napięciu generatora przez rozdzielnicę generatora (GRU).

Komunikacja z innymi stacjami systemu elektroenergetycznego odbywa się przy podwyższonym napięciu poprzez transformatory podwyższające. Podczas naprawy lub awaryjnego wyłączenia jednego generatora brakującą moc można przenieść z systemu elektroenergetycznego za pośrednictwem tych samych transformatorów.

Aby zwiększyć niezawodność pracy CHP, przewidziano dzielenie szyn zbiorczych.

Zatem w przypadku wypadku oponowego i późniejszej naprawy jednej z sekcji druga sekcja pozostaje w pracy i zapewnia energię odbiorcom poprzez pozostałe linie pod napięciem.

Według takich schematów budowane są przemysłowe generatory o mocy do 60 MW, przeznaczone do zasilania lokalnych odbiorów w promieniu 10 km.

Duże nowoczesne wykorzystują generatory o mocy do 250 MW przy łącznej mocy stacji 500-2500 MW.

Są one budowane poza granicami miasta, a prąd przesyłany jest pod napięciem 35-220 kV, nie ma GRU, wszystkie generatory są połączone w bloki za pomocą transformatorów podwyższających napięcie. Jeżeli konieczne jest zapewnienie zasilania niewielkiego lokalnego obciążenia w pobliżu obciążenia bloku, pomiędzy generatorem a transformatorem znajdują się odczepy z bloków. Możliwe są również kombinowane schematy stacji, w których znajduje się rozdzielnica główna i kilka generatorów połączonych według schematów blokowych.

Elektrownia to elektrownia, która przetwarza energię naturalną na energię elektryczną. Najczęściej spotykane są elektrownie cieplne (TPP), które wykorzystują energię cieplną powstającą w wyniku spalania paliw organicznych (stałych, ciekłych i gazowych).

Elektrownie cieplne wytwarzają około 76% energii elektrycznej produkowanej na naszej planecie. Wynika to z obecności paliw kopalnych w prawie wszystkich obszarach naszej planety; możliwość transportu paliwa organicznego z miejsca wydobycia do elektrowni zlokalizowanej w pobliżu odbiorców energii; postęp techniczny w elektrowniach cieplnych zapewniający budowę elektrowni cieplnych dużej mocy; możliwość wykorzystania ciepła odpadowego z płynu roboczego i dostarczenia go odbiorcom, oprócz energii elektrycznej, także energii cieplnej (parą lub gorącą wodą) itp.

Wysoki poziom techniczny energii można zapewnić jedynie przy harmonijnej strukturze mocy wytwórczych: w systemie energetycznym muszą znajdować się elektrownie jądrowe, które wytwarzają tanią energię elektryczną, ale mają poważne ograniczenia co do zakresu i szybkości zmian obciążenia oraz elektrownie cieplne dostarczające ciepło i energię elektryczną, których ilość uzależniona jest od zapotrzebowania na energię cieplną, oraz potężne turbozespoły parowe pracujące na paliwach ciężkich oraz mobilne autonomiczne zespoły turbin gazowych pokrywające krótkotrwałe szczyty obciążenia.

1.1 Rodzaje elektrowni i ich cechy.

Na ryc. 1 przedstawiono klasyfikację elektrowni cieplnych wykorzystujących paliwa kopalne.

Ryc.1. Rodzaje elektrowni cieplnych wykorzystujących paliwa kopalne.

Rys.2 Schematyczny diagram cieplny elektrowni cieplnej

1 – kocioł parowy; 2 – turbina; 3 – generator elektryczny; 4 – kondensator; 5 – pompa kondensatu; 6 – podgrzewacze niskociśnieniowe; 7 – odgazowywacz; 8 – pompa zasilająca; 9 – podgrzewacze wysokociśnieniowe; 10 – pompa drenażowa.

Elektrownia cieplna to zespół urządzeń i urządzeń przetwarzających energię paliwa na energię elektryczną i (ogólnie) cieplną.

Elektrownie cieplne charakteryzują się dużą różnorodnością i można je klasyfikować według różnych kryteriów.

Ze względu na przeznaczenie i rodzaj dostarczanej energii elektrownie dzieli się na regionalne i przemysłowe.

Elektrownie okręgowe to niezależne elektrownie publiczne, które obsługują wszystkich typów odbiorców w regionie (przedsiębiorstwa przemysłowe, transport, ludność itp.). Okręgowe elektrownie kondensacyjne, które wytwarzają głównie energię elektryczną, często zachowują swoją historyczną nazwę – GRES (państwowe elektrownie rejonowe). Elektrownie okręgowe wytwarzające energię elektryczną i cieplną (w postaci pary lub gorącej wody) nazywane są elektrociepłowniami (CHP). Z reguły państwowe elektrownie rejonowe i okręgowe elektrociepłownie mają moc ponad 1 mln kW.

Elektrownie przemysłowe to elektrownie dostarczające energię cieplną i elektryczną określonym przedsiębiorstwom produkcyjnym lub ich kompleksowi, np. zakładowi produkcji chemicznej. Elektrownie przemysłowe są częścią przedsiębiorstw przemysłowych, którym służą. Ich moc uzależniona jest od zapotrzebowania przedsiębiorstw przemysłowych na energię cieplną i elektryczną i z reguły jest znacznie mniejsza od mocy okręgowych elektrociepłowni. Często elektrownie przemysłowe działają na ogólnej sieci elektrycznej, ale nie podlegają dyspozytorowi systemu elektroenergetycznego.

Ze względu na rodzaj stosowanego paliwa elektrownie cieplne dzielą się na elektrownie opalane paliwami kopalnymi i paliwem jądrowym.

Elektrownie kondensacyjne pracujące na paliwach kopalnych, w czasach, gdy nie było elektrowni jądrowych, historycznie nazywano elektrowniami cieplnymi (TES – elektrownia cieplna). W tym sensie termin ten będzie używany poniżej, chociaż elektrownie cieplne, elektrownie jądrowe, elektrownie z turbiną gazową (GTPP) i elektrownie gazowo-parowe (CGPP) są również elektrowniami cieplnymi działającymi na zasadzie przetwarzania energii cieplnej energię w energię elektryczną.

Paliwa gazowe, płynne i stałe wykorzystywane są jako paliwo organiczne w elektrowniach cieplnych. Większość elektrowni cieplnych w Rosji, zwłaszcza w części europejskiej, wykorzystuje gaz ziemny jako paliwo główne oraz olej opałowy jako paliwo zapasowe, przy czym to drugie ze względu na wysoki koszt wykorzystuje jedynie w skrajnych przypadkach; Takie elektrownie cieplne nazywane są elektrowniami gazowo-olejowymi. W wielu regionach, głównie w azjatyckiej części Rosji, głównym paliwem jest węgiel energetyczny – węgiel niskokaloryczny lub odpady z wydobycia węgla wysokokalorycznego (węgiel antracytowy – popiół). Ponieważ przed spalaniem takie węgle są mielone w specjalnych młynach do stanu zapylonego, takie elektrownie cieplne nazywane są pyłem węglowym.

Ze względu na rodzaj elektrowni cieplnych stosowanych w elektrowniach cieplnych do zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną obrotu wirników zespołów turbinowych rozróżnia się elektrownie z turbiną parową, turbiną gazową i elektrownie gazowo-parowe.

Podstawą elektrowni z turbiną parową są zespoły turbin parowych (STU), które wykorzystują najbardziej złożoną, najpotężniejszą i niezwykle zaawansowaną maszynę energetyczną - turbinę parową - do zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną. PTU jest głównym elementem elektrowni cieplnych, elektrociepłowni i elektrowni jądrowych.

STP posiadające turbiny kondensacyjne jako napęd generatorów elektrycznych i nie wykorzystujące ciepła pary wylotowej do dostarczania energii cieplnej odbiorcom zewnętrznym nazywane są elektrowniami kondensacyjnymi. STU wyposażone w turbiny grzewcze i oddające ciepło pary odlotowej do odbiorców przemysłowych lub komunalnych nazywane są elektrociepłowniami (CHP).

Elektrownie cieplne z turbiną gazową (GTPP) są wyposażone w zespoły turbin gazowych (GTU) zasilane paliwem gazowym lub, w skrajnych przypadkach, paliwem płynnym (diesel). Ponieważ temperatura gazów za turbiną gazową jest dość wysoka, można je wykorzystać do dostarczania energii cieplnej odbiorcom zewnętrznym. Takie elektrownie nazywane są GTU-CHP. Obecnie w Rosji funkcjonuje jedna elektrownia turbinowa z turbiną gazową (GRES-3 im. Klassona, Elektrogorsk, obwód moskiewski) o mocy 600 MW oraz jedna elektrociepłownia z turbiną gazową (w mieście Elektrostal, obwód moskiewski).

Tradycyjny nowoczesny zespół turbiny gazowej (GTU) to połączenie sprężarki powietrza, komory spalania i turbiny gazowej oraz układów pomocniczych zapewniających jego pracę. Połączenie zespołu turbiny gazowej i generatora elektrycznego nazywane jest zespołem turbiny gazowej.

Elektrownie cieplne pracujące w cyklu mieszanym wyposażone są w turbiny gazowe o cyklu kombinowanym (CCGT), które stanowią połączenie jednostek turbin gazowych i jednostek turbin parowych, co zapewnia wysoką sprawność. CCGT-CHP może być zaprojektowany jako kondensacyjny (CCP-KES) lub z zasilaniem w energię cieplną (CCP-CHP). Obecnie w Rosji działają cztery nowe elektrociepłownie CCGT-CHP (ECN-West CHPP w St. Petersburgu, Kaliningradskaja, CHPP-27 Mosenergo OJSC i Sochinskaya), a w Elektrociepłowni Tiumeń wybudowano także kogeneracyjną elektrociepłownię CCGT. W 2007 roku oddano do użytku Iwanowo CCGT-KES.

Elektrociepłownie modułowe składają się z odrębnych, najczęściej tego samego typu, elektrowni – bloków energetycznych. W bloku energetycznym każdy kocioł dostarcza parę tylko do własnej turbiny, z której po skropleniu wraca tylko do własnego kotła. Wszystkie potężne państwowe elektrownie okręgowe i elektrociepłownie, które posiadają tzw. pośrednie przegrzanie pary, budowane są według schematu blokowego. Praca kotłów i turbin w elektrowniach cieplnych z połączeniami krzyżowymi jest zapewniona inaczej: wszystkie kotły elektrowni cieplnej dostarczają parę do jednego wspólnego przewodu parowego (kolektora) i z niego zasilane są wszystkie turbiny parowe elektrociepłowni. Według tego schematu budowane są elektrociepłownie bez przegrzania pośredniego i prawie wszystkie elektrociepłownie o podkrytycznych początkowych parametrach pary.

Na podstawie poziomu ciśnienia wstępnego rozróżnia się elektrownie cieplne o ciśnieniu podkrytycznym, ciśnieniu nadkrytycznym (SCP) i parametrach nadnadkrytycznych (SSCP).

Ciśnienie krytyczne wynosi 22,1 MPa (225,6 at). W rosyjskiej elektrociepłowni parametry początkowe są ustandaryzowane: elektrownie cieplne i elektrociepłownie budowane są na ciśnienie podkrytyczne 8,8 i 12,8 MPa (90 i 130 atm), a dla SKD - 23,5 MPa (240 atm). . Ze względów technicznych elektrownie cieplne o parametrach nadkrytycznych uzupełniane są z przegrzaniem pośrednim i zgodnie ze schematem blokowym. Do parametrów nadkrytycznych zalicza się tradycyjnie ciśnienie powyżej 24 MPa (do 35 MPa) i temperaturę powyżej 5600C (do 6200C), których zastosowanie wymaga nowych materiałów i nowych konstrukcji urządzeń. Często elektrownie cieplne lub elektrociepłownie dla różnych poziomów parametrów budowane są kilkuetapowo – w kolejkach, których parametry rosną wraz z wprowadzeniem każdej nowej kolejki.

Współczesny świat wymaga ogromnych ilości energii (elektrycznej i cieplnej), która produkowana jest w różnego typu elektrowniach.

Człowiek nauczył się pozyskiwać energię z kilku źródeł (paliwa węglowodorowe, zasoby nuklearne, spadająca woda, wiatr itp.). Jednak do dziś elektrownie cieplne i jądrowe, o których będziemy mówić, pozostają najpopularniejsze i najbardziej wydajne.

Co to jest elektrownia jądrowa?

Elektrownia jądrowa (NPP) to obiekt wykorzystujący reakcję rozpadu paliwa jądrowego do produkcji energii.

Próby wykorzystania kontrolowanej (czyli kontrolowanej, przewidywalnej) reakcji jądrowej do wytwarzania energii elektrycznej podejmowali jednocześnie naukowcy radzieccy i amerykańscy - w latach 40. ubiegłego wieku. W latach 50. „pokojowy atom” stał się rzeczywistością, a w wielu krajach świata zaczęto budować elektrownie jądrowe.

Centralną jednostką każdej elektrowni jądrowej jest instalacja jądrowa, w której zachodzi reakcja. Podczas rozpadu substancji radioaktywnych uwalniana jest ogromna ilość ciepła. Uwolniona energia cieplna jest wykorzystywana do podgrzewania płynu chłodzącego (zwykle wody), który z kolei podgrzewa wodę w obiegu wtórnym, aż zamieni się ona w parę. Gorąca para obraca turbiny, w wyniku czego wytwarzana jest energia elektryczna.

Na całym świecie toczy się debata na temat wykonalności wykorzystania energii jądrowej do wytwarzania energii elektrycznej. Zwolennicy elektrowni jądrowych mówią o ich wysokiej wydajności, bezpieczeństwie reaktorów najnowszej generacji i tym, że elektrownie tego typu nie zanieczyszczają środowiska. Przeciwnicy twierdzą, że elektrownie jądrowe są potencjalnie niezwykle niebezpieczne, a ich eksploatacja, a zwłaszcza składowanie wypalonego paliwa wiąże się z ogromnymi kosztami.

Co to jest TES?

Najbardziej tradycyjnym i rozpowszechnionym typem elektrowni na świecie są elektrownie cieplne. Elektrownie cieplne (bo taki skrót oznacza) wytwarzają energię elektryczną poprzez spalanie paliw węglowodorowych – gazu, węgla, oleju opałowego.


Schemat działania elektrowni cieplnej jest następujący: podczas spalania paliwa wytwarzana jest duża ilość energii cieplnej, za pomocą której podgrzewana jest woda. Woda zamienia się w przegrzaną parę, która dostarczana jest do turbogeneratora. Obracając się, turbiny wprawiają w ruch części generatora elektrycznego, wytwarzając energię elektryczną.

W niektórych elektrowniach cieplnych nie ma fazy przekazywania ciepła do chłodziwa (wody). Wykorzystują zespoły turbin gazowych, w których turbina jest obracana gazami uzyskiwanymi bezpośrednio ze spalania paliwa.

Istotną zaletą elektrowni cieplnych jest dostępność i względna taniość paliwa. Stacje cieplne mają jednak również wady. Jest to przede wszystkim zagrożenie środowiskowe dla środowiska. Podczas spalania paliwa do atmosfery uwalniane są duże ilości szkodliwych substancji. Aby zwiększyć bezpieczeństwo elektrowni cieplnych, stosuje się szereg metod, m.in.: wzbogacanie paliwa, instalowanie specjalnych filtrów wyłapujących szkodliwe związki, stosowanie recyrkulacji spalin itp.

Co to jest CHP?

Już sama nazwa tego obiektu przypomina poprzednia i tak naprawdę elektrownie cieplne, podobnie jak elektrownie cieplne, przetwarzają energię cieplną spalonego paliwa. Ale oprócz energii elektrycznej elektrociepłownie (skrót od CHP) dostarczają ciepło konsumentom. Elektrociepłownie są szczególnie istotne w strefach zimnego klimatu, gdzie konieczne jest zaopatrzenie w ciepło budynków mieszkalnych i przemysłowych. Dlatego w Rosji jest tak wiele elektrowni cieplnych, w których tradycyjnie wykorzystuje się centralne ogrzewanie i zaopatrzenie miast w wodę.

Elektrownie cieplne zgodnie z zasadą działania zaliczane są do elektrowni kondensacyjnych, jednak w odróżnieniu od nich w elektrowniach cieplnych część wytworzonej energii cieplnej wykorzystywana jest do produkcji energii elektrycznej, a druga część do podgrzewania chłodziwa, które jest dostarczany konsumentowi.


CHP jest bardziej wydajna niż konwencjonalne elektrownie cieplne, ponieważ pozwala maksymalnie wykorzystać otrzymaną energię. Przecież po obrocie generatora elektrycznego para pozostaje gorąca, a energię tę można wykorzystać do ogrzewania.

Oprócz elektrowni cieplnych istnieją elektrownie jądrowe, które w przyszłości powinny odgrywać wiodącą rolę w zaopatrzeniu miast północnych w energię elektryczną i ciepło.