Osnovni principi delovanja TES. Vrste in vrste sodobnih termoelektrarn (TE)

Elektrarna je elektrarna, ki pretvarja naravno energijo v električno energijo. Najpogostejše so termoelektrarne (TE), ki izkoriščajo toplotno energijo, ki se sprošča pri zgorevanju fosilnih goriv (trdnih, tekočih in plinastih).

Termoelektrarne proizvedejo približno 76 % električne energije, proizvedene na našem planetu. To je posledica prisotnosti fosilnih goriv na skoraj vseh območjih našega planeta; možnost transporta organskega goriva od mesta proizvodnje do elektrarne, ki se nahaja v bližini porabnikov energije; tehnični napredek v termoelektrarnah, ki zagotavlja gradnjo termoelektrarn velikih zmogljivosti; možnost izrabe odpadne toplote delovne tekočine in dobave porabnikom poleg električne tudi toplotne energije (s paro ali toplo vodo) itd.

Visoko tehnično raven energetike je mogoče zagotoviti le s harmonično strukturo proizvodnih zmogljivosti: elektroenergetski sistem mora vključevati tako jedrske elektrarne, ki proizvajajo poceni električno energijo, vendar z resnimi omejitvami glede obsega in hitrosti spreminjanja obremenitve, kot toplotno energijo. naprave, ki dobavljajo toplotno in električno energijo, katerih količina je odvisna od potreb po toploti, in močne parne turbinske agregate, ki delujejo na težka goriva, ter mobilne avtonomne plinske turbine, ki pokrivajo kratkotrajne konice obremenitev.

1.1 Vrste TES in njihove značilnosti.

Na sl. 1 prikazuje razvrstitev termoelektrarn na fosilna goriva.

Slika 1. Vrste termoelektrarn na organsko gorivo.

Sl.2 Shema termoelektrarne

1 - parni kotel; 2 - turbina; 3 - električni generator; 4 - kondenzator; 5 - črpalka kondenzata; 6 – nizkotlačni grelci; 7 - odzračevalnik; 8 - dovodna črpalka; 9 – visokotlačni grelci; 10 - drenažna črpalka.

Termoelektrarna je kompleks opreme in naprav, ki pretvarjajo energijo goriva v električno in (na splošno) toplotno energijo.

Za termoelektrarne je značilna velika raznolikost in jih lahko razvrstimo po različnih kriterijih.

Glede na namen in vrsto dobavljene energije delimo elektrarne na regionalne in industrijske.

Daljinske elektrarne so samostojne javne elektrarne, ki služijo vsem vrstam daljinskih porabnikov (industrijska podjetja, promet, prebivalstvo itd.). Daljinske kondenzacijske elektrarne, ki proizvajajo pretežno električno energijo, pogosto ohranijo svoje zgodovinsko ime - GRES (državne daljinske elektrarne). Daljinske elektrarne, ki proizvajajo električno in toplotno energijo (v obliki pare ali tople vode), imenujemo soproizvodnja toplote in električne energije (SPTE). Državne elektrarne in regionalne termoelektrarne imajo praviloma moč nad 1 milijon kW.

Industrijske elektrarne so elektrarne, ki oskrbujejo toploto in električno energijo določena industrijska podjetja ali njihov kompleks, na primer obrat za proizvodnjo kemičnih izdelkov. Industrijske elektrarne so del industrijskih podjetij, ki jim služijo. Njihova zmogljivost je določena s potrebami industrijskih podjetij po toploti in električni energiji in je praviloma bistveno manjša kot pri daljinskih termoelektrarnah. Pogosto industrijske elektrarne delujejo na skupnem električnem omrežju, vendar niso podrejene upravljavcu EES.

Glede na vrsto uporabljenega goriva delimo termoelektrarne na elektrarne na organsko gorivo in jedrsko gorivo.

Za kondenzacijske elektrarne na fosilna goriva se je v času, ko še ni bilo jedrskih elektrarn (JE), skozi zgodovino razvilo ime termoelektrarna (TE - termoelektrarna). V tem smislu bo ta izraz uporabljen v nadaljevanju, čeprav so SPTE, NEK, plinskoturbinske elektrarne (GTPP) in kombinirane elektrarne (CCPP) tudi termoelektrarne, ki delujejo po principu pretvarjanja toplotne energije v električno. energija.

Kot fosilna goriva za termoelektrarne se uporabljajo plinasta, tekoča in trdna goriva. Večina termoelektrarn v Rusiji, zlasti v evropskem delu, uporablja zemeljski plin kot glavno gorivo in kurilno olje kot rezervno gorivo, ki ga zaradi visokih stroškov uporablja le v skrajnih primerih; takšne termoelektrarne imenujemo na kurilno olje. V mnogih regijah, predvsem v azijskem delu Rusije, je glavno gorivo termo premog - nizkokalorični premog ali odpadki iz pridobivanja visokokaloričnih premogov (antracit mulj - ASh). Ker se taka oglja pred sežigom v posebnih mlinih zmeljejo v prah, se takšne termoelektrarne imenujejo prašni premog.

Glede na vrsto termoelektrarn, ki se uporabljajo v termoelektrarnah za pretvorbo toplotne energije v mehansko energijo vrtenja rotorjev turbinskih enot, ločimo parne turbine, plinske turbine in kombinirane elektrarne.

Osnova parnoturbinskih elektrarn so parnoturbinske elektrarne (PTP), ki za pretvorbo toplotne energije v mehansko uporabljajo najkompleksnejši, najmočnejši in izjemno napreden energetski stroj – parno turbino. PTU je glavni element termoelektrarn, termoelektrarn in jedrskih elektrarn.

PTU, ki imajo kot pogon električnih generatorjev kondenzacijske turbine in ne izkoriščajo toplote izpušne pare za dobavo toplotne energije zunanjim porabnikom, imenujemo kondenzacijske elektrarne. PTU, opremljene z ogrevalnimi turbinami in oddajajo toploto izpušne pare industrijskim ali gospodinjskim porabnikom, se imenujejo kombinirane toplotne in elektrarne (SPTE).

Termoelektrarne s plinskimi turbinami (GTE) so opremljene s plinskimi turbinskimi enotami (GTU), ki delujejo na plinasto ali v skrajnem primeru tekoče (dizelsko) gorivo. Ker je temperatura plinov za plinsko turbino precej visoka, jih je mogoče uporabiti za oskrbo s toplotno energijo zunanjega porabnika. Takšne elektrarne imenujemo GTU-CHP. Trenutno v Rusiji deluje ena GTPP (GRES-3 po imenu Klasson, Elektrogorsk, Moskovska regija) z zmogljivostjo 600 MW in ena GTU-CHPP (v Elektrostalu, Moskovska regija).

Tradicionalna sodobna plinskoturbinska naprava (GTU) je kombinacija zračnega kompresorja, zgorevalne komore in plinske turbine ter pomožnih sistemov, ki zagotavljajo njeno delovanje. Kombinacija plinske turbine in električnega generatorja se imenuje plinska turbinska enota.

Termoelektrarne s kombiniranim ciklusom so opremljene s termoelektrarnami s kombiniranim ciklusom (CCGT), ki so kombinacija GTP in STP, kar omogoča visoke izkoristke. CCGT-TE so lahko kondenzacijske (CCGT-CES) in s toplotno močjo (CCCGT-SPTE). Trenutno v Rusiji delujejo štiri nove CCGT-SPTE (Severozahodna SPTE Sankt Peterburga, Kaliningradskaya, CHPP-27 OAO Mosenergo in Sochinskaya), prav tako je bila zgrajena soproizvodnja toplote in električne energije v Tyumenska SPTE. Leta 2007 je začela delovati Ivanovskaya CCGT-IES.

Blokovne TE so sestavljene iz ločenih, praviloma istovrstnih elektrarn - agregatov. V agregatu vsak kotel dovaja paro samo za svojo turbino, iz katere se po kondenzaciji vrača le v svoj kotel. Po blokovni shemi so zgrajene vse močne državne daljinske elektrarne in termoelektrarne, ki imajo tako imenovano vmesno pregrevanje pare. Delovanje kotlov in turbin v TE s prečnimi povezavami je zagotovljeno drugače: vsi kotli TE dovajajo paro v en skupni parovod (zbiralnik) in iz njega se napajajo vse parne turbine TE. Po tej shemi so CPP zgrajene brez vmesnega pregrevanja in skoraj vse SPTE so zgrajene za podkritične začetne parametre pare.

Glede na stopnjo začetnega tlaka ločimo TE podkritičnega tlaka, nadkritičnega tlaka (SKP) in super-nadkritičnih parametrov (SSCP).

Kritični tlak je 22,1 MPa (225,6 atm). V ruski termoenergetiki so začetni parametri standardizirani: termoelektrarne in termoelektrarne so zgrajene za podkritični tlak 8,8 in 12,8 MPa (90 in 130 atm), za SKD pa 23,5 MPa (240 atm). Termoelektrarne za superkritične parametre so zaradi tehničnih razlogov vgrajene z dogrevanjem in po blokovni shemi. Med nadkritične parametre pogojno štejemo tlak nad 24 MPa (do 35 MPa) in temperaturo nad 5600C (do 6200C), katerih uporaba zahteva nove materiale in nove zasnove opreme. Pogosto so termoelektrarne ali SPTE za različne ravni parametrov zgrajene v več fazah – v čakalnih vrstah, katerih parametri se povečujejo z uvedbo vsake nove čakalne vrste.

Osnovno strukturna enota v večini elektrarn je trgovina . V termoelektrarnah se razlikujejo trgovine glavnih, pomožnih proizvodnih in neindustrijskih objektov.

· Trgovine glavne proizvodnje proizvajajo izdelke, za proizvodnjo katerih je bilo podjetje ustanovljeno. V termoelektrarnah so glavne delavnice tiste, v katerih se izvajajo proizvodni procesi za pretvorbo kemične energije goriva v toplotno in električno energijo.

· Trgovine pomožne proizvodnje industrijskih podjetij, vključno z elektrarnami, niso neposredno povezane s proizvodnjo glavnih proizvodov podjetja: služijo glavni proizvodnji, prispevajo k proizvodnji izdelkov in zagotavljajo glavni proizvodnji potrebne pogoje za normalno delovanje. Te delavnice popravljajo opremo, dobavljajo materiale, orodja, napeljave, rezervne dele, vodo (industrijsko), različne vrste energije, transport itd.

· Neindustrijske kmetije so tiste, katerih proizvodi in storitve niso povezani z glavno dejavnostjo podjetja. Njihove naloge vključujejo zagotavljanje in servisiranje gospodinjskih potreb osebja podjetja (stanovanjske ustanove, otroške ustanove itd.).

Proizvodne strukture termoelektrarne določajo razmerja moči glavnih agregatov (turboagregati, parni kotli, transformatorji) in tehnoloških povezav med njimi. Odločilno pri določanju regulacijske strukture je razmerje moči in komunikacije med turbinami in kotlovskimi enotami. Pri obstoječih elektrarnah srednje in male moči so homogene enote med seboj povezane s cevovodi za paro in vodo (para iz kotlov se zbira v skupnih zbirnih vodih, iz katerih se razporedi med posamezne kotle). Ta tok procesa se imenuje centralizirano . Tudi široko uporabljen sekcijski shema, v kateri turbina z enim ali dvema kotloma, ki ji zagotavljata paro, tvori del elektrarne.

S takšnimi shemami je oprema razdeljena med trgovine, ki združujejo homogeno opremo: v kotlovnici - kotlovske enote s pomožno opremo; turbina - turbinske enote s pomožno opremo itd. Po tem principu so v velikih termoelektrarnah organizirane delavnice in laboratoriji: gorivo in transport, kotlovska, turbinska, električna (z elektrolaboratorijem), delavnica (laboratorij) za avtomatizacijo in toplotno regulacijo, kemična (s kemijskim laboratorijem). ), mehanska (pri popravilih te delavnice postane elektrarna, servisna in gradbena delavnica.

Trenutno se zaradi posebnosti tehnološkega procesa proizvodnje energije uporabljajo postaje z enotami z zmogljivostjo 200 ... 800 MW in več blok diagram povezave opreme. Pri blokovskih elektrarnah tvorijo blok turbina, generator, kotel (ali dva kotla) s pomožno opremo; med bloki ni cevovodov, ki bi povezovali enote za paro in vodo, v elektrarnah niso nameščene rezervne kotlovske enote. Sprememba tehnološke sheme elektrarne vodi do potrebe po reorganizaciji strukture vodenja proizvodnje, v kateri je glavna primarna proizvodna enota enota.

Za blokovske postaje je najbolj racionalno vodstvena struktura je brez trgovine (funkcionalno) z organizacijo obratovalne službe in službe za popravila, ki jo vodijo vodje služb - namestniki glavnih inženirjev postaje. Funkcionalni oddelki so neposredno odgovorni direktorju postaje, funkcionalne službe in laboratoriji pa neposredno glavnemu inženirju postaje.

Na velikih blokovskih postajah je vmesna vodstvena struktura - blokovska trgovina . Trgovine s kotli in turbinami so združene v eno in organizirane so naslednje trgovine: gorivo in transport, kemična, toplotna avtomatika in meritve, centralizirano popravilo itd. Ko postaja deluje na plin, trgovina z gorivom in transportom ni organizirana.

Organizacijska in proizvodna struktura hidroelektrarn

V hidroelektrarnah se nahajajo posamezne hidroelektrarne in njihova združenja, ki se nahajajo na isti reki (kanalu) ali preprosto v kateri koli upravni ali gospodarski regiji; takšni spoji se imenujejo kaskadni spoji (slika 23.2).

Organizacijska struktura upravljanja HE:

a- 1. in 2. skupina; 1 - direktor hidroelektrarne; 2 - namestnik direktor za upravno-gospodarske dejavnosti; 3 - namestnik direktor kapitalske gradnje; 4 - kadrovska služba; 5 - glavni inženir; 6 - računovodstvo; 7 - oddelek za načrtovanje; 8 - oddelek za civilno zaščito; 2.1 - transportni del; 2.2 - oddelek za logistiko; 2.3 - upravni in gospodarski oddelek; 2.4 - stanovanjski in komunalni oddelek; 2,5 - zaščita HE; 5.1 - namestnik. pogl. operativni inženir; 5.2 - vodja elektro oddelka; 5.3 - vodja turbinske trgovine; 5.4 - vodja hidravličnega oddelka; 5.5 - proizvodno-tehnični oddelek; 5.6 - komunikacijska storitev; 5.7 - inženir za obratovanje in varnost; 5.2.1 - električni laboratorij; b- 3. in 4. skupina; 1 - oddelek za materialno in tehnično oskrbo; 2 - proizvodno-tehnični oddelek (PTO); 3 - računovodstvo; 4 - hidrotehnična trgovina; 5 - delavnica električnih strojev

Organizacijska struktura upravljanja kaskad HE: a - možnost 1; 1 - vodja električnega oddelka kaskade; 2 - vodja turbinske trgovine kaskade; 3 - vodja hidrotrgovine kaskade; 4 - vodja tehnične službe; 5 - glava HE-1; 6 - glava HE-2; 7 - glava HE-3; 8 - komunikacijska storitev; 9 - služba lokalne relejne zaščite in avtomatizacije; 10 - inženir-inšpektor za delovanje in varnost; 5.1, 6.1, 7.1 - proizvodno osebje, oziroma HE-1, 2, 3; b- možnost 2; 1 - direktor kaskade; 2 - upravne delitve kaskade; 3 - glavni inženir; 3.1, 3.2, 3.3 - glava HE-1, 2, 3; 3.1.1, 3.2.1, 3.3.1 - proizvodne enote, vključno z operativnim osebjem, oziroma HE-1, 2, 3

Glede na zmogljivost HE in kaskad HE, MW, glede na strukturo upravljanja je običajno obravnavati šest skupin in enako število kaskad HE:

AT prve štiri skupine uporabljajo predvsem trgovinska organizacijska struktura upravljanja . V HE in njenih kaskadah 1. in 2. skupine so praviloma zagotovljene električne, turbinske in hidrotehnične trgovine; 3. in 4. skupina - elektroturbinska in hidrotehnična tehnika;
Pri malih HE ( 5. skupina ) veljajo upravljavske strukture brez trgovin z organizacijo ustreznih mest;
Pri HE in kaskadah z močjo do 25 MW ( 6. skupina ) - samo vzdrževalno osebje .

Pri organizaciji kaskade HE se za bazno postajo izbere ena od kaskadnih postaj, praviloma največja po moči, v kateri se nahajajo upravljanje kaskade, njeni oddelki in službe, delavnice, glavna centralna skladišča in delavnice. S strukturo vodenja delavnice vsaka delavnica vzdržuje opremo in objekte vseh HE, ki so vključene v kaskado, osebje pa je locirano bodisi v osnovni HE bodisi razporejeno po postajah kaskade. V primerih, ko so HE kaskade nameščene na precejšnji razdalji drug od drugega in s tem tudi od osnovne, je treba imenovati osebe, odgovorne za delovanje HE, vključene v kaskado.

Pri združevanju velikih HE v kaskado je priporočljivo centralizirati samo upravljavske funkcije (upravljanje kaskade, računovodstvo, oskrba itd.). Pri vsaki HE so organizirane delavnice, ki izvajajo celovite obratovalne in remontne storitve. Pri izvajanju večjih popravil, na primer med remontom enot, se del delavcev ustrezne delavnice iz ene ali več hidroelektrarn prenese na postajo, kjer je to potrebno.

Tako se v vsakem primeru sprejme racionalna krmilna struktura, ki temelji na specifičnih pogojih za oblikovanje kaskade. Pri velikem številu HE, vključenih v kaskado, se uporablja predhodna širitev medsebojno najbližjih postaj, ki jih vodi vodja skupine HE. Vsaka skupina samostojno izvaja operativno vzdrževanje, vključno s tekočimi popravili opreme in objektov.

ORGANIZACIJSKA IN PROIZVODNA STRUKTURA TERMOELEKTRARN (TE)

Glede na moč opreme in sheme tehnoloških povezav med stopnjami proizvodnje v sodobnih termoelektrarnah se razlikujejo delovne, neprodajne in blokovne organizacijske in proizvodne strukture.

Organizacijska in proizvodna struktura delavnice predvideva razdelitev tehnološke opreme in ozemlja termoelektrarne na ločene odseke in njihovo dodelitev specializiranim enotam - delavnicam, laboratorijem. V tem primeru je glavna strukturna enota delavnica. Trgovine so glede na njihovo udeležbo v proizvodnji razdeljene na glavne in pomožne. Poleg tega lahko TPP vključujejo tudi neindustrijska gospodinjstva (stanovanja in podružnične kmetije, vrtci, počivališča, sanatoriji itd.).

Glavne delavnice so neposredno vključeni v proizvodnjo energije. Sem spadajo trgovina z gorivom in transportom, kotlovnica, turbina, elektro in kemikalija.

Sestava trgovine z gorivom in transportom vključuje odseke železniških objektov in oskrbo z gorivom s skladiščem goriva. Ta delavnica je organizirana v elektrarnah, ki uporabljajo trdo gorivo ali kurilno olje, ko se dovaža po železnici.

Sestava kotlovnice vključuje območja za oskrbo s tekočimi ali plinastimi gorivi, pripravo prahu, odstranjevanje pepela.

Turbinska delavnica obsega: toplotni oddelek, centralno črpališče in vodno gospodarstvo.

Z dvodelno proizvodno strukturo, pa tudi pri velikih termoelektrarnah, so trgovine kotlov in turbin združene v eno samo kotlovsko-turbinsko trgovino (KTT).

Elektro delavnica skrbi za: vso elektro opremo termoelektrarne, elektro laboratorij, naftno ekonomijo, elektro servis.

Kemijska delavnica vključuje kemijski laboratorij in kemično pripravo vode.

Pomožne trgovine služijo glavni proizvodnji. Sem spadajo: trgovina za centralizirano popravilo, popravilo in gradnjo, toplotno avtomatizacijo in komunikacije.

Neindustrijske kmetije niso neposredno povezane s proizvodnjo energije in služijo domačim potrebam delavcev TE.

Brezdelavniška organizacijska in proizvodna struktura zagotavlja specializacijo oddelkov pri opravljanju glavnih proizvodnih funkcij: delovanje opreme, njeno vzdrževanje, tehnološki nadzor. To povzroči nastanek proizvodnih storitev namesto delavnic: obratovanje, popravila, nadzor in izboljšanje opreme. Proizvodne storitve pa so razdeljene na specializirane dele.

Ustvarjanje blokovska organizacijska in proizvodna struktura zaradi nastanka kompleksnih energetskih enot-blokov. Oprema enote izvaja več faz energetskega procesa - zgorevanje goriva v uparjalniku, proizvodnjo električne energije v turbogeneratorju in včasih njeno transformacijo v transformatorju. V nasprotju z delavnico pri blokovsko strukturi so glavna proizvodna enota elektrarne bloki. Vključeni so v CTC, ki se ukvarjajo s centraliziranim delovanjem glavne in pomožne opreme kotlovskih in turbinskih enot. Struktura blokovske trgovine zagotavlja ohranitev glavnih in pomožnih trgovin, ki se nahajajo v strukturi trgovine, na primer trgovina z gorivom in transportom (TTTS), kemikalija itd.

Vse vrste organizacijske in proizvodne strukture zagotavljajo izvajanje vodenja proizvodnje na podlagi enotnega poveljevanja. Pri vsaki TE deluje upravno, ekonomsko, proizvodno tehnično in operativno dispečerska služba.

Upravni in ekonomski vodja TE je direktor, tehnični vodja je glavni inženir. Obratovalni in dispečerski nadzor izvaja dežurni inženir elektrarne. Operativno je podrejen dežurnemu dispečerju EPS.

Ime in število strukturnih oddelkov ter potreba po uvedbi posameznih delovnih mest se določijo glede na standardno število industrijskega in proizvodnega osebja elektrarne.

Navedene tehnološke in organizacijsko-ekonomske značilnosti proizvodnje električne energije vplivajo na vsebino in naloge vodenja dejavnosti energetskih podjetij in združenj.

Glavna zahteva za elektrogospodarstvo je zanesljivo in neprekinjeno napajanje odjemalcev, ki pokriva zahtevani obremenitveni razpored. Ta zahteva se preoblikuje v posebne kazalnike, ki ocenjujejo sodelovanje elektrarn in omrežnih podjetij pri izvajanju proizvodnega programa energetskih združenj.

Za elektrarno je nastavljena pripravljenost za prevzem bremena, ki je določena z dispečerskim urnikom. Za mrežna podjetja je določen urnik popravil opreme in objektov. Načrt določa tudi druge tehnično-ekonomske kazalce: specifično porabo goriva v elektrarnah, zmanjšanje izgub energije v omrežjih in finančne kazalnike. Vendar pa proizvodni program energetskih podjetij ne more biti togo določen z obsegom proizvodnje oziroma dobave električne energije in toplote. To je neizvedljivo zaradi izjemne dinamičnosti porabe in s tem proizvodnje energije.

Vendar pa je obseg proizvodnje energije pomemben računski kazalnik, ki določa raven številnih drugih kazalnikov (na primer stroškov) in rezultate gospodarske dejavnosti.

Aleksander Gilev

Prednosti TPP:

Slabosti TPP:

Na primer :

Prenesi:

Predogled:

PRIMERJALNE ZNAČILNOSTI TE IN NEK Z GLEDIŠČA OKOLJSKEGA PROBLEMA.

Dokončano: Gilev Alexander, 11 "D" razred, licej FGBOU VPO "Dalrybvtuz"

Znanstveni svetnik:Kurnosenko Marina Vladimirovna, učiteljica fizike najvišje kvalifikacijske kategorije, licejFGBOU VPO "Dalrybvtuz"

Termoelektrarna (TE) je elektrarna, ki proizvaja električno energijo kot rezultat pretvorbe toplotne energije, ki se sprošča pri zgorevanju fosilnih goriv.

Na katero gorivo delujejo termoelektrarne?

Premog: V povprečju se pri zgorevanju enega kilograma tovrstnega goriva sprosti 2,93 kg CO2 in proizvede 6,67 kWh energije oziroma pri 30-odstotnem izkoristku 2,0 kWh električne energije. Vsebuje 75-97 % ogljika,

1,5-5,7% vodik, 1,5-15% kisik, 0,5-4% žveplo, do 1,5% dušik, 2-45%

hlapljive snovi, količina vlage se giblje od 4 do 14%.Sestava plinastih produktov (koksarniškega plina) vključuje benzen,

toluen, ksioli, fenol, amoniak in druge snovi. Iz koksarniškega plina

čiščenje surovega ekstrakta amoniaka, vodikovega sulfida in cianidnih spojin

benzen, iz katerega posamezni ogljikovodiki in vrsta drugih dragocen

snovi.

Kurilno olje: Kurilno olje (verjetno iz arabskega mazkhulat - odpadek), temno rjav tekoči produkt, ostanek po ločevanju frakcij bencina, kerozina in plinskega olja iz nafte ali produktov njene sekundarne predelave, vre do 350-360 ° C. Kurilno olje je zmes ogljikovodikov (z molekulsko maso od 400 do 1000 g/mol), naftnih smol (z molekulsko maso 500-3000 ali več g/mol), asfaltenov, karbenov, karboidov in organskih spojin, ki vsebujejo kovine ( V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca)
Plin: Glavni del zemeljskega plina je metan (CH4) - od 92 do 98%. Sestava zemeljskega plina lahko vključuje tudi težje ogljikovodike – homologe metana.

Prednosti in slabosti TPP:

Prednosti TPP:

Najpomembnejša prednost je nizka stopnja nesreč in vzdržljivost opreme.
Uporabljeno gorivo je precej poceni.
Zahteva manj investicij v primerjavi z drugimi elektrarnami.
Lahko se zgradi kjer koli, ne glede na razpoložljivost goriva. Gorivo se do lokacije elektrarne lahko transportira po železnici ali cesti.
Uporaba zemeljskega plina kot goriva praktično zmanjša emisije škodljivih snovi v ozračje, kar je velika prednost pred jedrskimi elektrarnami.
Resen problem za jedrske elektrarne je njihova likvidacija po izčrpanju virov, po ocenah lahko znaša do 20 % stroškov njihove izgradnje.

Slabosti TPP:

Še vedno pa termoelektrarne, ki kot gorivo uporabljajo kurilno olje in premog, onesnažujejo okolje. V TE se skupni letni izpusti škodljivih snovi, ki vključujejo žveplov dioksid, dušikove okside, ogljikove okside, ogljikovodike, aldehide in elektrofiltrski pepel, na 1000 MW instalirane moči gibljejo od približno 13.000 ton na leto za plinske do 165.000 za TE na premog v prahu. .
Termoelektrarna z močjo 1000 MW porabi 8 milijonov ton kisika na leto

Na primer: SPTE-2 porabi polovico sestave premoga na dan. Verjetno je ta pomanjkljivost glavna.

Kaj če?!

In kaj, če pride do nesreče v jedrski elektrarni, zgrajeni v Primorju?
Koliko let si bo planet po tem opomogel?
Navsezadnje CHPP-2, ki postopoma prehaja na plin, praktično ustavi emisije saj, amoniaka, dušika in drugih snovi v ozračje!
Do danes so se emisije CHPP-2 zmanjšale za 20 %.
In seveda bo odpravljen še en problem - odlagališče pepela.

Nekaj o nevarnostih jedrskih elektrarn:

Dovolj je, da se preprosto spomnimo nesreče v jedrski elektrarni Černobil 26. aprila 1986. V samo 20 letih je v tej skupini umrlo približno 5000 likvidatorjev iz vseh vzrokov, pa to ne šteje civilistov ... In seveda, vse to so uradni podatki.

Rastlina "MAYAK":

15.03.1953 - začela se je samozadostna verižna reakcija. Prekomerna izpostavljenost osebja obrata;
13.10.1955 - zlom tehnološke opreme in uničenje delov stavbe.
21.04.1957 - SCR (spontana verižna reakcija) v obratu št. 20 v zbiranju oksalatnih dekantatov po filtriranju usedline obogatenega uranovega oksalata. Šest ljudi je prejelo doze sevanja od 300 do 1000 remov (štiri ženske in dva moška), ena ženska je umrla.
10/02/1958 - SCR v obratu. Izvedeni so bili poskusi za določitev kritične mase obogatenega urana v cilindrični posodi pri različnih koncentracijah urana v raztopini. Osebje je kršilo pravila in navodila za delo s cepljivimi jedrskimi snovmi (cepljive jedrske snovi). V času SCR je osebje prejelo doze sevanja od 7600 do 13000 rem. Tri osebe so umrle, ena oseba je zbolela za radiacijsko boleznijo in oslepela. Istega leta je I. V. Kurchatov govoril na najvišji ravni in dokazal potrebo po ustanovitvi posebne enote državne varnosti. Takšna organizacija je postala LYAB.
28.07.1959 - zlom tehnološke opreme.
12/05/1960 - SCR v obratu. Pet ljudi je bilo preosvetljenih.
26.02.1962 - eksplozija v sorpcijski koloni, uničenje opreme.
07.09.1962 - SČR.
16.12.1965 - SCR v obratu številka 20 je trajal 14 ur.
10. december 1968 - ŠČR. Raztopina plutonija je bila napolnjena v valjasto posodo z nevarno geometrijo. Ena oseba je umrla, druga je prejela visoko dozo sevanja in radiacijsko bolezen, po kateri so mu amputirali dve nogi in desno roko.
11. februarja 1976 se je zaradi nestrokovnega delovanja osebja v radiokemični tovarni razvila avtokatalitična reakcija koncentrirane dušikove kisline z organsko tekočino kompleksne sestave. Naprava je eksplodirala, prišlo je do radioaktivne kontaminacije območja popravila in sosednjega območja elektrarne. Indeks na lestvici INEC-3.
10/02/1984 - eksplozija na vakuumski opremi reaktorja.
16.11.1990 - eksplozivna reakcija v posodah z reagenti. Dve osebi sta dobili kemične opekline, ena je umrla.
17.07.1993 - Nesreča v tovarni radioizotopov proizvodnega združenja Mayak z uničenjem sorpcijske kolone in izpustom nepomembne količine α-aerosolov v okolje. Izpust sevanja je bil lokaliziran v proizvodnih prostorih trgovine.
02.08.1993 - Prišlo je do nesreče na liniji za oddajo celuloze iz čistilne naprave za tekoče radioaktivne odpadke, zgodila se je nesreča zaradi razbremenitve cevovoda in vdora 2 m3 radioaktivne celuloze na zemeljsko površino (okoli 100 m2). površina je bila onesnažena). Zmanjšanje tlaka v cevovodu je povzročilo odtok radioaktivne celuloze na površje zemlje z aktivnostjo približno 0,3 Ci. Radioaktivno sled so lokalizirali, onesnaženo zemljo odstranili.
27. decembra 1993 se je zgodil incident v tovarni radioizotopov, kjer so med menjavo filtra v ozračje izpustili radioaktivne aerosole. Sproščanje je bilo 0,033 Ci za α-aktivnost in 0,36 mCi za β-aktivnost.
4. februarja 1994 je bil zabeležen povečan izpust radioaktivnih aerosolov: glede na β-aktivnost 2-dnevnih nivojev, glede na dnevne vrednosti 137Cs je bila skupna aktivnost 15,7 mCi.
30. marca 1994 med prehodom je bil zabeležen presežek dnevnega sproščanja 137Cs za 3, β-aktivnost - 1,7, α-aktivnost - 1,9-krat.
Maja 1994 so se skozi prezračevalni sistem tovarniške zgradbe sprostili β-aerosoli z aktivnostjo 10,4 mCi. Izpust 137Cs je znašal 83 % kontrolne vrednosti.
7. julija 1994 so v tovarni instrumentov odkrili radioaktivno mesto s površino nekaj kvadratnih decimetrov. Hitrost doze izpostavljenosti je bila 500 µR/s. Madež je nastal kot posledica puščanja iz zamašene kanalizacije.
31.08. V letu 1994 je bil zabeležen povečan izpust radionuklidov v atmosferski dimnik zgradbe radiokemične tovarne (238,8 mCi, vključno z deležem 137Cs je bil 4,36 % letnega najvišjega dovoljenega izpusta tega radionuklida). Vzrok za izpust radionuklidov je bil razbremenitev gorivne palice VVER-440 med operacijo odreza prostih koncev SFA (izrabljenih gorivnih elementov) zaradi nenadzorovanega električnega obloka.
24. marca 1995 je bila zabeležena 19-odstotna prekoračitev norme za obremenitev aparata s plutonijem, kar lahko štejemo za jedrsko nevaren dogodek.
15. septembra 1995 je bilo zaznano puščanje hladilne vode na vitrifikacijski peči za visokoradioaktivne LRAO (tekoče radioaktivne odpadke). Delovanje peči v predvidenem načinu je bilo prekinjeno.
21. decembra 1995 so bili pri rezanju termometričnega kanala obsevani štirje delavci (1,69, 0,59, 0,45, 0,34 rem). Vzrok incidenta je kršitev tehnoloških predpisov zaposlenih v podjetju.
24. julija 1995 je prišlo do izpusta aerosolov 137Cs, katerih vrednost je znašala 0,27 % letne NDP za podjetje. Razlog je vžig filtrirne tkanine.
14. septembra 1995 je bilo pri zamenjavi pokrovov in mazanju koračnih manipulatorjev zabeleženo močno povečanje onesnaženosti zraka z α-nuklidi.
22. oktobra 1996 je prišlo do okvare navitja hladilne vode enega od rezervoarjev za visoko radioaktivne odpadke. Posledično so bili kontaminirani cevovodi sistema za hlajenje hranilnika. Zaradi tega dogodka je bilo 10 zaposlenih na oddelku izpostavljenih radioaktivnosti od 2,23×10-3 do 4,8×10-2 Sv.
20. novembra 1996 je v kemično-metalurškem obratu med delom na električni opremi ventilatorja prišlo do aerosolnega izpusta radionuklidov v ozračje, ki je znašal 10% dovoljenega letnega izpusta obrata.
27. avgusta 1997 je bila v stavbi obrata RT-1 v eni od sob ugotovljena kontaminacija tal s površino od 1 do 2 m2, hitrost doze gama sevanja s kraja je bila od 40 do 200 μR/s.
10. 6. 97 je bilo v montažni stavbi tovarne RT-1 zabeleženo povečanje radioaktivnega ozadja. Merjenje hitrosti ekspozicijske doze je pokazalo vrednost do 300 μR/s.
23. septembra 1998 je bila ob povečanju moči reaktorja LF-2 (Ljudmila) po sprožitvi avtomatske zaščite dovoljena moč presežena za 10 %. Zaradi tega je v treh kanalih prišlo do razbremenitve dela gorivnih palic, kar je povzročilo kontaminacijo opreme in cevovodov primarnega kroga. Vsebnost 133Xe v izpustu iz reaktorja je 10 dni presegala letno dovoljeno raven.
09/09/2000 je bila oskrba z električno energijo v Mayaku prekinjena za 1,5 ure, kar bi lahko povzročilo nesrečo.
Tožilstvo je med revizijo leta 2005 ugotovilo dejstvo kršitve pravil ravnanja z okolju nevarnimi proizvodnimi odpadki v obdobju 2001–2004, zaradi česar je bilo izpuščenih več deset milijonov kubičnih metrov tekočih radioaktivnih odpadkov. iz proizvodnje Mayak v porečje reke Techa. Po besedah Andreja Potapova, namestnika vodje oddelka urada generalnega državnega tožilca Ruske federacije v Uralskem zveznem okrožju, »je bilo ugotovljeno, da tovarniški jez, ki ga že dolgo potrebuje obnova, omogoča tekoče radioaktivne odpadke. preiti v rezervoar, kar resno ogroža okolje ne le v regiji Čeljabinsk, ampak tudi v sosednjih regijah. Po navedbah tožilstva se je zaradi dejavnosti tovarne Mayak na poplavnem območju reke Techa raven radionuklidov v teh štirih letih večkrat povečala. Kot je pokazala preiskava, je bilo območje okužbe 200 kilometrov. Na nevarnem območju živi približno 12 tisoč ljudi. Preiskovalci so ob tem izjavili, da so bili v zvezi s preiskavo pod pritiskom. Generalni direktor Mayak Vitalij Sadovnikov je bil obtožen po 246. členu Kazenskega zakonika Ruske federacije "Kršitev pravil varstva okolja pri delu" ter 1. in 2. dela 247. člena Kazenskega zakonika Ruske federacije "Kršitev pravil za ravnanje z okolju nevarnimi snovmi in odpadki«. Leta 2006 je bil kazenski postopek proti Sadovnikovu ustavljen zaradi amnestije ob 100. obletnici državne dume.
Teča je reka, onesnažena z radioaktivnimi odpadki, ki jih je izpustil kemični kombinat Mayak v regiji Čeljabinsk. Na bregovih reke je radioaktivno ozadje večkrat preseženo. Od leta 1946 do 1956 so bili izpusti srednje in visoko radioaktivnih tekočih odpadkov iz proizvodnega združenja Mayak izvedeni v odprti rečni sistem Techa-Iset-Tobol, 6 km od izvira reke Techa. Skupno je bilo v teh letih izpuščenih 76 milijonov m3 odpadne vode s skupno aktivnostjo β-sevanja nad 2,75 milijona Ci. Prebivalci obalnih vasi so bili izpostavljeni tako zunanjemu kot notranjemu sevanju. Skupaj je bilo sevanju izpostavljenih 124 tisoč ljudi, ki živijo v naseljih na bregovih rek tega vodnega sistema. Največji izpostavljenosti so bili prebivalci obale reke Techa (28,1 tisoč ljudi). Približno 7,5 tisoč ljudi, preseljenih iz 20 naselij, je prejelo povprečne efektivne doze v območju 3–170 cSv. Kasneje je bila v zgornjem delu reke zgrajena kaskada rezervoarjev. V jezero je bila odvržena večina (po aktivnosti) tekočih radioaktivnih odpadkov. Karachay (rezervoar 9) in "Staro močvirje". Rečna poplavna ravnica in talni sedimenti so onesnaženi, usedline mulja v zgornjem delu reke veljajo za trdne radioaktivne odpadke. Podtalnica na območju jezera. Karachay in Techensky kaskada rezervoarjev sta onesnažena.
Nesreča Mayak leta 1957, imenovana tudi "Kyshtym tragedija", je tretja največja nesreča v zgodovini jedrske energije po nesreči v Černobilu in nesreči v Fukušimi I (po lestvici INES).
Vprašanje radioaktivne kontaminacije Čeljabinske regije je bilo večkrat izpostavljeno, vendar je bilo zaradi strateškega pomena kemične tovarne vsakič prezrto.

FUKUŠIMA-1

Nesreča v jedrski elektrarni Fukušima-1 je velika radiacijska nesreča (po mnenju japonskih uradnikov - stopnja 7 po lestvici INES), ki se je zgodila 11. marca 2011 kot posledica močnega potresa na Japonskem in kasnejšega cunamija.

Termoelektrarne so lahko s parnimi in plinskimi turbinami, z motorji z notranjim zgorevanjem. Najpogostejše termoelektrarne s parnimi turbinami, ki jih delimo na: kondenzacijski (CES)- vsa para, pri kateri se, razen majhnih izločkov za ogrevanje napajalne vode, uporablja za vrtenje turbine in pridobivanje električne energije; termoelektrarne- elektrarne za soproizvodnjo toplote in električne energije (SPTE), ki so vir energije za porabnike električne in toplotne energije in se nahajajo na območju njihovega odjema.

Kondenzacijske elektrarne

Kondenzacijske elektrarne pogosto imenujemo državne daljinske elektrarne (GRES). CPP se večinoma nahajajo v bližini območij za proizvodnjo goriva ali rezervoarjev, ki se uporabljajo za hlajenje in kondenzacijo pare, ki se uporablja v turbinah.

Značilnosti kondenzacijskih elektrarn

večinoma znatna oddaljenost od porabnikov električne energije, zaradi česar je treba električno energijo prenašati predvsem pri napetostih 110-750 kV;
blokovno načelo gradnje postaje, ki zagotavlja pomembne tehnične in ekonomske prednosti, ki so sestavljene iz povečanja zanesljivosti dela in olajšanja delovanja, zmanjšanja obsega gradbenih in inštalacijskih del.
Mehanizmi in naprave, ki zagotavljajo normalno delovanje postaje, sestavljajo njen sistem.

IES lahko deluje na trdno (premog, šota), tekoče (kurilno olje, olje) gorivo ali plin.

Oskrba z gorivom in priprava trdega goriva je sestavljena iz transporta iz skladišča v sistem za pripravo goriva. V tem sistemu se gorivo spravi v praškasto stanje, da se nadalje razpihuje do gorilnikov kurišča kotla. Za vzdrževanje zgorevalnega procesa poseben ventilator vpihuje v kurišče zrak, segret z izpušnimi plini, ki jih odsesava dimnik iz kurišča.

Tekoče gorivo se dovaja v gorilnike neposredno iz skladišča v ogrevani obliki s posebnimi črpalkami.

Priprava plinastega goriva je sestavljena predvsem iz uravnavanja tlaka plina pred zgorevanjem. Plin iz polja ali skladišča se transportira po plinovodu do distribucijske točke plina (GDP) postaje. Hidravlično lomljenje distribuira plin in uravnava njegove parametre.

Procesi v parnem krogu

Glavni parni tokokrog izvaja naslednje procese:

Zgorevanje goriva v kurišču spremlja sproščanje toplote, ki segreva vodo, ki teče v ceveh kotla.
Voda se spremeni v paro s tlakom 13 ... 25 MPa pri temperaturi 540..560 ° C.
Para, proizvedena v kotlu, se dovaja v turbino, kjer opravlja mehansko delo – vrti gred turbine. Posledično se vrti tudi rotor generatorja, ki se nahaja na skupni gredi s turbino.
Para, izpuščena v turbini s tlakom 0,003 ... 0,005 MPa pri temperaturi 120 ... 140 ° C, vstopi v kondenzator, kjer se spremeni v vodo, ki se črpa v odzračevalnik.
V odzračevalniku se odvajajo raztopljeni plini, predvsem pa kisik, ki je nevaren zaradi korozivnega delovanja.Obtočni vodovod hladi paro v kondenzatorju z vodo iz zunanjega vira (akumulacija, reka, arteška vrtina). Ohlajena voda, katere temperatura na izhodu iz kondenzatorja ne presega 25 ... 36 ° C, se odvaja v sistem za oskrbo z vodo.

Zanimiv video o delovanju SPTE si lahko ogledate spodaj:

Za nadomestitev izgub pare se dopolnilna voda, ki je bila predhodno kemično obdelana, črpa s črpalko v glavni sistem para-voda.

Treba je opozoriti, da je za normalno delovanje naprav za paro in vodo, zlasti pri nadkritičnih parametrih pare, pomembna kakovost vode, ki se dovaja v kotel, zato se kondenzat turbine prenaša skozi filtrirni sistem za razsoljevanje. Sistem za pripravo vode je namenjen čiščenju dopolnjevalne in kondenzirane vode ter odstranjevanju raztopljenih plinov iz nje.

Na postajah, ki uporabljajo trda goriva, se produkti zgorevanja v obliki žlindre in pepela iz kurišča kotla odstranijo s posebnim sistemom za odstranjevanje pepela in pepela, opremljenim s posebnimi črpalkami.

Pri kurjenju plina in kurilnega olja tak sistem ni potreben.

Pri IES prihaja do velikih izgub energije. Toplotne izgube so še posebej velike v kondenzatorju (do 40..50% celotne količine toplote, sproščene v peči), pa tudi z izpušnimi plini (do 10%). Učinkovitost sodobnih CPP z visokimi parametri parnega tlaka in temperature doseže 42%.

Električni del IES je sklop glavne električne opreme (generatorjev) in pomožne električne opreme, vključno z zbiralkami, stikalno in drugo opremo z vsemi povezavami med njimi.

Postajni generatorji so povezani v bloke s povečevalnimi transformatorji brez naprav med njimi.

V zvezi s tem se na IES ne gradi generatorska napetostna stikalna naprava.

Razdelilne naprave za 110-750 kV so glede na število priključkov, napetost, preneseno moč in zahtevano stopnjo zanesljivosti izdelane po standardnih električnih povezovalnih shemah. Križne povezave med bloki potekajo samo v stikalnih napravah višjega ali v elektroenergetskem sistemu ter za gorivo, vodo in paro.

V zvezi s tem se lahko vsak agregat obravnava kot ločena avtonomna postaja.

Za zagotavljanje električne energije za lastne potrebe postaje so odcepi izdelani iz generatorjev vsake enote. Za napajanje močnejših elektromotorjev (200 kW ali več) se uporablja generatorska napetost, za napajanje manjših motorjev in svetlobnih instalacij pa sistem 380/220 V. Električna vezja za lastne potrebe postaje so lahko drugačna.

Še en zanimiv video o delovanju SPTE od znotraj:

Toplotne in elektrarne

Sotoplarne kot viri soproizvodnje električne in toplotne energije imajo precej večji delež kot IES (do 75 %). To pojasnjuje. da se del pare, izpuščene v turbinah, porabi za potrebe industrijske proizvodnje (tehnologije), ogrevanja, oskrbe s toplo vodo.

Ta para se dobavlja neposredno za industrijske in gospodinjske potrebe ali pa se delno uporablja za predgretje vode v posebnih kotlih (grelnikih), iz katerih se voda pošlje po ogrevalnem omrežju do porabnikov toplotne energije.

Glavna razlika med tehnologijo pridobivanja energije v primerjavi z IES je specifika krogotoka para-voda. Zagotavljanje vmesnih odvzemov pare turbine, kot tudi pri načinu oddajanja energije, po katerem se glavni del porazdeli na napetost generatorja skozi stikalno napravo generatorja (GRU).

Komunikacija z drugimi postajami elektroenergetskega sistema se izvaja pri povečani napetosti preko povečavnih transformatorjev. Med popravilom ali zasilno zaustavitvijo enega generatorja se lahko manjkajoča moč prenese iz elektroenergetskega sistema prek istih transformatorjev.

Za povečanje zanesljivosti SPTE je predvideno razdeljevanje vodil.

Torej, v primeru nesreče na pnevmatikah in kasnejšega popravila enega od odsekov, drugi odsek ostane v delovanju in zagotavlja napajanje potrošnikom prek preostalih napajalnih vodov.

Po takšnih shemah se gradijo industrijski generatorji do 60 MW, ki so namenjeni oskrbi lokalnih obremenitev v radiju 10 km.

Veliki sodobni uporabljajo generatorje z zmogljivostjo do 250 MW s skupno močjo postaje 500-2500 MW.

Ti so zgrajeni izven meja mesta in električna energija se prenaša na napetosti 35-220 kV, GRU ni predviden, vsi generatorji so povezani v bloke s povečevalnimi transformatorji. Če je treba zagotoviti napajanje majhne lokalne obremenitve v bližini blokovne obremenitve, so predvideni odcepi iz blokov med generatorjem in transformatorjem. Možne so tudi kombinirane sheme postaj, v katerih ni GRU in je več generatorjev povezanih po blokovnih shemah.