Βασικές αρχές λειτουργίας TPP

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τι είναι ένας θερμοηλεκτρικός σταθμός και ποιες είναι οι αρχές λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού; Ο γενικός ορισμός τέτοιων αντικειμένων ακούγεται περίπου ως εξής - πρόκειται για σταθμούς παραγωγής ενέργειας που ασχολούνται με την επεξεργασία της φυσικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Φυσικά καύσιμα χρησιμοποιούνται επίσης για αυτούς τους σκοπούς.

Η αρχή λειτουργίας των θερμοηλεκτρικών σταθμών. Σύντομη περιγραφή

Μέχρι σήμερα, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι. Σε τέτοιες εγκαταστάσεις καίγονται ορυκτά καύσιμα, τα οποία απελευθερώνουν θερμική ενέργεια. Ο στόχος του TPP είναι να χρησιμοποιεί αυτή την ενέργεια για να πάρει ηλεκτρική ενέργεια.

Η αρχή λειτουργίας των TPP είναι η παραγωγή όχι μόνο ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και η παραγωγή θερμικής ενέργειας, η οποία παρέχεται επίσης στους καταναλωτές με τη μορφή ζεστού νερού, για παράδειγμα. Επιπλέον, αυτές οι ενεργειακές εγκαταστάσεις παράγουν περίπου το 76% της συνολικής ηλεκτρικής ενέργειας. Η τόσο ευρεία κατανομή οφείλεται στο γεγονός ότι η διαθεσιμότητα οργανικών καυσίμων για τη λειτουργία του σταθμού είναι αρκετά μεγάλη. Ο δεύτερος λόγος ήταν ότι η μεταφορά των καυσίμων από τον τόπο παραγωγής του στον ίδιο το πρατήριο είναι αρκετά απλή καικαθιερωμένη λειτουργία. Η αρχή λειτουργίας του TPP έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή η χρήση της απορριπτόμενης θερμότητας του ρευστού εργασίας για δευτερογενή παράδοση στον καταναλωτή του.

Διαχωρισμός σταθμών κατά τύπο

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι θερμικοί σταθμοί μπορούν να χωριστούν σε τύπους ανάλογα με το είδος της ενέργειας που παράγουν. Εάν η αρχή λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού είναι μόνο στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (δηλαδή, η θερμική ενέργεια δεν παρέχεται στον καταναλωτή), τότε ονομάζεται μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας συμπύκνωσης (CPP).

Οι εγκαταστάσεις που προορίζονται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, για την απελευθέρωση ατμού, καθώς και για την παροχή ζεστού νερού στον καταναλωτή, διαθέτουν ατμοστρόβιλους αντί για τουρμπίνες συμπύκνωσης. Επίσης σε τέτοια στοιχεία του σταθμού υπάρχει μια ενδιάμεση εξαγωγή ατμού ή μια συσκευή αντιπίεσης. Το κύριο πλεονέκτημα και η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου θερμοηλεκτρικών σταθμών (CHP) είναι ότι ο ατμός εξαγωγής χρησιμοποιείται επίσης ως πηγή θερμότητας και παρέχεται στους καταναλωτές. Με αυτόν τον τρόπο, η απώλεια θερμότητας και η ποσότητα του νερού ψύξης μπορούν να μειωθούν.

Βασικές αρχές λειτουργίας TPP

Πριν προχωρήσετε στην εξέταση της ίδιας της αρχής λειτουργίας, είναι απαραίτητο να καταλάβετε για τι είδους σταθμό μιλάμε. Η τυπική διάταξη τέτοιων εγκαταστάσεων περιλαμβάνει ένα τέτοιο σύστημα όπως η αναθέρμανση του ατμού. Είναι απαραίτητο γιατί η θερμική απόδοση ενός κυκλώματος με ενδιάμεση υπερθέρμανση θα είναι υψηλότερη από ό,τι σε ένα σύστημα όπου απουσιάζει. Με απλά λόγια, η αρχή της λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού με ένα τέτοιο σχήμα θα είναι πολύ πιο αποτελεσματική με το ίδιοαρχικές και τελικές προκαθορισμένες παραμέτρους παρά χωρίς αυτό. Από όλα αυτά μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η βάση της λειτουργίας του σταθμού είναι τα ορυκτά καύσιμα και ο θερμός αέρας.

Σχέδιο εργασίας

Η αρχή λειτουργίας του TPP είναι κατασκευασμένη ως εξής. Το υλικό καυσίμου, καθώς και ο οξειδωτικός παράγοντας, ο ρόλος του οποίου αναλαμβάνεται συχνότερα από θερμαινόμενο αέρα, τροφοδοτούνται στον κλίβανο του λέβητα σε συνεχή ροή. Ουσίες όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο, το μαζούτ, το αέριο, ο σχιστόλιθος, η τύρφη μπορούν να λειτουργήσουν ως καύσιμο. Αν μιλάμε για το πιο κοινό καύσιμο στη Ρωσική Ομοσπονδία, τότε αυτή είναι η σκόνη άνθρακα. Περαιτέρω, η αρχή λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού είναι κατασκευασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε η θερμότητα που παράγεται λόγω της καύσης του καυσίμου να θερμαίνει το νερό στον λέβητα ατμού. Ως αποτέλεσμα της θέρμανσης, το υγρό μετατρέπεται σε κορεσμένο ατμό, ο οποίος εισέρχεται στον ατμοστρόβιλο μέσω της εξόδου ατμού. Ο κύριος σκοπός αυτής της συσκευής στο σταθμό είναι να μετατρέψει την ενέργεια του εισερχόμενου ατμού σε μηχανική ενέργεια.

Όλα τα στοιχεία του στροβίλου που είναι ικανά να κινούνται συνδέονται στενά με τον άξονα, με αποτέλεσμα να περιστρέφονται ως ενιαίος μηχανισμός. Για να περιστραφεί ο άξονας, ο ατμοστρόβιλος μεταφέρει την κινητική ενέργεια του ατμού στον ρότορα.

Μηχανική λειτουργία του σταθμού

Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του TPP στο μηχανικό του τμήμα συνδέεται με τη λειτουργία του ρότορα. Ο ατμός που προέρχεται από την τουρμπίνα έχει πολύ υψηλή πίεση και θερμοκρασία. Αυτό δημιουργεί μια υψηλή εσωτερική ενέργεια.ατμού, που προέρχεται από τον λέβητα στα ακροφύσια του στροβίλου. Οι πίδακες ατμού, που περνούν μέσα από το ακροφύσιο με συνεχή ροή, με υψηλή ταχύτητα, η οποία συχνά είναι ακόμη μεγαλύτερη από την ταχύτητα του ήχου, δρουν στα πτερύγια του στροβίλου. Αυτά τα στοιχεία είναι άκαμπτα στερεωμένα στον δίσκο, ο οποίος, με τη σειρά του, συνδέεται στενά με τον άξονα. Σε αυτό το χρονικό σημείο, η μηχανική ενέργεια του ατμού μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια των στροβίλων του ρότορα. Μιλώντας ακριβέστερα για την αρχή της λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού, το μηχανικό αποτέλεσμα επηρεάζει τον ρότορα της στροβιλογεννήτριας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο άξονας ενός συμβατικού ρότορα και η γεννήτρια συνδέονται στενά. Και μετά, υπάρχει μια αρκετά γνωστή, απλή και κατανοητή διαδικασία μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια σε μια συσκευή όπως μια γεννήτρια.

Κίνηση ατμού μετά τον ρότορα

Αφού οι υδρατμοί περάσουν από τον στρόβιλο, η πίεση και η θερμοκρασία του πέφτουν σημαντικά και εισέρχεται στο επόμενο τμήμα του σταθμού - τον συμπυκνωτή. Μέσα σε αυτό το στοιχείο, συμβαίνει η αντίστροφη μετατροπή του ατμού σε υγρό. Για να επιτευχθεί αυτό το έργο, υπάρχει νερό ψύξης μέσα στον συμπυκνωτή, το οποίο εισέρχεται εκεί μέσω σωλήνων που περνούν μέσα στα τοιχώματα της συσκευής. Αφού ο ατμός μετατραπεί ξανά σε νερό, αντλείται από μια αντλία συμπυκνώματος και εισέρχεται στο επόμενο διαμέρισμα - τον εξαεριστή. Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι το αντλούμενο νερό διέρχεται από τους αναγεννητικούς θερμαντήρες.

Το κύριο καθήκον του εξαεριστή είναι να αφαιρεί τα αέρια από το εισερχόμενο νερό. Ταυτόχρονα με τη λειτουργία καθαρισμού, το υγρό θερμαίνεται επίσης με τον ίδιο τρόπο όπωςσε αναγεννητικές θερμάστρες. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται η θερμότητα του ατμού, ο οποίος λαμβάνεται από αυτό που ακολουθεί στον στρόβιλο. Ο κύριος σκοπός της λειτουργίας απαέρωσης είναι να μειωθεί η περιεκτικότητα του υγρού σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα σε αποδεκτές τιμές. Αυτό βοηθά στη μείωση της ταχύτητας διάβρωσης στα μονοπάτια που παρέχουν νερό και ατμό.

Σταθμοί στο κάρβουνο

Υπάρχει μεγάλη εξάρτηση της αρχής λειτουργίας των θερμοηλεκτρικών σταθμών από τον τύπο του καυσίμου που χρησιμοποιείται. Από τεχνολογική άποψη, η πιο δύσκολη ουσία στην εφαρμογή είναι ο άνθρακας. Παρόλα αυτά, οι πρώτες ύλες αποτελούν την κύρια πηγή διατροφής σε τέτοιες εγκαταστάσεις, οι οποίες αντιπροσωπεύουν περίπου το 30% του συνολικού μεριδίου των σταθμών. Επιπλέον, σχεδιάζεται να αυξηθεί ο αριθμός τέτοιων αντικειμένων. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι ο αριθμός των λειτουργικών διαμερισμάτων που απαιτούνται για τη λειτουργία του σταθμού είναι πολύ μεγαλύτερος από ό,τι σε άλλους τύπους.

Πώς λειτουργούν οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί με καύση άνθρακα

Για να λειτουργεί συνεχώς ο σταθμός, κατά μήκος των σιδηροδρομικών γραμμών μεταφέρεται συνεχώς άνθρακας, ο οποίος εκφορτώνεται χρησιμοποιώντας ειδικές συσκευές εκφόρτωσης. Στη συνέχεια, υπάρχουν στοιχεία όπως οι μεταφορικοί ιμάντες, μέσω των οποίων ο μη φορτωμένος άνθρακας διοχετεύεται στην αποθήκη. Στη συνέχεια, το καύσιμο εισέρχεται στο εργοστάσιο σύνθλιψης. Εάν είναι απαραίτητο, είναι δυνατή η παράκαμψη της διαδικασίας παροχής άνθρακα στην αποθήκη και η μεταφορά του απευθείας στους θραυστήρες από τις συσκευές εκφόρτωσης. Αφού περάσει από αυτό το στάδιο, η θρυμματισμένη πρώτη ύλη εισέρχεται στην αποθήκη ακατέργαστου άνθρακα. Το επόμενο βήμα είναι η προμήθεια υλικού μέσωτροφοδότες για κονιοποιημένο κάρβουνο. Περαιτέρω, η σκόνη άνθρακα, χρησιμοποιώντας μια πνευματική μέθοδο μεταφοράς, τροφοδοτείται στο αποθήκη σκόνης άνθρακα. Περνώντας αυτό το μονοπάτι, η ουσία παρακάμπτει στοιχεία όπως ένας διαχωριστής και ένας κυκλώνας και από το bunker εισέρχεται ήδη μέσω των τροφοδοτικών απευθείας στους καυστήρες. Ο αέρας που διέρχεται από τον κυκλώνα αναρροφάται από τον ανεμιστήρα του μύλου, μετά τον οποίο τροφοδοτείται στον θάλαμο καύσης του λέβητα.

Επιπλέον, η κίνηση του αερίου μοιάζει με αυτό. Η πτητική ύλη που σχηματίζεται στο θάλαμο καύσης διέρχεται διαδοχικά μέσα από συσκευές όπως αγωγούς αερίου μιας μονάδας λέβητα και, στη συνέχεια, εάν χρησιμοποιείται σύστημα αναθέρμανσης, το αέριο τροφοδοτείται στους πρωτεύοντες και δευτερεύοντες υπερθερμαντήρες. Σε αυτό το διαμέρισμα, καθώς και στον εξοικονομητή νερού, το αέριο εκπέμπει τη θερμότητά του για να θερμάνει το ρευστό εργασίας. Στη συνέχεια, εγκαθίσταται ένα στοιχείο που ονομάζεται υπερθερμαντήρας αέρα. Εδώ, η θερμική ενέργεια του αερίου χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του εισερχόμενου αέρα. Αφού περάσει από όλα αυτά τα στοιχεία, η πτητική ουσία περνά στον συλλέκτη τέφρας, όπου καθαρίζεται από τέφρα. Στη συνέχεια, οι αντλίες καπνού αντλούν το αέριο και το απελευθερώνουν στην ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας ένα σωλήνα αερίου.

TPP και NPP

Αρκετά συχνά τίθεται το ερώτημα για το τι είναι κοινό μεταξύ θερμικών και πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και εάν υπάρχει ομοιότητα στις αρχές λειτουργίας θερμικών και πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.

Αν μιλήσουμε για τις ομοιότητές τους, τότε υπάρχουν αρκετές από αυτές. Πρώτον, και τα δύο είναι χτισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να χρησιμοποιούν έναν φυσικό πόρο για τη δουλειά τους, που είναι απολιθωμένο και ανασκαμμένο. Εκτός,μπορεί να σημειωθεί ότι και τα δύο αντικείμενα στοχεύουν στην παραγωγή όχι μόνο ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και θερμικής ενέργειας. Οι ομοιότητες στις αρχές λειτουργίας έγκεινται επίσης στο γεγονός ότι οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί και οι πυρηνικοί σταθμοί έχουν τουρμπίνες και ατμογεννήτριες που εμπλέκονται στη διαδικασία. Τα παρακάτω είναι μερικές μόνο από τις διαφορές. Σε αυτά περιλαμβάνεται το γεγονός ότι, για παράδειγμα, το κόστος κατασκευής και η ηλεκτρική ενέργεια που λαμβάνεται από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς είναι πολύ χαμηλότερο από ό,τι από τους πυρηνικούς σταθμούς. Όμως, από την άλλη, οι πυρηνικοί σταθμοί δεν μολύνουν την ατμόσφαιρα, εφόσον τα απόβλητα απορρίπτονται σωστά και δεν υπάρχουν ατυχήματα. Ενώ οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί, λόγω της αρχής λειτουργίας τους, εκπέμπουν συνεχώς επιβλαβείς ουσίες στην ατμόσφαιρα.

Εδώ έγκειται η κύρια διαφορά στη λειτουργία των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και των θερμοηλεκτρικών σταθμών. Εάν στις θερμικές εγκαταστάσεις, η θερμική ενέργεια από την καύση καυσίμου μεταφέρεται συχνότερα σε νερό ή μετατρέπεται σε ατμό, τότε στους πυρηνικούς σταθμούς η ενέργεια λαμβάνεται από τη σχάση των ατόμων ουρανίου. Η προκύπτουσα ενέργεια αποκλίνει για να θερμάνει μια ποικιλία ουσιών και το νερό χρησιμοποιείται εδώ αρκετά σπάνια. Επιπλέον, όλες οι ουσίες βρίσκονται σε κλειστά σφραγισμένα κυκλώματα.

Παροχή θερμότητας

Σε ορισμένους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, τα σχέδιά τους ενδέχεται να προβλέπουν ένα τέτοιο σύστημα που να θερμαίνει τον ίδιο τον σταθμό ηλεκτροπαραγωγής, καθώς και το παρακείμενο χωριό, εάν υπάρχει. Στους θερμαντήρες δικτύου αυτής της μονάδας, λαμβάνεται ατμός από τον στρόβιλο και υπάρχει επίσης ειδική γραμμή για την αφαίρεση συμπυκνωμάτων. Το νερό τροφοδοτείται και εκκενώνεται μέσω ειδικού συστήματος σωληνώσεων. Η ηλεκτρική ενέργεια που θα παραχθεί με αυτόν τον τρόπο εκτρέπεται από την ηλεκτρική γεννήτρια και μεταφέρεται στον καταναλωτή,περνώντας μέσα από μετασχηματιστές ανόδου.

Κύριος εξοπλισμός

Αν μιλάμε για τα κύρια στοιχεία που λειτουργούν σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, τότε αυτά είναι λεβητοστάσια, καθώς και εγκαταστάσεις στροβίλων σε συνδυασμό με ηλεκτρική γεννήτρια και συμπυκνωτή. Η κύρια διαφορά μεταξύ του κύριου εξοπλισμού και του πρόσθετου εξοπλισμού είναι ότι έχει τυπικές παραμέτρους ως προς την ισχύ, την παραγωγικότητα, τις παραμέτρους ατμού, καθώς και την ισχύ τάσης και ρεύματος κ.λπ. Μπορεί επίσης να σημειωθεί ότι ο τύπος και ο αριθμός των βασικών Τα στοιχεία επιλέγονται ανάλογα με το πόση ισχύ πρέπει να λάβετε από ένα TPP, καθώς και από τον τρόπο λειτουργίας του. Μια κινούμενη εικόνα της αρχής λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση αυτού του ζητήματος με περισσότερες λεπτομέρειες.