طبق تعریف عمومی پذیرفته شده، نیروگاه های حرارتی- اینها نیروگاه هایی هستند که با تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی چرخش شفت ژنراتور برق تولید می کنند.

اول TPPدر پایان قرن نوزدهم در نیویورک (1882) ظاهر شد و در سال 1883 اولین نیروگاه حرارتی در روسیه (سن پترزبورگ) ساخته شد. از زمان ظهور آنها، این نیروگاه های حرارتی هستند که با توجه به نیازهای روزافزون انرژی در آغاز عصر تکنولوژیک، بیشترین گسترش را پیدا کرده اند. تا اواسط دهه 70 قرن گذشته، بهره برداری از نیروگاه های حرارتی روش غالب تولید برق بود. به عنوان مثال، در ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی، سهم نیروگاه های حرارتی در بین تمام برق دریافتی 80٪ و در سراسر جهان - حدود 73-75٪ بود.

تعریف ارائه شده در بالا، اگرچه گنجانده است، اما همیشه واضح نیست. بیایید سعی کنیم به زبان خودمان توضیح دهیم اصل کلیبهره برداری از نیروگاه های حرارتی از هر نوع.

تولید برق در نیروگاه های حرارتیطی مراحل متوالی زیادی رخ می دهد، اما اصل کلی عملکرد آن بسیار ساده است. ابتدا سوخت در یک محفظه احتراق ویژه (دیگ بخار) سوزانده می شود که مقدار زیادی گرما آزاد می کند که آب در حال گردش از طریق سیستم های لوله مخصوص واقع در داخل دیگ بخار را به بخار تبدیل می کند. افزایش مداوم فشار بخار، روتور توربین را می چرخاند که انرژی دورانی را به محور ژنراتور منتقل می کند و در نتیجه جریان الکتریکی تولید می شود.

سیستم بخار/آب بسته است. بخار پس از عبور از توربین، متراکم شده و مجدداً به آب تبدیل می شود که علاوه بر آن از سیستم هیتر عبور کرده و دوباره وارد دیگ بخار می شود.

انواع مختلفی از نیروگاه های حرارتی وجود دارد. در حال حاضر، در میان نیروگاه های حرارتی بیشترین نیروگاه های توربین بخار حرارتی (TPES). در نیروگاه هایی از این نوع، انرژی حرارتی سوخت سوخته در یک مولد بخار استفاده می شود که در آن فشار بسیار بالایی از بخار آب حاصل می شود و روتور توربین و بر این اساس ژنراتور را به حرکت در می آورد. این نیروگاه های حرارتی از نفت کوره یا گازوئیل به عنوان سوخت و همچنین گاز طبیعیزغال سنگ، پیت، شیل و به عبارت دیگر انواع سوخت. راندمان TPES حدود 40٪ است و قدرت آنها می تواند به 3-6 گیگاوات برسد.

GRES (نیروگاه منطقه ای ایالتی)- یک نام نسبتاً شناخته شده و آشنا. این چیزی نیست جز یک نیروگاه توربین بخار حرارتی، مجهز به توربین های چگالشی ویژه که از انرژی گازهای خروجی استفاده نمی کند و آن را به گرما تبدیل نمی کند، مثلاً برای گرم کردن ساختمان ها. به این گونه نیروگاه ها، نیروگاه های چگالشی نیز می گویند.

در همین مورد اگر TPESمجهز به توربین های گرمایشی مخصوص که انرژی ثانویه بخار اگزوز را به انرژی حرارتی مورد استفاده برای نیازهای خدمات شهری یا صنعتی تبدیل می کند، سپس این نیروگاه های حرارتی و نیروگاهی ترکیبی یا نیروگاه های حرارتی و برق ترکیبی هستند. به عنوان مثال، در اتحاد جماهیر شوروی، نیروگاه های ناحیه ایالتی حدود 65٪ از برق تولید شده توسط نیروگاه های توربین بخار و بر این اساس، 35٪ - برای نیروگاه های حرارتی را تشکیل می دادند.

انواع دیگری از نیروگاه های حرارتی نیز وجود دارد. در نیروگاه های توربین گازی یا GTPP، ژنراتور توسط یک توربین گاز می چرخد. گاز طبیعی یا سوخت مایع (دیزل، نفت کوره) به عنوان سوخت در چنین نیروگاه های حرارتی استفاده می شود. با این حال، راندمان چنین نیروگاه هایی بسیار بالا نیست، در حدود 27-29٪، بنابراین آنها عمدتا به عنوان منابع پشتیبان برق برای پوشش بارهای پیک در شبکه الکتریکی یا برای تامین برق به شهرک های کوچک استفاده می شوند.

نیروگاه های حرارتیدارای واحد توربین بخار و گاز (SGPP). این نیروگاه ها از نوع ترکیبی هستند. آنها مجهز به مکانیزم توربین بخار و توربین گاز هستند و راندمان آنها به 41-44٪ می رسد. این نیروگاه ها همچنین امکان بازیابی گرما و تبدیل آن به انرژی حرارتی مورد استفاده برای گرمایش ساختمان ها را فراهم می کنند.

عیب اصلی تمام نیروگاه های حرارتی نوع سوخت مصرفی است. همه انواع سوختی که در نیروگاه های حرارتی استفاده می شود منابع طبیعی غیرقابل جایگزینی هستند که به آرامی اما به طور پیوسته در حال اتمام هستند. به همین دلیل است که در حال حاضر همزمان با استفاده از نیروگاه های هسته ای، مکانیسمی برای تولید برق با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر یا سایر منابع انرژی جایگزین در حال توسعه است.

چیست و اصول کار نیروگاه های حرارتی چیست؟ تعریف کلی چنین اشیایی تقریباً به شرح زیر است - اینها نیروگاه هایی هستند که انرژی طبیعی را به انرژی الکتریکی پردازش می کنند. برای این منظور از سوخت با منشاء طبیعی نیز استفاده می شود.

اصل عملکرد نیروگاه های حرارتی شرح مختصر

امروزه دقیقاً در چنین تأسیساتی است که احتراق گسترده ترین است که انرژی حرارتی را آزاد می کند. وظیفه نیروگاه های حرارتی استفاده از این انرژی برای تولید انرژی الکتریکی است.

اصل کار نیروگاه های حرارتی نه تنها تولید، بلکه تولید انرژی حرارتی است که به شکل در اختیار مصرف کنندگان قرار می گیرد. آب گرمبه عنوان مثال علاوه بر این، این تاسیسات انرژی حدود 76 درصد از کل برق را تولید می کنند. این استفاده گسترده به این دلیل است که در دسترس بودن سوخت های فسیلی برای بهره برداری از ایستگاه بسیار زیاد است. دلیل دوم این بود که انتقال سوخت از محل استحصال آن به خود جایگاه یک عملیات نسبتاً ساده و کارآمد است. اصول عملکرد نیروگاه های حرارتی به گونه ای طراحی شده است که بتوان از گرمای اتلاف سیال عامل برای تامین ثانویه آن به مصرف کننده استفاده کرد.

تفکیک ایستگاه ها بر اساس نوع

شایان ذکر است که ایستگاه های حرارتیبسته به نوع تولید آنها را می توان به انواع تقسیم کرد. اگر اصل کار یک نیروگاه حرارتی فقط تولید انرژی الکتریکی باشد (یعنی انرژی حرارتی مصرف کننده را تامین نکند) به آن نیروگاه چگالشی (CES) می گویند.

تاسیسات در نظر گرفته شده برای تولید انرژی الکتریکی، برای تامین بخار و همچنین تامین آب گرم مصرف کننده، به جای توربین های چگالشی، دارای توربین بخار می باشد. همچنین در چنین عناصر ایستگاه یک استخراج بخار متوسط ​​یا یک دستگاه فشار برگشتی وجود دارد. مزیت اصلی و اصل عملیاتی این نوع نیروگاه حرارتی (CHP) این است که از بخار زباله به عنوان منبع گرما نیز استفاده می شود و در اختیار مصرف کنندگان قرار می گیرد. این امر باعث کاهش اتلاف حرارت و مقدار آب خنک کننده می شود.

اصول اولیه عملیات نیروگاه های حرارتی

قبل از اینکه به اصل عملیات خود بپردازیم، لازم است دقیقاً بفهمیم کدام ایستگاه ما در مورد. طراحی استاندارد چنین تأسیساتی شامل سیستمی مانند گرمایش متوسط ​​بخار است. لازم است زیرا راندمان حرارتی یک مدار با سوپرگرم متوسط ​​بیشتر از یک سیستم بدون آن خواهد بود. اگر صحبت کنیم به زبان ساده، اصل عملکرد یک نیروگاه حرارتی با چنین طرحی با همان پارامترهای اولیه و نهایی مشخص شده بسیار کارآمدتر از بدون آن خواهد بود. از همه اینها می توان نتیجه گرفت که اساس عملکرد ایستگاه سوخت آلی و هوای گرم است.

طرح عملیاتی

اصل عملیات نیروگاه حرارتی به شرح زیر ساخته شده است. مواد سوختی و همچنین اکسید کننده، که نقش آن اغلب توسط هوای گرم شده ایفا می شود، در یک جریان مداوم به کوره دیگ بخار تغذیه می شود. موادی مانند زغال سنگ، نفت، نفت کوره، گاز، شیل و ذغال سنگ نارس می توانند به عنوان سوخت عمل کنند. اگر در مورد رایج ترین سوخت در قلمرو صحبت کنیم فدراسیون روسیه، سپس گرد و غبار زغال سنگ است. علاوه بر این، اصل عملکرد نیروگاه های حرارتی به گونه ای ساخته شده است که گرمای تولید شده از سوختن سوخت، آب موجود در دیگ بخار را گرم می کند. در نتیجه حرارت دادن، مایع به بخار اشباع تبدیل می شود که از طریق خروجی بخار وارد توربین بخار می شود. هدف اصلی این دستگاه در ایستگاه تبدیل انرژی بخار ورودی به انرژی مکانیکی است.

تمام عناصر توربین که می توانند حرکت کنند به طور نزدیک به شفت متصل هستند، در نتیجه آنها به عنوان یک مکانیسم منفرد می چرخند. برای چرخاندن شفت، توربین بخارانرژی جنبشی بخار به روتور منتقل می شود.

قسمت مکانیکی ایستگاه

طراحی و اصل عملکرد یک نیروگاه حرارتی در قسمت مکانیکی آن با عملکرد روتور مرتبط است. بخاری که از توربین می آید فشار و دمای بسیار بالایی دارد. به همین دلیل انرژی داخلی بالایی از بخار ایجاد می شود که از دیگ به داخل نازل های توربین جریان می یابد. جت های بخار که با جریان پیوسته از نازل عبور می کنند، با سرعت بالا که اغلب حتی از سرعت صوت هم بیشتر است، بر روی پره های توربین عمل می کنند. این عناصر به طور سفت و سخت به دیسک ثابت می شوند، که به نوبه خود، از نزدیک به شفت متصل است. در این نقطه از زمان، انرژی مکانیکی بخار به انرژی مکانیکی توربین های روتور تبدیل می شود. اگر دقیقاً در مورد اصل عملکرد نیروگاه های حرارتی صحبت کنیم ، تأثیر مکانیکی روی روتور توربوژنراتور تأثیر می گذارد. این به دلیل این واقعیت است که شفت یک روتور معمولی و ژنراتور به شدت به یکدیگر متصل شده اند. و سپس یک فرآیند نسبتاً شناخته شده، ساده و قابل درک برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی در دستگاهی مانند ژنراتور وجود دارد.

حرکت بخار بعد از روتور

پس از عبور بخار آب از توربین، فشار و دمای آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و وارد قسمت بعدی ایستگاه - کندانسور می شود. در داخل این عنصر، بخار دوباره به مایع تبدیل می شود. برای انجام این کار، آب خنک کننده در داخل کندانسور وجود دارد که از طریق لوله هایی که در داخل دیواره های دستگاه جریان دارند، در آنجا تامین می شود. پس از اینکه بخار دوباره به آب تبدیل شد، توسط یک پمپ میعانات گازی به بیرون پمپ می شود و وارد محفظه بعدی - هواگیر می شود. همچنین توجه به این نکته مهم است که آب پمپ شده از بخاری های احیا کننده عبور می کند.

وظیفه اصلی هواگیر حذف گازها از آب ورودی است. همزمان با عملیات تمیز کردن، مایع مانند بخاری های احیا کننده گرم می شود. برای این منظور از گرمای بخار استفاده می شود که از بخاری که به داخل توربین می رود گرفته می شود. هدف اصلی از عملیات هوازدایی کاهش میزان اکسیژن و دی اکسید کربن در مایع به مقادیر قابل قبول است. این به کاهش نرخ خوردگی در مسیرهایی که آب و بخار از طریق آن تامین می شود کمک می کند.

ایستگاه های زغال سنگ

اصل کار نیروگاه های حرارتی وابستگی زیادی به نوع سوخت مصرفی دارد. از نقطه نظر فن آوری، سخت ترین ماده برای اجرا زغال سنگ است. با وجود این، مواد خام منبع اصلی نیرو در چنین تأسیساتی است که تعداد آنها تقریباً 30 درصد از کل سهم ایستگاه ها است. علاوه بر این، قرار است تعداد چنین اشیایی افزایش یابد. همچنین شایان ذکر است که تعداد محفظه های کاربردی مورد نیاز برای عملکرد ایستگاه بسیار بیشتر از انواع دیگر است.

نیروگاه های حرارتی چگونه با سوخت زغال سنگ کار می کنند؟

برای اینکه ایستگاه به طور مداوم کار کند، خطوط راه آهنزغال سنگ به طور مداوم وارد می شود که با استفاده از دستگاه های تخلیه مخصوص تخلیه می شود. سپس عناصری مانند ذغال سنگ تخلیه شده از طریق آن به انبار عرضه می شود. سپس سوخت وارد کارخانه سنگ شکن می شود. در صورت لزوم می توان فرآیند تحویل زغال سنگ به انبار را دور زد و مستقیماً از دستگاه های تخلیه به سنگ شکن ها منتقل کرد. پس از گذراندن این مرحله، مواد اولیه خرد شده وارد پناهگاه زغال سنگ خام می شود. گام بعدی این است که مواد را از طریق فیدرها به کارخانه های زغال سنگ پودر شده عرضه کنید. سپس، گرد و غبار زغال سنگ، با استفاده از روش حمل و نقل پنوماتیک، به مخزن گرد و غبار زغال سنگ وارد می شود. در طول این مسیر، این ماده عناصری مانند جداکننده و سیکلون را دور می زند و از قیف از طریق فیدرها مستقیماً به مشعل ها جریان می یابد. هوای عبوری از سیکلون توسط فن آسیاب مکیده شده و سپس وارد محفظه احتراق دیگ می شود.

علاوه بر این، حرکت گاز تقریباً به صورت زیر است. ماده فرار تشکیل شده در محفظه دیگ احتراق به طور متوالی از دستگاه هایی مانند مجرای گاز دیگ بخار عبور می کند، سپس در صورت استفاده از سیستم گرمایش مجدد بخار، گاز به سوپرهیتر اولیه و ثانویه عرضه می شود. در این محفظه و همچنین در اکونومایزر آب، گاز برای گرم کردن سیال کار گرمای خود را از دست می دهد. سپس عنصری به نام سوپرهیتر هوا نصب می شود. در اینجا انرژی حرارتی گاز برای گرم کردن هوای ورودی استفاده می شود. پس از عبور از تمام این عناصر، ماده فرار به جمع کننده خاکستر می رود و در آنجا از خاکستر پاک می شود. پس از این، پمپ های دود گاز را بیرون می کشند و با استفاده از یک لوله گاز آن را به اتمسفر رها می کنند.

نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های هسته ای

غالباً این سؤال مطرح می شود که چه چیزی بین نیروگاه های حرارتی مشترک است و آیا شباهت هایی در اصول عملکرد نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های هسته ای وجود دارد یا خیر.

اگر در مورد شباهت های آنها صحبت کنیم، چندین مورد از آنها وجود دارد. اولاً هر دوی آنها به گونه ای ساخته شده اند که استفاده می کنند منبع طبیعیفسیل بودن و بریده شدن. علاوه بر این، می توان اشاره کرد که هدف هر دو شیء نه تنها تولید است انرژی الکتریکی، بلکه حرارتی است. شباهت ها در اصول عملیاتی همچنین در این واقعیت نهفته است که نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های هسته ای دارای توربین ها و ژنراتورهای بخار هستند که در فرآیند بهره برداری دخیل هستند. علاوه بر این فقط برخی تفاوت ها وجود دارد. از جمله این واقعیت است که به عنوان مثال، هزینه ساخت و ساز و برق به دست آمده از نیروگاه های حرارتی بسیار کمتر از نیروگاه های هسته ای است. اما از سوی دیگر، نیروگاه های هسته ای تا زمانی که زباله ها به درستی دفع شوند و حادثه ای رخ ندهد، جو را آلوده نمی کنند. در حالی که نیروگاه های حرارتی به دلیل اصل کارکرد خود، دائماً مواد مضر را در جو منتشر می کنند.

تفاوت اصلی در عملکرد نیروگاه های هسته ای و نیروگاه های حرارتی در اینجا نهفته است. اگر در تاسیسات حرارتی، انرژی حرارتی حاصل از احتراق سوخت اغلب به آب یا بخار تبدیل می شود، در نیروگاه های هسته ای انرژی از شکافت اتم های اورانیوم گرفته می شود. انرژی حاصل از آن برای گرم کردن مواد مختلف استفاده می شود و آب در اینجا به ندرت استفاده می شود. علاوه بر این، تمام مواد در مدارهای بسته و مهر و موم شده قرار دارند.

گرمایش منطقه ای

در برخی از نیروگاه های حرارتی، طراحی آنها ممکن است شامل سیستمی باشد که گرمایش خود نیروگاه و همچنین روستای مجاور را در صورت وجود انجام می دهد. به بخاری های شبکه ای این تاسیسات، بخار از توربین گرفته می شود و همچنین یک خط مخصوص برای حذف میعانات وجود دارد. آب از طریق یک سیستم خط لوله ویژه تامین و تخلیه می شود. انرژی الکتریکی که از این طریق تولید خواهد شد از ژنراتور الکتریکی خارج شده و با عبور از ترانسفورماتورهای استپ آپ به مصرف کننده منتقل می شود.

تجهیزات اصلی

اگر در مورد عناصر اصلی مورد استفاده در نیروگاه های حرارتی صحبت کنیم، اینها اتاق های دیگ بخار و همچنین واحدهای توربین جفت شده با ژنراتور الکتریکی و خازن هستند. تفاوت اصلی تجهیزات اصلی با تجهیزات اضافی این است که دارای پارامترهای استاندارد از نظر قدرت، بهره وری، پارامترهای بخار و همچنین ولتاژ و جریان و ... می باشد. همچنین می توان به نوع و تعداد عناصر اصلی اشاره کرد. بسته به میزان توان مورد نیاز برای بدست آوردن یک نیروگاه حرارتی و همچنین حالت عملکرد آن انتخاب می شوند. انیمیشنی از اصل عملکرد نیروگاه های حرارتی می تواند به درک بیشتر این موضوع کمک کند.

نیروگاه حرارتی

نیروگاه حرارتی

(TPP)، نیروگاهی است که در نتیجه سوزاندن سوخت آلی، انرژی حرارتی به دست می آید و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. نیروگاه های حرارتی عمده ترین نوع نیروگاه ها هستند کشورهای توسعه یافته 70-80٪ (در روسیه در سال 2000 - حدود 67٪). نیروی حرارتی در نیروگاه های حرارتی برای گرم کردن آب و تولید بخار (در نیروگاه های توربین بخار) یا برای تولید گازهای داغ (در نیروگاه های توربین گاز) استفاده می شود. برای تولید گرما، مواد آلی در واحدهای دیگ بخار نیروگاه های حرارتی سوزانده می شود. زغال سنگ، گاز طبیعی، نفت کوره و مواد قابل احتراق به عنوان سوخت استفاده می شود. در نیروگاه های توربین بخار حرارتی (TSPP)، بخار تولید شده در مولد بخار (واحد دیگ بخار) می چرخد. توربین بخارمتصل به ژنراتور برق چنین نیروگاه هایی تقریباً تمام برق تولید شده توسط نیروگاه های حرارتی (99%) را تولید می کنند. راندمان آنها نزدیک به 40٪، ظرفیت نصب شده واحد نزدیک به 3 مگاوات است. سوخت آنها زغال سنگ، نفت کوره، ذغال سنگ نارس، شیل، گاز طبیعی و غیره است. نیروگاه هایی با توربین های بخار تولید همزمان که گرمای بخار زباله در آنها بازیافت و به مصرف کنندگان صنعتی یا شهری عرضه می شود، نامیده می شوند. نیروگاه های حرارتیآنها تقریباً 33 درصد از برق تولید شده توسط نیروگاه های حرارتی را تولید می کنند. در نیروگاه های دارای توربین های متراکم، تمام بخار خروجی متراکم شده و به صورت مخلوط آب و بخار برای استفاده مجدد به واحد دیگ بازگردانده می شود. چنین نیروگاه های چگالشی (CPS) تقریباً تولید می کنند.

67 درصد برق تولید شده در نیروگاه های حرارتی نام رسمی چنین نیروگاه هایی در روسیه، نیروگاه برق ناحیه دولتی (GRES) است.

توربین های بخار نیروگاه های حرارتی معمولاً مستقیماً به ژنراتورهای الکتریکی و بدون چرخ دنده های میانی متصل می شوند و یک واحد توربین را تشکیل می دهند. علاوه بر این، به عنوان یک قاعده، یک واحد توربین با یک ژنراتور بخار در یک واحد نیرو ترکیب می شود، که سپس TPES قدرتمند از آن جمع می شود. گاز یا سوخت مایع در محفظه های احتراق نیروگاه های حرارتی توربین گاز سوزانده می شود. محصولات احتراق به دست آمده ارسال می شود توربین گاز ، چرخاندن ژنراتور الکتریکی. قدرت چنین نیروگاه ها، به عنوان یک قاعده، چند صد مگاوات است، بازده 26-28٪ است. نیروگاه های توربین گاز معمولاً همراه با نیروگاه توربین بخار ساخته می شوند تا بارهای الکتریکی اوج را پوشش دهند. به طور متعارف، نیروگاه های حرارتی نیز شاملنیروگاه های هسته ای (نیروگاه هسته ای)نیروگاه های زمین گرمایی ژنراتورهای مغناطیسی هیدرودینامیکی. اولین نیروگاه های حرارتی زغال سنگ در سال 1882 در نیویورک و در سال 1883 در سن پترزبورگ ظاهر شدند.

دایره المعارف "تکنولوژی". - م.: روزمان. 2006 .

در لغت نامه های دیگر ببینید "نیروگاه حرارتی" چیست:

نیروگاه حرارتی- (TPP) - یک نیروگاه برق (مجموعه ای از تجهیزات، تاسیسات، تجهیزات) که انرژی الکتریکی را در نتیجه تبدیل انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت آلی تولید می کند. در حال حاضر در بین نیروگاه های حرارتی... ... خرد دایره المعارف نفت و گاز

نیروگاه حرارتی- نیروگاهی که انرژی شیمیایی یک سوخت را به انرژی الکتریکی یا انرژی الکتریکی و گرما تبدیل می کند. [GOST 19431 84] EN نیروگاه حرارتی نیروگاهی است که در آن برق از طریق تبدیل انرژی حرارتی تولید می‌شود. راهنمای مترجم فنی

نیروگاه حرارتی- نیروگاهی که در نتیجه تبدیل انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت های فسیلی انرژی الکتریکی تولید می کند... فرهنگ لغت جغرافیا

- (TPP) انرژی الکتریکی را در نتیجه تبدیل انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت آلی تولید می کند. انواع اصلی نیروگاه های حرارتی: توربین بخار (غلبه)، توربین گاز و دیزل. گاهی نیروگاه های حرارتی مشروط به... ... فرهنگ لغت بزرگ دایره المعارفی

نیروگاه حرارتی- (TPP) شرکتی برای تولید انرژی الکتریکی در نتیجه تبدیل انرژی آزاد شده در طی احتراق سوخت آلی. قسمت های اصلی نیروگاه حرارتی عبارتند از: تاسیسات دیگ بخار، توربین بخار و ژنراتور الکتریکی که تبدیل مکانیکی... ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

نیروگاه حرارتی- CCGT 16. نیروگاه حرارتی مطابق با GOST 19431 84 منبع: GOST 26691 85: مهندسی برق حرارتی. اصطلاحات و تعاریف سند اصلی ... فرهنگ لغت - کتاب مرجع شرایط اسناد هنجاری و فنی

- (TPP)، در نتیجه تبدیل انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت آلی، انرژی الکتریکی تولید می کند. نیروگاه های حرارتی با سوخت جامد، مایع، گاز و مخلوط (زغال سنگ، نفت کوره، گاز طبیعی، کمتر قهوه ای...) کار می کنند. دایره المعارف جغرافیایی

- (TPP)، در نتیجه تبدیل انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت آلی، انرژی الکتریکی تولید می کند. انواع اصلی نیروگاه های حرارتی: توربین بخار (غلبه)، توربین گاز و دیزل. گاهی نیروگاه های حرارتی مشروط به... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

نیروگاه حرارتی- šiluminė elektrinė statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. نیروگاه حرارتی؛ ایستگاه حرارتی vok. Wärmekraftwerk، n rus. نیروگاه حرارتی، f pranc. centrale électrothermique, f; centrale thermoélectrique, f … Automatikos Terminų žodynas

نیروگاه حرارتی- šiluminė elektrinė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. نیروگاه حرارتی؛ نیروگاه بخار vok. Wärmekraftwerk، n rus. نیروگاه حرارتی، f; نیروگاه حرارتی، f pranc. centrale électrothermique, f; centrale thermique, f; استفاده… … فیزیک پایانی

- (TPP) نیروگاهی که در نتیجه تبدیل انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت های فسیلی، انرژی الکتریکی تولید می کند. اولین نیروگاه های حرارتی در پایان قرن نوزدهم ظاهر شدند. (در سال 1882 در نیویورک، 1883 در سن پترزبورگ، 1884 در ... ... دایره المعارف بزرگ شوروی

اصل عملکرد یک نیروگاه حرارتی و برق ترکیبی (CHP) بر اساس ویژگی منحصر به فرد بخار آب است - خنک کننده بودن. در حالت گرم، تحت فشار، به منبع انرژی قدرتمندی تبدیل می‌شود که توربین‌های نیروگاه‌های حرارتی (CHP) را به حرکت در می‌آورد - میراث دوران دور بخار بخار.

اولین نیروگاه حرارتی در نیویورک در خیابان پرل (منهتن) در سال 1882 ساخته شد. یک سال بعد، سنت پترزبورگ زادگاه اولین ایستگاه حرارتی روسیه شد. اگرچه عجیب به نظر می رسد، حتی در عصر تکنولوژی پیشرفته ما، نیروگاه های حرارتی هنوز جایگزین کاملی پیدا نکرده اند: سهم آنها در بخش انرژی جهان بیش از 60٪ است.

و یک توضیح ساده برای این وجود دارد که حاوی مزایا و معایب انرژی حرارتی است. "خون" آن سوخت آلی است - زغال سنگ، نفت کوره، شیل نفتی، ذغال سنگ نارس و گاز طبیعی هنوز نسبتاً قابل دسترسی هستند و ذخایر آنها بسیار زیاد است.

عیب بزرگ این است که محصولات احتراق سوخت آسیب جدی به محیط زیست وارد می کنند. بله، و انبار طبیعی روزی به طور کامل تخلیه خواهد شد و هزاران نیروگاه حرارتی به "آثار تاریخی" زنگ زده تمدن ما تبدیل خواهند شد.

اصل عملیات

برای شروع، ارزش تعریف اصطلاحات "CHP" و "CHP" را دارد. به زبان ساده، آنها خواهر هستند. یک نیروگاه حرارتی "پاک" - TPP منحصراً برای تولید برق طراحی شده است. نام دیگر آن "نیروگاه چگالشی" - IES است.

نیروگاه ترکیبی حرارت و برق - CHP - نوعی نیروگاه حرارتی. علاوه بر تولید برق، آب گرم سیستم گرمایش مرکزی و نیازهای خانگی را تامین می کند.

طرح عملیاتی یک نیروگاه حرارتی بسیار ساده است. سوخت و هوای گرم شده - یک اکسید کننده - به طور همزمان وارد کوره می شوند. رایج ترین سوخت در نیروگاه های حرارتی روسیه زغال سنگ خرد شده است. گرمای حاصل از احتراق گرد و غبار زغال سنگ، آب ورودی به دیگ بخار را به بخار تبدیل می کند و سپس تحت فشار به توربین بخار می رسد. جریان قدرتمند بخار باعث چرخش آن می شود و روتور ژنراتور را به حرکت در می آورد که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

در مرحله بعد ، بخار که قبلاً به طور قابل توجهی شاخص های اولیه خود - دما و فشار را از دست داده است - وارد کندانسور می شود ، جایی که پس از یک "دوش آب" سرد دوباره به آب تبدیل می شود. سپس پمپ میعانات گازی آن را به بخاری های احیا کننده و سپس به هواگیر پمپ می کند. در آنجا، آب از گازها - اکسیژن و CO 2 آزاد می شود که می تواند باعث خوردگی شود. پس از این، آب دوباره از بخار گرم می شود و دوباره به دیگ بخار می رسد.

تامین حرارت

دومین کارکرد کم اهمیت CHP ارائه است آب گرم(فری)، در نظر گرفته شده برای سیستم های گرمایش مرکزی شهرک های مجاور و استفاده خانگی. در هیترهای مخصوص، آب سرد در تابستان تا 70 درجه و در زمستان 120 درجه گرم می شود و پس از آن توسط پمپ های شبکه به یک محفظه اختلاط مشترک می رسد و سپس از طریق سیستم اصلی گرمایش به مصرف کنندگان می رسد. منابع آب در نیروگاه حرارتی به طور مداوم پر می شود.

نیروگاه های حرارتی گازسوز چگونه کار می کنند؟

در مقایسه با نیروگاه های حرارتی زغال سنگ، نیروگاه های حرارتی با واحدهای توربین گازی بسیار فشرده تر و سازگارتر با محیط زیست هستند. کافی است بگوییم که چنین ایستگاهی نیازی به دیگ بخار ندارد. یک واحد توربین گاز در اصل همان موتور هواپیمای توربوجت است که بر خلاف آن، جریان جت در جو منتشر نمی شود، بلکه روتور ژنراتور را می چرخاند. در عین حال، انتشار محصولات احتراق حداقل است.

فن آوری های جدید احتراق زغال سنگ

راندمان نیروگاه های حرارتی مدرن به 34 درصد محدود شده است. اکثریت قریب به اتفاق نیروگاه های حرارتی هنوز با زغال سنگ کار می کنند، که می توان آن را به سادگی توضیح داد - ذخایر زغال سنگ روی زمین هنوز بسیار زیاد است، بنابراین سهم نیروگاه های حرارتی در کل حجم برق تولید شده حدود 25٪ است.

فرآیند سوزاندن زغال سنگ تقریباً برای چندین دهه بدون تغییر باقی مانده است. با این حال، فن آوری های جدید در اینجا نیز آمده است.

ویژگی این روش این است که به جای هوا، از اکسیژن خالص جدا شده از هوا به عنوان عامل اکسید کننده هنگام سوزاندن گرد و غبار زغال سنگ استفاده می شود. در نتیجه، یک ناخالصی مضر - NOx - از گازهای دودکش حذف می شود. ناخالصی‌های مضر باقی‌مانده از طریق چندین مرحله تصفیه فیلتر می‌شوند. CO 2 باقی مانده در خروجی به ظروف تحت فشار بالا پمپ می شود و در عمق تا 1 کیلومتری دفن می شود.

روش "گرفتن سوخت اکسیژن".

در اینجا نیز هنگام سوزاندن زغال سنگ از اکسیژن خالص به عنوان یک عامل اکسید کننده استفاده می شود. فقط بر خلاف روش قبلی، در لحظه احتراق، بخار تشکیل می شود و باعث چرخش توربین می شود. سپس خاکستر و اکسیدهای گوگرد از گازهای دودکش خارج شده، خنک سازی و میعان انجام می شود. دی اکسید کربن باقی مانده تحت فشار 70 اتمسفر به تبدیل می شود حالت مایعو در زیر زمین قرار می گیرد.

روش پیش احتراق

زغال سنگ در حالت "عادی" - در دیگ بخار مخلوط با هوا سوزانده می شود. پس از این، خاکستر و SO 2 - اکسید گوگرد حذف می شود. در مرحله بعد، CO 2 با استفاده از یک جاذب مایع ویژه حذف می شود و پس از آن توسط دفن دفع می شود.

پنج تا از قدرتمندترین نیروگاه های حرارتی جهان

این مسابقات متعلق به نیروگاه حرارتی چینی Tuoketuo با ظرفیت 6600 مگاوات (5 واحد نیرو در 1200 مگاوات) است که مساحتی معادل 2.5 متر مربع را اشغال می کند. کیلومتر پس از آن "هموطن" خود - نیروگاه حرارتی تایچونگ با ظرفیت 5824 مگاوات قرار دارد. سه نفر برتر توسط بزرگترین در روسیه Surgutskaya GRES-2 - 5597.1 مگاوات بسته شده است. در جایگاه چهارم، نیروگاه حرارتی بلچاتوف لهستان - 5354 مگاوات، و پنجمین نیروگاه Futtsu CCGT (ژاپن) - یک نیروگاه حرارتی گازی با ظرفیت 5040 مگاوات است.

تا دیروز، در ذهن من، تمام نیروگاه های زغال سنگ تقریباً یکسان بودند و مجموعه فیلم های ترسناک ایده آلی بودند. با ساختارهایی که در اثر زمان سیاه شده اند، دیگ ها، توربین ها، میلیون ها لوله مختلف و شبکه های حیله گر آنها با لایه سخاوتمندانه ای از غبار سیاه زغال سنگ. کارگران کمیاب، بیشتر شبیه معدنچیان، در حال تعمیر چند واحد پیچیده در روشنایی اندک لامپ های گازی سبز هستند، اینجا و آنجا، خش خش، ابرهای بخار و دود فرار می کنند، گودال های غلیظی از مایعات تیره رنگ روی زمین ریخته شده است، چیزی همه جا چکه می کند اینگونه بود که ایستگاه های زغال سنگ را دیدم و فکر کردم که سن آنها در حال سپری شدن است. فکر کردم آینده متعلق به گاز است.

معلوم است که اصلا.

دیروز از جدیدترین واحد نیروگاه زغال سنگ نیروگاه برق منطقه ایالتی Cherepetskaya در منطقه تولا. معلوم می شود که ایستگاه های زغال سنگ مدرن اصلا کثیف نیستند و دود ناشی از دودکش های آنها غلیظ یا سیاه نیست.

1. چند کلمه در مورد اصل عملکرد GRES. آب، سوخت و هوای اتمسفر با استفاده از پمپ های تحت فشار بالا به دیگ تامین می شود. فرآیند احتراق در کوره دیگ بخار اتفاق می افتد - انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرارتی تبدیل می شود. آب در جریان است سیستم لولهدر داخل دیگ بخار قرار دارد.

3. توربین بخار، ژنراتور الکتریکی و تحریک کننده کل واحد توربین را تشکیل می دهند. در یک توربین بخار، بخار تا حد زیادی منبسط می شود فشار کم(حدود 20 برابر کمتر از اتمسفر)، و انرژی پتانسیل بخار فشرده و گرم شده به انرژی جنبشی چرخش روتور توربین تبدیل می شود. توربین یک ژنراتور الکتریکی را به حرکت در می آورد که انرژی جنبشی چرخش روتور ژنراتور را به جریان الکتریکی تبدیل می کند.

4. آب به طور مستقیم از مخزن Cherepetskoye گرفته می شود.

5. آب تحت تصفیه شیمیایی و نمک زدایی عمیق قرار می گیرد تا رسوبات روی سطوح داخلی تجهیزات در دیگ های بخار و توربین ها ظاهر نشود.

6. زغال سنگ و نفت کوره از طریق راه آهن به ایستگاه تحویل داده می شود.

7. در یک انبار باز زغال سنگ، جرثقیل های لودر واگن ها را تخلیه می کنند. سپس بزرگ وارد بازی می شود و آن را روی نوار نقاله تغذیه می کند.

8. به این ترتیب زغال سنگ برای آسیاب اولیه زغال سنگ و سپس پودر شدن وارد بخش های کارخانه سنگ شکن می شود. زغال سنگ به صورت مخلوطی از گرد و غبار زغال سنگ و هوا به خود دیگ عرضه می شود.

10. دیگ بخار در دیگ بخار ساختمان اصلی قرار دارد. خود دیگ یک چیز مبتکرانه است. مکانیزم پیچیده ای عظیم به بلندی یک ساختمان 10 طبقه.

14. می توانید برای همیشه در لابلای دیگ بخار قدم بزنید. زمان در نظر گرفته شده برای فیلمبرداری دو بار تمام شده بود، اما نمی شد خود را از این زیبایی صنعتی دور کرد!

16. گالری ها، چاه آسانسور، پاساژها، پله ها و پل ها. در یک کلام - فضا)

17. اشعه های خورشید مرد کوچکی را در پس زمینه هر اتفاقی که در حال رخ دادن بود روشن کرد، و من نمی توانستم فکر نکنم که تمام این سازه های غول پیکر پیچیده توسط یک مرد اختراع و ساخته شده اند. این مرد کوچک کوره های ده طبقه را برای تولید برق از مواد معدنی در مقیاس صنعتی ابداع کرد.

18. زیبایی!

19. پشت دیوار از کارخانه دیگ بخار یک اتاق ماشین با توربو ژنراتور وجود دارد. یک اتاق غول پیکر دیگر، جادارتر.

20. دیروز واحد برق شماره 9 به طور رسمی به بهره برداری رسید که آخرین مرحله پروژه توسعه Cherepetskaya GRES بود. این پروژه شامل ساخت دو واحد مدرن زغال سنگ پودر شده با ظرفیت هر کدام 225 مگاوات بود.

21. ظرفیت برق تضمینی واحد برق جدید 225 مگاوات است.
راندمان الکتریکی - 37.2٪؛
مصرف ویژه سوخت معادل برای تولید برق 330 گرم در کیلووات ساعت است.

23. تجهیزات اصلی شامل دو توربین چگالشی بخار تولید شده توسط OJSC Power Machines و دو واحد بویلر ساخت OJSC EMAlliance می باشد. سوخت اصلی واحد نیروگاه جدید زغال سنگ سخت کوزنتسک درجه DG است.

24. اتاق کنترل.

25. واحدهای برق مجهز به اولین بازار روسیهسیستم یکپارچه گرد و غبار خشک و گوگردزدایی از گازهای دودکش با فیلترهای الکترواستاتیک.

26. ترانسفورماتور تابلو برق فضای باز.

28. راه اندازی یک واحد نیروگاهی جدید، امکان از کار انداختن تجهیزات قدیمی سوخت زغال سنگ مرحله اول را بدون کاهش حجم تولید برق و کل ظرفیت نصب شده ایستگاه فراهم می کند.

29. همراه با واحد برق جدید، دو برج خنک کننده 87 متری ساخته شد - بخشی از سیستم تامین آب فرآیند، که مقدار زیادی از آب سردبرای خنک کننده کندانسورهای توربین

30. هفت دهانه 12 متری. از پایین این ارتفاع چندان جدی به نظر نمی رسد.

31. روی سکوی بالای دودکش هم گرم و هم خنک بود. دوربین مدام مه می کرد.

32. نمای پاور یونیت از برج خنک کننده. نیروگاه های جدید به گونه ای طراحی شده اند که انتشار آلاینده ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، انتشار گرد و غبار را هنگام کار در انبار زغال سنگ کاهش دهد، میزان آب مصرفی را کاهش دهد و همچنین احتمال آلودگی را از بین ببرد. محیط زیستفاضلاب

34. در داخل برج خنک کننده همه چیز بسیار ساده و خسته کننده بود)

36. عکس به وضوح واحد برق جدید و دو دستگاه قدیمی را نشان می دهد. دودکش برق قدیمی و جدید چگونه دود می کند. به تدریج واحدهای برق قدیمی از رده خارج و برچیده می شوند. چنین چیزهایی.