Tehnološke sheme TES. Elektrane Dijagrami ožičenja za pomoćne potrebe

Proces pretvorbe toplinske energije u električnu očituje se u pojednostavljenim (glavnim) ili cjelovitim toplinskim shemama.

Shema termoelektrane prikazuje glavne tokove nositelja topline povezane s glavnom i pomoćnom opremom u procesima pretvorbe topline izgorjelog goriva za proizvodnju i opskrbu potrošača električnom i toplinskom energijom. U praksi se toplinski krug svodi na dijagram parno-vodenog puta termoelektrane (agregata), čiji su elementi obično prikazani u uvjetnim slikama.

Pojednostavljeni (principijelni) toplinski dijagram termoelektrane na ugljen prikazan je na sl. 3.1.

Ugljen se dovodi u spremnik goriva 1 , a od njega - do postrojenja za drobljenje 2 gdje se pretvara u prah. Ugljena prašina ulazi u ložište generatora pare (parni kotao) 3 , koja ima sustav cijevi u kojima cirkulira kemijski pročišćena voda, nazvana hranjiva voda. Voda u kotlu

Riža. 3.1. Pojednostavljeni toplinski dijagram parne turbine

termoelektrana na ugljen i pojava kola parne turbine

zagrijava se, isparava, a nastala zasićena para dovodi se u pregrijaču na temperaturu od 400-650 ° C i pod tlakom od 3 ... 25 MPa ulazi u parnu turbinu kroz parni cjevovod 4 . Parametri pregrijane pare T 0 , P 0 (temperatura i tlak na ulazu u turbinu) ovise o snazi ​​agregata. U IES-u se sva para koristi za proizvodnju električne energije. U CHP postrojenju, jedan dio pare se u potpunosti koristi u turbini za proizvodnju električne energije u generatoru 5 a zatim ide u kondenzator 6 , a drugi, koji ima visoku temperaturu i tlak, uzima se iz međustupnja turbine i koristi za opskrbu toplinom (isprekidana linija na sl. 3.1). Pumpa kondenzata 7 kroz odzračivač 8 a zatim napojnu pumpu 9 dovodi u generator pare. Količina ekstrahirane pare ovisi o potrebama poduzeća za toplinskom energijom.

Potpuna toplinska shema (PTS) razlikuje se od glavnog po tome što u potpunosti prikazuje opremu, cjevovode, zaporne, regulacijske i zaštitne ventile. Cjelovita toplinska shema agregata sastoji se od shema pojedinih jedinica, uključujući i jedinicu cijele elektrane (pričuvni kondenzat s pretakalištima, dovod toplinske mreže, zagrijavanje sirove vode i dr.). Pomoćni cjevovodi uključuju cjevovode obilaznice, odvodnje, odvodnje, pomoćne, usisne mješavine pare i zraka. Oznake PTS vodova i spojnica su sljedeće:

3.1.1.1. Toplinske sheme HZZ-a

Većina CPP u našoj zemlji kao gorivo koristi ugljenu prašinu. Za proizvodnju 1 kWh električne energije potrebno je nekoliko stotina grama ugljena. U parnom kotlu više od 90% energije koju oslobađa gorivo prelazi na paru. U turbini se kinetička energija mlaznica pare prenosi na rotor (vidi sl. 3.1). Osovina turbine je kruto povezana s osovinom generatora. Suvremene parne turbine za termoelektrane su brzi (3000 o/min) visoko ekonomični strojevi s dugim vijekom trajanja.

CPP velike snage na organsko gorivo trenutno se grade uglavnom za visoke početne parametre pare i nizak završni tlak (duboki vakuum). To omogućuje smanjenje potrošnje topline po jedinici proizvedene električne energije, budući da su početni parametri veći P 0 I T 0 prije turbine i ispod konačnog tlaka pare P k, veća je učinkovitost instalacije. Stoga se para koja ulazi u turbinu dovodi do visokih parametara: temperatura - do 650 ° C i tlak - do 25 MPa.

Slika 3.2 prikazuje tipične pojednostavljene toplinske sheme IES-a na fosilna goriva. Prema shemi sa slike 3.2, A toplina se dovodi u ciklus samo kada se para stvori i zagrije na odabranu temperaturu pregrijavanja t traka; prema shemi slike 3.2, b Zajedno s prijenosom topline u tim uvjetima, toplina se dovodi i do pare nakon što je radila u visokotlačnom dijelu turbine.

Prva shema naziva se shema bez ponovnog zagrijavanja, druga - shema s ponovnim zagrijavanjem pare.. Kao što je poznato iz tečaja termodinamike, toplinska učinkovitost druge sheme s istim početnim i završnim parametrima i ispravnim odabirom parametara ponovnog zagrijavanja je veća.

Prema obje sheme, para iz parnog kotla 1 ide na turbinu 2 koji se nalazi na istoj osovini s električnim generatorom 3 . Ispušna para se kondenzira u kondenzatoru 4 hlađen tehničkom vodom koja kruži u cijevima. Turbinska pumpa za kondenzat kondenzata 5 kroz regenerativne grijače 6 dovodi u odzračivač 8 .

Odzračivač služi za uklanjanje plinova otopljenih u vodi iz vode; istovremeno se u njemu, kao i u regenerativnim grijačima, napojna voda zagrijava parom koja se u tu svrhu uzima iz odvoda turbine. Odzračivanje vode provodi se kako bi se sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u njemu doveo do prihvatljivih vrijednosti i time smanjio stupanj korozije metala u vodenim i parnim stazama. Istodobno, deaerator može biti odsutan u nizu CPP toplinskih shema. U ovom takozvanom režimu vode s neutralnim kisikom, određena količina kisika, vodikovog peroksida ili zraka dovodi se u napojnu vodu; odzračivač u krugu nije potreban.

R
je. 3.1. Tipične toplinske sheme parne turbine

kondenzacijski uređaji koji rade na organsko gorivo bez

zagrijavanje parom ( A) i s međuproduktom

pregrijavanje ( b)

Odzračena voda napojnom pumpom 9 kroz grijače 10 dovodi u kotlovsko postrojenje. Kondenzat grijaće pare nastao u grijačima 10 , kaskadno ulazi u odzračivač 8 , a kondenzat ogrjevne pare grijača 6 dovodi drenažna pumpa 7 u cjevovodu kojim teče kondenzat iz kondenzatora 4 .

Opisane toplinske sheme su u velikoj mjeri tipične i neznatno se mijenjaju s povećanjem snage jedinice i početnih parametara pare.

Odzračivač i napojna pumpa dijele krug regenerativnog grijanja u skupine HPH (visokotlačni grijač) i HDPE (niskotlačni grijač). Skupina HPH obično se sastoji od 2-3 grijača s kaskadnim odvodnim odvodom do odzračivača. Deaerator se napaja parom iste ekstrakcije kao i gornji HPH. Takva shema za uključivanje odzračivača za paru je široko rasprostranjena. Budući da se u deaeratoru održava konstantan tlak pare, a tlak u ekstrakciji opada proporcionalno smanjenju protoka pare u turbinu, ovakva shema stvara rezervu tlaka za ekstrakciju, koja se ostvaruje u uzvodnoj HPH. Skupina HDPE sastoji se od 3–5 regenerativnih i 2–3 pomoćna grijača. U prisutnosti jedinice za isparavanje (rashladni toranj), kondenzator isparivača spojen je između LPH.

CPP koji proizvode samo električnu energiju imaju nizak faktor iskoristivosti (30-40%), budući da se velika količina proizvedene topline ispušta u atmosferu kroz kondenzatore pare, rashladne tornjeve, a gubi se s dimnim plinovima i vodom za hlađenje kondenzatora.

Tijek predavanja o disciplini

"Energija i tehnologije energetske učinkovitosti"

Modul 1. Proizvodnja energije. 2

Tema 1. Osnove termoelektrana. 2

Tema 2. "Glavna i pomoćna oprema TE". 19

Tema 3. Pretvorba energije u termoelektranama.. 37

Tema 4 "Nuklearne elektrane". 58

Tema 5 "Osnovne informacije o hidroelektranama." 72

Modul 2. Sustavi proizvodnje i distribucije nositelja energije. 85

Tema 6. "Energetski resursi". 85

Tema 7 "Osnovni sustavi za proizvodnju i distribuciju nositelja energije industrijskih poduzeća." 94

Modul 1. Proizvodnja energije.

Tema 1. Osnove termoelektrana.

1.1 Opće informacije.

1.2 Toplinsko-tehnološke sheme termoenergetskih postrojenja.

1.3 Dijagrami rasporeda termoelektrana.

Opće informacije

Termoelektrana(TE) - elektrana koja proizvodi električnu energiju kao rezultat pretvorbe toplinske energije koja se oslobađa izgaranjem fosilnih goriva. Prve termoelektrane pojavljuju se krajem 19. stoljeća i sredinom 1970-ih. U 20. stoljeću termoelektrane su postale glavni tip elektrana u svijetu. Udio električne energije koju oni proizvedu u Rusiji je oko 80%, au svijetu oko 70%.

Većina gradova u Rusiji opskrbljuje se električnom energijom iz termoelektrana. Često se u gradovima koriste CHP-ovi - kombinirana toplinska i elektrana koja proizvode ne samo električnu energiju, već i toplinu u obliku tople vode ili pare. Unatoč većoj učinkovitosti, takav sustav je prilično nepraktičan, jer je, za razliku od električnog kabela, pouzdanost grijanja izuzetno niska na velikim udaljenostima, budući da je učinkovitost daljinskog grijanja uvelike smanjena zbog smanjenja temperature rashladne tekućine. . Procjenjuje se da s duljinom toplinske mreže većom od 20 km (tipična situacija za većinu gradova), ugradnja električnog kotla u samostojeću kuću postaje ekonomski isplativija.

U termoelektranama se kemijska energija goriva prvo pretvara u toplinsku, zatim u mehaničku, a zatim u električnu energiju.

Gorivo za takvu elektranu može biti ugljen, treset, plin, uljni škriljevac, loživo ulje. Termoelektrane se dijele na kondenzacijske (CPP), namijenjene za proizvodnju samo električne energije, i kombinirane toplinske i elektrane (CHP), koje osim električne proizvode toplinsku energiju u obliku tople vode i pare. Veliki IES-ovi regionalnog značaja nazivaju se državnim regionalnim elektranama (GRES).

Toplinske i tehnološke sheme termoenergetskih postrojenja

Toplinski dijagram termoelektrane prikazuje glavne tokove nositelja topline povezane s glavnom i pomoćnom opremom u procesima pretvorbe topline za proizvodnju i opskrbu električnom i toplinskom energijom. U praksi se toplinski krug svodi na dijagram parno-vodenog puta termoelektrane (agregata), čiji su elementi obično prikazani u uvjetnim slikama.

Pojednostavljeni (principijelni) toplinski dijagram termoelektrane na ugljen, prikazan je na slici 1. Ugljen se dovodi u spremnik goriva 1, a iz njega u drobilicu 2, gdje se pretvara u prašinu. Ugljena prašina ulazi u ložište generatora pare (parni kotao) 3, koji ima sustav cijevi u kojima cirkulira kemijski pročišćena voda, nazvana napojna voda. U kotlu se voda zagrijava, isparava, a nastala zasićena para dovodi se do temperature od 400-650 ° C i pod tlakom od 3-25 MPa ulazi u parnu turbinu 4 kroz cjevovod pare. pregrijane pare (temperatura i tlak na ulazu u turbinu) ovise o snazi ​​agregata .

Potpuna toplinska shema razlikuje se od glavnog po tome što u potpunosti prikazuje opremu, cjevovode, zaporne, regulacijske i zaštitne ventile. Cjelovita toplinska shema agregata sastoji se od shema pojedinih jedinica, uključujući i jedinicu cijele elektrane (pričuvni kondenzat s pretakalištima, dovod toplinske mreže, zagrijavanje sirove vode i dr.). Pomoćni cjevovodi uključuju premosnicu, odvodnju, odvod, pomoćni, usis smjese pare i zraka.

Slika 1 - Pojednostavljeni toplinski dijagram termoelektrane i izgled parne turbine

Termički CPP imaju nisku učinkovitost (30 - 40%), budući da se većina energije gubi s dimnim plinovima i vodom za hlađenje kondenzatora. IES na fosilna goriva obično se grade u blizini mjesta za vađenje goriva..

CHPP se razlikuje od CPP-a posebnom toplinskom i energetskom turbinom ugrađenom na nju s međuodvodima pare ili s protutlakom. U takvim se postrojenjima toplina ispušne pare djelomično ili čak potpuno koristi za opskrbu toplinom, zbog čega su gubici vode s rashladnom vodom smanjeni ili ih uopće nema (u postrojenjima s protutlačnim turbogeneratorima). Međutim, udio energije pare pretvorene u električnu energiju, uz iste početne parametre, manji je u postrojenjima s kogeneracijskim turbinama nego u postrojenjima s kondenzacijskim turbinama. U kogeneraciji se jedan dio pare u potpunosti koristi u turbini za proizvodnju električne energije u generatoru 5 i zatim ulazi u kondenzator 6, a drugi dio, koji ima visoku temperaturu i tlak (isprekidana linija na slici), je uzeti iz međustupnja turbine i koristiti za opskrbu toplinom. Kondenzatna pumpa 7 kroz deaerator 8, a zatim napojna pumpa 9 dovodi se u generator pare. Količina ekstrahirane pare ovisi o potrebama poduzeća za toplinskom energijom.

Učinkovitost CHP doseže 60-70%.

Takve stanice obično se grade u blizini potrošača.- industrijska poduzeća ili stambena područja. Najčešće rade na uvoznom gorivu.

Razmatrane termoelektrane po obliku glavnog termoagregata (parne turbine) pripadaju paroturbinskim stanicama. Termoelektrane s plinskim turbinama (GTU), kombiniranim ciklusom (CCGT) i dizelskim postrojenjima postale su znatno manje raširene.

Najekonomičnije su velike termoelektrane s parnim turbinama. U parnom kotlu više od 90% energije koju oslobađa gorivo prelazi na paru. U turbini se kinetička energija mlaznica pare prenosi na rotor (slika 1). Osovina turbine je kruto povezana s osovinom generatora. Suvremene parne turbine za termoelektrane su brzi (3000 o/min) visoko ekonomični strojevi s dugim vijekom trajanja. Njihov kapacitet u verziji s jednom osovinom doseže 1200 MW, a to nije granica. Takvi su strojevi uvijek višestupanjski, odnosno obično imaju nekoliko desetaka diskova s ​​radnim lopaticama i isto toliko, ispred svakog diska, skupina mlaznica kroz koje teče mlaz pare. Istodobno se postupno smanjuju tlak i temperatura pare.

CPP velike snage na organsko gorivo trenutno se grade uglavnom za visoke početne parametre pare i nizak završni tlak (duboki vakuum). To omogućuje smanjenje potrošnje topline po jedinici proizvedene električne energije, budući da su početni parametri veći str 0 i T 0 prije turbine i ispod konačnog tlaka pare R k, veća je učinkovitost instalacije. Zbog toga se para koja ulazi u turbinu dovodi do visokih parametara: temperatura je do 650°C, a tlak do 25 MPa.

Slika 2 prikazuje tipične toplinske sheme IES na organsko gorivo. Prema shemi na slici 2a, toplina se dovodi u ciklus samo kada se para stvori i zagrije na odabranu temperaturu pregrijavanja. t traka;prema shemi na slici 2b, uz prijenos topline u tim uvjetima, toplina se dovodi i do pare nakon što je radila u visokotlačnom dijelu turbine.

Prva shema naziva se shema bez ponovnog zagrijavanja, druga - shema s ponovnim zagrijavanjem pare.. Kao što je poznato iz tečaja termodinamike, toplinska učinkovitost druge sheme s istim početnim i završnim parametrima i ispravnim odabirom parametara ponovnog zagrijavanja je veća.

Prema obje sheme, para iz parnog kotla 1 šalje se u turbinu 2, koja se nalazi na istoj osovini kao i električni generator 3. Ispušna para se kondenzira u kondenzatoru 4, hlađena procesnom vodom koja cirkulira u cijevima. Kondenzatna pumpa turbinskog kondenzata 5 kroz regenerativne grijače 6 dovodi se u deaerator 8.

Slika 2 - Tipične toplinske sheme parnoturbinskih kondenzacijskih postrojenja na organsko gorivo bez dogrijavanja pare (a) i s dogrijavanjem (b)

Odzračivač služi za uklanjanje plinova otopljenih u vodi iz vode; istovremeno se u njemu, kao i u regenerativnim grijačima, napojna voda zagrijava parom koja se u tu svrhu uzima iz odvoda turbine. Odzračivanje vode provodi se kako bi se sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u njoj doveo do prihvatljivih vrijednosti i time smanjio stupanj korozije u vodenim i parnim putovima. Istodobno, deaerator može biti odsutan u nizu CPP toplinskih shema.

Odzračena voda napojna pumpa 9 preko grijača 10 dovodi se u kotlovsko postrojenje. Kondenzat grijaće pare nastao u grijačima 10 kaskadno se slijeva u deaerator 8, a kondenzat grijaće pare grijača 6 se dovodi odvodna pumpa 7 u redu kroz koji teče kondenzat iz kondenzatora 4.

Opisane toplinske sheme su u velikoj mjeri tipične i neznatno se mijenjaju s povećanjem snage jedinice i početnih parametara pare.

Odzračivač i napojna pumpa dijele krug regenerativnog grijanja u skupine HPH (visokotlačni grijač) i HDPE (niskotlačni grijač). PVD skupina sastoji se, u pravilu, od dva ili tri grijača s kaskadnim ispuštanjem odvoda do odzračivača. Deaerator se napaja parom iste ekstrakcije kao i gornji HPH. Takva shema za uključivanje odzračivača za paru je široko rasprostranjena. Budući da se u deaeratoru održava konstantan tlak pare, a tlak u ekstrakciji opada proporcionalno smanjenju protoka pare u turbinu, ovakva shema stvara rezervu tlaka za ekstrakciju, koja se ostvaruje u uzvodnoj HPH. Grupa PND sastoji se od tri do pet regenerativnih i dva do tri pomoćna grijača. Ako postoji jedinica za isparavanje (rashladni toranj), kondenzator isparivača spojen je između LPH.

Tehnološka shema TE na ugljen prikazan je na slici 3. To je složen skup međusobno povezanih putova i sustava: sustav za pripremu prašine; sustav napajanja i paljenja goriva (put goriva); sustav za uklanjanje troske i pepela; put plin-zrak; sustav staze para-voda, uključujući parno-vodeni kotao i turbinsko postrojenje; sustav za pripremu i opskrbu dodatnom vodom za nadoknadu gubitaka napojne vode; tehnički vodoopskrbni sustav koji osigurava parno hlađenje; sustav mrežnih instalacija grijanja vode; elektroenergetski sustav, uključujući sinkroni generator, podizni transformator, visokonaponski sklopni uređaj itd.

Slika 3 - Tehnološka shema elektrane na ugljeni prah

U nastavku je kratak opis glavnih sustava i trakta tehnološke sheme kogeneracijskog postrojenja na ugljen.

1. Sustav za pripremu prašine. put goriva. Dostava krutog goriva vrši se željeznicom u posebnim gondolama 1. Gondole s ugljenom važu se na željezničkoj vagi. Zimi se gondole s ugljenom provlače kroz staklenik za odleđivanje, u kojem se stijenke gondole zagrijavaju zagrijanim zrakom. Zatim se gondolski vagon gura u uređaj za istovar - damper vagona 2, u kojem se okreće oko uzdužne osi pod kutom od oko 180 0 ; ugljen se baca na rešetke koje se preklapaju s prihvatnim spremnicima. Ugljen iz bunkera dovodi se dodavačima na transporter 4, preko kojeg ulazi ili u skladište ugljena 4, ili kroz odjeljak za drobljenje 5 u spremnike sirovog ugljena kotlovnice 6, u koje se također može isporučiti iz skladište ugljena.

Iz postrojenja za drobljenje gorivo ulazi u 6 bunkera sirovog ugljena, a odatle kroz dodavače u 7 mlinova ugljenog praha. Zrak iz ciklona usisava se ventilatorom mlina 12 i dovodi u komoru za izgaranje kotla 13.

Cijeli ovaj put goriva, zajedno sa skladištem ugljena, pripada sustav dovoda goriva, koju opslužuje osoblje pogona goriva i transporta TE.

Kotlovi na ugljen u prahu također nužno imaju početno gorivo, obično loživo ulje.. Lož ulje se doprema u željezničkim cisternama, u kojima se prije ispuštanja zagrijava parom. Uz pomoć pumpi prvog i drugog uspona dovodi se do uljnih mlaznica. Polazno gorivo može biti i prirodni plin koji dolazi iz plinovoda kroz plinokontrolnu točku do plinskih plamenika.

U termoelektranama koje koriste naftno-plinsko gorivo, ekonomičnost goriva znatno je pojednostavljena u usporedbi s termoelektranama na ugljen u prahu, skladište ugljena, odjel drobljenja, transportni sustav, bunkeri sirovog ugljena i prašine, kao i sustavi za sakupljanje i uklanjanje pepela više nisu dostupni.

2. Put plin-zrak. Sustav za uklanjanje pepela. Zrak potreban za izgaranje dovodi se u grijače zraka parnog kotla ventilatorom za propuh 14. Zrak se obično uzima iz gornjeg dijela kotlovnice i (kod parnih kotlova velikog kapaciteta) s vanjske strane kotlovnice.

Plinovi nastali izgaranjem u komori za izgaranje, nakon izlaska iz nje prolaze sekvencijalno kroz plinske kanale kotlovskog postrojenja, gdje se u pregrijaču (primarnom i sekundarnom, ako se provodi ciklus s dogrijavanjem pare) i vodenom ekonomizatoru, sekvencijalno propuštaju kroz plinske kanale kotlovnice. odaju toplinu radnom fluidu, a grijač zraka onom koji se dovodi zraku parnog kotla. Zatim se u kolektorima pepela (električni filtri) 15 plinovi čiste od letećeg pepela i ispuštaju u atmosferu kroz dimnjak 17 dimnjacima 16.

Troska i pepeo koji padaju ispod komore za izgaranje, grijača zraka i kolektora pepela ispiru se vodom i dovode kroz kanale u bager pumpe 33, koje ih pumpaju na deponije pepela.

3. Put para-voda. Pregrijana para iz parnog kotla 13 teče kroz parovode i sustav mlaznica do turbine 22.

Kondenzat iz kondenzatora turbine 23 dopremaju pumpe kondenzata 24 kroz niskotlačne regenerativne grijače 18 do odzračivača 20, u kojem se voda dovodi do vrenja; istovremeno se oslobađa agresivnih plinova O 2 i CO 2 koji su u njemu otopljeni, što sprječava koroziju na putu para-voda. Iz deaeratora, voda se dovodi pumpama za napajanje 21 preko visokotlačnih grijača 19 u ekonomizator kotla, osiguravajući srednje pregrijavanje pare i značajno povećavajući učinkovitost TE.

Parno-vodeni put TE je najsloženiji i najodgovorniji, jer se na tom putu odvijaju najviše temperature metala i najveći pritisci pare i vode.

Za osiguranje funkcioniranja parovodnog puta potreban je sustav za pripremu i dovod dodatne vode za nadoknadu gubitaka radne tekućine, kao i sustav opskrbe tehnološke vode TE za dovod rashladne vode u kondenzator turbine.

4. Sustav za pripremu i dovod dodatne vode. Dodatna voda dobiva se kao rezultat kemijske obrade sirove vode, koja se provodi u posebnim filtrima ionske izmjene za kemijsku obradu vode.

Gubici pare i kondenzata zbog nepropusnosti na putu para-voda nadoknađuju se u ovoj shemi kemijski demineraliziranom vodom, koja se iz spremnika demineralizirane vode preko prijenosne pumpe dovodi u vod kondenzata iza kondenzatora turbine.

Uređaji za kemijsku obradu dopunske vode nalaze se u kemijskoj radionici 28 (radionica za kemijsku pripremu vode).

5. Sustav za hlađenje parom. Voda za hlađenje dovodi se u kondenzator iz vodoopskrbnog bunara 26 cirkulacijske pumpe 25. Rashladna voda zagrijana u kondenzatoru ispušta se u sabirni bunar 27 istog izvora vode na određenoj udaljenosti od mjesta zahvata, dovoljnoj da se zagrijana voda ne miješa sa zahvatom.

U mnogim tehnološkim shemama termoelektrana rashladna voda se pumpa kroz kondenzatorske cijevi pomoću cirkulacijskih pumpi 25, a zatim ulazi u rashladni toranj (rashladni toranj), gdje se zbog isparavanja voda hladi za istu temperaturnu razliku za koju se zagrijala u kondenzatoru. Sustav vodoopskrbe s rashladnim tornjevima uglavnom se koristi u termoelektranama. IES koristi sustav vodoopskrbe s bazenima za hlađenje. Kod hlađenja vode isparavanjem, para je približno jednaka količini pare koja se kondenzira u kondenzatorima turbina. Stoga je potrebna nadopuna vodoopskrbnih sustava, obično vodom iz rijeke.

6. Sustav mrežnih instalacija za grijanje vode. U shemama može se predvidjeti mala mrežna toplana za grijanje elektrane i susjednog naselja. Para se dovodi u mrežni grijač 29 ove jedinice iz odvoda turbine, kondenzat se ispušta kroz vod 31. Mrežna voda se dovodi u grijač i ispušta iz njega kroz cjevovode 30.

7. Elektroenergetski sustav. Električni generator kojeg vrti parna turbina stvara izmjeničnu električnu struju, koja ide preko transformatora do sabirnica otvorenog rasklopnog uređaja (OSG) termoelektrane. Sabirnice pomoćnog sustava također su spojene na izlaze generatora preko pomoćnog transformatora. Tako se iz generatora agregata napajaju potrošači vlastitih potreba agregata (elektromotor pomoćnih agregata - pumpe, ventilatori, mlinovi i sl.). Za opskrbu električnom energijom elektromotora, rasvjetnih uređaja i uređaja za elektrane postoji elektrorazvodno postrojenje za pomoćne potrebe 32.

U posebnim slučajevima (hitni slučajevi, rasterećenje, pokretanja i gašenja), pomoćna energija se osigurava preko redundantnog transformatora sabirnice vanjskog rasklopnog postrojenja. Pouzdano napajanje elektromotora pomoćnih jedinica osigurava pouzdanost rada energetskih jedinica i TE u cjelini. Povreda napajanja vlastitih potreba dovodi do kvarova i nesreća.

TE je poduzeće za proizvodnju električne i toplinske energije. Pri gradnji elektrane vode se onime što je važnije: položaj izvora goriva u blizini ili položaj izvora potrošnje energije u blizini.

Smještaj termoelektrana ovisno o izvoru goriva.

Zamislimo to, recimo da imamo veliko nalazište ugljena. Ako ovdje izgradimo termoelektranu, smanjit ćemo troškove transporta goriva. S obzirom da je transportna komponenta u cijeni goriva prilično velika, ima smisla graditi termoelektrane u blizini rudarskih mjesta. Ali što ćemo s proizvedenom električnom energijom? Pa ako se ima gdje prodati u blizini, u okolici je nestašica struje.

Ali što ako nema potrebe za novim električnim kapacitetima? Tada ćemo biti prisiljeni prenijeti dobivenu električnu energiju žicom na velike udaljenosti. A da bi se električna energija prenosila na velike udaljenosti bez velikih gubitaka, potrebno ju je prenositi visokonaponskim žicama. Ako nisu, onda će ih trebati povući. U budućnosti će dalekovodi zahtijevati održavanje. Za sve to će biti potreban i novac.

Smještaj termoelektrana ovisno o potrošaču.

Većina novih termoelektrana u našoj zemlji nalazi se u neposrednoj blizini potrošača.

To je zbog činjenice da je korist od postavljanja termoelektrane u neposrednoj blizini izvora goriva pojedena troškovima transporta na velike udaljenosti duž dalekovoda. Osim toga, u ovom slučaju, postoje veliki gubici.

Kod postavljanja elektrane neposredno uz potrošača možete dobiti i ako izgradite termoelektranu. Više detalja možete pročitati. U ovom slučaju, trošak isporučene topline značajno se smanjuje.

U slučaju postavljanja neposredno uz potrošača, nema potrebe za izgradnjom visokonaponskih vodova, dovoljan je napon od 110 kV.

Iz svega navedenog možemo zaključiti. Ako je izvor goriva daleko, onda je u sadašnjoj situaciji bolje graditi termoelektranu, ipak, uz potrošača. Velika korist se postiže ako su izvor goriva i izvor potrošnje električne energije blizu.

Poštovani posjetitelji! Sada imate priliku vidjeti Rusiju.

Termoelektrana je kompleks objekata i opreme u kojima se toplinska energija fosilnih goriva dovedena u stanicu pretvara u električnu energiju koja se prenosi u energetski sustav ili izravno potrošačima. U termoelektranama, koje se nazivaju kombinirane toplinske i elektrane (CHP), osim električne energije, proizvodi se i toplinska energija, koja se toplovodom prenosi do potrošača i među njima distribuira.

Kondenzacijske elektrane (KEE) su termoelektrane namijenjene samo za proizvodnju električne energije. Glavna značajka kondenzacijskih elektrana je da osiguravaju uvjete za što potpuniju pretvorbu energije pare nastale u kotlu, njezinim što većim širenjem u radnim cilindrima turbine u mehaničku energiju rotacije rotor turbogeneratora, a zatim u električnu energiju.

Kako bi se osigurala najpotpunija pretvorba energije pare, njezin se ispust iz turbine provodi u posebnim izmjenjivačima topline, u kojima se ispušna para kondenzira i minimalno za specifičnu

temperaturni uvjeti tlak (vakuum). Takvi izmjenjivači topline nazivaju se kondenzatori (vidi pododjeljak 3.2). Latentna toplina isparavanja koja se oslobađa tijekom kondenzacije ispušta se kroz vanjski cirkulacijski krug u okoliš (vodeno tijelo ili atmosferu) i nepovratno se gubi. Udio te topline u ukupnoj bilanci parne elektrane doseže 60-65%, što dovodi do relativno niske toplinske učinkovitosti kondenzacijskih elektrana, koja uglavnom ne prelazi 40%.

Za poboljšanje toplinske učinkovitosti nastoje maksimizirati temperaturu i tlak pare na ulazu u turbinu, primijeniti sekundarno pregrijavanje pare, a također smanjiti udio topline izgubljene u kondenzatoru korištenjem latentne topline isparavanja nedovršenog dijela pare uzete iz turbina u grijačima napojne vode sustava regeneracije.

Maksimalna temperatura i tlak pare na CES-u ograničeni su otpornošću na toplinu i otpornošću na toplinu čelika koji se koriste u konstrukciji kotlovskih pregrijača, parovoda i elemenata protočnog puta turbine. Suvremene snažne termoelektrane rade pri tlaku pare na ulazu u turbinu do 26 MPa i temperaturi pare od oko 540–568°C.

Suvremena kondenzacijska elektrana složen je tehnološki kompleks zgrada, građevina i jedinica s blok dijagramom instalacije opreme, u kojem je blok "kotao - turbina - generator" samostalno uključena i neovisno regulirana proizvodna jedinica. Kao primjer, razmotrite rad elektrane na ugljen (Sl. 4.1).

Gorivo (ugljen) dopremljeno u TE istovarnim uređajima istovaruje se iz vagona i transporterima dovodi kroz prostoriju za drobljenje u bunker sirovog goriva ili u skladište rezervnog goriva.

Ugljen se melje u mlinovima. Ugljena prašina, prolazeći kroz separator i ciklon, iz bunkera za prašinu, zajedno s vrućim zrakom koji dovodi ventilator mlina, ulazi u ložište kotla. Visokotemperaturni produkti izgaranja koji nastaju u ložištu, kada se kreću kroz plinske kanale, zagrijavaju vodu u izmjenjivačima topline (grijaćim površinama) kotla do stanja pregrijane pare. Para, šireći se u stupnjevima turbine, pokreće njezin rotor i s njim spojeni rotor električnog generatora u kojem se pobuđuje električna struja. Proizvedena električna energija uz pomoć transformatora pretvara se u struju visokog napona, prenosi u otvoreni rasklopni uređaj (OSG) i potom u elektroenergetski sustav.

Za napajanje električnom energijom elektromotora, rasvjetnih uređaja i uređaja elektrane koristi se rasklopni uređaj za vlastite potrebe.

Ispušna para iz turbine ulazi u kondenzator. Kondenzat koji tu nastaje dovodi se pumpama za kondenzat kroz niskotlačne regenerativne grijače do odzračivača. Ovdje se na temperaturi bliskoj temperaturi zasićenja uklanjaju plinovi otopljeni u vodi koji uzrokuju koroziju opreme, a voda se zagrijava do temperature zasićenja. Gubici kondenzata (curenja kroz curenja u cjevovodima stanice ili u vodovima potrošača) nadoknađuju se kemijski pročišćenom (desaliniziranom) vodom u posebnim instalacijama, koja se dodaje u deaerator.

Odzračena i zagrijana napojna voda dovodi se napojnim pumpama do visokotlačnih regenerativnih predgrijača, a zatim do ekonomajzera kotla. Ciklus transformacije radnog tijela se ponavlja.

U kemijskoj radionici nalaze se uređaji za kemijsku obradu dopunske vode.

Rashladna voda iz izvora tehnološke vode dovodi se u kondenzator cirkulacijskim pumpama smještenim u crpnoj stanici. Zagrijana rashladna voda (cirkulacija) ispušta se u rashladni sustav ili u prirodni rezervoar na nekoj udaljenosti od ulazne točke, dovoljnoj da se zagrijana voda ne miješa s ulazom. Sheme mogu uključivati ​​malu mrežnu toplanu za grijanje elektrane i susjednog naselja. Para se do mrežnih grijača takvog postrojenja dovodi iz odvoda turbine.

Plinovi koji nastaju izgaranjem goriva u kotlu prolaze sekvencijalno kroz komoru za izgaranje, površine pregrijača i ekonomizatora vode, gdje odaju toplinu radnom fluidu, au grijaču zraka zraku koji se dovodi u paru. bojler. Zatim se u kolektorima pepela (električni filtri) plinovi pročišćavaju od letećeg pepela i kroz dimnjake ispuštaju u atmosferu kroz dimnjake.

Šljaka i pepeo ispod ložišta, grijača zraka i kolektora pepela ispiraju se vodom i dovode kroz kanale do pumpi bagera, koje ih pumpaju u deponije pepela.

Zrak potreban za izgaranje do grijača zraka parnog kotla dovodi se propuhom. Usis zraka se vrši s gornje strane kotlovnice ili izvana.

Kontrola i upravljanje radom toplinske stanice vrši se s upravljačke ploče.

Na sl. 4.2, a i 4.2, b su tipični toplinski dijagrami parnih turbinskih kondenzacijskih postrojenja koja rade na fosilna goriva. Na sl. 4.2, a prikazuje najjednostavniju verziju toplinske sheme CES-a male snage, kada se toplina dovodi u ciklus samo kada se para stvara i zagrijava do odabrane temperature pregrijavanja. Toplinski dijagram na sl. 4.2, b je tipično za snažne blok elektrane, gdje se, uz prijenos topline na živu paru, toplina dovodi i u paru nakon što je razrađena u visokotlačnom cilindru turbine.

Prva shema naziva se shema bez ponovnog zagrijavanja, druga - s ponovnim zagrijavanjem pare. Toplinska učinkovitost druge sheme je veća za iste početne i završne parametre pare. Međutim, izvedivost korištenja srednjeg pregrijavanja u instalacijama različitih kapaciteta treba odrediti tehničkim i ekonomskim proračunom, jer je to povezano s povećanjem potrošnje metala i troškova opreme. U svjetskoj praksi postoje sheme s dvostrukim zagrijavanjem pare.

Trenutno u Ukrajini rade uglavnom jedinice s kapacitetom od 200 MW, koje rade na početnim parametrima pare od 12,7 MPa, 540°C i jedinice s kapacitetom od 300 i 800 MW s parametrima od 23,5 MPa, 545°C.

Na jedinicama snage 200 MW koriste se napojne pumpe s električnim pogonom, a na snažnijim, počevši od 300 MW, koriste se napojne turbopumpe (napojne električne pumpe koriste se kao rezerva). Agregati s turbinom K-300-240 opremljeni su jednom napojnom pumpom s pogonskom turbinom s protutlakom, a agregat s turbinom K-800-240 ima dvije pogonske turbine s vlastitim kondenzatorima. Snaga elektropogona na agregatima s turbinama K-200-130 iznosi oko 2% snage agregata. Snaga turbinskog pogonskog agregata s turbinom K-300-240 je 9,0 MW, a dvije pogonske turbine instalirane na agregatu snage 800 MW razvijaju snagu od oko 27 MW pri nazivnom opterećenju agregata.

Izgled glavne zgrade elektrane

Glavne jedinice IES-a i pripadajuća pomoćna oprema nalaze se u glavnoj zgradi (glavnoj zgradi). Skup tehničkih rješenja za smještaj opreme i izvedbu građevinskog dijela objedinjuje koncept tlocrta glavne građevine. Koriste se različiti tlocrti glavne zgrade koji imaju zajedničku strukturu prostorija u skladu s tehnološkom shemom proizvodnje energije i korištenom opremom. Na primjer, oprema prvih elektrana izgrađenih u New Yorku krajem 19. stoljeća bila je smještena na nekoliko katova (sl. 4.3).

U IES-u, glavne prostorije glavne zgrade su sekcije kotla i turbine, a dodatne su sekcije odzračivača i bunkera. U modernim CPP-ovima sve su te prostorije smještene paralelno jedna s drugom (vidi sl. 4.1). Smještaj parnih kotlova i turbina i razmaci između njih biraju se tako da duljina turbinske i kotlovnice bude jednaka.

Odjeljci bunkera i odzračivača obično se nalaze između prostorija kotla i turbine. Nisu predviđeni u svim vrstama rasporeda glavne zgrade. Bez bunker odjela, grade se glavne zgrade CPS-a koji rade na plin i loživo ulje, kao i na kruto gorivo u pripremi prašine na centralnom otprašivaču. Postoje rasporedi blok IES bez odjeljka za odzračivanje. U modernim izgledima glavne zgrade, bunker i odzračivač odjeljci su kombinirani.

Raspored glavne zgrade može se zatvoriti ako je sva glavna oprema smještena u prostorijama; poluotvoreni, ako se parni kotlovi postavljaju na otvorenom, i otvoreni, ako iznad turbina nema zidnih barijera.

U glavnim zgradama suvremenih CPP-a, glavni i pomoćni prostori su blizu jedan drugome bez građevinskih praznina, što omogućuje smanjenje volumena zgrade i površine koju zauzima, kao i smanjenje duljine parnih i cjevovode za vodu između kotlovskog i turbinskog odjeljka.

Raspored kotlovnice određen je vrstom ugrađenih kotlova i vrstom korištenog goriva. Svi moderni kotlovi izrađuju se s donjim odvodom dimnih plinova. Kod ovakvog dizajna kotlova povoljno je postaviti ih pročeljem prema turbinskoj hali, a na nuli ugraditi odimljavače, ventilatore i dimnjake.

U modernim CPP-ovima dio opreme kotlovnice nalazi se na otvorenom. Odimljavači i ventilatori postavljaju se otvoreno na svim elektranama na lož ulje, bez obzira na klimatske uvjete. Kod izgaranja krutih goriva dopuštena je otvorena ugradnja propuhnih strojeva, cijevnih i regenerativnih grijača zraka u prostorima s najnižom projektiranom vanjskom temperaturom zraka od najmanje -28 °S. Mokri sakupljači pepela postavljaju se otvoreno na temperaturi ne nižoj od -15°C. Ako je projektirana temperatura ispod navedenih vrijednosti, tada se dimnjaci, ventilatori i sakupljači pepela postavljaju u posebnu zgradu, izgrađenu uz kotlovnicu.

Dimnjaci se izvode na udaljenosti od 20-40 m od vanjskog zida kotlovnice. S obzirom na visoku cijenu cijevi, njihov broj se smatra minimalnim: jedna cijev za 2-4 parna kotla.

U suvremenoj termoenergetici uglavnom se koristi komorna metoda izgaranja praškastog goriva i pojedinačni sustavi za pripremu ugljene prašine. Oprema pojedinog sustava za raspršivanje nalazi se u istoj ćeliji s kotlom. Mlinovi se ugrađuju na nultu oznaku: mlinovi čekićari i srednje brzine - s prednje i bočne strane kotla, a mlinovi s kuglastim bubnjem - najčešće u odjeljku bunker (bunker-odzračivač). Mjesto za njih odabire se uzimajući u obzir minimalnu duljinu cjevovoda za prašinu i jednostavnost održavanja. Na gornjim razinama odjeljka bunkera ugrađeni su separatori i cikloni.

Na visini od 9–11 m predviđena je platforma s pojedinačnim i grupnim komandnim pločama. Tamo se nalaze i sakupljači prašine. Između kotlova predviđeno je mjesto za izgradnju bager crpne stanice za sustav hidrauličkog pepeljenja. Za crpnu stanicu napravljena je jama, čiji pod ima oznaku 3-4 m ispod poda prostorije za pepeo, koja se nalazi na nultoj oznaci. Kod snažnih CPP, crpna stanica bagera nalazi se izvan kotlovnice u posebnom dodatku.

Od strane privremenog završetka objekta do pepelnice postavlja se željeznička pruga. U zgradi kotlovnice ugrađene su dvije mostne dizalice za montažne i sanacijske radove.

Raspored turbinskog odjeljka određen je odabranim načinom rasporeda turbina - uzduž ili poprečno po osi građevine. O tome ovise dimenzije prostorije, raspored pomoćne opreme, duljina cjevovoda pare, napojne vode i optočne vode. Kod uzdužnog rasporeda turbina širina (raspon) turbinske dvorane je manja nego kod poprečnog rasporeda, a duljina hale veća.

Oprema u turbinskoj dvorani smještena je po principu "otoka". Turbinske jedinice postavljene su duž hale s određenim korakom, a pomoćna oprema postavljena je u blizini svake od njih.

Pomoćna oprema (mrežne i kondenzne pumpe, hladnjaci nafte i plina i sl.) nalazi se na nultoj oznaci poda kondenzacijske prostorije.

U istoj ćeliji s turbinom ugrađen je sustav za podmazivanje ležajeva i regulaciju turbine.

Na razini 8–9 m (na jedinicama snage 300 MW - 9,6 m; 800 MW - 11,4 m) nalaze se komande za glavne zasune i ventile, kao i instrumentna ploča za turbine.

Na stalnim i privremenim krajevima turbinske dvorane predviđena su mjesta koja nisu zauzeta opremom, a koja su namijenjena za polaganje dijelova tijekom popravaka i instalacijskih radova. Do ovih mjesta položene su slijepe željezničke pruge.

Dio opreme turbinskog dijela nalazi se u deaeratorskom dijelu koji ima više etaža. Na nultoj razini nalaze se razvodna postrojenja za vlastite potrebe i kabelski hodnici. Napojne pumpe, redukcijsko-rashladne jedinice i druga oprema također su instalirane ovdje na nekim IES-ovima. Na drugom katu nalaze se blok komandne ploče; odzračivači i spremnici napojne vode nalaze se na gornjim katovima. Ugradnja deaeratora na gornjim katovima stvara dodatni pritisak vode na ulazu napojnih pumpi, što povećava pouzdanost njihovog rada, eliminirajući kavitaciju.

U turbinskoj hali ugrađena je jedna ili dvije mostne dizalice. Njihov kapacitet podizanja odabire se na temelju podizanja najtežeg dijela opreme, što je obično stator generatora. Oznaka položaja dizalice iznad platforme za održavanje u pravilu je takva da je moguće ukloniti turbinske cilindre i prenijeti ih preko radnih turbina na mjesta popravka.

Provjetravanje turbinske dvorane provodi se prirodnom konvekcijom preko aeracijske lanterne izvedene na krovu zgrade, a kod vrlo velikih raspona ne izvodi se lanterna za olakšavanje krovišta, a zrak se dovodi pomoću ventilatora.

Na sl. 4.4 prikazuje raspored opreme elektrane na ugljen u prahu s jedinicama snage 300 MW. Glavna zgrada od montažnog armiranog betona ima razmak nosivih stupova od 12 m. Turbinska dvorana je izvedena sa podrumom, ukopanim 2,7 m. Bunker-deaerator odjeljak je jednoprostorni. Stjenka odjeljka prema kotlovnici poravnata je s prednjom stijenkom kotla. Ista izvedba zgrade koristi se i za IES na kruta goriva u pripremi prašine na centralnom otprašivaču; spremnici za prašinu kod takvih IES-a postavljaju se između kotlova.

Projektom je usvojen poprečni raspored turbina.

Za blokovske upravljačke ploče (jedna ploča za dva bloka) na razini glavnog održavanja predviđene su prostorije u bunkeru i odzračivaču. Na kraju odjeljka nalazi se i glavna ploča (centralna upravljačka ploča TE).

Opća načela postavljanja mjesta i glavnog plana

Osim glavne zgrade, elektrana uključuje mnoge druge pomoćne zgrade i građevine koje osiguravaju rad IES-a u cjelini. Uz glavnu zgradu nalaze se platforme za sakupljače pepela, dimnjake, dimnjake i ventilacijske cijevi, objekte za gorivo, zatvoreni ili otvoreni razvodni uređaj, upravljačku ploču ako se nalazi u zasebnoj zgradi, objekte za opskrbu tehničkom vodom, kemijsku obradu vode, zgrada za servisnu radionicu i radionice, odlagalište pepela i gnojovke do njega, upravna, integrirana pomoćna zgrada, skladišta, zgrade acetilenske, kisikove i kompresorske stanice, pristupne željezničke i autoceste, skladište lokomotiva, vatrogasni dom, postrojenja za pročišćavanje vode, itd.

Većina navedenih objekata nalazi se unutar ograde elektrane. Odlagalište pepela, skladišta rezervnog i potrošnog ugljena, postrojenja za loživo ulje, ako je njihov kapacitet veći od 10.000 m3, i postrojenja za opskrbu tehničkom vodom izvlače se iz ograde. Elektrorazvodna postrojenja, crpne stanice nalaze se unutar i izvan ograde, ali uz obaveznu sigurnosnu ogradu.

Na popis i broj objekata elektrane utječu toplinska shema, vrsta korištenog goriva i vrsta vodoopskrbnog sustava.

Snažne kondenzacijske elektrane koje rade na fosilna goriva izgrađene su uglavnom u blizini izvora goriva: velikih naslaga ugljena, treseta, škriljevca, što osigurava minimalne troškove isporuke goriva. Prilikom postavljanja bitna je njihova blizina potrošačima energije, čime je moguće smanjiti duljinu dalekovoda, magistralnih cjevovoda pare, vode i gubitaka u njima.

Za IES koji koristi niskokvalitetno gorivo (lignit, treset, škriljevac), preduvjet je blizina polja. Međutim, pri korištenju visokokvalitetnog ugljena, njegova isporuka može biti isplativa čak i na velikim udaljenostima, što omogućuje odabir mjesta za izgradnju CPP bliže potrošačima energije. Za IES koji rade na plin i loživo ulje, udaljenost do izvora opskrbe gorivom nije toliko važna, budući da su troškovi isporuke ovih vrsta goriva znatno niži nego za ugljen, treset ili škriljevac.

U uvjetima jedinstvenih energetskih sustava proširuju se mogućnosti izbora lokacije snažnih kondenzacijskih elektrana. Trebaju se nalaziti u blizini rijeke, jezera ili mora kako bi se osigurala minimalna duljina tehničkih vodoopskrbnih komunikacija i smanjili troškovi izgradnje hidrotehničkih objekata.

Polumjer sanitarne zone za IES obično je 500–1000 m; veća veličina je prihvaćena kod izgaranja goriva s visokim udjelom pepela i sumpora. Pri određivanju veličine sanitarne zone IES-a uzima se u obzir prisutnost drugih poduzeća u blizini lokacije, koja već stvaraju određenu razinu (pozadinu) onečišćenja u tom području. U slučaju pozadinskog onečišćenja, veličina zone treba biti takva da ukupna razina štetnih tvari u atmosferi ne prelazi važeće standarde.

Na glavnom planu elektrane položaj glavne zgrade predodređuje raspored i raspored svih ostalih objekata. Na sl. Slika 4.5 prikazuje glavni plan IES-a na ugljen s jedinicama od 300 MW, tipičnim za elektrane kapaciteta 2400 i 3000 MW s ugradnjom osam odnosno deset jedinica.

Glavna zgrada je smještena na takav način da je turbinski odjeljak okrenut prema izvoru vode; ovo osigurava minimalnu duljinu cjevovoda servisne vode. S opskrbom cirkulacijskom vodom s rashladnim tornjevima, orijentacija glavne zgrade određena je pogodnošću praćenja električnih vodova, željezničkih linija i prirodnih uvjeta lokacije, posebno smjera prevladavajućih vjetrova. Rashladni tornjevi obično se nalaze sa strane stalnog kraja glavne zgrade, koji treba biti orijentiran tako da je stalni kraj u zavjetrini. Udaljenost između rashladnih tornjeva i glavne zgrade, kao i otvorenog rasklopnog uređaja, obično je najmanje 100 m.

Distribucijski uređaji (RU) namijenjeni su za primanje električne energije iz izvora, vraćanje u sustav ili distribucijsku mrežu. Rasklopni uređaji distribuiraju električnu energiju između drugih distribucijskih uređaja, trafostanica, energetskih transformatora itd. Za električnu opremu elektrana koriste se visokonaponska sklopna postrojenja; niskonaponska sklopna postrojenja koriste se u pomoćnim instalacijama. Prema izvedbi, rasklopna postrojenja se dijele na zatvorena (ZRU), kada je sva električna oprema smještena u posebnim zgradama, otvorena (ORU) s opremom postavljenom na otvorenom u ograđenom prostoru, kompletna (KRU), sastavljena od zatvorenih metalnih ormara s opreme i uređaja ugrađenih u njih te pomoćnih uređaja. Oprema vanjskog rasklopnog postrojenja projektirana je za rad na naponu od 35 kV i više, a sastoji se od sabirničkih uređaja, uljnih prekidača, rastavljača, energetskih i mjernih transformatora, zaštitne opreme, automatike i signalizacije.

Glavni dijagrami električnog povezivanja TE odabiru se na temelju sheme povezivanja i distribucije snage u elektroenergetski sustav, uzimajući u obzir ukupnu i jediničnu snagu instaliranih jedinica. Pri njihovom razvoju uzimaju se u obzir sljedeći početni podaci:

• naponi na kojima TE proizvodi električnu energiju, rasporedi opterećenja, mrežni dijagrami i broj vodova koji izlaze iz elektrana, veličina razmjenskih tokova snage;
• struje kratkog spoja za svaki visokonaponski rasklopni uređaj (RU), zahtjevi za dijagram veze za stabilnost paralelnog rada, zahtjevi za regulaciju napona na RU, potreba za ugradnjom prigušnica;

• vrijednost najveće izgubljene snage kada je bilo koji prekidač oštećen;
• korištenje najviše dva povišena napona u TE, kao i mogućnost korištenja dvaju rasklopnih postrojenja istog napona uz paralelni rad tih rasklopnih postrojenja kroz područne mreže;
• mogućnost izdvajanja dijela vlastitih potreba TE za opskrbu električnom energijom iz izoliranog izvora u slučaju havarije sustava.

U TE s rasklopnim postrojenjima generatorskog napona, ukupna snaga transformatora koji povezuju ta rasklopna postrojenja s visokonaponskim postrojenjima treba osigurati da se sva djelatna i jalova snaga isporuči u mrežu povišenog napona, umanjena za vlastite potrebe, uzimajući u obzir godišnji raspored električne energije, topline potrošnje iu hitnim načinima rada.

Pri izboru broja i ukupne snage komunikacijskih transformatora za rezervu potrošača priključenih na generatorski naponski rasklopni uređaj elektroenergetskim sustavom, kada prestane raditi samo jedan od generatora koji rade na generatorskom naponskom rasklopnom postrojenju, koriste se trofazni transformatori ili skupine jednostrukih u TE se usvajaju fazni transformatori. Prilikom ugradnje trofaznih transformatora u blokove, predviđena je jedna rezerva za osam blokova.

• Dualni reaktori koriste se za ograničavanje struja kratkog spoja u distribuciji električne energije na generatorskom naponu. Za rasklopna postrojenja s reaktivnim vodovima u pravilu se koriste sheme sabirnica-sklopka-prigušnica-sklopka-prigušnica-vod.
• Svaki generator snage 300 MW i više priključen je na visokonaponsku stranu preko zasebnih transformatora (dvije jedinice su spojene u paru na visokonaponskoj strani ili su dva generatora spojena na jedan transformator s razdvojenim namotom). Istodobno se postavljaju sklopke između svakog generatora i transformatora.
• Za sklopni uređaj s priključnim brojem ne većim od četiri, koriste se sheme trokuta, četverokuta i mosta. Za sklopne uređaje s velikim brojem priključaka na naponu od 330-750 kV i više koriste se sljedeće sheme:
• blok (generator-transformator-VL-RU padajuća trafostanica);
• s dva sustava sabirnica (SH), s četiri sklopke za tri kruga (shema "4/3");
• s dva sustava sabirnica, s tri sklopke za dva kruga (jedan i pol "3/2" krug);
• blok dijagrami generator-transformator-vod (GTL) s poligonom izjednačenja-premosnica;
• sklop s jednim ili dva poligona s do šest priključaka na svaki poligon, uključivo, povezanih s dva premosnika s prekidačima u premosnicima.

Generatorski naponski sklopni uređaji izvedeni su s jednim sabirničkim sustavom, korištenjem sklopnih uređaja i skupnih dvojnih prigušnica za napajanje potrošača.

Snaga suvremenih velikih termoelektrana s jedinicama od 500, 800, 1000, 1200 MW provodi se na naponu od 220, 330, 500, 750 kV i više.

Na sl. 4.6 prikazuje dijagram ožičenja CHP postrojenja s osam jedinica od 300 MW i instalacijom jedinice od 1200 MW za proširenje. Blokovi 1, 2, 3 opskrbljuju električnom energijom rasklopno postrojenje 220 kV, izvedeno prema shemi s dva radna i zaobilaznim sustavom sabirnica. Tijekom razvoja elektrane, povećanjem broja priključaka na sabirnice 220 kV, jedan sustav sabirnica se sekcionira. Blok 4 povezuje rasklopna postrojenja 220 kV i 500 kV s autotransformatorom. Kombinirani blokovi 6, 5 i 7, 8 opskrbljuju električnom energijom rasklopno postrojenje 500 kV, izvedeno prema šesterokutnoj shemi, a tijekom razvoja i ugradnje jedinice 1200 MW - prema krugu "3/2" prekidača za spoj (na slici je proširenje kruga prikazano isprekidanom linijom).

Za CHP, shema električnog povezivanja s dva sustava sabirnica na strani generatora i višim naponom bila je široko korištena.

Povećanje jedinične snage turbogeneratora koji se koriste u termoelektranama (120, 250 MW) dovelo je do široke primjene blok dijagrama električnih veza. U dijagramu prikazanom na sl. Potrošači napona 4.7, 6–10 kV napajaju se reaktivnim odvajačima iz generatora G1, G2, udaljeniji potrošači napajaju se preko trafostanica dubokog unosa iz sabirnica 110 kV. Paralelni rad generatora, izveden na višem naponu, smanjuje struju kratkog spoja na strani 6–10 kV. Razvodni uređaj potrošača ima dvije sekcije s automatskim prijenosom (ATS) na sekcijskoj sklopki. U krugovima generatora za veću pouzdanost napajanja ugrađeni su prekidači B1, B2. Komunikacijski transformatori T1, T2 moraju biti projektirani za izdavanje sve prekomjerne djelatne i jalove snage i moraju biti opremljeni prekidačem pod opterećenjem. Transformatori blokova G3, G4 također mogu biti opremljeni izmjenjivačem pod opterećenjem (prikazan isprekidanom linijom), koji omogućuje osiguranje odgovarajuće razine napona na sabirnicama od 110 kV pri izdavanju rezervne jalove snage CHPP koja radi prema prema rasporedu grijanja. Prisutnost mjenjača pod opterećenjem za ove transformatore omogućuje smanjenje fluktuacija napona u pomoćnim instalacijama.

Dijagrami ožičenja za pomoćne potrebe

Osim glavnih jedinica – parnih kotlova, turbina, generatora, termoelektrane su opremljene velikim brojem mehanizama koji opslužuju ili automatiziraju rad glavnih jedinica i pomoćnih uređaja elektrane. Svi mehanizmi zajedno sa svojim pogonskim motorima, izvorima energije, unutarstaničnim električnim mrežama i rasklopnim uređajima, električnim rasvjetnim uređajima uključeni su u sklop koji se obično naziva pomoćna instalacija. U termoelektranama instalacija za vlastite potrebe uključuje mehanizme za skladištenje i dovod goriva (autoodlagači, dizalice za istovar, transporteri, transporteri s vedrima, pumpe za lož ulje, sita, drobilice), pripremu prašine (mlinovi za ugljen, dodavači sirovog ugljena, ventilatori za mljevenje, pužnice , dovodnici prašine), propuh (ventilatori, odimljavači, recirkulacijski odimnjači), mehanizmi turbinskih odjeljaka (dovodne, kondenzacijske, cirkulacijske ejektorske pumpe, pumpe za čišćenje kondenzata, pumpe za podmazivanje ležajeva i kontrolni sustavi), kemijska obrada vode i niz drugi.

Osim navedenih mehanizama koji služe glavnom tehnološkom procesu, elektrane imaju i pomoćne mehanizme: pumpe tehnološke vode, protupožarne pumpe, kompresorske jedinice, motor-generatore za punjenje baterija itd.

Pouzdanost rada pomoćnih mehanizama uvelike određuje pouzdanost stanice u cjelini. Ovisno o ulozi u tehnološkom procesu stanice, glavni mehanizmi vlastitih potreba dijele se na odgovorne i neodgovorne. Odgovorni uključuju mehanizme čiji prestanak rada, čak i nakratko, dovodi do smanjenja produktivnosti ili gašenja glavnih jedinica elektrane. Cirkulacijske pumpe, kondenzacijske pumpe, uljne pumpe parnoturbinskih postrojenja, kotlovske napojne pumpe, odimovnici, puhala, otprašivači itd. spadaju u najodgovornije mehanizme za vlastite potrebe. U neodgovorne mehanizme spadaju mehanizmi čiji prekid rada neko vrijeme ne uzrokuje smanjenje proizvodnje električne ili toplinske energije.

Elektromotori služe za pogon mehanizama za vlastite potrebe. Parni pogon se koristi za snažne napojne pumpe velike brzine jedinica s superkritičnim parametrima pare.

Maksimalna snaga koju troše pomoćni mehanizmi ovisi o vrsti i snazi ​​TE, o vrsti i kvaliteti goriva, načinu njegovog izgaranja i parametrima pare. Potrošnja električne energije za vlastite potrebe također ovisi o pravilnom izboru izvedbe mehanizama, snazi ​​elektromotora i učinkovitosti održavanja režima rada opreme u radu i iznosi 3–14%, a potrošnja toplinska energija je 3–10%.

Kao i svi odgovorni potrošači električne energije I. kategorije, sheme pomoćnog napajanja imaju redundanciju koja osigurava nesmetano napajanje automatskim uključivanjem rezervnog napajanja (ATS). Redundancija se može implementirati u implicitnom obliku (slika 4.8), kada je radni pomoćni transformator ujedno i rezervni.

U ovom slučaju svaki radni transformator se odabire po snazi ​​iz uvjeta napajanja svih pomoćnih potreba TE. Takve sheme zalihosti koriste se u TE vrlo male snage. Redundantno napajanje za pomoćne potrebe kogeneracijskih postrojenja sa sabirnicama generatorskog napona može biti i eksplicitno (slika 4.9). U ovom slučaju, za više radnih pomoćnih transformatora, predviđen je jedan rezervni pomoćni transformator (PRTSN), koji se automatski uključuje za onu dionicu pomoćnih potreba, u kojoj je radni pomoćni transformator isključen. Za svakih šest radnih transformatora (vodova) prihvaća se jedan PRTSN.

Izbor snage radnog transformatora za pomoćne potrebe agregata temelji se na proračunu stvarnog opterećenja pomoćnih odjeljaka (agregata i opće stanice, spojenih na pomoćne sabirnice agregata). Određeni broj motora je u pripravnosti unutar jedinice ili više jedinica (rezervni uzbudnik), neki od mehanizama rade periodično (pumpa za ispiranje kiselinom, protupožarne pumpe i dr.). Pokretni transformatori za vlastite potrebe po snazi ​​su jednaki najvećem radnom.

U slučaju potpunog dugotrajnog (više od 30 minuta) gubitka napona električne frekvencije povezanog s nesrećama, TE osigurava pouzdano napajanje iz neagregatskog dijela stanice (ako postoji) iz najbliže elektrane ili hitnog dizela -generatorski ili plinskoturbogeneratorski sklopovi sljedećih potrošača: elektromotori zapornih mehanizama, punjive baterije, instrumentacijska oprema, nužna rasvjeta.

Kao izvori istosmjerne struje u termoelektranama koriste se baterije, koje su neovisni izvor istosmjerne struje koji može napajati svoje potrošače u slučaju bilo kakvih nesreća na stanici. Od njih se hrane potrošači koji su dužni raditi pod bilo kojim uvjetima (uključujući i one hitne). Takvi potrošači uključuju upravljačke krugove za sklopke rasklopnih uređaja svih napona, upravljačke krugove za sklopne uređaje motora za pomoćne mehanizme od 0,4 kV, alarmne krugove, automatizaciju, relejnu zaštitu, rasvjetu u nuždi, crpke za hitne slučajeve za upravljačke sustave i podmazivanje turbinskih jedinica. U termoelektranama s jedinicama od 300 MW i većim, za svaku jedinicu predviđena je jedna akumulatorska baterija i jedna ili dvije baterije opće stanice. U krugovima istosmjerne struje predviđena je mogućnost međusobne redundancije snage.

Za punjive baterije u pravilu se koriste olovne stacionarne baterije tipa C ili CK (za kratkotrajna pražnjenja velikom strujom).

Sve baterije stanice rade u načinu stalnog punjenja. U tom smislu, za svaki od njih je osiguran zaseban punjač. Za punjenje svih baterija instalirana je jedna jedinica za punjenje na cijeloj stanici.

Mjesto za otvoreni rasklopni uređaj (OSG) obično se dodjeljuje sa strane turbinskog odjeljka, a ponekad i sa strane stalnog kraja glavne zgrade.

U rashladnom sustavu Generator u IES-u obično koristi vodik. Budući da je vodik eksplozivan, njegovo skladište se izvodi izvan teritorija glavne zgrade, a ponekad i izvan teritorija stanice. Čuva se u posebnim spremnicima - prijemnicima vodika. Pomoćni i pomoćni objekti IES-a locirani su na glavnom planu na način da se osigura minimalna duljina željezničkih i cestovnih trasa.

Sustav kemijske obrade vode. Za pripremu odgovarajuće kvalitete napojne i dopunske vode, u elektrani je instaliran sustav kemijske obrade vode (CWT), koji u pravilu uključuje taložnike, mehaničke filtre (sulfonirani ugljen ili pretprana celuloza), filtre za desalinizaciju vode (Na, H - kationska i anionska izmjena). Oprema CWT sustava nalazi se u kemijskoj radionici IEN-a, smještenoj u zasebnoj zgradi ili u kombiniranoj pomoćnoj zgradi IEN-a. Osim CWT-a, tijekom rada energetskih jedinica s protočnim kotlovima, kondenzat se pročišćava u postrojenju za desalinizaciju bloka (BOU), koje uključuje mehaničke filtre, mješovite filtre i regeneratorske filtre za oporabu kationskog izmjenjivača i anionskog izmjenjivača. .

Opskrba tehničkom vodom.

Za normalan rad elektrana potrebna je pouzdana i nesmetana opskrba vodom. Potrošači vode u IES-u su turbinski i procesni kondenzatori, sustavi za hlađenje ležajeva opreme, sustavi za obradu vode i hidrauličko uklanjanje pepela i šljake, brojni pomoćni izmjenjivači topline i sustavi. Struktura sustava opskrbe tehničkom vodom elektrane uključuje: izvorište vode, dovodne i odvodne kanale (vodovode), pumpe, rashladnike vode. Prema shemi komunikacija i načinu hlađenja vode, sustavi se dijele na izravne, obrnute i mješovite.

Sustav se naziva jednokratni, kada se sva voda za elektranu uzima iz prirodnog izvora (rijeka, jezero ili more) i nakon upotrebe se ispušta u isti izvor. Mjesto ispuštanja bira se nizvodno ako je izvor rijeka, odnosno na mjestu udaljenom od ograde ako je izvor jezero ili more. Komunikacijska shema jednokratnog sustava prikazana je na sl. 4.10.

Voda od izvorišta do elektrane dovodi se tlačnim cjevovodima ili gravitacijskim kanalima. Kod tlačnog opskrbe, crpna stanica se gradi na obali izvora, od koje se polažu armiranobetonski ili metalni vodovi do glavne zgrade. Ogranci se izvode od vodova do svake turbine. Uz značajnu udaljenost elektrane od izvorišta, kao i uz veliku visinsku razliku između kondenzatora i razine vode u izvorištu, gradi se dodatna crpna stanica.

S ravnim terenom, voda se dovodi do glavne zgrade gravitacijskim kanalima. U ovom slučaju, centralna crpna stanica se gradi uz glavnu zgradu. Tih stanica može biti više ako je elektrana izgrađena u kolonama.

Otpadne vode se ispuštaju zatvorenim podzemnim cjevovodima koji prolaze u otvorene kanale.

Mogućnosti korištenja sustava izravnog protoka određene su zakonodavstvom zemlje, uvjetima zaštite okoliša i parametrima riječnog toka. Vodni kodeks Ukrajine zabranjuje korištenje tehničkih vodoopskrbnih sustava izravnog protoka.

Najčešće korišten cirkulacijski sustav vodoopskrbe je kada se isti volumen vode koristi opetovano, zahtijevajući samo mali dodatak (dovod) kako bi se nadoknadili gubici vode. Ovaj sustav je zatvoreni krug koji se sastoji od hladnjaka vode, pumpi i vodova.

U modernim velikim termoelektranama koriste se cirkulacijski sustavi vodoopskrbe, kao i mješoviti. Najčešće korišteni rashladni uređaji su umjetni rezervoari, rashladni tornjevi i bazeni s prskalicom. Primjer sheme sa spremnikom-hladnjakom prikazan je na sl. 4.11.

Ekonomski povoljniji je raspored hladnjaka rezervoara, koji osigurava nižu temperaturu ohlađene vode i dublji vakuum u kondenzatorima turbine. U sustavima s rashladnim tornjevima smanjuje se površina otuđenog zemljišta, ali je prosječna godišnja temperatura ohlađene vode nakon evaporativnih rashladnih tornjeva i nepovratne potrošnje vode veća nego u cirkulacijskim sustavima s akumulacijama. U shemi bazena s prskalicom povećava se nepovratna potrošnja vode. Dakle, za opskrbu tehničkom vodom TE snage 1 milijun kW potrebno je prosječno 0,9 km3 vode godišnje, od čega se najveći dio (do 95%) koristi za hlađenje kondenzatora turbina. S cirkulacijskim sustavom vodoopskrbe potrebno je oko 5% ukupnog volumena nadopuniti slatkom vodom kako bi se nadoknadili nepovratni gubici vode u tehnološkom ciklusu TE (uglavnom za isparavanje) i pročistiti rashladni sustav kako bi se održao prihvatljiv režim soli u njemu. . Tijekom propuhavanja, voda ispuhavanja ispušta se u vodna tijela (rijeka ili akumulacija), u koje s tom vodom ulaze sulfati, kloridi itd. U cirkulacijskom sustavu s evaporativnim rashladnim tornjevima nepovratni gubici vode iznose 1,5–2% ukupne vode. potrošnja.

Opskrba elektrana tehničkom vodom usko je povezana s problemom zaštite okoliša. Ispuštanje zagrijane vode (s visokim udjelom soli tijekom puhanja) u izvor vodoopskrbe ili raspršivanje topline ohlađene vode u atmosferi može negativno utjecati na stanje okoliša u okolici.

Prilikom odabira industrijskih vodoopskrbnih sustava najvažniji uvjet je minimiziranje negativnih posljedica za okoliš.

Potrošnja goriva elektrana

Ekonomija goriva elektrana je kompleks tehnološki povezanih uređaja, mehanizama i struktura koji služe za pripremu i opskrbu goriva u kotlovnicu. Struktura potrošnje goriva i korištena oprema razlikuju se kod korištenja krutih, tekućih i plinovitih goriva. Kompleks se izvodi u obliku kontinuirane proizvodne linije, čiji je početak uređaj za prihvat i istovar, a kraj je glavna zgrada, gdje se isporučuje pripremljeno gorivo. Opskrba gorivom i objekti za gorivo nalaze se na bočnoj strani kotlovnice ne bliže od 200–250 m od glavne zgrade. Minimalna udaljenost određena je dopuštenim kutom uzdizanja transportera goriva.

Opskrba gorivom kombinira se s različitim fazama njegove pripreme, kao i operacijama skladištenja, vaganja i uzorkovanja. Ukupnost svih operacija naziva se obrada goriva.

Priprema krutog goriva sastoji se u sušenju i mljevenju do veličine ne veće od 25 mm i oslobađanju od stranih tijela. Tekuće gorivo u procesu pripreme se filtrira kroz rešetke, zagrijava i dovodi u kotlovnicu na strogo određenim temperaturama i tlakovima. Priprema plinskog goriva praktički ne zahtijeva.

Prerada goriva kao glavni zadatak gospodarstva goriva sastoji se od sljedećih glavnih operacija: prijem goriva i organiziranje njegove količinske i kvalitetne kontrole; istovar pristiglih vagona; pravovremenu i nesmetanu opskrbu gorivom u bunkere kotlovnice, a pri korištenju plina i loživog ulja - u plamenike parnih kotlova; uklanjanje nasumičnih metalnih i nemetalnih predmeta iz goriva i mljevenje komada krutog goriva do veličine 15–25 mm; skladištenje goriva u skladištima (osim plina). Kod CPP-ova koji koriste ugljen, treset, uljni škriljevac kao gorivo, ekonomija goriva sastoji se od željezničkih kolosijeka u blizini stanice (kolosiječni objekti), uređaja za istovar, opskrbe gorivom, zgrade za drobljenje, bunkera u glavnoj zgradi i skladišta. U područjima s kontinentalnom klimom i sustavnim dolaskom vagona sa smrznutim gorivom, osim navedenih objekata, gradi se i uređaj za odmrzavanje.

Tipična ekonomičnost goriva IES-a na ugljen prikazana je na sl. 4.12. Gorivo se obično doprema željeznicom. Pristigli vagoni s gorivom dovode se u uređaj za istovar opremljen kiperima vagona. Ispred uređaja za istovar postavljaju se vage za određivanje količine ulaznog goriva. Prilikom istovara ugljen se sipa u prihvatni lijevak i dopremačem dovodi do prvog transportera za dovod goriva.

U istovarivaču gorivo prolazi kroz prvu fazu pripreme, koja se sastoji u drobljenju na komade veličine 200-300 mm. Veliki komadi ugljena zadržavaju se na rešetki koja prekriva vrh prihvatnog lijevka i usitnjavaju pomoću stroja za drobljenje i mljevenje (CPM). Na rešetki se zadržavaju i veliki strani predmeti koji se zatim uklanjaju. U nedostatku DFM-a, grubo mljevenje ugljena provodi se pomoću drobilica s tanjurastim zubima postavljenim između dodavača i transportera za dovod goriva.

Iz istovarivača ugljen ulazi u prijenosnu jedinicu, odakle se može poslati u skladište ili komoru za drobljenje. Čekićne drobilice ugrađene su u kućište za drobljenje, usitnjavajući ugljen na komade. Ispred drobilica postavljaju se sita pomoću kojih se pored drobilica propušta ugljen koji ne zahtijeva mljevenje.

Kada se kreće duž transportera, gorivo se oslobađa iz slučajnih metalnih predmeta. Metal se hvata pomoću visećih i koturnih elektromagneta (separatora metala).

Iz zgrade drobilice ugljen se transportira u glavnu zgradu na horizontalni transporter, a odatle se sipa u spremnike sirovog ugljena parnih kotlova.

Na dijagramu je prikazano skladište goriva, gdje se kao mehanizmi za pretovar koriste skreperi i buldožeri. Iz skladišta ugljen se dovodi u transportni lijevak, pomoću kojeg ugljen ulazi u prijenosnu jedinicu, a zatim u tijelo drobljenja. Skladišta su također opremljena utovarnim dizalicama, rotacijskim utovarivačima i viličarima. Količina goriva koja se može primiti, preraditi i pripremiti za izgaranje ili skladištenje karakterizira učinkovitost potrošnje goriva. Definirajuća karakteristika učinka je ukupna potrošnja goriva svih kotlova pri nazivnom opterećenju termoelektrane, uzimajući u obzir korekcije za neravnomjernu opskrbu gorivom i zatvaranje opreme.

Bunkeri glavne zgrade predviđeni su za stvaranje zalihe goriva i njegovo kontinuirano izdavanje kada se obustavi dovod goriva. Izrađeni su u obliku četverostrane prizme, koja pri dnu prelazi u krnju piramidu (lijevak), koja na kraju ima izlazni otvor. Volumen bunkera izračunat je za 4-6 sati opskrbe gorivom.

Skladišta služe za stvaranje zaliha goriva u slučaju prekida njegove isporuke. Skladište također igra ulogu međuspremnika, što omogućuje izravnavanje neravnomjerne isporuke goriva.

Kapacitet skladišta odabire se ovisno o kapacitetu IES-a, vrsti goriva i udaljenosti do dobavljača. Za IES na ugljen, skladišni kapacitet izračunat je za opskrbu od 30 dana. Ako je udaljenost do dobavljača manja od 100 km, zaliha se smanjuje na 2 tjedna.

Farma loživog ulja je kompleks uređaja i objekata namijenjenih za prihvat, skladištenje, pripremu i dovod loživog ulja u kotlovnicu. Glavni objekti mazutnog gospodarstva su: prihvatno-istovarni uređaj, spremište (skladište), crpna stanica, mazutovod. Ovi objekti, zajedno s cjevovodima za loživo ulje, čine tehnološku shemu, čiji je tipični prikaz prikazan na Sl. 4.13.

Glavno postrojenje loživog ulja obično se nalazi izvan područja HZZ-a ne bliže od 500 m od najbližeg naselja. To je diktirano mjerama zaštite od požara i željom da se poboljšaju pokazatelji glavnog plana IES-a. Do gradilišta se dovodi dalekovod, grade se željeznička pruga i autocesta. Sva postrojenja na loživo ulje opremljena su pouzdanom gromobranskom zaštitom.

Lož ulje se u IES doprema željeznicom, vodenim ili cjevovodnim transportom i ispušta u prihvatni spremnik. U posudama ispred spremnika ugrađeni su grubi filtri koji služe za hvatanje stranih tijela. Iz prihvatnih spremnika loživo ulje se prepumpava u glavne spremnike koji služe za stvaranje zaliha loživog ulja.

Iz spremnika loživo ulje se gravitacijski ili uz pomoć pumpi doprema do zgrade crpne stanice, gdje su ugrađene pumpe, izmjenjivači topline i fini filtri. Ovdje se loživo ulje zagrijava, čisti i dovodi u kotlovnicu pod unaprijed određenim tlakom.

U tehnološkoj shemi predviđeni su vodovi za recirkulaciju loživog ulja, koji osiguravaju njegovo kontinuirano kretanje kroz cijevi u cjevovodima. Time se sprječava smrzavanje kad se kotlovi zaustave.

Lož ulje u elektranama koristi se ne samo kao glavno, već i kao pomoćno gorivo za loženje kotlova na kruta goriva. Ovisno o namjeni loživog ulja, na IES-u se gradi glavno ili loživo postrojenje. Glavna ekonomija izračunava se za opskrbu takvom količinom loživog ulja, koja osigurava rad svih kotlova s ​​nazivnim opterećenjem; paljenje - samo za istovremeno paljenje dva kotla do opterećenja jednakog 30% nominalnog.

Kako bi se osigurala pouzdanost transporta lož ulje se mora zagrijavati na cijelom putu njegovog kretanja. Primarno zagrijavanje na temperaturu od 35-45 ° C provodi se u uređaju za prihvat i istovar prilikom istovara iz spremnika i kretanja duž gravitacijskih ladica. Lož ulje se zagrijava do 90°S u spremnicima. Završno zagrijavanje na temperaturu od 120–150°C, odabranu prema uvjetima prskanja loživog ulja u mlaznicama plamenika kotlova, provodi se u grijačima koji su ugrađeni u crpnu stanicu.

Tlak loživog ulja u cjevovodu kojim se dovodi u kotlovnicu odabire se ovisno o vrsti mlaznica. Visokokvalitetna atomizacija mehaničkim mlaznicama osigurava se pri tlaku od 3–4,5 MPa; para - 0,5–1,0 MPa. Tlak od 3–4,5 MPa pouzdano se osigurava samo kada su dvije skupine crpki spojene u seriju. U prvom se tlak povećava na 1–1,5 MPa, u drugom na unaprijed zadani. Jednostupanjski porast tlaka je nepouzdan zbog pojave kavitacije i kvara pumpi.

Prihvatno-istovarni uređaj je dio željezničkog kolosijeka s žlijebom između tračnica, gdje se ispušta lož ulje iz cisterni. Žlijeb je izrađen od armiranog betona s metalnom oblogom i blagim nagibom dna prema prihvatnim spremnicima. Po dnu žlijeba položene su parne cijevi za zagrijavanje loživog ulja.

Da bi se ubrzao pražnjenje, loživo ulje u spremnicima zagrijava se parom pod tlakom od 1–1,2 MPa, koja se dovodi u spremnik kroz gornji grlić. Kod nekih CPP-a u tu se svrhu koriste uređaji za grijanje konstruirani prema vrsti uređaja za odmrzavanje.

Cisterne služe za prihvat i skladištenje loživog ulja. Ukupni kapacitet spremnika u skladištu izračunat je za 15-dnevnu zalihu ako se lož ulje doprema željeznicom i predstavlja glavno gorivo. Kada se isporučuje putem cjevovoda, zaliha je osigurana za 3 dana. Ako je lož ulje kao startno gorivo, tada je osigurana rezerva od 10 dana. Kako bi se osigurala tehnološka pouzdanost prerade i opskrbe loživim uljem u kotlovnici, u skladištu su ugrađena najmanje tri spremnika.

Spremnici se izrađuju od metala ili armiranog betona. Njihova izvedba može biti prizemna, podzemna ili polupodzemna. U spremnicima se loživo ulje zagrijava pomoću parnih površinskih izmjenjivača topline i recirkulacijom vrućeg loživog ulja. Para se dovodi do grijača pod tlakom od 0,5–0,6 MPa.

Lož ulje se skladišti u spremnicima na temperaturi od 70-90°C. Da bi se smanjili gubici topline u okoliš, stijenke prizemnih spremnika prekrivaju se toplinskom izolacijom u obliku podloga od mineralne vune s vanjskom limenom oblogom ili slojem azbestno-cementne žbuke.

Crpilišta za naftu se grade kao zasebna zgrada sa prostorijama za pumpe, ventilacijsku opremu, upravljačku ploču i rasklopni uređaj. Od procesne opreme u crpilištu mazuta ugrađene su pumpe, filtri, grijači i uređaji za prikupljanje i pročišćavanje zauljenih voda.

Za pumpanje loživog ulja koriste se posebne pumpe. U crpilištu loživog ulja ugrađene su centrifugalne pumpe s vodoravnom osovinom, au spremnicima potopne aksijalne pumpe. I oni i drugi imaju elektromotore sa zatvorenim kućištem.

Grubi filtri izrađuju se u obliku rešetki s ćelijama 10 × 10 mm2. Fino čišćenje se provodi u filtrima tipa kućišta kroz mrežice s ćelijama veličine 1 × 1 mm2.

Za konačno zagrijavanje loživog ulja na temperaturu od 120-150°C koriste se dvodijelni cijevni izmjenjivači topline. Lož ulje se kreće kroz cijevi, a para pod tlakom od 1–1,2 MPa dovodi se u prsten.

Prostorija crpilišta mazuta spada u kategoriju eksplozivnih objekata. Stoga su sve električne armature i elektromotori zaštićeni od eksplozije. Ventili za zatvaranje u nuždi postavljaju se na usisne i ispusne cjevovode mazuta 10–15 m od zgrade crpne stanice. Gospodarstvo loživog ulja kombinirano je, u pravilu, sa skladištem ulja i goriva i maziva.

Ekonomija goriva IES-a koji radi na plinsko gorivo sastoji se od točke distribucije plina (GDP) i sustava plinovoda. Plin se na distribucijsko mjesto plina dovodi iz distribucijske stanice koja se nalazi izvan IES-a i spojena je na glavni plinovod. Tlak plina prije točke distribucije plina je 1–1,2 MPa, a nakon hidrauličkog frakturiranja 0,05–0,12 MPa. Priprema plina za izgaranje sastoji se u njegovom čišćenju od prašine i osiguravanju potrebnog tlaka ispred plamenika.

Shema točke distribucije plina (slika 4.14) predviđa ugradnju vlaknastog filtra za otprašivanje plina, automatskog regulatora tlaka plina, uređaja za mjerenje tlaka i protoka plina, zapornih ventila, kao i zaobilaznog voda za dovod plina. u kotlovnicu tijekom popravaka na mjestima distribucije plina.

Plinske distribucijske točke kod snažnih IES-a nalaze se u posebnoj zgradi, koja se sastoji od dvije prostorije: glavne, u kojoj su ugrađene sve armature i uređaji, i pomoćne, namijenjene za instalaciju grijanja i ventilacije. Kod CPP-a snage do 1200 MW u pravilu se gradi jedno plinsko distribucijsko mjesto, a kod većeg kapaciteta mogu biti dva ili više.

Polaganje svih plinovoda na području IES-a izvodi se na tlu na armiranobetonskim ili metalnim nadvožnjacima. Plin od točke distribucije plina do glavnog voda kotlovnice i od njega do kotlova dovodi se jednim plinovodom. Na izlazima u kotlove ugrađeni su zaporni i regulacijski ventili s daljinskim upravljanjem, te uređaj za mjerenje protoka plina. Na svim krajnjim točkama plinovoda izvode se vodovi za pročišćavanje s tijesnim spojevima koji služe za uklanjanje plina iz cjevovoda tijekom popravaka.

Kako bi se osigurao popravak TE zahtijevaju komprimirani zrak, kisik i plin. Za to postoji poseban razgranati sustav opskrbe za te medije. Sustavom komprimiranog zraka upravlja kompresorska stanica, dok se kisik dobavlja iz dušično-kisikove stanice.

Organizacija vođenja tehnoloških procesa u termoenergetskim postrojenjima. Osiguravanje pouzdanog i učinkovitog rada svih alata upravljanja i upravljanja te opreme koju opslužuju ovisi o mnogim čimbenicima, a jedan od njih je i organizacija upravljanja u TE. Pod organizacijom upravljanja u TE podrazumijeva se takva struktura odnosa između objekata upravljanja, operatera i sredstava kontrole i upravljanja, koja osigurava odvijanje tehnološkog procesa sa zadanim tehnološkim pokazateljima.

Takva se struktura temelji, s jedne strane, na psihološkim podacima osobe (operatera), as druge strane na tehničkim i ekonomskim čimbenicima koji karakteriziraju objekt i sustav upravljanja. U prve spadaju: tehnička osposobljenost i iskustvo operatera, njegova obučenost, brzina reakcije na dobivene informacije o stanju objekta i tijeku procesa te umor. Drugi uključuju vrstu TE (blok ili umreženi), složenost opreme i tehnološke sheme, stupanj automatizacije objekta itd.

TE blokovskog tipa karakterizira upravljanje cjelokupnom opremom uključenom u blok od strane operatera s upravljačke ploče bloka (BCR).

Značajan utjecaj na organizaciju upravljanja ima sam objekt: njegova konstrukcijska složenost, tehnološka shema, kao i statičke i dinamičke karakteristike. Energetska oprema - kotlovi, turbine, generatori, pumpe itd. - može se svrstati u jednu od najsloženijih jedinica. To se općenito odnosi i na energetsku jedinicu, koja je kompleks navedene opreme povezane jedinstvenim tehnološkim procesom.

Sami blokovi također se mogu dodatno podijeliti prema stupnju težine. Na primjer, kotlovska jedinica s bubnjem na plin ili ulje jednostavnija je od protočnog kotla s više peći ili više kaskada koji sagorijeva kruto gorivo.

Razina automatizacije termoenergetskih postrojenja ima veliki utjecaj na organizaciju upravljanja elektroenergetskom opremom.

U skladu sa suvremenim zahtjevima, upravljački sustav automatski priprema sveobuhvatne podatke za osoblje, može tražiti optimalna rješenja tijekom pokretanja i normalnog rada agregata, štiti opremu od oštećenja i sprječava nesreće. Ova razina zahtijeva široko uvođenje računalnih sredstava.

Organizacija upravljanja TE usko je povezana s usvojenim sustavom upravljanja elektroenergetskom opremom blokova, koji je kompleks tehničkih sredstava za upravljanje, prikupljanje, obradu i prezentiranje informacija vezanih uz objekt i međusobno na način da s uz njihovu pomoć osoblje može kontrolirati opremu u svim načinima njezina rada.

U suvremenim termoelektranama sustav upravljanja je automatiziran i u pravilu ima dvije razine: prva je automatizirani sustav upravljanja procesima (APCS), koji omogućuje upravljanje pojedinačnim jedinicama, grupama jedinica ili energetskom jedinicom. Druga razina je automatizirani sustav upravljanja termoelektranom u cjelini (ACS TPP), koji omogućava osoblju da najučinkovitije i najučinkovitije upravlja ne samo elektranom, već i gospodarskim aktivnostima termoelektrane.

Sustav upravljanja energetskom opremom jedinice prikazan je na sl. 4.15. Uključuje sljedeće podsustave: informacijski; alarmi; daljinsko i automatsko upravljanje; automatska regulacija; tehnološka zaštita i blokada.

Informacijski podsustav osigurava kontinuirano prikupljanje, obradu i prezentaciju informacija o radu i stanju opreme i tijeku tehnološkog procesa, dobivanje pomoćnih informacija potrebnih za proučavanje stanja, kao i za izradu tehničkih izvješća i proračun tehničko-ekonomskih pokazatelji TE.

Podsustav alarma uključuje uređaje koji daju operativne informacije o kršenjima u načinu rada procesa ili radu jedinica pomoću svjetlosnih ili zvučnih signala. Alarm ima sljedeće glavne funkcije: skrenuti pozornost osoblja na kršenje načina rada objekta ili na hitan slučaj; omogućiti razumijevanje uzroka onoga što se događa i pridonijeti isključivanju pogrešnih radnji, donošenju ispravne odluke za radnje u trenutnim uvjetima.

U TE se signalizacija koristi u dvije svrhe: tehnološku i hitnu.

Tehnološki alarm služi za upozorenje osoblja o odstupanju radnih parametara od utvrđenih granica i kršenju režima procesa; tu spada i signalizacija djelovanja zaštita.

Signalizacija u nuždi daje osoblju ideju o stanju mehanizama (rad, nerad, zaustavljanje u nuždi, uključivanje rezerve itd.).

Podsustavi daljinskog i automatskog upravljanja vrše diskretan učinak na elektrificirane pogone mehanizama i zaporne i regulacijske ventile koji se nalaze na različitim mjestima agregata, daljinski iz upravljačke stanice ili automatski prema zadanim logičkim programima. U modernim termoelektranama daljinsko upravljanje je doseglo visok stupanj centralizacije: oko 80% pogona ventila i 90% pomoćne opreme upravlja se s blok ili grupnih ploča. Daljinsko upravljanje može biti pojedinačno ili grupno.

Grupno upravljanje omogućuje slanje naredbe ili istovremeno na više pogona (na primjer, nekoliko ventila na paralelnim parno-vodenim stazama kotla), ili na jedan pogon skupine funkcionalno povezanih mehanizama s daljnjim razvojem naredbe prema određeni program.

Daljnji razvoj upravljanja grupama su hijerarhijski sustavi za upravljanje funkcionalnim grupama.

Podsustav automatskog upravljanja jedan je od najvažnijih dijelova sustava upravljanja, budući da čini osnovu za automatizaciju proizvodnih procesa i njegova je najviša razina. Automatsko upravljanje povećava učinkovitost instalacije, povećava pouzdanost njenog rada i povećava produktivnost osoblja. U shemama automatskog upravljanja elektroenergetskim objektima mogu se razlikovati četiri glavne skupine regulatora.

Prva skupina uključuje posebno odgovorne regulatore koji osiguravaju pouzdanost jedinica. Funkcije takvih regulatora ne mogu se zamijeniti ručnim djelovanjem operatera, a njihov kvar obično podrazumijeva zaustavljanje jedinice (na primjer, regulator brzine turbine).

U drugu skupinu spadaju regulatori načina rada koji osiguravaju odvijanje procesa (na primjer, regulatori izgaranja, regulatori temperature pare). Njihovo isključivanje obično ne uzrokuje zaustavljanje jedinice, budući da se regulacija, iako manje ekonomična, može izvesti ručno.

Treća skupina uključuje regulatore pokretanja koji osiguravaju održavanje potrebnih parametara tijekom pokretanja jedinice. Ovi regulatori ne sudjeluju u normalnom radu.

Konačno, četvrtu skupinu čine lokalni regulatori koji osiguravaju regulaciju pomoćnih procesa, na primjer, razine vode u deaeratorima, grijačima itd.

Opći zadatak automatskog upravljanja je održavanje optimalnih uvjeta za odvijanje bilo kojeg tehnološkog procesa bez ljudske intervencije. U termoelektranama takvi uvjeti uključuju podudarnost između električnog opterećenja turbogeneratora i učinka generatora pare (u blok instalacijama), održavanje tlaka i temperature pare unutar navedenih granica; ekonomično izgaranje goriva; usklađivanje performansi postrojenja za napajanje s opterećenjem generatora pare, kao i održavanje stabilnih vrijednosti parametara niza pomoćnih procesa.

Podsustav tehnološke zaštite i blokiranja naširoko se koristi za zaštitu opreme od oštećenja i sprječavanje nezgoda. Na električnoj opremi (elektromotori, generatori, transformatori) koriste se zaštite od preopterećenja, prenapona, struje, groma i druge vrste zaštite. Zaštita toplinske mehaničke opreme počela se razvijati u vezi s masovnim puštanjem u rad velikih energetskih jedinica. Broj zaštita i složenost njihove konstrukcije uvelike ovise o konstrukcijskim značajkama i pouzdanosti glavne opreme. Za ispravan rad opreme TE od velike je važnosti pravovremeno i točno utvrđivanje temeljnog uzroka rada zaštite. Za to se koriste svjetlosni i zvučni alarmi te sustavi za utvrđivanje uzroka rada zaštite.

Struktura organizacije upravljanja u TE blokovskog tipa prikazana je na sl. 4.16. Uključuje:

• središnja upravljačka ploča TE (TSCHU), koja je mjesto dežurnog inženjera postrojenja (DIS);
• blok upravljačke ploče (MSC) - mjesto blok operatera (Op) povezanih s dežurnim inženjerom stanice;
• lokalne upravljačke ploče (LSC) za opće stanične uređaje, opskrbu gorivom i kemijsku obradu vode, sa stalnim osobljem, te pumpanje loživog ulja, kompresor i elektrolizu, servisiraju linijski radnici (Ob).

Centralna upravljačka ploča služi za upravljanje elementima komunikacije s elektroenergetskim sustavom i s nje se obavljaju:

• upravljanje linijskim i sabirničkim rastavljačima svih visokonaponskih sklopnih postrojenja i autotransformatora za komunikaciju između visokonaponskih sklopnih postrojenja (RU) i njihovo upravljanje;
• ručna sinkronizacija na sabirničkim uređajima i sklopkama autotransformatora za komunikaciju između visokonaponskih sklopnih postrojenja;
• upravljanje rezervnim izvorima napajanja za pomoćne potrebe 6 kV i elektromotorima rezervnih pobudnika i nadzor nad njima;
• upravljanje središnjom obalnom crpnom stanicom.

Mala količina informacija o radu jedinica koncentrirana je u središnjoj upravljačkoj sobi, signalizirajući kvar opreme javnih uređaja koji nemaju stalno osoblje, signalizirajući status svih elemenata kojima se upravlja sa središnje upravljačke ploče, kao i kao signalizacija položaja sklopnih uređaja.

Za elektrane velikih kapaciteta (2400 MW i više) ova količina informacija o radu blokova koja dolazi u središnju upravljačku sobu, gdje se nalazi DIS, više nije dovoljna. Potrebni su opširniji podaci o radu blokova, stanju opreme, kao i poznavanje niza tehničkih i ekonomskih pokazatelja potrebnih za prepoznavanje učinkovitosti TE. U tu svrhu središnju upravljačku sobu treba opremiti javnim informacijsko-računskim centrom za prikupljanje i obradu podataka potrebnih za analizu rada TE i njihovo prosljeđivanje višoj energetskoj udruzi. Informacije na takvoj točki mogu dolaziti i iz računalnih uređaja za informacije o blokovima i izravno iz standardnih mjernih skupova bloka.

Upravljačka soba služi za daljinski nadzor i upravljanje jedinicom. S ove ploče se jedinicom upravlja u normalnom načinu rada, au hitnim slučajevima, pokretanjem i planiranim gašenjem jedinice ili njenih pojedinačnih jedinica.

U cilju postizanja optimalnih rješenja, dio alata za kontrolu i upravljanje koji se odnose na pojedine jedinice nalazi se na lokalnim upravljačkim pločama (LCD) – na jedinicama. Takvi štitovi bili su ugrađeni, primjerice, za plamenike generatora pare, regenerativnog sustava i bili su povezani s kontrolnom sobom s alarmnim sustavom. Lokalne upravljačke ploče za opće instalacije postrojenja koriste se za pokretanje i zaustavljanje jedinica, brzo prebacivanje elektrificiranih zapornih ventila, kao i za nadzor rada opreme i signaliziranje kršenja u njegovom radu.

U organizaciji upravljanja TE, koja osigurava jasnu interakciju operativnog osoblja svih rangova, široko se koriste suvremena sredstva komunikacije i signalizacije. Za prijenos DIS naredbi i MCR operatera operativnom osoblju koriste se sljedeće vrste operativne komunikacije: dvosmjerna komunikacija između DIS-a i podređenog operativnog osoblja; dvosmjerna komunikacija operatera kontrolne sobe s podređenim osobljem (šetači opreme); komunikacija zapovijedanja i pretraživanja na razini cijele postaje i bloka.

Operativna dvosmjerna komunikacija može se kombinirati - telefon i spikerfon. Ove vrste operativnih komunikacija mogu se nadopuniti industrijskim višekanalnim televizijskim instalacijama. Dežurni inženjer stanice, osim toga, ima mogućnost vođenja kružne komunikacije i spajanja magnetofona.

Čišćenje dimnih plinova, uklanjanje pepela

Sustav za čišćenje dimnih plinova postoji zbog činjenice da produkti izgaranja sadrže otrovne komponente štetne za okoliš: leteći pepeo, sumporne okside (SO2 i SO3) i dušikove okside (NO i NO2). Za njihovo uklanjanje s izlazom koriste se pomoćni uređaji plin-zrak (ventilatori, dimnjaci), koji dovode zrak za izgaranje u ložište kotlovnice i uklanjaju proizvode izgaranja.

Trakcija može biti prirodna i umjetna. Prirodno propuh se ostvaruje uz pomoć dimnjaka zbog razlike u gustoći atmosferskog zraka i vrućih plinova u dimnjaku.

U instalacijama s velikim aerodinamičkim otporom plinskog puta, kada dimnjak ne osigurava prirodni propuh, koristi se umjetni propuh ugradnjom odimljavača. Vakuum koji stvara dimnjak određen je aerodinamičkim otporom plinskog puta i potrebom održavanja vakuuma u peći od 20–30 Pa. U kotlovnicama malih CPP, vakuum koji stvara dimnjak je 1–2 kPa, au snažnim je 2,5–3 kPa.

Za dovod zraka u peć i svladavanje aerodinamičkog otpora zračnog puta (zračni kanali, grijač zraka, sloj goriva ili plamenici) ispred grijača zraka postavljaju se ventilatori.

Pri radu elektrane na kruta goriva obavezna je uporaba sakupljača pepela koji se prema principu rada dijele na mehaničke (suhe i mokre) i elektrostatske. Mehanički suhi sakupljači pepela ciklonskog tipa odvajaju čestice od plina zahvaljujući centrifugalnim silama tijekom rotacijskog kretanja toka. Stupanj hvatanja pepela u njima je 75–80% s hidrauličkim otporom od 0,5–0,7 kPa. Mehanički mokri sakupljači pepela su vertikalni cikloni s vodenim filmom koji teče niz stijenke. Stupanj hvatanja pepela kod njih je veći i prelazi 80–90%. Elektrofilteri osiguravaju visok stupanj pročišćavanja plinova (95–99%) uz hidraulički otpor od 150–200 Pa bez snižavanja temperature i vlaženja dimnih plinova.

Za uklanjanje troske i pepela izvan industrijske lokacije elektrana na ugljeni prah postoji sustav za uklanjanje pepela i troske. U CPP-u se koriste tri glavne metode uklanjanja pepela: mehanički (pomoću pužnih ili trakastih transportera), pneumatski (pod pritiskom zraka u zatvorenim cijevima ili kanalima) i hidraulički (ispiranje vodom u otvorenim ili zatvorenim kanalima). Najčešća je hidraulička metoda.

Deponije pepela služe za skladištenje uklonjene troske i pepela. Kapacitet odlagališta pepela predviđen je za punjenje za 15-20 godina. Deponije pepela postavljaju se u usjekline, nizine i štite nasipom (branom). Prilikom taloženja smjese pepela i troske dovedene na deponiju pepela dolazi do ispadanja čestica troske i pepela, a pročišćena voda otječe u prihvatne bunare, odakle se dovodi u kotao za ponovnu upotrebu ili se čisti i ispušta u obližnji rezervoar. Da bi se izbjeglo prašenje, ispunjeno područje odlagališta pepela prekriva se zemljom i posije se trava.

Sada, zbog sve veće zabrinutosti u svijetu oko štetnih emisija iz termoelektrana na ugljen, poduzimaju se svi napori kako bi se povećala njihova učinkovitost i poboljšala ekološka učinkovitost njihovog rada.

Krajem XX - početkom XXI stoljeća. u svijetu su puštene u rad jedinice TE s poboljšanom ekološkom izvedbom, učinkovitosti. što je u rasponu od 42-49% zbog korištenja najnovijih visokotemperaturnih tehnologija za proizvodnju električne energije (tablica 4.1).

Tablica 4.1 Primjeri primjene naprednih tehnologija proizvodnje električne energije u Europi, SAD-u, Japanu i Kini

Kao što se može vidjeti iz tablice 4.1, agregati s pojedinačnim nadkritičnim i nadkritičnim parnim zagrijavanjem uspješno rade u Njemačkoj, Danskoj, Nizozemskoj, kao iu zemljama jugoistočne Azije.

Jedna od ekološki najprihvatljivijih i najproduktivnijih elektrana na ugljen na svijetu početkom 21. stoljeća je termoelektrana Hemweg u Nizozemskoj, čiji je agregat Hemweg 8 u svibnju dostigao puni projektirani kapacitet od 630 MW. 1994. godine.

Jedna od njegovih glavnih značajki je korištenje kotla u režimu superkritičnog tlaka za postizanje visoke toplinske učinkovitosti. (42%) i, kao rezultat, niske emisije CO2. Kako bi se osigurao optimalan rad elektrane,

uz napredne tehnologije rada i kontrole emisija korišteni su složeni sustavi upravljanja i rada, i to: suvremeni sustav upravljanja za optimizaciju rada agregata; suvremene metode upravljanja i održavanja kako bi se osigurala visoka učinkovitost i rad agregata; obrada krutih ostataka za korištenje kao građevinski materijal u izgradnji zgrada i cesta; pročišćavanje tekućih otpadnih voda kako bi se smanjio rizik od onečišćenja tla ili vode.

Od kolovoza 2002. u TE Niederaussem (Njemačka) radi energetska jedinica „K” kapaciteta 1000 MW s, parametara žive pare od 27,4 MPa, 580 ° C, čija je važna značajka korištenje visoke vlažni smeđi ugljen kalorijske vrijednosti 1890–2510 kcal/kg.

U Danskoj uspješno rade agregati Skaerbaek 3 i Nordjyland 3 snage 411 MW s dvostrukim dogrijavanjem pare, zahvaljujući čemu je bilo moguće povećati učinkovitost ovih blokova. do 49 i 47%.

Rad elektrana koje koriste najnovije tehnologije pokazao je da je moguće postići visoke razine čistog izgaranja ugljena, što omogućuje smanjenje (na nulu) emisija CO2 i drugih štetnih tvari u okoliš, visoku učinkovitost ciklusa i izvrsnu učinkovitost termoelektrana.

U gradu Grevenbroich / Neurat (Njemačka) trenutno se gradi jedna od najmodernijih termoelektrana na svijetu na mrki ugljen. Dva bloka nove termoelektrane, koji su u izgradnji, imat će svaki kapacitet od 1100 MW i prilično visoku učinkovitost za elektrane na ugljen. – 43 posto.

Godišnje će se "uštedjeti" emisija od 6 milijuna tona ugljičnog dioksida (SO2), a za trećinu će se smanjiti emisija sumpornog dioksida, dušikovog oksida i prašine. Ova razina učinkovitosti postići će se upotrebom novih konstrukcijskih materijala, elektrostatičkih filtara i potpunom automatizacijom elektrane čijim će se radom upravljati iz središnje upravljačke sobe. Elektrana bi trebala biti priključena na mrežu 2014. godine.

Trenutačno, elektroenergetičari ujedinjene Europe nastavljaju raditi na stvaranju poboljšane pogonske jedinice s temperaturom žive pare od 700 ° C i kotao s prahom od ugljena za ovu jedinicu (projekt se zove AD 700 PF). Ovaj posao okupio je sve vodeće graditelje energetskih strojeva, kao i najveće energetske tvrtke, istraživačke i projektantske organizacije u zapadnoj Europi. Tvrtke kao što su Alstom, Mitsui Babcock, Ansaldo, Enel, Deutsche Babcock, KEMA, EDF, kao i poznate metalurške tvrtke British Steel, Sandvik Steel, “Special Metals” itd. Preuzeto je iskustvo vodećih elektroenergetskih kompanija. koja je krajem 90-ih godina 20. stoljeća proizvela nekoliko snažnih energetskih jedinica na ugljen s učinkovitošću. u rasponu od 42-45%.

Tijekom rada na projektu AD 700 PF, programeri Alstoma pripremaju materijale za stvaranje demonstracijske jedinice od 400 MW s kotlom u tornju koji ima sljedeće parametre:

• visokotlačna para: 991 t/h, 35,8 MPa, 702°C;
• para za ponovno zagrijavanje: 782 t/h, 7,1 MPa, 720°C;
• temperatura napojne vode 330°C. Prema preliminarnim procjenama, učinkovitost razra
• energetska jedinica na ugljen u prahu u okviru projekta AD 700 PF bit će 53–54%, što će omogućiti uštedu velike količine goriva i značajno smanjenje emisija toksičnih onečišćujućih tvari (NOx , SOx ), kao i
• staklenički plinovi (CO2 ).

Klasa: 9

Ciljevi: kod učenika formirati razumijevanje ruske elektroenergetike kao avangardne grane nacionalnog gospodarstva zemlje.

Zadaci:

• obrazovni: produbiti znanje učenika o kompleksu goriva i energije Rusije; objasniti pojmove "elektroprivreda" i "energetski sustav"; dati predodžbu o ulozi i značaju elektroprivrede za industriju i stanovništvo zemlje;
• Edukativni: razvijati kod učenika vještine i sposobnosti rada s kartom i tekstom; promicati razvoj analitičkog i logičkog mišljenja;
• Edukativni: njegovati interes za geografiju domovine, njezino gospodarstvo i ekologiju.

Vrsta lekcije: kombinirani.

Tehnička sredstva za obuku i materijalna potpora: Računalo uključeno - 1 set, Video projektor - 1 kom., Interaktivna ploča - 1 kom., Računalni programi i mediji - 1 set, karta "Elektroprivreda Rusije", studentski atlasi, prezentacija ( Prilog 1) fotografije raznih elektrana, dijagrami, video.

Terminološki aparat: elektrana, termoelektrana, hidroelektrana, nuklearna elektrana, alternativni izvori energije, energetski sustav.

Vrijeme: 45 minuta.

Tijekom nastave

I. Organizacijski trenutak (1 min.)

II. Anketa za domaću zadaću (8 min.)

Test. Rad s tekstom prezentacije.

Najveće rezerve ugljena (općegeološke) koncentrirane su u: (slajd 3)
A) Kuznjecki bazen
B) Pečorski bazen
B) Tunguski bazen
D) Donjecki bazen

Prvo mjesto u Rusiji po rezervama ugljena zauzima bazen (slajd 4)
A) Kuznjecki
B) Pečorski
B) Južni Jakut

Najjeftiniji ugljen (2-3 puta jeftiniji od Kuznjecka) u bazenu (slajd 5)
A) Pečorski
B) Donjeck
B) Kansk-Ačinsk

Najveća baza nafte i plina u Rusiji je (slajd 6)
A) Zapadni Sibir
B) regija Volga
B) Barentsovo more

Na području Rusije postoje (slajd 7)
A) 26 rafinerija
B) 22 rafinerije
C) 30 rafinerija
D) 40 rafinerija

Ukupna duljina plinovoda u Rusiji je (slajd 8)
A) 140 tisuća km
B) 150 tisuća km
C) 170 tisuća km
D) 120 tisuća km

Što se tiče rezervi plina, Rusija je u svijetu (slajd 9)
A) 1. mjesto
B) 2. mjesto
C) 3. mjesto

Nacrtajte dijagram "Sastav kompleksa goriva i energije"

Rad s tekstom (učenici dobivaju kartice s tekstom, prepoznaju pogreške u njemu i ispravljaju ih). Odgovori: 1) B; 2) A; 3) B; 4) A; 5) A; 6) B; 7) A. (slajd 10). Međusobna provjera rada u paru. Prilog 2

III. Učenje nove teme (slajd 12) (30 min.)

Plan.

1. Značaj elektroprivrede za državu.
2. Alternativni izvori energije.

1. Značaj elektroprivrede za državu.

Zapišite definiciju u bilježnicu (slajd 13)

Električna energija je industrija koja proizvodi električnu energiju u elektranama i prenosi je na daljinu putem dalekovoda.

Rad sa statističkim materijalom tablice udžbenika (str. 125) "Dinamika proizvodnje električne energije u Rusiji u posljednjih 20 godina." Krajem 1990-ih bilježi se pad proizvodnje, au današnje vrijeme porast proizvodnje.

Potrošači energije (slajd 14)

Glavni zahtjev je pouzdanost napajanja. Da bi to učinili, nastoje sve elektrane povezati dalekovodima (DV) kako bi se iznenadni kvar jedne od njih mogao kompenzirati drugim. Tako nastaje Jedinstveni energetski sustav (UES) zemlje (slajd 15).

UES zemlje u elektroprivredi objedinjuje proizvodnju, prijenos i distribuciju električne energije između potrošača. U elektroenergetskom sustavu svaka elektrana ima mogućnost izbora najekonomičnijeg načina rada. UES Rusije ujedinjuje više od 700 velikih elektrana, u kojima je koncentrirano više od 84% kapaciteta svih elektrana u zemlji (slajd 16). Karta slajdova (slajd 17).

Proizvodnja električne energije u stanicama raznih vrsta prikazana je na dijagramu (slide 18).

Čimbenici lokacije za elektrane različitih tipova: (slajd 19).

Svaka od elektrana ima svoje karakteristike. Razmotrimo ih.

Vrste elektrana:

2. TE- toplinski. Rade na tradicionalna goriva: ugljen, loživo ulje, plin, treset, uljni škriljevac.

Učinkovitost -30-70% (slajd 20, 21).

Čimbenici lokacije TE (slajd 22).

Kogeneracija je vrsta termoelektrane (slajd 23).

Prednosti i nedostaci termoelektrana (slajd 24).

Najveća TE u našoj zemlji je TE Surgut (mala poruka učenika - prije roka) (slajd 25).

Sljedeća vrsta je

hidroelektrane

3. HE– hidraulički. Učinkovitost korištenja energije padajuće ili pokretne vode - 80% (slajd 26).

Lokacija hidroelektrane određena je kartom "Hidroenergetski resursi Rusije" (slajd 27).

Na najvećim rijekama izgrađene su kaskade hidroelektrana (slajd 28).

Prednosti i nedostaci hidroelektrana (slajd 29).

Najveća hidroelektrana u Rusiji je Sayano-Shushenskaya (6,4 MW), gdje se 2009. godine dogodila katastrofa koju je izazvao čovjek (slajd 30).

HE Cheboksary je najbliža Republici Mari El (slajd 31).

Nuklearne elektrane.

4. NPP- nuklearne elektrane. Koriste energiju nuklearne fisije.

• Učinkovitost -30-35% (slajd 32).

Princip rada nuklearne elektrane možete pogledati u video prilogu (slajd 33) ( Prilog 3 , Dodatak 4). Na karti (slide 34) vidimo položaj nuklearne elektrane.

Prednosti i nedostaci nuklearnih elektrana (slajd 35).

Razmatrani tipovi elektrana rade na izgaranju mineralnog goriva, što će neizbježno prestati nakon određenog vremena. Za zadovoljenje budućih potreba za električnom energijom bit će potrebni alternativni izvori energije.

5. Alternativni izvori energije

Alternativne elektrane (slajd 36). Razmotrite vrste alternativnih oblika energije.

1. solarna energija. U Čuvašiji se gradi solarna elektrana (slajd 37). (38) Solarni paneli već su u praksi u glavnom gradu republike. U Botaničkom vrtu Yoshkar-Ola, staklenik se osvjetljava i grije uz pomoć sunčeve energije (slajd 39).
2. Energija vjetra. Slajd (40) prikazuje vjetrenjače i vjetrenjaču muzeja na otvorenom u Kozmodemjansku, Republika Mari El. Takvi su se mlinovi koristili u mnogim naseljima u zemlji.
3. Unutarnja energija Zemlje. (slajd 41). U kojoj se regiji zemlje nalaze GTPP-i? (slajd 42).
4. Energija plime i oseke koristi se u TE Kislogubskaya (slajd 43)

IV. Refleksija (4 min.)

Što ste novog naučili za sebe?

1. Koja vrsta elektrana prevladava u Rusiji?
2. Koja je razlika između elektrana i stanica?
3. Gdje je najbolje graditi hidroelektranu?
4. Gdje se grade nuklearne elektrane?
5. Što je energetski sustav?

V. Domaća zadaća (2 min).

(slajd 44, 45) Pročitajte 23. stavak udžbenika. Stavite na konturnu kartu: Balakovo, Beloyarskaya, Bilibinskaya, Bratkaya, Volzhskaya, Zeyskaya, Kola, Konakovskaya, Kursk, Leningrad, Obninskaya, Reftinskaya, Smolenskaya, Surgutskaya, Cheboksary. Napišite probleme elektroprivrede i pokušajte pronaći rješenje problema.

Za one koji žele:

• pogledajte seriju "Energija: kako djeluje"
• myenergy.ru

Ocjene učenika.

Hvala vam na lekciji!

Književnost.

1. Geografija Rusije. Stanovništvo i gospodarstvo 9. razred. Udžbenik V.P. Dronov, V.Ya. Rum.
2. Razvoj lekcija iz geografije "Stanovništvo i gospodarstvo Rusije" 9. razred. E.A. Zhizina.
3. Atlas i konturne karte iz geografije za 9. razred.
4. Virtualna škola Ćirila i Metoda. Lekcije iz geografije 9. razred.
5. Karta Energetska industrija Rusije Multimedijski disk.
6. Prezentacija za lekciju “Energija. Vrste elektrana”.