But de la centrale thermique. Schémas technologiques des centrales électriques

L'équipement principal et auxiliaire est localisé, à l'aide duquel l'énergie électrique et thermique est générée.

L'équipement principal de la centrale thermique.

À équipement principal Centrale thermique en service sur cycle de vapeur (cycle) fait référence aux générateurs électriques et aux transformateurs principaux. Vous pouvez découvrir quels types de turbines à vapeur existent dans les centrales thermiques modernes dans l'article -.

À équipement principal Centrale thermique en service sur cycle vapeur-gaz s'applique : avec compresseur d'air, générateur électrique à turbine à gaz, chaudière à chaleur résiduelle, turbine à vapeur, transformateur principal.

Les biens d'équipement sont des équipements sans lesquels l'exploitation d'une centrale thermique est impossible.

Équipements auxiliaires pour centrales thermiques.

À équipement auxiliaire L'équipement d'une centrale thermique comprend divers mécanismes et installations qui assurent le fonctionnement normal de la centrale thermique. Il peut s'agir d'installations de traitement de l'eau, d'installations de traitement des poussières, de systèmes d'élimination des scories et des cendres, d'échangeurs de chaleur, de pompes diverses et d'autres dispositifs.

Réparation d'équipements de centrale thermique.

Tous les équipements de cogénération doit être réparé selon le calendrier de réparation établi. Les réparations, en fonction de la quantité de travail et de la durée, sont divisées en : réparations en cours, réparations moyennes et rénovation majeure. Le plus important en termes de durée et de nombre d'opérations de réparation est le capital. Vous pouvez en savoir plus sur les réparations dans les centrales électriques dans notre article -.

Pendant le fonctionnement, les équipements de cogénération doivent être soumis à des contrôles périodiques. entretien(TO), également selon le calendrier d'entretien approuvé. Lors de la maintenance, par exemple, les opérations suivantes sont effectuées : souffler les bobinages du moteur avec de l'air comprimé, remplir les joints du presse-étoupe, régler les jeux, etc.

De plus, pendant le fonctionnement, l'équipement de cogénération doit être constamment surveillé par le personnel d'exploitation. Si un dysfonctionnement est détecté, des mesures doivent être prises pour les éliminer, sauf si cela est contraire aux règles et réglementations de sécurité. opération technique. Dans le cas contraire, l'équipement est arrêté et sorti pour réparation.

Vous pouvez voir comment les équipements des centrales thermiques sont démontés pour réparation dans la vidéo ci-dessous :

La partie thermique des centrales électriques est abordée de manière suffisamment détaillée dans le cours « Énergie générale ». Cependant, ici, dans ce cours, il convient de revenir sur la réflexion sur certaines problématiques de la partie thermique. Mais cette considération doit être faite du point de vue de son influence sur partie électrique postes électriques.

2.1. Schémas des centrales électriques à condensation (CPS)

L'eau d'alimentation est également fournie à la chaudière par la pompe d'alimentation (PN). haute température se transforme en vapeur. Ainsi, à la sortie de la chaudière, de la vapeur vive est obtenue avec les paramètres suivants : p=3...30 MPa, t=400...650°C. De la vapeur vive est fournie à la turbine à vapeur (T). Ici, l'énergie de la vapeur est convertie en énergie mécanique de rotation du rotor de la turbine. Cette énergie est transférée à un générateur électrique synchrone (G), où elle est convertie en énergie électrique.

La vapeur d'échappement de la turbine entre dans le condenseur (K) (c'est pourquoi ces stations sont appelées stations de condensation), est refroidie avec de l'eau froide et se condense. Le condensat est fourni par une pompe à condensats (CP) au système de traitement de l'eau (WTP), puis, après avoir été réapprovisionné en eau chimiquement purifiée (maintenant appelée eau d'alimentation), il est amené à la chaudière par la pompe d'alimentation.

Les sources d'eau froide, qui sont fournies au condenseur par une pompe de circulation (CP), peuvent être une rivière, un lac, un réservoir artificiel, ainsi que des tours de refroidissement et des bassins de pulvérisation. Le passage de la majeure partie de la vapeur à travers le condenseur conduit au fait que 60...70 % de l'énergie thermique générée par la chaudière est évacuée par l'eau en circulation.

Les produits gazeux de la combustion du combustible de la chaudière sont évacués par des extracteurs de fumée (Ds) et rejetés dans l'atmosphère par une cheminée de 100...250 m de haut (la cheminée la plus haute avec une hauteur de 420 m est répertoriée dans le Livre Guinness des records) , et les particules solides sont envoyées vers la décharge de cendres par le système hydraulique d'élimination des cendres (GZU).

Tous ces dispositifs et unités (dépoussiéreurs, soufflantes, extracteurs de fumée, pompes d'alimentation, etc.) conçus pour assurer le processus technologique et le fonctionnement normal des équipements principaux (chaudières, turbines, générateurs) sont appelés mécanismes auxiliaires (S.N.). Aux stations de bloc, les mécanismes de S.N. Ils sont divisés en blocs, conçus pour assurer le fonctionnement d'une seule unité, et en stations générales - pour le fonctionnement de la station dans son ensemble.

Les principaux mécanismes de S.N. sont:

– ventilateur soufflant (DV) pour l'alimentation en air de la chaudière ;

– un extracteur de fumée (Ds) pour l'émission de produits de combustion de combustibles gazeux (et en grande partie solides en suspension) de la chaudière vers une cheminée de 100...250 m de haut (420 m dans le Livre Guinness) ;

– pompe de circulation (CP) pour fournir de l'eau froide en circulation au condenseur ;

– pompe à condensats (KN) pour pomper les condensats du condenseur ;

– pompe d'alimentation(PN) pour fournir de l'eau d'alimentation à la chaudière et créer la pression requise dans la boucle de processus.

La centrale électrique utilise également d'autres mécanismes auxiliaires pour l'alimentation et la préparation du combustible, dans les systèmes de traitement chimique de l'eau et d'élimination des scories et des cendres, dans les systèmes de contrôle de diverses vannes, robinets et vannes, etc. etc. Il n'est pas conseillé de tous les énumérer dans ce cours, mais nous en considérerons néanmoins la plupart dans le processus d'étude de la matière.

Mécanismes S.N. divisé en responsable et irresponsable.

Les mécanismes dont l'arrêt à court terme entraîne un arrêt d'urgence ou un déchargement des unités principales de la station sont responsables. Une interruption de courte durée du fonctionnement des mécanismes auxiliaires non essentiels n'entraîne pas un arrêt d'urgence immédiat de l'équipement principal. Cependant, afin de ne pas perturber le cycle technologique de production d'électricité, ils doivent être remis en service après une courte période.

Dans la chaufferie, les mécanismes responsables sont les extracteurs de fumée, les ventilateurs soufflants et les dépoussiéreurs. L'arrêt du fonctionnement des désenfumages, des soufflantes et des dépoussiéreurs entraîne l'extinction de la torche et l'arrêt de la chaudière à vapeur. Les pompes non responsables comprennent les pompes de rinçage et de piège du système hydraulique de décendrage (GZU), ainsi que les précipitateurs électriques.

Les machines critiques de la salle des machines comprennent les pompes d'alimentation, de circulation et de condensats, les pompes à huile de turbine et de générateur, les pompes de levage du refroidisseur de gaz du générateur et les pompes à huile de joint d'arbre de générateur. Les mécanismes non pertinents incluent les pompes de vidange pour les chauffages régénératifs, les pompes de drainage et les éjecteurs.

Une place importante dans le cycle technologique de la station est occupée par les pompes d'alimentation qui alimentent en eau alimentaire les chaudières à vapeur. La puissance des entraînements électriques des pompes d'alimentation haute pression atteint 40 % (pour les CPP gazole) de la puissance totale des consommateurs pour leurs propres besoins, c'est-à-dire plusieurs mégawatts. L'arrêt des pompes d'alimentation entraîne l'arrêt d'urgence des chaudières à vapeur par des protections technologiques. Il est particulièrement difficile pour les chaudières à passage unique des centrales électriques en bloc de supporter un tel arrêt.

Couper les condensats et pompes de circulation conduit à une rupture du vide des turbines et à leur arrêt d'urgence.

Les mécanismes auxiliaires particulièrement critiques, dont l'arrêt peut entraîner des dommages aux unités principales, comprennent les pompes à huile du système de lubrification du turbogénérateur et les joints d'arbre du générateur. Le fait de ne pas allumer les pompes à huile de secours lors d'un arrêt d'urgence de la station avec perte de puissance auxiliaire peut entraîner une interruption de l'alimentation en huile des roulements de la turbine et du générateur et la fonte de leurs roulements. Par conséquent, l’alimentation électrique des pompes à huile de turbine et des joints d’arbre de générateur est sauvegardée par des batteries.

Une place particulière dans les centrales thermiques est occupée par les mécanismes de préparation et d'alimentation en combustible : concasseurs, broyeurs à charbon, ventilateurs de broyeur, convoyeurs et convoyeurs pour l'alimentation en combustible et les bunkers des usines de poussière, grues auxiliaires dans un entrepôt de charbon, tombereaux de voitures. Un arrêt à court terme de ces mécanismes n'entraîne généralement pas de perturbation du cycle technologique de production d'énergie électrique et thermique et ces mécanismes peuvent donc être qualifiés d'irresponsables. En effet, il y a toujours un approvisionnement en charbon brut dans les soutes, et donc l'arrêt des convoyeurs ou des dispositifs de broyage du charbon n'entraîne pas un arrêt de l'alimentation en combustible des chambres de combustion. Il est également possible d'arrêter les broyeurs à tambour et à boulets, car lorsqu'ils sont utilisés dans les centrales électriques, il existe généralement des bunkers intermédiaires avec une réserve de poussière de charbon conçue pour environ deux heures de fonctionnement de la chaudière à puissance nominale. Lorsque des broyeurs à marteaux sont utilisés, les bunkers intermédiaires ne sont généralement pas prévus, mais au moins trois broyeurs sont installés sur chaque chaudière. Lorsque l’un d’eux s’arrête, les autres assurent au moins 90 % de la productivité.

Les mécanismes généraux des stations comprennent des pompes pour le traitement chimique de l'eau et l'approvisionnement en eau domestique. La plupart d'entre eux peuvent être classés comme consommateurs irresponsables, car un arrêt à court terme des pompes de traitement chimique de l'eau ne devrait pas entraîner une urgence dans l'approvisionnement en eau des chaudières. Une exception concerne les pompes pour fournir de l'eau chimiquement purifiée au compartiment de la turbine, car si l'équilibre entre leurs performances et la consommation d'eau alimentaire est perturbé, une situation d'urgence à la station est possible.

Les mécanismes destinés aux besoins généraux de la station comprennent également des excitateurs de secours, des pompes de lavage à l'acide, des pompes de lutte contre l'incendie (ces mécanismes ne fonctionnent pas dans les conditions normales de fonctionnement des unités), des dispositifs de ventilation, des compresseurs principaux d'air, des installations de grue, des ateliers, chargeurs piles, mécanismes ouverts appareillage de commutation et un corps auxiliaire conjoint. La plupart de ces mécanismes peuvent être qualifiés de non responsables. Certains des mécanismes auxiliaires de la partie électrique de la station en sont responsables : les moteurs-générateurs des dépoussiéreurs et les ventilateurs de refroidissement des transformateurs puissants, qui soufflent à travers les refroidisseurs d'huile et font circuler l'huile avec force. Lorsque le générateur fonctionne sur une excitatrice de secours, cette dernière fait également partie des mécanismes responsables de ses propres besoins.

En règle générale, les moteurs électriques sont utilisés comme entraînements pour les mécanismes auxiliaires et uniquement dans les stations dotées d'unités de puissance plus élevée afin de réduire les courants. court-circuit les turbines à vapeur peuvent être utilisées dans le système d'alimentation électrique pour les besoins auxiliaires (ceci sera discuté ci-dessous). Pour alimenter les consommateurs électriques S.N. Dans les stations, un système d'alimentation électrique S.N. avec une source d'alimentation spéciale, qui est généralement un transformateur TSN connecté à la tension du générateur.

Les fonctionnalités d'IES sont les suivantes :

1) sont construits au plus près des gisements de combustible ou de la consommation d'énergie électrique ;

2) l'écrasante majorité de l'énergie électrique produite est fournie aux réseaux électriques à haute tension (110...750 kV) ;

Les deux premiers points déterminent la finalité des stations à condensation - alimentation électrique des réseaux régionaux (si la station est construite dans une zone où l'énergie électrique est consommée) et alimentation électrique du système (lors de la construction d'une station dans des endroits où le carburant est produit).

3) fonctionner selon un programme de production d'électricité gratuit (indépendant des consommateurs de chaleur) - la puissance peut varier du maximum calculé au minimum technologique (déterminé principalement par la stabilité de la flamme de combustion dans la chaudière) ;

4) faible maniabilité - la rotation des turbines et le chargement de la charge à froid nécessitent environ 3 à 10 heures ;

Les points 3 et 4 déterminent le mode de fonctionnement de ces stations - elles fonctionnent principalement dans la partie de base du programme de charge du système.

5) exiger plus eau de refroidissement pour l'alimentation des condenseurs des turbines ;

Cette caractéristique détermine le site de construction de la station - à proximité d'un réservoir avec une quantité d'eau suffisante.

6) ont un rendement relativement faible - 30...40 %.

1.2. Systèmes de cogénération

Les centrales de production combinée de chaleur et d'électricité sont conçues pour un approvisionnement centralisé entreprises industrielles et les villes avec chauffage et électricité. Ainsi, contrairement aux CES, les installations de cogénération, en plus de l'énergie électrique, produisent de la chaleur sous forme de vapeur ou d'eau chaude pour les besoins de production, de chauffage, de ventilation et de fourniture d'eau chaude. A ces fins, la centrale thermique dispose d'importantes extractions de vapeur, partiellement épuisées dans la turbine. Avec une telle production combinée d'énergie électrique et thermique, des économies de carburant significatives sont réalisées par rapport à une alimentation électrique séparée, c'est-à-dire produire de l'électricité dans les CPP et recevoir de la chaleur des chaufferies locales.

Les turbines à une ou deux extractions de vapeur contrôlées et condenseurs sont les plus utilisées dans les centrales thermiques. Les extractions réglables permettent de réguler indépendamment l'apport de chaleur et la production d'électricité dans certaines limites.

A charge thermique partielle, ils peuvent, si nécessaire, développer la puissance nominale en faisant passer de la vapeur vers les condenseurs. Avec une consommation de vapeur importante et constante dans processus technologiques Des turbines à contre-pression sans condenseurs sont également utilisées. La puissance de fonctionnement de ces unités est entièrement déterminée par la charge thermique. Les plus répandues sont les unités d'une capacité de 50 MW et plus (jusqu'à 250 MW).

Les mécanismes pour les besoins auxiliaires des centrales de cogénération sont similaires à ceux des CPP, mais sont complétés par des mécanismes qui assurent la fourniture d'énergie thermique au consommateur. Il s'agit notamment des pompes de réseau (SN), des pompes à condensats de chaudière, des pompes d'alimentation du réseau de chaleur, des pompes de retour de condensats (RCP) et d'autres mécanismes.

La production combinée d'énergie thermique et électrique complique considérablement le schéma technologique d'une centrale thermique et rend la production d'énergie électrique dépendante du consommateur de chaleur. Le mode cogénération - quotidien et saisonnier - est déterminé principalement par la consommation de chaleur. La centrale fonctionne de manière plus économique si sa puissance électrique correspond à la puissance calorifique. Dans ce cas, une quantité minimale de vapeur pénètre dans les condenseurs. Pendant les périodes où la consommation de chaleur est relativement faible, par exemple en été, ainsi qu'en hiver lorsque la température de l'air est supérieure à la température de conception et la nuit, la puissance électrique de la centrale thermique correspondant à la consommation de chaleur diminue. Si le système électrique a besoin d'énergie électrique, la centrale thermique doit passer en mode mixte, ce qui augmente le débit de vapeur dans la partie basse pression de la turbine et dans les condenseurs. De plus, afin d'éviter une surchauffe de la queue de la turbine, une certaine quantité de vapeur doit la traverser dans tous les modes. Dans le même temps, le rendement de la centrale diminue. En diminuant charge électrique dans les centrales thermiques, en dessous de la puissance de consommation thermique, l'énergie thermique nécessaire aux consommateurs peut être obtenue à l'aide d'une unité de réduction-refroidissement ROU, alimentée par la vapeur vive de la chaudière.

Le rayon d'action des puissantes centrales thermiques - fournissant de l'eau chaude pour le chauffage - ne dépasse pas 10 km. Les centrales thermiques de banlieue transmettent eau chaudeà une température initiale plus élevée sur une distance allant jusqu'à 45 km. La vapeur destinée aux processus de production à une pression de 0,8 à 1,6 MPa ne peut pas être transmise à plus de 2 à 3 km.

Avec une densité de charge thermique moyenne, la puissance d'une centrale thermique ne dépasse généralement pas 300...500 MW. Uniquement dans les plus grandes villes (Moscou, Saint-Pétersbourg) avec une densité de charge élevée, les centrales thermiques d'une capacité allant jusqu'à 1 000...1 500 MW sont appropriées.

Les caractéristiques de la centrale thermique sont les suivantes :

1) sont construits à proximité de consommateurs d'énergie thermique ;

2) fonctionnent généralement avec du combustible importé (la plupart des centrales thermiques utilisent du gaz transporté par des gazoducs) ;

3) la plupart de l'électricité produite est distribuée aux consommateurs des environs (au générateur ou à une tension augmentée) ;

4) fonctionner selon un programme de production d'électricité partiellement forcé (c'est-à-dire que le programme dépend du consommateur de chaleur) ;

5) faible maniabilité (comme l'IES) ;

6) ont un rendement total relativement élevé (60...75 % avec une extraction de vapeur importante pour la production et les besoins domestiques).

1.3. Schémas des centrales nucléaires

Les centrales nucléaires sont des centrales thermiques qui consomment de l'énergie réactions nucléaires. Énergie thermique, libéré dans le réacteur lors de la réaction de fission des noyaux d'uranium, est éliminé du cœur à l'aide d'un liquide de refroidissement pompé sous pression à travers le cœur. Le liquide de refroidissement le plus courant est l’eau, qui est soigneusement purifiée dans des filtres inorganiques.

Les centrales nucléaires sont conçues et construites avec des réacteurs de différents types utilisant des neutrons thermiques ou rapides utilisant une conception à circuit unique, à double circuit ou à triple circuit. L'équipement du dernier circuit, qui comprend une turbine et un condenseur, s'apparente à l'équipement des centrales thermiques. Le premier circuit radioactif contient un réacteur, un générateur de vapeur et une pompe d'alimentation.

Les principaux types de réacteurs nucléaires suivants sont utilisés dans les centrales nucléaires de la CEI :

RBMK (réacteur haute puissance, canal) – réacteur à neutrons thermiques, eau-graphite ;

VVER (réacteur de puissance refroidi à l'eau) – réacteur à neutrons thermiques, type cuve ;

Le BN (neutrons rapides) est un réacteur à neutrons rapides avec un liquide de refroidissement au sodium métallique.

La capacité unitaire des centrales nucléaires a atteint 1 500 MW. Actuellement, on pense que la puissance unitaire d'une centrale nucléaire est limitée non pas tant par des considérations techniques que par les conditions de sécurité en cas d'accident de réacteur.

Les réacteurs refroidis par eau peuvent fonctionner en mode eau ou vapeur. Dans le second cas, la vapeur est produite directement dans le cœur du réacteur.

Riz. 2.6. Schéma de circuit unique d'une centrale nucléaire

Un système à circuit unique avec un réacteur à eau bouillante et un modérateur en graphite de type RBMK-1000 a été utilisé à la centrale nucléaire de Léningrad. Le réacteur fonctionne dans un bloc composé de deux turbines à condensation de type K-500-65/3000 et de deux générateurs d'une capacité de 500 MW. Le réacteur bouillant est un générateur de vapeur et prédétermine ainsi la possibilité d'utiliser un circuit monocircuit. Paramètres initiaux de vapeur saturée devant la turbine : température 284°C, pression de vapeur 7,0 MPa. Le circuit monocircuit est relativement simple, mais la radioactivité se propage à tous les éléments de l'unité, ce qui complique la protection biologique.

Le schéma à trois circuits est utilisé dans les centrales nucléaires équipées de réacteurs à neutrons rapides avec liquide de refroidissement au sodium de type BN-600. Pour éviter le contact du sodium radioactif avec l'eau, un deuxième circuit avec du sodium non radioactif est construit. Ainsi, le circuit s'avère être à trois circuits. Le réacteur BN-600 fonctionne dans une unité de trois turbines à condensation K-200-130 avec une pression de vapeur initiale de 13 MPa et une température de 500°C.

La première centrale nucléaire industrielle d'Obninsk au monde, d'une capacité de 5 MW, a été mise en service en URSS le 27 juin 1954. En 1956...1957. Des tranches de centrales nucléaires ont été lancées en Angleterre (Calder Hall d'une capacité de 92 MW) et aux États-Unis (Centrale nucléaire de Shippingport d'une capacité de 60 MW). Par la suite, les programmes de construction de centrales nucléaires ont commencé à s'accélérer en Angleterre, aux États-Unis, au Japon, en France, au Canada, en Allemagne, en Suède et dans plusieurs autres pays. On pensait que d’ici 2000, la production mondiale d’électricité à partir des centrales nucléaires pourrait atteindre 50 % de la production totale d’électricité. Cependant, à l'heure actuelle, le rythme de développement de l'énergie nucléaire dans le monde, pour un certain nombre de raisons, a considérablement ralenti.

Les caractéristiques de la centrale nucléaire sont les suivantes :

1) peut être construit dans n’importe quel emplacement géographique, y compris dans les endroits difficiles d’accès ;

2) dans leur mode ils sont autonomes de la série facteurs externes;

3) nécessitent une petite quantité de carburant ;

4) peut travailler selon un horaire de charge de travail libre ;

5) sensibles aux conditions alternées, en particulier les centrales nucléaires équipées de réacteurs à neutrons rapides ; pour cette raison, et compte tenu également des exigences d'exploitation économique, la partie de base du plan de charge du système électrique est réservée aux centrales nucléaires (durée d'utilisation de la capacité installée 6 500...7 000 h/an) ;

6) polluer légèrement l’atmosphère ; les émissions de gaz et d'aérosols radioactifs sont insignifiantes et ne dépassent pas les valeurs admissibles par les normes sanitaires. À cet égard, les centrales nucléaires sont plus propres que les centrales thermiques.

1.4. Projets de centrales hydroélectriques

Lors de la construction d'une centrale hydroélectrique, les objectifs suivants sont généralement poursuivis :

Production d'électricité ;

Améliorer les conditions de navigation sur le fleuve ;

Améliorer les conditions d’irrigation des terres adjacentes.

La puissance d'une centrale hydroélectrique dépend du débit d'eau traversant la turbine et de la pression (la différence de niveau des bassins supérieur et inférieur).

En règle générale, les unités de chaque centrale hydroélectrique sont conçues individuellement, en fonction des caractéristiques de cette centrale hydroélectrique.

Pour les basses pressions, au fil de l'eau (centrales hydroélectriques d'Ouglitch et de Rybinsk) ou combinées (centrales hydroélectriques de Volzhskie du nom de V.I. Lénine et du nom XXIIe Congrès CPSS) centrales hydroélectriques, et avec des pressions importantes (plus de 30...35 m) - centrales hydroélectriques à proximité des barrages (DneproGES, Bratsk HPP). Dans les zones montagneuses, des centrales hydroélectriques de dérivation (Gyumush HPP, Farhad HPP) à haute pression et faible débit sont en cours de construction.

Riz. 6

Les centrales hydroélectriques disposent généralement de réservoirs qui leur permettent d'accumuler l'eau et de réguler son débit et, par conséquent, la puissance de fonctionnement de la centrale afin de fournir le mode le plus favorable au système énergétique dans son ensemble.

Le processus réglementaire est le suivant. Pendant un certain temps, lorsque la charge du système électrique est faible (ou que l'apport naturel d'eau dans la rivière est important), la centrale hydroélectrique consomme une quantité d'eau inférieure à l'apport naturel. Dans ce cas, l'eau s'accumule dans le réservoir et la capacité de fonctionnement de la station est relativement faible. À d’autres moments, lorsque la charge du système est élevée (ou que l’apport d’eau est faible), la centrale hydroélectrique consomme une quantité d’eau dépassant l’apport naturel. Dans ce cas, l'eau accumulée dans le réservoir est consommée et la capacité de fonctionnement de la station augmente au maximum. Selon le volume du réservoir, la période de régulation, ou le temps nécessaire au remplissage et à l'exploitation du réservoir, peut être d'une journée, d'une semaine, de plusieurs mois ou plus. Pendant ce temps, la centrale hydroélectrique peut consommer une quantité d'eau strictement définie, déterminée par l'apport naturel.

Lorsqu'une centrale hydroélectrique fonctionne avec des centrales thermiques et des centrales nucléaires, la charge du système énergétique est répartie entre elles de manière à ce que, à un débit d'eau donné pendant la période considérée, la demande d'électricité soit satisfaite avec une consommation de combustible minimale. (ou des coûts de carburant minimes) dans le système. L'expérience dans l'exploitation des systèmes énergétiques montre que pendant la majeure partie de l'année, il est conseillé d'utiliser les centrales hydroélectriques en mode de pointe. Cela signifie que pendant la journée, la puissance de fonctionnement d'une centrale hydroélectrique doit varier dans de larges limites - du minimum pendant les heures où la charge du système électrique est faible au maximum pendant les heures de charge la plus élevée du système. Avec cette utilisation des centrales hydroélectriques, la charge des centrales thermiques est nivelée et leur fonctionnement devient plus économique.

En période de crue, il est conseillé d'utiliser 24 heures sur 24 les centrales hydroélectriques avec une capacité de fonctionnement proche du maximum, et ainsi de réduire les rejets d'eau stagnante à travers le barrage.

Le fonctionnement des centrales hydroélectriques se caractérise par des démarrages et des arrêts fréquents des unités, un changement rapide de la puissance de fonctionnement de zéro à la nominale. Les turbines hydrauliques sont par nature adaptées à ce régime. Pour les hydrogénérateurs, ce mode est également acceptable car, contrairement aux générateurs à turbine à vapeur, la longueur axiale de l'hydrogénérateur est relativement faible et les déformations thermiques des tiges d'enroulement sont moins prononcées. Le processus de démarrage de l'unité hydraulique et de montée en puissance est entièrement automatisé et ne nécessite que quelques minutes.

La durée d'utilisation de la capacité installée des centrales hydroélectriques est généralement inférieure à celle des centrales thermiques. Elle est de 1 500 à 3 000 heures pour les stations de pointe et jusqu'à 5 000 à 6 000 heures pour les stations de base. Il est conseillé de construire des centrales hydroélectriques sur les rivières de montagne et semi-montagnardes.

3-4. Mécanismes pour les besoins auxiliaires des centrales hydroélectriques

Les mécanismes pour les besoins auxiliaires des centrales hydroélectriques sont divisés en mécanismes globaux et généraux en fonction de leur objectif.

Les mécanismes d'agrégats auxiliaires assurent le démarrage, l'arrêt et le fonctionnement normal des générateurs hydrauliques et des transformateurs de puissance élévateurs qui leur sont associés dans les schémas fonctionnels. Ceux-ci incluent :

Pompes à huile du système de commande de turbine hydraulique ;

Pompes et ventilateurs de refroidissement pour transformateurs de puissance ;

Pompes à huile ou à eau du système de lubrification de l'unité ;

Pompes de refroidissement direct par eau pour générateurs ;

Compresseurs de freinage d'unités ;

Pompes pour pomper l'eau du couvercle de la turbine ;

Dispositifs auxiliaires pour le système d'excitation du générateur ;

Pathogènes dans les systèmes d'auto-excitation. Les publics comprennent :

Pompes pour pomper l'eau des chambres en spirale et des tuyaux d'aspiration ;

Pompes d'approvisionnement en eau domestique;

Pompes de drainage;

Dispositifs de chargement, de chauffage et de ventilation de batteries ;

Grues, mécanismes de levage pour vannes de barrage, boucliers, butées de tuyaux d'aspiration, grilles de retenue des débris ;

Compresseurs d'appareillage extérieur ;

Chauffage, éclairage et ventilation des locaux et des structures ;

Appareils de chauffage pour volets, grilles et rainures.

Dotés d'un système centralisé d'alimentation en air comprimé des unités, les compresseurs de la station comprennent également des compresseurs pour les unités de pression d'huile et le freinage des unités.

La composition et la puissance des récepteurs électriques pour les besoins auxiliaires des centrales hydroélectriques sont influencées par conditions climatiques: dans les climats rigoureux, une charge thermique importante (plusieurs milliers de kilowatts) apparaît sur les interrupteurs, les réservoirs d'huile, les terminaisons de câbles remplies d'huile, les grilles, les portails, les rainures ; Dans les climats chauds, ces charges sont absentes, mais la consommation d'énergie pour le refroidissement, la ventilation et la climatisation des équipements augmente.

Dans les centrales hydroélectriques, une proportion relativement faible de mécanismes auxiliaires fonctionnent en continu sur une longue période. Ceux-ci comprennent : des pompes et des ventilateurs de refroidissement pour générateurs et transformateurs ; dispositifs auxiliaires des systèmes d'excitation; pompes pour la lubrification à l'eau ou à l'huile des roulements. Ces mécanismes sont parmi les plus critiques et permettent une coupure de courant pendant la durée du transfert automatique de réserve (ATS). Les pompes pour l'alimentation en eau technique et les appareils de chauffage électrique fonctionnent également en mode continu. Le reste des récepteurs électriques fonctionnent de manière répétée, brève, de courte durée, voire occasionnellement. Les mécanismes responsables pour nos propres besoins comprennent également les pompes à incendie, les pompes pour les installations sous pression d'huile, certaines pompes de drainage, les compresseurs d'appareillage extérieurs et les mécanismes de fermeture des vannes de canalisations sous pression. Ces mécanismes permettent une coupure de courant pouvant aller jusqu'à plusieurs minutes sans perturber le fonctionnement normal et travail sécuritaire unités. Les autres consommateurs de leurs propres besoins peuvent être qualifiés d’irresponsables.

Les unités de pression d'huile des unités hydrauliques disposent d'une réserve d'énergie suffisante pour fermer l'aube directrice et freiner l'unité même en cas de perte de tension d'urgence dans le système auxiliaire. Ainsi, pour assurer la sécurité des équipements en cas de perte de tension dans les centrales hydrauliques, il n'est pas obligatoire sources autonomes sous forme de batteries et de générateurs diesel.

La puissance unitaire des mécanismes auxiliaires varie d'unités à des centaines de kilowatts. Les mécanismes les plus puissants pour répondre à nos propres besoins sont les pompes techniques d'alimentation en eau, les pompes pour pomper l'eau des tuyaux d'aspiration et certains mécanismes de levage. Dans la plupart des centrales hydroélectriques, à l'exception des centrales hydroélectriques de type dérivation, les consommateurs de leurs propres besoins sont concentrés dans une zone limitée, à l'intérieur du bâtiment de la centrale et du barrage.

Contrairement aux centrales thermiques, les mécanismes auxiliaires des centrales hydroélectriques ne nécessitent pas de régulation continue de la productivité ; Un mode de fonctionnement intermittent et de courte durée (pompes à huile, compresseurs) est suffisant.

Les caractéristiques de la centrale hydroélectrique sont les suivantes :

1) sont construits là où il existe des ressources en eau et des conditions de construction, ce qui ne coïncide généralement pas avec l'emplacement de la charge électrique ;

2) la majeure partie de l'énergie électrique est fournie aux réseaux électriques à haute tension ;

3) travailler selon un horaire flexible (s'il y a un réservoir) ;

4) très maniable (tourner et prendre de la charge prend environ 3 à 5 minutes) ;

5) ont un rendement élevé (jusqu'à 85%).

En termes de paramètres de fonctionnement, les centrales hydroélectriques présentent de nombreux avantages par rapport aux centrales thermiques. Cependant, à l'heure actuelle, ce sont principalement des centrales thermiques et nucléaires qui sont construites. Les facteurs déterminants ici sont le montant des investissements en capital et le moment de la construction des centrales électriques. (Il existe des données sur les investissements en capital spécifiques, le coût de l'électricité et le temps de construction différents types e-mail gares).

Le coût unitaire des centrales hydroélectriques (RUB/MW) est plus élevé coût unitaire TPP de même puissance en raison d'un volume plus important travaux de construction. Le temps de construction d’une centrale hydroélectrique est également plus long. Cependant, le coût de l’électricité est inférieur, puisque les coûts d’exploitation n’incluent pas le coût du carburant.

Centrales électriques de pompage-turbinage.

L'objectif des centrales de pompage-turbinage est de niveler le programme de charge quotidien du système électrique et d'augmenter l'efficacité des centrales thermiques et nucléaires. Pendant les heures de charge minimale du système, les unités des centrales de pompage-turbinage fonctionnent en mode pompage, pompant l'eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur et augmentant ainsi la charge des centrales thermiques et nucléaires. Pendant les heures de charge maximale du système, ils fonctionnent en mode turbine, puisant l'eau du réservoir supérieur et déchargeant ainsi les centrales thermiques et nucléaires des charges de pointe à court terme. Les unités PSPP sont également utilisées comme unités de secours rotatives et comme compensateurs synchrones.

Les centrales de pompage-turbinage de pointe sont généralement conçues pour fonctionner en mode turbine pendant 4 à 6 heures par jour. La durée de fonctionnement d'une centrale de pompage-turbinage en mode pompage est de 7 à 8 heures avec un rapport entre la puissance de pompage et la puissance de la turbine de 1,05 à 1,10. L'utilisation annuelle de la capacité des centrales électriques à pompage-turbinage est de 1 000 à 1 500 heures.

Les PSPP sont construits dans des systèmes où il n'y a pas de centrales hydroélectriques ou où leur capacité est insuffisante pour couvrir la charge pendant les heures de pointe. Ils sont constitués d'un certain nombre de blocs qui produisent de l'énergie dans un réseau haute tension et la reçoivent du réseau lorsqu'ils fonctionnent en mode pompe. Les unités sont très maniables et peuvent être rapidement transférées du mode pompe au mode générateur ou au mode compensateur synchrone. Le rendement des centrales électriques à pompage-turbinage est de 70 à 75 %. Ils nécessitent une petite quantité personnel de service. Les centrales électriques de pompage-turbinage peuvent être construites là où il existe des sources d’approvisionnement en eau et où les conditions géologiques locales permettent la création d’un réservoir sous pression.

1.4. Unités de turbine à gaz

1.7. Centrales solaires.

Parmi centrales solaires(centrales solaires), deux types de centrales électriques peuvent être distingués : avec une chaudière à vapeur et avec des photocellules au silicium. De telles centrales électriques ont trouvé des applications dans un certain nombre de pays avec un nombre important de jours ensoleillés par an. Selon les données publiées, leur efficacité peut être augmentée jusqu'à 20 %.

1.8. Les centrales géothermiques utilisent l’énergie bon marché provenant de sources thermales souterraines.

Les centrales géothermiques fonctionnent en Islande, en Nouvelle-Zélande, en Papouasie, en Nouvelle-Guinée, aux États-Unis et en Italie, elles fournissent environ 6 % de toute l'électricité produite. En Russie (à Komchatka), la centrale géothermique de Pauzhetskaya a été construite.

1.9. Des centrales marémotrices avec des unités hydroélectriques dites à capsules sont construites là où il existe une différence significative de niveaux d'eau pendant les marées hautes et basses. La TPP Rance la plus puissante a été construite en 1966 en France : sa capacité est de 240 MW. Des PPP sont en cours de conception aux États-Unis avec une capacité de 1 000 MW, au Royaume-Uni avec une capacité de 7 260 MW, etc. En Russie, sur la péninsule de Kola, où les marées atteignent 10...13 m, la première étape du TPP expérimental de Kislogubskaya (2,0,4 MW) est entrée en service en 1968.

1.10. Les centrales magnétohydrodynamiques utilisent le principe de génération de courant lorsqu'un conducteur en mouvement traverse un champ magnétique. Le plasma à basse température (environ 2 700 °C) est utilisé comme fluide de travail, qui se forme lors de la combustion de carburant organique et de l'apport d'additifs ionisants spéciaux à la chambre de combustion. Le fluide de travail traversant le système magnétique supraconducteur crée un courant continu, qui est converti en courant alternatif à l'aide de convertisseurs onduleurs. Le fluide de travail, après avoir traversé le système magnétique, pénètre dans la partie turbine à vapeur de la centrale, composée d'un générateur de vapeur et d'une turbine à vapeur à condensation conventionnelle. Actuellement, une centrale électrique principale MHD de 500 MW a été construite à la centrale électrique du district d'État de Riazan, qui comprend un générateur MHD d'une capacité d'environ 300 MW et une unité de turbine à vapeur d'une capacité de 315 MW avec un K-300-240. turbine. Avec une capacité installée de plus de 610 MW, la puissance de sortie de l'unité de puissance MHD dans le système est de 500 MW en raison de la consommation d'énergie importante pour ses propres besoins dans l'unité de puissance MHD.
parties. L'efficacité du MGD-500 dépasse 45 %, la consommation spécifique de carburant est d'environ 270 g/(kW*h). L'unité de puissance principale MHD est conçue pour utiliser gaz naturel, à l'avenir, il était prévu de passer au combustible solide. Cependant, les installations MHD n'ont pas été développées davantage en raison du manque de matériaux capables de fonctionner à des températures aussi élevées.

Faisons le tour du Cheboksary CHPP-2 et voyons comment l'électricité et la chaleur sont générées :

Permettez-moi d'ailleurs de vous rappeler que la canalisation est la plus haute structure industrielle de Cheboksary. Déjà 250 mètres !

Commençons par les problèmes généraux, qui incluent principalement la sécurité.
Bien entendu, une centrale thermique, comme une centrale hydroélectrique, est une entreprise sensible, et elles ne sont pas autorisées à y entrer comme ça.
Et si vous êtes autorisé à entrer, même lors d’une visite, vous devrez quand même passer par un briefing de sécurité :

Eh bien, ce n'est pas inhabituel pour nous (tout comme la centrale thermique elle-même n'est pas inhabituelle, j'y ai travaillé il y a environ 30 ans ;)).
Oui, un autre avertissement sévère, je ne peux pas l'ignorer :

Technologie

Curieusement, la principale substance active dans toutes les centrales thermiques est l'eau.
Parce qu'il se transforme facilement en vapeur et vice-versa.
La technologie est la même pour tout le monde : il faut obtenir de la vapeur qui fera tourner la turbine. Un générateur est placé sur l'axe de la turbine.
Dans les centrales nucléaires, l'eau est chauffée par le dégagement de chaleur lors de la désintégration du combustible radioactif.
Et en thermique - en raison de la combustion du gaz, du fioul et même, jusqu'à récemment, du charbon.

Où mettre la vapeur résiduaire ? Cependant, retour dans l’eau et retour dans le chaudron !
Où mettre la chaleur de la vapeur d’échappement ? Oui, pour chauffer l'eau entrant dans la chaudière - pour augmenter l'efficacité de l'ensemble de l'installation dans son ensemble.
Et pour chauffer l'eau du réseau de chaleur et l'adduction d'eau (eau chaude) !
Ainsi, pendant la saison de chauffage, la centrale thermique offre un double bénéfice : électricité et chaleur. En conséquence, une telle production combinée est appelée centrale de cogénération (CHP).

Mais en été, il n'est pas possible d'utiliser toute la chaleur de manière rentable, c'est pourquoi la vapeur sortant de la turbine est refroidie, se transformant en eau, dans des tours de refroidissement, après quoi l'eau est renvoyée dans le cycle de production fermé. Et dans les bassins chauds des tours de refroidissement, ils élèvent aussi des poissons ;)

Pour éviter l'usure des réseaux de chaleur et de la chaudière, l'eau fait l'objet d'une préparation particulière en atelier chimique :

Et les pompes de circulation font circuler l'eau dans le cercle vicieux :

Nos chaudières peuvent fonctionner aussi bien au gaz (canalisations jaunes) qu'au fioul (noir). Depuis 1994, ils fonctionnent au gaz. Oui, nous avons 5 chaudières !
Pour la combustion, les brûleurs nécessitent une alimentation en air (tuyaux bleus).
L'eau bout et la vapeur (conduites de vapeur rouges) passe à travers des échangeurs de chaleur spéciaux - des surchauffeurs à vapeur, qui augmentent la température de la vapeur jusqu'à 565 degrés et la pression, en conséquence, jusqu'à 130 atmosphères. Ce n’est pas une cocotte minute dans la cuisine ! Un petit trou dans la conduite de vapeur entraînera un gros accident ; un mince filet de vapeur surchauffée coupe le métal comme du beurre !

Et cette vapeur est déjà fournie aux turbines (en grandes gares plusieurs chaudières peuvent fonctionner sur un collecteur de vapeur commun, à partir duquel plusieurs turbines sont alimentées).

La chaufferie est toujours bruyante, car la combustion et l'ébullition sont des processus très violents.
Et les chaudières elles-mêmes (TGME-464) sont des structures grandioses de la hauteur d'un immeuble de vingt étages, et elles ne peuvent être montrées dans leur intégralité que dans un panorama de nombreux cadres :

Autre vue du sous-sol :

Le panneau de commande de la chaudière ressemble à ceci :

Sur le mur du fond se trouve un schéma mnémotechnique de l'ensemble du processus technique avec des voyants indiquant l'état des vannes, des instruments classiques avec des enregistreurs sur ruban papier, des panneaux d'alarme et d'autres indicateurs.
Et sur la télécommande elle-même, les boutons et touches classiques sont adjacents à un écran d'ordinateur sur lequel tourne le système de contrôle (SCADA). On y trouve également les interrupteurs les plus importants, protégés par des boîtiers rouges : « Arrêt chaudière » et « Vanne vapeur principale » (MSV) :

Turbines

Nous avons 4 turbines.
Ils ont une conception très complexe pour ne pas perdre la moindre parcelle d’énergie cinétique de la vapeur surchauffée.
Mais rien n'est visible de l'extérieur, tout est recouvert d'un boîtier vierge :

Un carter de protection sérieux est nécessaire - la turbine tourne à une vitesse élevée de 3000 tr/min. De plus, de la vapeur surchauffée le traverse (j'ai dit plus haut à quel point c'était dangereux !). Et il y a de nombreuses conduites de vapeur autour de la turbine :

Dans ces échangeurs de chaleur, l'eau du réseau est chauffée avec de la vapeur résiduaire :

D'ailleurs, sur la photo j'ai la plus ancienne turbine du CHPP-2, alors ne soyez pas surpris par l'apparence brutale des appareils qui seront présentés ci-dessous :

Il s'agit du mécanisme de contrôle de la turbine (TCM), qui régule l'alimentation en vapeur et, par conséquent, contrôle la charge. Autrefois, on le tournait à la main :

Et voici la vanne d'arrêt (elle doit être armée manuellement pendant longtemps après avoir été activée) :

Les petites turbines sont constituées d'un soi-disant cylindre (un ensemble de pales), les moyennes - de deux, les grandes - de trois (cylindres haute, moyenne et basse pression).
De chaque cylindre, la vapeur passe dans des extractions intermédiaires et est envoyée vers des échangeurs de chaleur - chauffe-eau :

Et il doit y avoir un vide dans la queue de la turbine - mieux c'est, plus l'efficacité de la turbine est élevée :

Le vide est formé en raison de la condensation de la vapeur restante dans l'unité de condensation.
Nous avons donc parcouru tout le chemin de l’eau jusqu’à la centrale thermique. Faites également attention à la partie de la vapeur qui va au chauffage de l'eau du réseau destinée au consommateur (PSG) :

Une autre vue avec un tas de points de contrôle. N'oubliez pas qu'il faut contrôler beaucoup de pressions et de températures sur la turbine, non seulement la vapeur, mais aussi l'huile dans les roulements de chaque pièce :

Oui, et voici la télécommande. Il est généralement situé dans la même pièce que les chaudières. Malgré le fait que les chaudières et les turbines elles-mêmes soient situées dans différentes pièces, la gestion d'un atelier chaudière-turbine ne peut être divisée en morceaux séparés - tout est trop relié par de la vapeur surchauffée !

Sur la télécommande, nous voyons d'ailleurs une paire de turbines moyennes à deux cylindres.

Automation

En revanche, les processus dans les centrales thermiques sont plus rapides et plus responsables (d'ailleurs, tout le monde se souvient-il du bruit fort entendu dans toutes les parties de la ville, semblable à celui d'un avion ? Il s'agit donc de la vanne de vapeur qui fonctionne de temps en temps, libérant un excès de pression de vapeur. Imaginez comment vous entendez cela de près !).
Par conséquent, l’automatisation est encore tardive et se limite principalement à la collecte de données. Et sur les panneaux de contrôle, nous voyons un mélange de divers contrôleurs SCADA et industriels impliqués dans la réglementation locale. Mais le processus est en cours !

Électricité

Regardons à nouveau la vue générale de l'atelier turbine :

Veuillez noter qu'à gauche, sous le boîtier jaune, se trouvent des générateurs électriques.
Qu’arrive-t-il ensuite à l’électricité ?
Il est acheminé vers les réseaux fédéraux via un certain nombre d'appareils de distribution :

L'atelier d'électricité est un endroit très difficile. Il suffit de regarder le panorama du panneau de contrôle :

La protection des relais et l'automatisation sont notre tout !

À ce stade, la visite touristique peut être terminée tout en disant quelques mots sur les problèmes urgents.

Technologies de chauffage et de services publics

Nous avons donc découvert que la cogénération produit de l'électricité et de la chaleur. Bien entendu, les deux sont fournis aux consommateurs. Désormais, nous allons nous intéresser principalement à la chaleur.
Après la perestroïka, la privatisation et la division de l’ensemble de l’industrie soviétique unifiée en plusieurs parties, il s’est avéré que, dans de nombreux endroits, les centrales électriques restaient sous la tutelle du département de Tchoubaïs et que les réseaux de chauffage urbains devenaient municipaux. Et ils ont formé un intermédiaire qui prend de l'argent pour transporter la chaleur. Et il n’est guère utile de dire comment cet argent est dépensé pour les réparations annuelles de systèmes de chauffage usés à 70 %.

Ainsi, en raison des dettes de plusieurs millions de dollars de l'intermédiaire NOVEK à Novocheboksarsk, TGK-5 est déjà passée à des contrats directs avec les consommateurs.
Ce n’est pas encore le cas à Cheboksary. De plus, Cheboksary "Utility Technologies" a actuellement un projet de développement de ses chaufferies et de ses réseaux de chaleur pouvant atteindre 38 milliards (TGK-5 l'aurait réalisé en seulement trois).

Tous ces milliards seront d’une manière ou d’une autre inclus dans les tarifs de chauffage, fixés par l’administration municipale « pour des raisons de justice sociale ». Pendant ce temps, le coût de la chaleur générée par CHPP-2 est désormais 1,5 fois inférieur à celui des chaufferies KT. Et cette situation devrait perdurer à l’avenir, car plus la centrale est grande, plus elle est performante (notamment baisse des coûts d’exploitation + récupération de chaleur due à la production d’électricité).

Qu’en est-il d’un point de vue environnemental ?
Bien entendu, une grande centrale thermique dotée d'une grande cheminée est meilleure sur le plan environnemental qu'une douzaine de petites chaufferies dotées de petites cheminées, dont la fumée restera pratiquement dans la ville.
Le pire en termes d’écologie, c’est le désormais populaire chauffage individuel.
Les petites chaudières domestiques ne permettent pas une combustion aussi complète du combustible que les grandes centrales thermiques, et tous les gaz d'échappement restent non seulement dans la ville, mais littéralement au-dessus des fenêtres.
De plus, peu de gens pensent au danger accru que représentent les équipements à gaz supplémentaires installés dans chaque appartement.

Quelle est la solution ?
Dans de nombreux pays, des régulateurs installés dans les appartements sont utilisés pour le chauffage central, ce qui permet une consommation de chaleur plus économique.
Malheureusement, compte tenu de l'appétit actuel des intermédiaires et de la dégradation des réseaux de chaleur, les avantages chauffage central sont en train de disparaître. Mais néanmoins, d'un point de vue global, le chauffage individuel est plus adapté dans les cottages.

Autres publications de l'industrie :

Un jour, alors que nous arrivions à l'est de la glorieuse ville de Cheboksary, ma femme a remarqué deux énormes tours dressées le long de l'autoroute. "Qu'est-ce que c'est?" elle a demandé. Comme je ne voulais absolument pas montrer mon ignorance à ma femme, j’ai fouillé un peu dans ma mémoire et j’en suis sorti vainqueur : « Ce sont des tours de refroidissement, vous ne savez pas ? Elle était un peu gênée : « A quoi servent-ils ? "Eh bien, il y a quelque chose à refroidir là-bas, semble-t-il." "Pourquoi?" Ensuite, j’ai été gêné parce que je ne savais pas comment m’en sortir davantage.

Cette question peut rester à jamais dans la mémoire sans réponse, mais les miracles se produisent. Quelques mois après cet incident, je vois un article dans mon fil d'amis concernant un recrutement de blogueurs souhaitant visiter le CHPP-2 de Cheboksary, le même que nous avons vu de la route. Vous devez soudainement changer tous vos plans ; rater une telle opportunité serait impardonnable !

Alors, qu’est-ce que la cogénération ?

C’est le cœur de la centrale électrique et là où se déroule la majeure partie de l’action. Le gaz entrant dans la chaudière brûle, libérant une quantité folle d’énergie. De « l’eau propre » est également fournie ici. Après chauffage, elle se transforme en vapeur, plus précisément en vapeur surchauffée, ayant une température de sortie de 560 degrés et une pression de 140 atmosphères. Nous l’appellerons également « Clean Steam », car elle est formée à partir d’eau préparée.
En plus de la vapeur, nous avons également des gaz d'échappement à la sortie. À puissance maximale, les cinq chaudières consomment près de 60 mètres cubes de gaz naturel par seconde ! Pour éliminer les produits de combustion, vous avez besoin d'un tuyau « fumée » non enfantin. Et il y en a un comme ça aussi.

Le tuyau est visible depuis presque tous les quartiers de la ville, compte tenu de sa hauteur de 250 mètres. Je soupçonne que c'est le bâtiment le plus haut de Cheboksary.

A proximité se trouve un tuyau légèrement plus petit. Réservez à nouveau.

Si la centrale thermique fonctionne au charbon, un nettoyage supplémentaire des gaz d'échappement est nécessaire. Mais dans notre cas, cela n’est pas obligatoire, puisque le gaz naturel est utilisé comme combustible.

Dans la deuxième partie de l'atelier chaudière-turbine se trouvent des installations qui produisent de l'électricité.

Il y en a quatre installés dans la salle des machines du CHPP-2 de Cheboksary, d'une capacité totale de 460 MW (mégawatt). C'est ici qu'est fournie la vapeur surchauffée provenant de la chaufferie. Il est dirigé sous une énorme pression sur les aubes de la turbine, faisant tourner le rotor de trente tonnes à une vitesse de 3 000 tr/min.

L'installation se compose de deux parties : la turbine elle-même et un générateur qui produit de l'électricité.

Et voici à quoi ressemble le rotor de la turbine.

Les capteurs et manomètres sont partout.

Les turbines et les chaudières, au cas où situation d'urgence peut être arrêté instantanément. Pour cela, il existe des vannes spéciales capables de couper l'alimentation en vapeur ou en carburant en une fraction de seconde.

Je me demande s’il existe un paysage industriel ou un portrait industriel ? Il y a de la beauté ici.

Il y a un bruit épouvantable dans la pièce et pour entendre votre voisin, vous devez tendre l'oreille. En plus, il fait très chaud. J’ai envie d’enlever mon casque et de me déshabiller jusqu’à mon T-shirt, mais je ne peux pas faire ça. Pour des raisons de sécurité, les vêtements à manches courtes sont interdits à la centrale thermique ; il y a trop de tuyaux chauds.
La plupart du temps, l'atelier est vide ; les gens y viennent une fois toutes les deux heures, lors de leurs tournées. Et le fonctionnement de l'équipement est contrôlé à partir du panneau de commande principal (panneaux de commande de groupe pour chaudières et turbines).

Voici à quoi ressemble le lieu de travail d'un officier de service.

Il y a des centaines de boutons autour.

Et des dizaines de capteurs.

Certains sont mécaniques, d’autres électroniques.

C'est notre excursion et les gens travaillent.

Au total, après l'atelier chaudière-turbine, nous avons en sortie de l'électricité et de la vapeur qui s'est partiellement refroidie et a perdu une partie de sa pression. L'électricité semble être plus facile. La tension de sortie de différents générateurs peut aller de 10 à 18 kV (kilovolts). À l'aide de transformateurs en bloc, elle augmente jusqu'à 110 kV, puis l'électricité peut être transportée sur de longues distances à l'aide de lignes électriques (lignes électriques).

Il n'est pas rentable de mettre de côté le reste de la « Pure Steam ». Puisqu'il est formé de " Eau propre", dont la production est un processus assez complexe et coûteux, il est plus judicieux de le refroidir et de le remettre à la chaudière. Donc dans un cercle vicieux. Mais avec son aide, et à l'aide d'échangeurs de chaleur, vous pouvez chauffer de l'eau ou produire de la vapeur secondaire, que vous pouvez facilement vendre à des consommateurs tiers.

En général, c'est exactement ainsi que vous et moi obtenons de la chaleur et de l'électricité dans nos maisons, en bénéficiant du confort et du confort habituels.

Oh oui. Mais pourquoi les tours de refroidissement sont-elles nécessaires, de toute façon ?

Il s'avère que tout est très simple. Pour refroidir la « Vapeur Propre » restante avant de la réapprovisionner à la chaudière, les mêmes échangeurs de chaleur sont utilisés. Il est refroidi à l'aide d'eau technique ; au CHPP-2, il provient directement de la Volga. Il ne nécessite aucune préparation particulière et peut également être réutilisé. Après passage dans l'échangeur thermique eau de traitement chauffe et va vers les tours de refroidissement. Là, il s'écoule en une fine pellicule ou tombe sous forme de gouttes et est refroidi par le contre-courant d'air créé par les ventilateurs. Et dans les tours de refroidissement à éjection, l'eau est pulvérisée à l'aide de buses spéciales. Dans tous les cas, le refroidissement principal se produit en raison de l'évaporation d'une petite partie de l'eau. L'eau refroidie quitte les tours de refroidissement par un canal spécial, après quoi, à l'aide d'une station de pompage, elle est envoyée pour être réutilisée.
En un mot, des tours de refroidissement sont nécessaires pour refroidir l'eau, qui refroidit la vapeur fonctionnant dans le système chaudière-turbine.

Tous les travaux de la centrale thermique sont contrôlés depuis le panneau de commande principal.

Il y a toujours un officier de service ici.

Tous les événements sont enregistrés.

Ne me donnez pas de pain, laissez-moi prendre une photo des boutons et des capteurs...

C'est presque tout. Enfin, il reste quelques photos de la gare.

Il s'agit d'un vieux tuyau qui ne fonctionne plus. Très probablement, il sera bientôt démoli.

Il y a beaucoup d'agitation dans l'entreprise.

Ils sont fiers de leurs employés ici.

Et leurs réalisations.

Il semble que ce ne soit pas en vain...

Il reste à ajouter que, comme dans la blague - "Je ne sais pas qui sont ces blogueurs, mais leur guide est le directeur de la succursale de Mari El et de Tchouvachie de l'OJSC TGK-5, IES holding - Dobrov S.V."

En collaboration avec le directeur de la station, S.D. Stolyarov.

Sans exagération, ce sont de vrais professionnels dans leur domaine.

Et bien sûr, un grand merci à Irina Romanova, représentante du service de presse de l’entreprise, pour cette tournée parfaitement organisée.

Les aubes de la turbine à vapeur sont clairement visibles.

Une centrale thermique (CHP) utilise l’énergie libérée par la combustion de combustibles fossiles – charbon, pétrole et gaz naturel – pour convertir l’eau en vapeur à haute pression. Cette vapeur, ayant une pression d'environ 240 kilogrammes par centimètre carré et une température de 524°C (1 000°F), entraîne la turbine. La turbine fait tourner un aimant géant à l’intérieur d’un générateur qui produit de l’électricité.

Les centrales thermiques modernes convertissent environ 40 % de la chaleur dégagée lors de la combustion du combustible en électricité, le reste étant rejeté dans l'environnement. En Europe, de nombreuses centrales thermiques utilisent la chaleur résiduelle pour chauffer les habitations et les entreprises à proximité. La production combinée de chaleur et d'électricité augmente la production d'énergie de la centrale électrique jusqu'à 80 pour cent.

Centrale à turbine à vapeur avec générateur électrique

Une turbine à vapeur typique contient deux groupes de pales. La vapeur à haute pression provenant directement de la chaudière pénètre dans le chemin d'écoulement de la turbine et fait tourner les roues avec le premier groupe de pales. La vapeur est ensuite chauffée dans le surchauffeur et entre à nouveau dans le circuit d'écoulement de la turbine pour faire tourner les turbines dotées d'un deuxième groupe de pales, qui fonctionnent à une pression de vapeur inférieure.

Vue en coupe

Un générateur typique de centrale thermique (CHP) est entraîné directement par une turbine à vapeur, qui tourne à 3 000 tours par minute. Dans les générateurs de ce type, l’aimant, également appelé rotor, tourne, mais les enroulements (stator) sont fixes. Le système de refroidissement empêche la surchauffe du générateur.

Production d'électricité à l'aide de vapeur

Dans une centrale thermique, le combustible brûle dans une chaudière, produisant une flamme à haute température. L'eau traverse les tubes à travers la flamme, est chauffée et se transforme en vapeur à haute pression. La vapeur fait tourner une turbine, produisant de l'énergie mécanique, qu'un générateur convertit en électricité. Après avoir quitté la turbine, la vapeur pénètre dans le condenseur, où elle lave les tubes avec de l'eau froide courante et se transforme ainsi à nouveau en liquide.

Chaudière fioul, charbon ou gaz

A l'intérieur de la chaudière

La chaudière est remplie de tubes aux courbes complexes à travers lesquels passe l’eau chauffée. La configuration complexe des tubes permet d'augmenter considérablement la quantité de chaleur transférée à l'eau et ainsi de produire beaucoup plus de vapeur.