Scopo della centrale termica. Schemi tecnologici delle centrali elettriche

Si trovano le apparecchiature principali e ausiliarie, con l'aiuto delle quali viene generata energia elettrica e termica.

Le principali apparecchiature della centrale termoelettrica.

A attrezzatura principale Centrale termoelettrica in funzione ciclo del vapore (ciclo) si riferisce a: generatori elettrici e trasformatori principali. Puoi leggere quali tipi di turbine a vapore ci sono nelle moderne centrali termoelettriche nell'articolo -.

A attrezzatura principale Centrale termoelettrica in funzione ciclo vapore-gas si applica: con compressore d'aria, generatore elettrico a turbina a gas, caldaia a recupero di calore, turbina a vapore, trasformatore principale.

I beni strumentali sono attrezzature senza le quali il funzionamento di una centrale termoelettrica è impossibile.

Attrezzature ausiliarie per centrali termoelettriche.

A apparecchiature ausiliarie L'attrezzatura di una centrale termoelettrica comprende vari meccanismi e impianti che garantiscono il normale funzionamento della centrale termoelettrica. Questi possono essere impianti di trattamento dell'acqua, impianti di trattamento delle polveri, sistemi di rimozione di scorie e ceneri, scambiatori di calore, pompe varie e altri dispositivi.

Riparazione di apparecchiature per centrali termoelettriche.

Tutte le apparecchiature di cogenerazione deve essere riparato secondo il programma di riparazione stabilito. Le riparazioni, a seconda della quantità di lavoro e della quantità di tempo, sono suddivise in: riparazioni ordinarie, riparazioni medie e importante ristrutturazione. Il più grande in termini di durata e numero di interventi di riparazione è il capitale. Puoi leggere ulteriori informazioni sulle riparazioni nelle centrali elettriche nel nostro articolo -.

Durante il funzionamento, le apparecchiature di cogenerazione devono essere sottoposte a controlli periodici manutenzione(TO), anche secondo il programma di manutenzione approvato. Durante la manutenzione, ad esempio, vengono eseguite le seguenti operazioni: soffiaggio degli avvolgimenti del motore con aria compressa, riempimento delle guarnizioni del premistoppa, regolazione dei giochi, ecc.

Inoltre, durante il funzionamento, le apparecchiature di cogenerazione devono essere costantemente monitorate dal personale operativo. Se viene rilevato un malfunzionamento, è necessario adottare misure per eliminarlo, a meno che ciò non sia contrario alle norme e ai regolamenti di sicurezza operazione tecnica. In caso contrario, l'apparecchiatura viene fermata e portata fuori per le riparazioni.

Puoi vedere come le apparecchiature nelle centrali termoelettriche vengono rimosse per la riparazione nel video qui sotto:

La parte termica delle centrali elettriche è discussa in modo sufficientemente dettagliato nel corso “Energia generale”. Tuttavia qui, in questo corso, è opportuno ritornare alla considerazione di alcune problematiche della parte termica. Ma questa considerazione deve essere fatta dal punto di vista della sua influenza su parte elettrica stazioni elettriche.

2.1. Schemi di centrali elettriche a condensazione (CPS)

L'acqua di alimentazione viene fornita alla caldaia anche dalla pompa di alimentazione (PN). alta temperatura si trasforma in vapore. All'uscita della caldaia si ottiene quindi vapore vivo con i seguenti parametri: p=3...30 MPa, t=400...650°C. Il vapore vivo viene fornito alla turbina a vapore (T). Qui l'energia del vapore viene convertita in energia meccanica di rotazione del rotore della turbina. Questa energia viene trasferita ad un generatore elettrico sincrono (G), dove viene convertita in energia elettrica.

Il vapore di scarico della turbina entra nel condensatore (K) (per questo motivo queste stazioni sono chiamate stazioni di condensazione), viene raffreddato con acqua fredda e si condensa. La condensa viene fornita da una pompa per condensa (CP) al sistema di trattamento dell'acqua (WTP) e quindi, dopo il rifornimento con acqua purificata chimicamente (ora chiamata acqua di alimentazione), viene fornita alla caldaia dalla pompa di alimentazione.

Le fonti di acqua fredda, che viene fornita al condensatore da una pompa di circolazione (CP), possono essere un fiume, un lago, un bacino artificiale, nonché torri di raffreddamento e stagni di spruzzatura. Il passaggio della maggior parte del vapore attraverso il condensatore fa sì che il 60...70% dell'energia termica generata dalla caldaia venga trasportata dall'acqua circolante.

I prodotti gassosi della combustione del combustibile provenienti dalla caldaia vengono rimossi dagli aspiratori di fumo (DS) e rilasciati nell'atmosfera attraverso un camino alto 100...250 m (il camino più alto con un'altezza di 420 m è elencato nel Guinness dei primati) e le particelle solide vengono inviate al deposito ceneri dal sistema idraulico di rimozione ceneri (GZU).

Tutti questi dispositivi e unità (alimentatori di polveri, ventilatori, aspiratori di fumo, pompe di alimentazione, ecc.) Progettati per garantire il processo tecnologico e il normale funzionamento delle apparecchiature principali (caldaie, turbine, generatori) sono chiamati meccanismi ausiliari (S.N.). Nelle stazioni di blocco i meccanismi di S.N. Sono divisi in blocchi, progettati per garantire il funzionamento di una sola unità, e in stazioni generali, per il funzionamento della stazione nel suo insieme.

I principali meccanismi di S.N. Sono:

– ventilatore soffiante (DV) per l'alimentazione dell'aria alla caldaia;

– un aspiratore di fumo (Ds) per l'emissione dei prodotti gassosi (e in gran parte delle particelle solide sospese) della combustione del combustibile dalla caldaia in un camino alto 100...250 m (420 m nel Guinness Book);

– pompa di circolazione (CP) per fornire acqua di circolazione fredda al condensatore;

– pompa condensa (KN) per il pompaggio della condensa dal condensatore;

– pompa di alimentazione(PN) per fornire acqua di alimentazione alla caldaia e creare la pressione richiesta nel circuito di processo.

La centrale utilizza anche altri meccanismi ausiliari per l'alimentazione e la preparazione del carburante, nei sistemi di trattamento chimico dell'acqua e di rimozione di scorie e ceneri, nei sistemi di controllo di varie saracinesche, rubinetti e valvole, ecc. ecc. Non è consigliabile elencarli tutti in questo corso, ma ne considereremo comunque la maggior parte nel processo di studio del materiale.

Meccanismi S.N. diviso in responsabili e irresponsabili.

Sono responsabili quei meccanismi il cui arresto a breve termine porta all'arresto di emergenza o allo scarico delle unità principali della stazione. Un'interruzione a breve termine del funzionamento dei meccanismi ausiliari non critici non comporta un arresto di emergenza immediato dell'apparecchiatura principale. Tuttavia, per non interrompere il ciclo tecnologico della produzione di energia elettrica, dopo un breve periodo di tempo devono essere rimessi in funzione.

Nel locale caldaia, i meccanismi responsabili sono gli aspiratori di fumo, i ventilatori e gli alimentatori di polvere. L'arresto del funzionamento degli aspiratori di fumo, dei ventilatori e degli alimentatori di polveri comporta lo spegnimento del cannello e l'arresto della caldaia vapore. Tra quelli non responsabili figurano le pompe di lavaggio e di trappolaggio del sistema idraulico di rimozione delle ceneri (GZU), nonché i precipitatori elettrici.

I macchinari critici per la sala macchine comprendono pompe di alimentazione, circolazione e condensa, pompe dell'olio per turbine e generatori, pompe di sollevamento del raffreddatore del gas del generatore e pompe dell'olio per la tenuta dell'albero del generatore. I meccanismi irrilevanti includono pompe di drenaggio di riscaldatori rigenerativi, pompe di drenaggio ed espulsori.

Un posto importante nel ciclo tecnologico della stazione è occupato dalle pompe di alimentazione che forniscono acqua di alimentazione alle caldaie a vapore. La potenza degli azionamenti elettrici delle pompe di alimentazione ad alta pressione raggiunge il 40% (per i CPP a gasolio) della potenza totale dei consumatori dei propri bisogni, ad es. diversi megawatt. L'arresto delle pompe di alimentazione comporta l'arresto di emergenza delle caldaie a vapore mediante protezioni tecnologiche. È particolarmente difficile per le caldaie a ciclo unico nelle centrali elettriche a blocco sopportare un simile arresto.

Arresto della condensa e pompe di circolazione porta alla rottura del vuoto delle turbine e al loro arresto di emergenza.

I meccanismi ausiliari particolarmente critici, il cui arresto può causare danni alle unità principali, includono le pompe dell'olio del sistema di lubrificazione del turbogeneratore e le guarnizioni dell'albero del generatore. La mancata accensione delle pompe dell'olio di riserva durante un arresto di emergenza della stazione con perdita di alimentazione ausiliaria può portare all'interruzione della fornitura di olio ai cuscinetti della turbina e del generatore e alla fusione dei relativi cuscinetti. Pertanto, l'alimentazione elettrica per le pompe dell'olio della turbina e le guarnizioni dell'albero del generatore è garantita da batterie.

Un posto speciale nelle centrali termoelettriche è occupato dai meccanismi di preparazione e approvvigionamento del combustibile: frantoi, mulini per la macinazione del carbone, ventilatori dei mulini, trasportatori e trasportatori per l'approvvigionamento di combustibile e bunker per impianti di polveri, gru caricatrici in un magazzino di carbone, dumper per automobili. Un arresto a breve termine di questi meccanismi solitamente non porta all'interruzione del ciclo tecnologico per la produzione di energia elettrica e termica, e quindi questi meccanismi possono essere classificati come irresponsabili. Infatti, nei bunker c'è sempre una fornitura di carbone grezzo, e quindi l'arresto dei trasportatori o dei dispositivi di frantumazione del carbone non porta alla cessazione della fornitura di carburante alle camere di combustione. È anche possibile fermare i mulini a sfere a tamburo, poiché quando vengono utilizzati nelle centrali elettriche ci sono solitamente bunker intermedi con una fornitura di polvere di carbone progettati per circa due ore di funzionamento della caldaia alla potenza nominale. Quando si utilizzano mulini a martelli, solitamente non sono previsti bunker intermedi, ma su ciascuna caldaia sono installati almeno tre mulini. Quando uno di essi si ferma, i restanti forniscono almeno il 90% della produttività.

I meccanismi della stazione generale includono pompe per il trattamento chimico dell'acqua e l'approvvigionamento idrico domestico. La maggior parte di loro può essere classificata come consumatori irresponsabili, poiché un arresto a breve termine delle pompe chimiche per il trattamento dell'acqua non dovrebbe portare a un'emergenza nell'approvvigionamento idrico delle caldaie. Un'eccezione sono le pompe per la fornitura di acqua chimicamente purificata al vano turbina, poiché se l'equilibrio tra le loro prestazioni e il consumo di acqua di alimentazione viene disturbato, è possibile una situazione di emergenza nella stazione.

I meccanismi per scopi di stazione generale includono anche eccitatori di riserva, pompe per il lavaggio con acido, pompe antincendio (questi meccanismi non funzionano nelle normali condizioni operative delle unità), dispositivi di ventilazione, compressori principali dell'aria, strutture per gru, officine, caricabatterie batterie, meccanismi aperti quadri e un corpo ausiliario congiunto. La maggior parte di questi meccanismi possono essere classificati come non responsabili. Sono responsabili alcuni dei meccanismi ausiliari della parte elettrica della stazione: motogeneratori di alimentatori di polvere e ventole di raffreddamento di potenti trasformatori, che soffiano attraverso i radiatori dell'olio e fanno circolare con forza l'olio. Quando il generatore funziona su un eccitatore di riserva, anche quest'ultimo appartiene ai meccanismi responsabili delle proprie esigenze.

Di norma, i motori elettrici vengono utilizzati come azionamenti per meccanismi ausiliari e solo nelle stazioni con unità di potenza più elevate per ridurre le correnti cortocircuito le turbine a vapore possono essere utilizzate nel sistema di alimentazione per esigenze ausiliarie (questo sarà discusso di seguito). Per alimentare le utenze elettriche S.N. Nelle stazioni è previsto un sistema di alimentazione elettrica S.N. con una fonte di alimentazione speciale, che di solito è un trasformatore TSN collegato alla tensione del generatore.

Le caratteristiche di IES sono le seguenti:

1) siano costruiti il ​​più vicino possibile ai depositi di combustibile o al consumo di energia elettrica;

2) la stragrande maggioranza dell'energia elettrica generata viene fornita alle reti elettriche ad alta tensione (110...750 kV);

I primi due punti determinano lo scopo delle stazioni di condensazione: fornitura di energia alle reti regionali (se la stazione è costruita in un'area in cui viene consumata energia elettrica) e alimentazione del sistema (quando si costruisce una stazione in luoghi in cui viene prodotto carburante ).

3) funzionare secondo un programma di generazione di elettricità gratuito (indipendente dai consumatori di calore) - la potenza può variare dal massimo calcolato al minimo tecnologico (determinato principalmente dalla stabilità della combustione della fiamma nella caldaia);

4) bassa manovrabilità: la rotazione delle turbine e il caricamento del carico da freddo richiedono circa 3...10 ore;

I punti 3 e 4 determinano la modalità operativa di tali stazioni: operano principalmente nella parte base del programma di carico del sistema.

5) richiedono Di più acqua di raffreddamento per fornirla ai condensatori di turbine;

Questa caratteristica determina il luogo di costruzione della stazione: vicino a un serbatoio con una quantità d'acqua sufficiente.

6) hanno un'efficienza relativamente bassa - 30...40%.

1.2. Schemi di cogenerazione

Le centrali di cogenerazione sono progettate per la fornitura centralizzata imprese industriali e città con calore ed elettricità. Pertanto, a differenza del CES, gli impianti di cogenerazione, oltre all'energia elettrica, producono calore sotto forma di vapore o acqua calda per le esigenze di produzione, riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda. A tali scopi la centrale termoelettrica effettua significative estrazioni di vapore, parzialmente scaricato in turbina. Con una tale generazione combinata di energia elettrica e termica si ottiene un notevole risparmio di carburante rispetto all'alimentazione separata, ad es. generare elettricità ai CPP e ricevere calore dalle caldaie locali.

Le turbine con una o due estrazioni controllate di vapore e condensatori sono le più utilizzate nelle centrali termoelettriche. Le estrazioni regolabili consentono di regolare in modo indipendente la fornitura di calore e la produzione di elettricità entro determinati limiti.

A carico termico parziale possono, se necessario, sviluppare la potenza nominale facendo passare vapore ai condensatori. Con un consumo di vapore ampio e costante processi tecnologici Vengono utilizzate anche turbine con contropressione senza condensatori. La potenza operativa di tali unità è completamente determinata dal carico termico. Le più diffuse sono le unità con una capacità di 50 MW e superiore (fino a 250 MW).

I meccanismi per i fabbisogni ausiliari negli impianti di cogenerazione sono simili a quelli dei CPP, ma sono integrati con meccanismi che garantiscono la fornitura di energia termica al consumatore. Questi includono: pompe di rete (SN), pompe della condensa della caldaia, pompe di alimentazione della rete di riscaldamento, pompe della condensa di ritorno (RCP) e altri meccanismi.

La produzione combinata di energia termica ed elettrica complica notevolmente lo schema tecnologico di una centrale termica e rende la generazione di energia elettrica dipendente dal consumatore di calore. La modalità CHP - giornaliera e stagionale - è determinata principalmente dal consumo di calore. La stazione funziona in modo più economico se la sua potenza elettrica corrisponde alla potenza termica. In questo caso, una quantità minima di vapore entra nei condensatori. Nei periodi in cui il consumo di calore è relativamente basso, ad esempio in estate, così come in inverno quando la temperatura dell'aria è superiore a quella di progetto e di notte, la potenza elettrica della centrale termica corrispondente al consumo di calore diminuisce. Se il sistema energetico necessita di energia elettrica, la centrale termica deve passare alla modalità mista, che aumenta il flusso di vapore nella parte a bassa pressione della turbina e nei condensatori. Inoltre, per evitare il surriscaldamento della sezione di coda della turbina, è necessario farla passare attraverso una certa quantità di vapore in tutte le modalità. Allo stesso tempo, l’efficienza della centrale elettrica diminuisce. Quando diminuisce carico elettrico nelle centrali termoelettriche al di sotto della potenza termica consumata, l'energia termica necessaria ai consumatori può essere ottenuta utilizzando un'unità di riduzione del raffreddamento ROU, alimentata dal vapore vivo della caldaia.

Il raggio d'azione delle potenti centrali termoelettriche - che forniscono acqua calda per il riscaldamento - non supera i 10 km. Le centrali termiche suburbane trasmettono acqua calda ad una temperatura iniziale più elevata per una distanza fino a 45 km. Il vapore per processi produttivi ad una pressione di 0,8...1,6 MPa può essere trasmesso per una distanza massima di 2...3 km.

Con una densità di carico termico media, la potenza di una centrale termoelettrica solitamente non supera i 300...500 MW. Solo nelle città più grandi (Mosca, San Pietroburgo) con un'elevata densità di carico, sono adatte centrali termoelettriche con una capacità fino a 1000...1500 MW.

Le caratteristiche della centrale termoelettrica sono le seguenti:

1) sono costruiti in prossimità di consumatori di energia termica;

2) funzionano solitamente con combustibile importato (la maggior parte delle centrali termoelettriche utilizza gas trasportato tramite gasdotti);

3) la maggior parte di l'elettricità generata viene distribuita ai consumatori nell'area vicina (al generatore o ad alta tensione);

4) operare secondo un programma di generazione di elettricità parzialmente forzato (ovvero il programma dipende dal consumatore di calore);

5) bassa manovrabilità (come IES);

6) hanno un rendimento totale relativamente elevato (60...75% con notevole estrazione di vapore per la produzione e le esigenze domestiche).

1.3. Diagrammi della centrale nucleare

Le centrali nucleari sono centrali termiche che utilizzano energia reazioni nucleari. Energia termica, rilasciato nel reattore durante la reazione di fissione dei nuclei di uranio, viene rimosso dal nucleo utilizzando un refrigerante che viene pompato sotto pressione attraverso il nucleo. Il refrigerante più comune è l'acqua, che viene accuratamente purificata in filtri inorganici.

Le centrali nucleari sono progettate e costruite con reattori di vario tipo che utilizzano neutroni termici o veloci utilizzando un design a circuito singolo, doppio o triplo circuito. L'attrezzatura dell'ultimo circuito, che comprende una turbina e un condensatore, è simile all'attrezzatura delle centrali termoelettriche. Il primo circuito radioattivo contiene un reattore, un generatore di vapore e una pompa di alimentazione.

I seguenti tipi principali di reattori nucleari vengono utilizzati nelle centrali nucleari della CSI:

RBMK (reattore alta potenza, canale) – reattore a neutroni termici, acqua-grafite;

VVER (reattore di potenza raffreddato ad acqua) - reattore a neutroni termici, tipo a recipiente;

BN (neutroni veloci) è un reattore a neutroni veloci con refrigerante a base di sodio e metallo liquido.

La capacità unitaria delle centrali nucleari ha raggiunto i 1.500 MW. Attualmente si ritiene che la potenza unitaria di una centrale nucleare sia limitata non tanto da considerazioni tecniche quanto dalle condizioni di sicurezza in caso di incidenti al reattore.

I reattori raffreddati ad acqua possono funzionare in modalità acqua o vapore. Nel secondo caso, il vapore viene prodotto direttamente nel nocciolo del reattore.

Riso. 2.6. Schema a circuito singolo di una centrale nucleare

Presso la centrale nucleare di Leningrado è stato utilizzato uno schema a circuito singolo con un reattore ad acqua bollente e un moderatore di grafite del tipo RBMK-1000. Il reattore funziona in un blocco con due turbine a condensazione del tipo K-500-65/3000 e due generatori con una capacità di 500 MW. Il reattore di ebollizione è un generatore di vapore e quindi predetermina la possibilità di utilizzare un circuito a circuito singolo. Parametri iniziali del vapore saturo davanti alla turbina: temperatura 284°C, pressione del vapore 7,0 MPa. Il circuito a circuito singolo è relativamente semplice, ma la radioattività si diffonde a tutti gli elementi dell'unità, il che complica la protezione biologica.

Lo schema a tre circuiti viene utilizzato nelle centrali nucleari con reattori a neutroni veloci con refrigerante al sodio del tipo BN-600. Per evitare il contatto del sodio radioattivo con l'acqua, viene costruito un secondo circuito con sodio non radioattivo. Pertanto, il circuito risulta essere a tre circuiti. Il reattore BN-600 funziona in un'unità con tre turbine condensanti K-200-130 con una pressione iniziale del vapore di 13 MPa e una temperatura di 500°C.

La prima centrale nucleare industriale al mondo di Obninsk con una capacità di 5 MW fu messa in funzione nell'URSS il 27 giugno 1954. Nel 1956...1957. Le centrali nucleari sono state avviate in Inghilterra (Calder Hall con una capacità di 92 MW) e negli Stati Uniti (centrale nucleare di Shippingport con una capacità di 60 MW). Successivamente, i programmi di costruzione di centrali nucleari iniziarono ad essere accelerati in Inghilterra, Stati Uniti, Giappone, Francia, Canada, Germania, Svezia e in numerosi altri paesi. Si prevedeva che entro il 2000 la produzione di elettricità dalle centrali nucleari nel mondo avrebbe potuto raggiungere il 50% della produzione totale di elettricità. Tuttavia, al momento, il ritmo di sviluppo dell’energia nucleare nel mondo è diminuito in modo significativo per una serie di ragioni.

Le caratteristiche della centrale nucleare sono le seguenti:

1) può essere costruito in qualsiasi posizione geografica, compresi i luoghi difficili da raggiungere;

2) nella loro modalità sono autonomi dalla serie fattori esterni;

3) richiedono una piccola quantità di carburante;

4) può lavorare secondo un programma di carico di lavoro libero;

5) sensibile alle condizioni alternate, in particolare alle centrali nucleari con reattori a neutroni veloci; per questo motivo, e tenendo conto anche dei requisiti per un funzionamento economico, per le centrali nucleari è assegnata la parte base del programma di carico del sistema energetico (durata di utilizzo della capacità installata 6500...7000 ore/anno);

6) inquinare leggermente l'atmosfera; le emissioni di gas radioattivi e aerosol sono insignificanti e non superano i valori consentiti dalle norme sanitarie. A questo proposito, le centrali nucleari sono più pulite delle centrali termiche.

1.4. Schemi di centrali idroelettriche

Quando si costruisce una centrale idroelettrica, vengono solitamente perseguiti i seguenti obiettivi:

Generazione di elettricità;

Migliorare le condizioni per la navigazione sul fiume;

Migliorare le condizioni di irrigazione per i terreni adiacenti.

La potenza di una centrale idroelettrica dipende dal flusso d'acqua attraverso la turbina e dalla pressione (la differenza di livello tra la vasca superiore e quella inferiore).

Le unità per ciascuna centrale idroelettrica, di norma, sono progettate individualmente, in relazione alle caratteristiche di questa centrale idroelettrica.

Per le basse pressioni, ad acqua fluente (centrali idroelettriche di Uglich e Rybinsk) o combinate (centrali idroelettriche del Volzhskie intitolate a V.I. Lenin e intitolate a XXII Congresso CPSS) centrali idroelettriche e con pressioni significative (più di 30...35 m) - centrali idroelettriche vicino alla diga (DneproGES, Bratsk HPP). Nelle zone montuose si stanno costruendo centrali idroelettriche di derivazione (centrale idroelettrica di Gyumush, centrale idroelettrica di Farhad) con alte pressioni e basse portate.

Riso. 6

Le centrali idroelettriche sono solitamente dotate di serbatoi che consentono loro di accumulare acqua e di regolarne il flusso e, di conseguenza, la potenza di esercizio della centrale in modo da fornire la modalità più favorevole per il sistema energetico nel suo complesso.

Il processo normativo è il seguente. Per qualche tempo, quando il carico sul sistema energetico è basso (o l'afflusso naturale di acqua nel fiume è elevato), la centrale idroelettrica consuma acqua in quantità inferiore all'afflusso naturale. In questo caso, l'acqua si accumula nel serbatoio e la capacità operativa della stazione è relativamente ridotta. Altre volte, quando il carico del sistema è elevato (o l'afflusso d'acqua è ridotto), la centrale idroelettrica consuma acqua in quantità superiore all'afflusso naturale. In questo caso l'acqua accumulata nel serbatoio viene consumata e la capacità operativa della stazione aumenta al massimo. A seconda del volume del serbatoio, il periodo di regolazione, o il tempo necessario per riempire e far funzionare il serbatoio, può essere un giorno, una settimana, diversi mesi o più. Durante questo periodo, la centrale idroelettrica può consumare una quantità d'acqua rigorosamente definita, determinata dall'afflusso naturale.

Quando una centrale idroelettrica funziona insieme a centrali termoelettriche e centrali nucleari, il carico del sistema energetico è distribuito tra loro in modo che, a un dato flusso d'acqua durante il periodo in esame, la domanda di elettricità sia soddisfatta con un consumo minimo di carburante (o costi minimi di carburante) nel sistema. L'esperienza nella gestione dei sistemi energetici dimostra che durante la maggior parte dell'anno è consigliabile utilizzare le centrali idroelettriche in modalità di punta. Ciò significa che durante il giorno la potenza operativa di una centrale idroelettrica deve variare entro ampi limiti: dal minimo durante le ore in cui il carico sul sistema energetico è basso al massimo durante le ore di massimo carico del sistema. Con questo utilizzo delle centrali idroelettriche, il carico delle centrali termiche viene livellato e il loro funzionamento diventa più economico.

Durante i periodi di piena è consigliabile utilizzare centrali idroelettriche 24 ore su 24 con una capacità operativa prossima al massimo, riducendo così lo scarico dell'acqua inattiva attraverso la diga.

Il funzionamento delle centrali idroelettriche è caratterizzato da frequenti avviamenti e arresti delle unità, un rapido cambiamento della potenza operativa da zero a nominale. Le turbine idrauliche per loro natura sono adatte a questo regime. Per gli idrogeneratori, anche questa modalità è accettabile, poiché, a differenza dei generatori a turbina a vapore, la lunghezza assiale dell'idrogeneratore è relativamente piccola e le deformazioni termiche delle aste di avvolgimento sono meno pronunciate. Il processo di avvio dell'unità idraulica e di aumento della potenza è completamente automatizzato e richiede solo pochi minuti.

La durata di utilizzo della capacità installata delle centrali idroelettriche è solitamente inferiore a quella delle centrali termoelettriche. È compreso tra 1500 e 3000 ore per le stazioni di punta e fino a 5000...6000 ore per le stazioni base. Si consiglia di costruire centrali idroelettriche sui fiumi di montagna e semimontagna.

3-4. Meccanismi per i bisogni ausiliari delle centrali idroelettriche

I meccanismi per le esigenze ausiliarie delle centrali idroelettriche sono suddivisi in aggregati e stazioni generali in base al loro scopo.

I meccanismi aggregati ausiliari assicurano l'avvio, l'arresto e il normale funzionamento dei generatori idraulici e dei trasformatori di potenza step-up ad essi associati negli schemi a blocchi. Questi includono:

Pompe dell'olio del sistema di controllo della turbina idraulica;

Pompe e ventilatori di raffreddamento per trasformatori di potenza;

Pompe olio o acqua del sistema di lubrificazione dell'unità;

Pompe di raffreddamento diretto dell'acqua per generatori;

Compressori di frenatura unità;

Pompe per il pompaggio dell'acqua dal coperchio della turbina;

Dispositivi ausiliari per il sistema di eccitazione del generatore;

Agenti patogeni nei sistemi di autoeccitazione. Quelli pubblici includono:

Pompe per il pompaggio dell'acqua da camere a spirale e tubi di aspirazione;

Pompe per l'approvvigionamento idrico domestico;

Pompe di drenaggio;

Dispositivi per caricare, riscaldare e ventilare batterie;

Gru, meccanismi di sollevamento per paratoie di dighe, scudi, fermatubi di aspirazione, griglie trattenimento detriti;

Compressori per quadri esterni;

Riscaldamento, illuminazione e ventilazione di locali e strutture;

Dispositivi di riscaldamento per persiane, griglie e gole.

Con un sistema centralizzato per la fornitura di aria compressa alle unità, i compressori a livello di stazione includono anche compressori per unità di pressione dell'olio e frenatura delle unità.

La composizione e la potenza dei ricevitori elettrici per le esigenze ausiliarie delle centrali idroelettriche sono influenzate da condizioni climatiche: in climi rigidi, un carico di riscaldamento significativo (diverse migliaia di kilowatt) appare su interruttori, serbatoi dell'olio, terminazioni di cavi riempiti d'olio, griglie, cancelli, scanalature; Nei climi caldi questi carichi sono assenti, ma aumenta il consumo di energia per il raffreddamento delle apparecchiature, la ventilazione e il condizionamento dell’aria.

Nelle centrali idroelettriche, una percentuale relativamente piccola di meccanismi ausiliari funziona continuamente a lungo termine. Tra questi: pompe e ventole di raffreddamento per generatori e trasformatori; dispositivi ausiliari dei sistemi di eccitazione; pompe per la lubrificazione ad acqua o olio dei cuscinetti. Questi meccanismi sono tra i più critici e consentono l'interruzione dell'alimentazione per la durata del trasferimento automatico di riserva (ATS). Anche le pompe per l'approvvigionamento idrico tecnico e i dispositivi di riscaldamento elettrico funzionano in modalità continua. Il resto dei ricevitori elettrici funziona ripetutamente, brevemente, per un breve periodo o anche solo occasionalmente. I meccanismi responsabili per le proprie esigenze includono anche pompe antincendio, pompe per impianti a pressione oleosa, alcune pompe di drenaggio, compressori per quadri esterni e meccanismi di chiusura per valvole di condotte a pressione. Questi meccanismi consentono un'interruzione dell'alimentazione fino a diversi minuti senza interrompere il normale funzionamento e lavoro sicuro unità. I restanti consumatori dei propri bisogni possono essere classificati come irresponsabili.

Le unità di pressione dell'olio delle unità idrauliche dispongono di una riserva di energia sufficiente per chiudere la pala e frenare l'unità anche in caso di caduta di tensione di emergenza nel sistema ausiliario. Pertanto, per garantire la sicurezza delle apparecchiature in caso di perdita di tensione nelle centrali idrauliche, non è necessario fonti autonome sotto forma di batterie e generatori diesel.

La potenza unitaria dei meccanismi ausiliari varia da unità a centinaia di kilowatt. I meccanismi più potenti per le proprie esigenze sono le pompe tecniche per l'approvvigionamento idrico, le pompe per il pompaggio dell'acqua dai tubi di aspirazione e alcuni meccanismi di sollevamento. Nella maggior parte delle centrali idroelettriche, ad eccezione delle centrali idroelettriche del tipo di derivazione, i consumatori dei propri bisogni sono concentrati in un'area limitata, all'interno dell'edificio della centrale e della diga.

A differenza delle centrali termoelettriche, i meccanismi ausiliari delle centrali idroelettriche non necessitano di una regolazione continua della produttività; È sufficiente la modalità operativa intermittente e di breve durata (pompe dell'olio, compressori).

Le caratteristiche della centrale idroelettrica sono le seguenti:

1) sono costruiti dove esistono risorse idriche e condizioni per la costruzione, che solitamente non coincidono con l'ubicazione del carico elettrico;

2) la maggior parte dell'energia elettrica viene fornita alle reti elettriche ad alta tensione;

3) lavorare secondo un programma flessibile (se è presente un serbatoio);

4) altamente manovrabile (la virata e il caricamento richiedono circa 3...5 minuti);

5) hanno un'elevata efficienza (fino all'85%).

In termini di parametri operativi, le centrali idroelettriche presentano numerosi vantaggi rispetto alle centrali termiche. Tuttavia, attualmente si stanno costruendo soprattutto centrali termiche e nucleari. I fattori determinanti in questo caso sono l’entità degli investimenti di capitale e il tempo di costruzione delle centrali elettriche. (Ci sono dati su investimenti di capitale specifici, costo dell’elettricità e tempi di costruzione vari tipi e-mail stazioni).

Il costo unitario delle centrali idroelettriche (RUB/MW) è più elevato costo unitario TPP della stessa potenza grazie al volume maggiore lavori di costruzione. Anche i tempi di costruzione di una centrale idroelettrica sono più lunghi. Tuttavia, il costo dell’elettricità è inferiore, poiché i costi operativi non includono il costo del carburante.

Centrali elettriche con pompaggio.

Lo scopo delle centrali ad accumulazione con pompaggio è livellare il programma di carico giornaliero del sistema elettrico e aumentare l'efficienza delle centrali termiche e nucleari. Durante le ore di carico minimo del sistema, le unità delle centrali ad accumulazione con pompaggio funzionano in modalità di pompaggio, pompando acqua dal serbatoio inferiore a quello superiore e aumentando così il carico delle centrali termoelettriche e delle centrali nucleari. Durante le ore di massimo carico del sistema, funzionano in modalità turbina, prelevando acqua dal serbatoio superiore e scaricando così le centrali termoelettriche e nucleari dai carichi di punta a breve termine. Le unità PSPP vengono utilizzate anche come unità di backup rotanti e come compensatori sincroni.

Le centrali elettriche ad accumulo con pompaggio di punta sono progettate, di norma, per funzionare in modalità turbina per 4...6 ore al giorno. La durata di funzionamento di una centrale ad accumulazione con pompaggio in modalità di pompaggio è di 7...8 ore con un rapporto tra potenza di pompaggio e potenza della turbina di 1,05...1,10. L'utilizzo annuale della capacità della centrale elettrica con pompaggio è di 1.000...1.500 ore.

I PSPP sono realizzati in sistemi in cui non sono presenti centrali idroelettriche o la loro capacità non è sufficiente a coprire il carico nelle ore di punta. Sono costituiti da una serie di blocchi che producono energia in una rete ad alta tensione e la ricevono dalla rete quando funzionano in modalità pompa. Le unità sono altamente manovrabili e possono essere rapidamente trasferite dalla modalità pompa alla modalità generatore o alla modalità compensatore sincrono. L'efficienza delle centrali ad accumulazione con pompaggio è del 70...75%. Richiedono una piccola quantità personale di servizio. Le centrali elettriche ad accumulazione tramite pompaggio possono essere costruite dove ci sono fonti di approvvigionamento idrico e le condizioni geologiche locali consentono la creazione di un serbatoio a pressione.

1.4. Unità turbina a gas

1.7. Centrali solari.

Tra impianti di energia solare(centrali solari), si possono distinguere due tipi di centrali elettriche: con caldaia a vapore e con fotocellule al silicio. Tali centrali elettriche hanno trovato applicazione in numerosi paesi con un numero significativo di giorni di sole all'anno. Secondo i dati pubblicati, la loro efficienza può essere aumentata fino al 20%.

1.8. Le centrali geotermiche utilizzano energia a basso costo proveniente da sorgenti termali sotterranee.

Le centrali geotermiche operano in Islanda, Nuova Zelanda, Papua, Nuova Guinea, Stati Uniti e in Italia forniscono circa il 6% di tutta l'elettricità generata. In Russia (a Komchatka) è stata costruita la centrale geotermica Pauzhetskaya.

1.9. Le centrali mareomotrici con le cosiddette unità idroelettriche a capsula vengono costruite dove c'è una differenza significativa nel livello dell'acqua durante l'alta e la bassa marea. Il più potente TPP Rance è stato costruito nel 1966 in Francia: la sua capacità è di 240 MW. Negli Stati Uniti vengono progettati PPP con una capacità di 1.000 MW, nel Regno Unito con una capacità di 7.260 MW, ecc. In Russia, nella penisola di Kola, dove le maree raggiungono i 10...13 m, nel 1968 entrò in funzione il primo stadio dell'impianto sperimentale Kislogubskaya TPP (2·0,4 MW).

1.10. Le centrali magnetoidrodinamiche utilizzano il principio della generazione di corrente quando un conduttore in movimento passa attraverso un campo magnetico. Come fluido di lavoro viene utilizzato il plasma a bassa temperatura (circa 2700 C), che si forma durante la combustione di combustibile organico e la fornitura di speciali additivi ionizzanti alla camera di combustione. Il fluido di lavoro che passa attraverso il sistema magnetico superconduttore crea una corrente continua, che viene convertita in corrente alternata con l'aiuto di convertitori inverter. Il fluido di lavoro, dopo aver attraversato il sistema magnetico, entra nella parte della turbina a vapore della centrale elettrica, costituita da un generatore di vapore e una turbina a vapore a condensazione convenzionale. Attualmente, presso la centrale elettrica del distretto statale di Ryazan, è stata costruita un'unità principale MHD da 500 MW, compreso un generatore MHD con una capacità di circa 300 MW e un'unità turbina a vapore con una capacità di 315 MW con un K-300-240 turbina. Con una capacità installata di oltre 610 MW, la potenza erogata dall'unità di potenza MHD nel sistema è di 500 MW a causa del significativo consumo di energia per il proprio fabbisogno nell'unità di potenza MHD.
parti. L'efficienza di MGD-500 supera il 45%, il consumo specifico di carburante è di circa 270 g/(kW*h). L'unità di potenza principale MHD è progettata per l'uso gas naturale, in futuro si prevedeva di passare al combustibile solido. Tuttavia, le installazioni MHD non furono ulteriormente sviluppate a causa della mancanza di materiali in grado di funzionare a temperature così elevate.

Facciamo un giro al CHPP-2 di Cheboksary e vediamo come vengono generati l'elettricità e il calore:

Lascia che ti ricordi, a proposito, che il tubo è la struttura industriale più alta di Cheboksary. Già 250 metri!

Cominciamo con questioni generali, che includono principalmente la sicurezza.
Naturalmente, una centrale termica, come una centrale idroelettrica, è un'impresa delicata e non è consentita proprio così.
E se ti è consentito entrare, anche durante un tour, dovrai comunque sottoporti a un briefing sulla sicurezza:

Ebbene per noi questo non è insolito (così come non è insolita la centrale termoelettrica in sé, ci ho lavorato circa 30 anni fa;)).
Sì, un altro duro avvertimento, non posso ignorarlo:

Tecnologia

La principale sostanza operativa in tutte le centrali termoelettriche è, stranamente, l'acqua.
Perché si trasforma facilmente in vapore e ritorno.
La tecnologia è la stessa per tutti: serve vapore che farà ruotare la turbina. Un generatore è posizionato sull'asse della turbina.
Nelle centrali nucleari, l'acqua viene riscaldata dal rilascio di calore durante il decadimento del combustibile radioattivo.
E in quelli termici, a causa della combustione di gas, olio combustibile e persino, fino a poco tempo fa, carbone.

Dove mettere il vapore di scarico? Tuttavia, di nuovo in acqua e di nuovo nel calderone!
Dove mettere il calore del vapore di scarico? Sì, per riscaldare l'acqua che entra nella caldaia - per aumentare l'efficienza dell'intero impianto nel suo insieme.
E per il riscaldamento dell'acqua nella rete di riscaldamento e nell'approvvigionamento idrico (acqua calda)!
Quindi durante la stagione di riscaldamento dalla centrale termica si ottengono doppi benefici: elettricità e calore. Di conseguenza, tale produzione combinata è chiamata centrale termica ed elettrica combinata (CHP).

Ma in estate non è possibile utilizzare tutto il calore in modo proficuo, quindi il vapore in uscita dalla turbina viene raffreddato, trasformandosi in acqua, in torri di raffreddamento, dopodiché l'acqua viene reimmessa nel ciclo produttivo chiuso. E nelle vasche calde delle torri di raffreddamento si allevano anche i pesci;)

Per evitare l'usura delle reti di riscaldamento e della caldaia, nell'officina chimica l'acqua subisce una preparazione speciale:

E le pompe di circolazione fanno circolare l'acqua attraverso il circolo vizioso:

Le nostre caldaie possono funzionare sia a gas (tubazioni gialle) che a olio combustibile (nero). Dal 1994 operano a gas. Sì, abbiamo 5 caldaie!
Per la combustione i bruciatori necessitano di alimentazione d'aria (tubi blu).
L'acqua bolle e il vapore (linee di vapore rosse) passa attraverso speciali scambiatori di calore: surriscaldatori di vapore, che aumentano la temperatura del vapore a 565 gradi e la pressione, di conseguenza, a 130 atmosfere. Questa non è una pentola a pressione in cucina! Un piccolo foro nella linea del vapore provocherà un grosso incidente; un sottile flusso di vapore surriscaldato taglia il metallo come il burro!

E tale vapore è già fornito alle turbine (in grandi stazioni più caldaie possono funzionare su un comune collettore di vapore, dal quale vengono alimentate più turbine).

Il locale caldaie è sempre rumoroso, perché la combustione e l'ebollizione sono processi molto violenti.
E le caldaie stesse (TGME-464) sono strutture grandiose alte quanto un edificio di venti piani, e possono essere mostrate nella loro interezza solo in un panorama di molti fotogrammi:

Un'altra vista del seminterrato:

Il pannello di controllo della caldaia si presenta così:

Sulla parete di fondo è presente uno schema mnemonico dell'intero procedimento tecnico con spie luminose che indicano lo stato delle valvole, strumenti classici con registratori su nastro di carta, un pannello di allarme e altri indicatori.
E sul telecomando stesso, i pulsanti e i tasti classici sono adiacenti al display del computer su cui ruota il sistema di controllo (SCADA). Sono inoltre presenti gli interruttori più importanti, protetti da carter rossi: “Arresto caldaia” e “Valvola vapore principale” (MSV):

Turbine

Abbiamo 4 turbine.
Hanno un design molto complesso per non perdere la minima energia cinetica del vapore surriscaldato.
Ma dall'esterno non si vede nulla: tutto è coperto da un involucro cieco:

È necessario un involucro protettivo serio: la turbina ruota ad un'alta velocità di 3000 giri al minuto. Inoltre, attraverso di esso passa vapore surriscaldato (ho detto sopra quanto sia pericoloso!). E ci sono molte linee di vapore attorno alla turbina:

In questi scambiatori di calore l'acqua di rete viene riscaldata con vapore di scarico:

A proposito, nella foto ho la turbina più vecchia del CHPP-2, quindi non lasciarti sorprendere dall'aspetto brutale dei dispositivi che verranno mostrati di seguito:

Questo è il meccanismo di controllo della turbina (TCM), che regola la fornitura di vapore e, di conseguenza, controlla il carico. Un tempo veniva tornito a mano:

E questa è la valvola di arresto (deve essere armata manualmente per molto tempo dopo essere stata attivata):

Le turbine piccole sono costituite da un cosiddetto cilindro (un insieme di pale), quelle medie da due, quelle grandi da tre (cilindri ad alta, media e bassa pressione).
Da ciascun cilindro il vapore passa alle estrazioni intermedie e viene inviato agli scambiatori di calore - scaldabagni:

E deve esserci un vuoto nella coda della turbina: migliore è, maggiore è l'efficienza della turbina:

Il vuoto si forma a causa della condensazione del vapore rimanente nell'unità di condensazione.
Quindi abbiamo percorso tutto il percorso dell'acqua fino alla centrale termica. Prestare attenzione anche alla parte di vapore destinata al riscaldamento dell'acqua di rete per l'utenza (PSG):

Un'altra vista con una serie di punti di controllo. Non dimenticare che è necessario controllare molte pressioni e temperature sulla turbina, non solo il vapore, ma anche l'olio nei cuscinetti di ogni parte:

Sì, ed ecco il telecomando. Di solito si trova nella stessa stanza delle caldaie. Nonostante il fatto che le caldaie e le turbine stesse si trovino all'interno stanze diverse, la gestione di un'officina caldaie-turbine non può essere divisa in parti separate: tutto è troppo collegato dal vapore surriscaldato!

Sul telecomando vediamo, tra l'altro, una coppia di turbine medie a due cilindri.

Automazione

Al contrario, i processi nelle centrali termoelettriche sono più veloci e più responsabili (a proposito, tutti ricordano il forte rumore che si sente in tutte le parti della città, simile a quello di un aereo? Quindi questa è la valvola del vapore che ogni tanto entra in funzione, rilasciando una quantità eccessiva di pressione del vapore. Immagina come sentirlo da vicino!).
Pertanto, l’automazione qui è ancora in ritardo e si limita principalmente alla raccolta dei dati. E sui pannelli di controllo vediamo un miscuglio di vari SCADA e controller industriali coinvolti nella regolamentazione locale. Ma il processo è in corso!

Elettricità

Diamo ancora un'occhiata alla vista generale dell'officina turbine:

Si prega di notare che a sinistra sotto l'involucro giallo ci sono dei generatori elettrici.
Cosa succederà poi all’elettricità?
Viene inviato alle reti federali attraverso una serie di dispositivi di distribuzione:

Il negozio di elettricità è un posto molto difficile. Basta guardare il panorama del pannello di controllo:

La protezione e l'automazione dei relè sono il nostro tutto!

A questo punto il giro turistico può essere completato e dire ancora qualche parola sui problemi urgenti.

Tecnologie del calore e dei servizi

Quindi, abbiamo scoperto che la cogenerazione produce elettricità e calore. Entrambi, ovviamente, vengono forniti ai consumatori. Ora saremo interessati principalmente al calore.
Dopo la perestrojka, la privatizzazione e la divisione dell’intera industria sovietica unificata in pezzi separati, in molti luoghi si è scoperto che le centrali elettriche sono rimaste sotto il dipartimento di Chubais e le reti di riscaldamento cittadino sono diventate municipali. E hanno formato un intermediario che prende i soldi per trasportare il calore. E non vale la pena raccontare come questi soldi vengono spesi per le riparazioni annuali degli impianti di riscaldamento usurati al 70%.

Quindi, a causa dei debiti multimilionari dell'intermediario NOVEK a Novocheboksarsk, TGK-5 è già passato ai contratti diretti con i consumatori.
Questo non è ancora il caso di Cheboksary. Inoltre, la “Utility Technologies” di Cheboksary ha attualmente un progetto per lo sviluppo delle sue caldaie e delle reti di riscaldamento per ben 38 miliardi (TGK-5 lo avrebbe completato in soli tre).

Tutti questi miliardi verranno in un modo o nell’altro inclusi nelle tariffe del riscaldamento, fissate dall’amministrazione comunale “per ragioni di giustizia sociale”. Nel frattempo, ora il costo del calore generato dal CHPP-2 è 1,5 volte inferiore rispetto alle caldaie KT. E questa situazione dovrebbe continuare anche in futuro, perché quanto più grande è la centrale, tanto più efficiente è (in particolare, minori costi operativi + recupero di calore grazie alla produzione di elettricità).

E dal punto di vista ambientale?
Naturalmente, una grande centrale termica con un alto camino è migliore in termini ambientali di una dozzina di piccole caldaie con piccoli camini, il cui fumo rimarrà praticamente in città.
La cosa peggiore dal punto di vista ecologico è l’ormai popolare riscaldamento individuale.
Le piccole caldaie domestiche non forniscono una combustione così completa del carburante come le grandi centrali termoelettriche e tutti i gas di scarico rimangono non solo in città, ma letteralmente sopra le finestre.
Inoltre, poche persone pensano al maggiore pericolo di apparecchiature a gas aggiuntive installate in ogni appartamento.

Qual è la soluzione?
In molti paesi, per il riscaldamento centralizzato vengono utilizzati regolatori installati negli appartamenti, che consentono un consumo di calore più economico.
Purtroppo, visti gli attuali appetiti degli intermediari e il deterioramento delle reti di riscaldamento, i vantaggi riscaldamento centralizzato stanno svanendo. Tuttavia, da un punto di vista globale, il riscaldamento individuale è più appropriato nei cottage.

Altri post del settore:

Una volta, mentre stavamo guidando verso la gloriosa città di Cheboksary, da est, mia moglie notò due enormi torri che si ergevano lungo l'autostrada. "Cos'è questo?" chiese. Siccome non volevo assolutamente dimostrare a mia moglie la mia ignoranza, ho scavato un po’ nella mia memoria e ne sono uscito vittorioso: “Queste sono torri di raffreddamento, non lo sai?” Era un po’ imbarazzata: “A cosa servono?” "Beh, c'è qualcosa di interessante lì, a quanto pare." "Perché?" Poi mi sono sentito in imbarazzo perché non sapevo affatto come uscire ulteriormente.

Questa domanda potrebbe rimanere per sempre nella memoria senza risposta, ma i miracoli accadono. Alcuni mesi dopo questo incidente, vedo un post nel feed del mio amico sul reclutamento di blogger che vogliono visitare il CHPP-2 di Cheboksary, lo stesso che abbiamo visto dalla strada. Devi cambiare improvvisamente tutti i tuoi piani; perdere un'occasione del genere sarebbe imperdonabile!

Allora cos'è la cogenerazione?

Questo è il cuore della centrale elettrica e dove si svolge la maggior parte dell'azione. Il gas che entra nella caldaia brucia, rilasciando una quantità pazzesca di energia. Qui viene fornita anche "acqua pulita". Dopo il riscaldamento si trasforma in vapore, più precisamente in vapore surriscaldato, avente una temperatura di uscita di 560 gradi e una pressione di 140 atmosfere. Lo chiameremo anche “vapore pulito”, perché è formato da acqua preparata.
Oltre al vapore, abbiamo anche i gas di scarico all'uscita. Alla massima potenza, tutte e cinque le caldaie consumano quasi 60 metri cubi di gas naturale al secondo! Per rimuovere i prodotti della combustione è necessaria una pipa da “fumo” non infantile. E ce n'è anche uno così.

La tubazione è visibile da quasi ogni zona della città, data l'altezza di 250 metri. Sospetto che questo sia l'edificio più alto di Cheboksary.

Nelle vicinanze c'è un tubo leggermente più piccolo. Prenota di nuovo.

Se la centrale termica funziona a carbone, è necessaria un'ulteriore pulizia dei gas di scarico. Ma nel nostro caso ciò non è necessario, poiché come combustibile viene utilizzato il gas naturale.

La seconda sezione del negozio caldaie-turbine contiene impianti che generano elettricità.

Ce ne sono quattro installati nella sala turbine del CHPP-2 di Cheboksary, con una capacità totale di 460 MW (megawatt). Qui viene fornito il vapore surriscaldato proveniente dal locale caldaia. Viene diretto sotto un'enorme pressione sulle pale della turbina, facendo ruotare il rotore da trenta tonnellate a una velocità di 3000 giri al minuto.

L'installazione è composta da due parti: la turbina stessa e un generatore che genera elettricità.

Ed ecco come appare il rotore della turbina.

Sensori e manometri sono ovunque.

Sia turbine che caldaie, nel caso situazione di emergenza può essere fermato immediatamente. A questo scopo esistono valvole speciali che possono interrompere l'erogazione di vapore o carburante in una frazione di secondo.

Mi chiedo se esiste un paesaggio industriale o un ritratto industriale? C'è bellezza qui.

C'è un rumore terribile nella stanza e per sentire il tuo vicino devi tendere le orecchie. Inoltre fa molto caldo. Vorrei togliermi il casco e restare in maglietta, ma non posso farlo. Per motivi di sicurezza nella centrale termoelettrica è vietato l'abbigliamento a maniche corte poiché sono presenti troppe tubazioni calde;
Per la maggior parte del tempo il laboratorio è vuoto; le persone compaiono qui una volta ogni due ore, durante i loro giri. E il funzionamento dell'apparecchiatura è controllato dal pannello di controllo principale (pannelli di controllo del gruppo per caldaie e turbine).

Ecco come appare il posto di lavoro dell'ufficiale di servizio.

Ci sono centinaia di pulsanti in giro.

E dozzine di sensori.

Alcuni sono meccanici, altri elettronici.

Questa è la nostra escursione e le persone stanno lavorando.

In totale, dopo il negozio di caldaie-turbine, all'uscita abbiamo elettricità e vapore che si è parzialmente raffreddato e ha perso parte della sua pressione. L'elettricità sembra essere più facile. La tensione di uscita di diversi generatori può variare da 10 a 18 kV (kilovolt). Con l'aiuto di trasformatori a blocchi, aumenta fino a 110 kV, quindi l'elettricità può essere trasmessa su lunghe distanze utilizzando linee elettriche (linee elettriche).

Non è redditizio rilasciare a lato il rimanente “Pure Steam”. Poiché è formato da " Acqua pulita", la cui produzione è un processo piuttosto complesso e costoso, è più opportuno raffreddarlo e riportarlo nella caldaia. Quindi in un circolo vizioso. Ma con il suo aiuto, e con l'aiuto degli scambiatori di calore, puoi riscaldare l'acqua o produrre vapore secondario, che puoi facilmente vendere a consumatori terzi.

In generale, questo è esattamente il modo in cui tu ed io portiamo calore ed elettricità nelle nostre case, avendo il consueto comfort e intimità.

Oh sì. Ma perché sono necessarie le torri di raffreddamento?

Si scopre che tutto è molto semplice. Per raffreddare il restante “Vapore Pulito” prima di reimmetterlo nella caldaia, vengono utilizzati gli stessi scambiatori di calore. Viene raffreddato utilizzando acqua tecnica; nel CHPP-2 viene prelevato direttamente dal Volga. Non richiede alcuna preparazione particolare e può anche essere riutilizzato. Dopo aver attraversato lo scambiatore di calore acqua di processo si riscalda e va alle torri di raffreddamento. Lì scorre in una pellicola sottile o cade sotto forma di gocce e viene raffreddato dal controcorrente d'aria creato dai ventilatori. E nelle torri di raffreddamento ad espulsione, l'acqua viene spruzzata utilizzando ugelli speciali. In ogni caso il raffreddamento principale avviene per evaporazione di una piccola parte dell'acqua. L'acqua raffreddata esce dalle torri di raffreddamento attraverso un apposito canale, dopodiché, con l'ausilio di una stazione di pompaggio, viene avviata al riutilizzo.
In una parola, le torri di raffreddamento sono necessarie per raffreddare l'acqua, che raffredda il vapore operante nel sistema caldaia-turbina.

Tutto il lavoro della centrale termica è controllato dal pannello di controllo principale.

C'è sempre un ufficiale di turno qui.

Tutti gli eventi vengono registrati.

Non datemi il pane, fatemi fare una foto ai pulsanti e ai sensori...

Questo è quasi tutto. Infine, sono rimaste alcune foto della stazione.

Si tratta di una vecchia pipa che non funziona più. Molto probabilmente verrà presto demolito.

C'è molta agitazione in azienda.

Sono orgogliosi dei loro dipendenti qui.

E i loro risultati.

Sembra che non sia stato invano...

Resta da aggiungere che, come nella battuta - "Non so chi siano questi blogger, ma la loro guida è il direttore della filiale di Mari El e Chuvashia di OJSC TGK-5, holding IES - Dobrov S.V."

Insieme al direttore della stazione S.D. Stolyarov.

Senza esagerare, sono dei veri professionisti nel loro campo.

E, naturalmente, molte grazie a Irina Romanova, rappresentante del servizio stampa dell'azienda, per un tour perfettamente organizzato.

Le pale della girante di questa turbina a vapore sono chiaramente visibili.

Una centrale termica (CHP) utilizza l’energia rilasciata dalla combustione di combustibili fossili – carbone, petrolio e gas naturale – per convertire l’acqua in vapore ad alta pressione. Questo vapore, avente una pressione di circa 240 chilogrammi per centimetro quadrato e una temperatura di 524°C (1000°F), aziona la turbina. La turbina fa girare un magnete gigante all'interno di un generatore, che produce elettricità.

Le moderne centrali termoelettriche convertono circa il 40% del calore rilasciato durante la combustione del carburante in elettricità, il resto viene scaricato nell'ambiente. In Europa, molte centrali termoelettriche utilizzano il calore di scarto per riscaldare le case e le aziende vicine. La produzione combinata di calore ed elettricità aumenta la produzione energetica della centrale fino all’80%.

Impianto turbina a vapore con generatore elettrico

Una tipica turbina a vapore contiene due gruppi di pale. Il vapore ad alta pressione proveniente direttamente dalla caldaia entra nel percorso del flusso della turbina e fa ruotare le giranti con il primo gruppo di pale. Il vapore viene quindi riscaldato nel surriscaldatore ed entra nuovamente nel percorso del flusso della turbina per far ruotare le giranti con un secondo gruppo di pale, che funzionano a una pressione del vapore inferiore.

Vista in sezione

Un tipico generatore di una centrale termica (CHP) è azionato direttamente da una turbina a vapore, che ruota a 3.000 giri al minuto. Nei generatori di questo tipo il magnete, detto anche rotore, ruota, ma gli avvolgimenti (statore) sono fermi. Il sistema di raffreddamento impedisce il surriscaldamento del generatore.

Generazione di energia tramite vapore

In una centrale termoelettrica, il combustibile brucia in una caldaia, producendo una fiamma ad alta temperatura. L'acqua passa nei tubi attraverso la fiamma, si riscalda e si trasforma in vapore ad alta pressione. Il vapore fa girare una turbina, producendo energia meccanica, che un generatore converte in elettricità. Dopo aver lasciato la turbina, il vapore entra nel condensatore, dove lava i tubi con acqua corrente fredda e di conseguenza si trasforma nuovamente in un liquido.

Caldaia a petrolio, carbone o gas

All'interno della caldaia

La caldaia è piena di tubi dalla curvatura complessa attraverso i quali passa l'acqua riscaldata. La complessa configurazione dei tubi consente di aumentare notevolmente la quantità di calore ceduto all'acqua e quindi produrre molto più vapore.