火力発電所の目的。発電所の技術図

主装置と補助装置が配置されており、それを利用して電気エネルギーと熱エネルギーが生成されます。

火力発電所の主要設備です。

に 主な装備 火力発電所が稼働中 蒸気サイクル （サイクル）とは、発電機と主変圧器を指します。最新の火力発電所にどのような種類の蒸気タービンがあるかについては、記事で読むことができます。

に 主な装備 火力発電所が稼働中 蒸気ガスサイクル 適用: 空気圧縮機、ガスタービン発電機、廃熱ボイラー、蒸気タービン、主変圧器。

資本設備とは、これなしでは火力発電所の運転が不可能となる設備です。

火力発電所の補機類。

に 補助装置 火力発電所の設備には、火力発電所の正常な運転を確保するためのさまざまな機構や設備が含まれています。これらには、水処理プラント、粉塵処理プラント、スラグおよび灰除去システム、熱交換器、さまざまなポンプ、その他の装置が含まれます。

火力発電所設備の修理。

すべてのCHP装置 修理しなければなりません 確立された修理スケジュールに従って。修理は作業量と時間に応じて、日常修理、中程度修理、修理に分けられます。大規模改修。修理作業の期間と回数の点で最も大きいのは資本です。発電所の修理について詳しくは、記事をご覧ください。

CHP装置は動作中、定期的にメンテナンスを受ける必要があります。メンテナンス(TO)、これも承認されたメンテナンススケジュールに従います。メンテナンス中は、たとえば、モーター巻線に圧縮空気を吹き付ける、スタッフィングボックスのシールを補充する、ギャップを調整するなどの作業が実行されます。

また、動作中、CHP 装置は操作担当者によって常に監視されなければなりません。誤動作が検出された場合は、安全規則や規制に反しない限り、それを除去するための措置を講じる必要があります。技術的な操作。そうでない場合、装置は停止され、修理のために持ち出されます。

火力発電所の設備が修理のために持ち出される様子は、以下のビデオでご覧いただけます。

発電所の火力部分については、「一般エネルギー」コースで十分に詳しく説明されています。ただし、このコースでは、熱部分のいくつかの問題の考察に戻ることをお勧めします。しかし、この考慮は、社会への影響の観点から行われなければなりません。電気部品電気駅。

2.1. 復水発電所（CPS）のスキーム

給水も給水ポンプ（PN）によってボイラに供給されます。高温蒸気に変わります。したがって、ボイラー出力では、次のパラメータで生蒸気が得られます: p=3...30 MPa、t=400...650°C。生蒸気は蒸気タービン(T)に供給されます。ここで、蒸気エネルギーはタービンローターの回転による機械エネルギーに変換されます。このエネルギーは同期発電機 (G) に転送され、そこで電気エネルギーに変換されます。

タービンからの排気蒸気は復水器 (K) (このため、これらのステーションは復水ステーションと呼ばれます) に入り、冷水で冷却されて復水します。復水は復水ポンプ（CP）により水処理装置（WTP）に供給され、化学精製水（現在給水と呼ばれます）を補充した後、給水ポンプによりボイラーに供給されます。

循環ポンプ (CP) によって復水器に供給される冷水の供給源には、冷却塔や散水池のほか、河川、湖、人工貯水池などもあります。蒸気の主要部分が凝縮器を通過すると、ボイラーによって生成された熱エネルギーの 60 ～ 70% が循環水によって持ち去られるという事実が生じます。

ボイラーからの燃料燃焼によるガス生成物は、排煙装置 (Ds) によって除去され、高さ 100 ～ 250 m の煙突から大気中に放出されます (高さ 420 m の最も高い煙突はギネスブックに掲載されています)。固形粒子は油圧式灰除去システム (GZU) によって灰捨て場に送られます。

主要機器（ボイラー、タービン、発電機）の技術プロセスと通常の動作を保証するために設計されたこれらすべての装置およびユニット（集塵機、送風ファン、排煙機、供給ポンプなど）は、補助機構（S.N.）と呼ばれます。ブロックステーションでは、S.N.のメカニズムが使用されます。それらは、1 つのユニットのみの動作を保証するように設計されたブロックタイプと、ステーション全体の動作を保証するための一般ステーションタイプに分かれています。

S.N.の主なメカニズムは：

– ボイラーに空気を供給するための送風ファン (DV);

– ボイラーから高さ 100 ～ 250 m (ギネスブックでは 420 m) の煙突にガス状 (および主に固体浮遊粒子) の燃料燃焼生成物を排出するための排煙装置 (Ds)。

– 冷却循環水を凝縮器に供給するための循環ポンプ (CP);

– 凝縮器から凝縮水を汲み出すための凝縮水ポンプ (KN)。

– フィードポンプ(PN) ボイラーに給水を供給し、プロセスループ内に必要な圧力を生成します。

発電所では、燃料供給と燃料の準備、化学水処理とスラグと灰の除去システム、さまざまなゲートバルブ、蛇口、バルブなどの制御システムにおいて、他の補助機構も使用されています。等このコースでそれらすべてをリストすることはお勧めできませんが、それでも、教材を学習する過程でそれらのほとんどを考慮します。

メカニズム S.N. 責任者と無責任者に分かれる。

責任があるのは、短期間の停止が緊急停止またはステーションの主要ユニットの降ろしにつながるメカニズムです。必須ではない補助機構の動作が短期間中断されても、主要機器が直ちに緊急停止することはありません。ただし、発電の技術サイクルを混乱させないためには、短期間後に再び運転を開始する必要があります。

ボイラー室では、排煙装置、送風ファン、粉塵供給装置が役割を果たします。排煙装置、送風ファン、給塵装置の作動を停止すると、トーチが消火し、蒸気ボイラーが停止します。責任のないものには、油圧式灰除去システム (GZU) のフラッシングポンプとトラップポンプ、および電気集塵機が含まれます。

重要なエンジンルームの機械には、供給ポンプ、循環ポンプ、復水ポンプ、タービンおよび発電機のオイルポンプ、発電機のガスクーラーリフトポンプ、発電機のシャフトシールオイルポンプが含まれます。関係のない機構としては、蓄熱式ヒーターのドレンポンプ、ドレンポンプ、エジェクタなどがあります。

ステーションの技術サイクルにおける重要な位置は、蒸気ボイラーに給水を供給する給水ポンプによって占められています。高圧供給ポンプの電気駆動装置の電力は、消費者自身が必要とする消費者の総電力の 40% (軽油 CPP の場合) に達します。数メガワット。給水ポンプを停止すると、技術的保護により蒸気ボイラーが緊急停止します。ブロック発電所の貫流ボイラーがこのような停止に耐えることは特に困難です。

凝縮水を遮断し、循環ポンプタービンの真空が破壊され、緊急停止につながります。

特に重要な補助機構には、タービン発電機の潤滑システムのオイルポンプや発電機のシャフトシールなど、その停止が本体ユニットの損傷につながる可能性があります。補助電源の喪失によるステーションの緊急停止中にバックアップオイルポンプをオンにしないと、タービンと発電機のベアリングへのオイル供給が中断され、ベアリングが溶解する可能性があります。したがって、タービンオイルポンプと発電機シャフトシールの電源はバッテリーによってバックアップされています。

火力発電所における特別な場所は、燃料準備および燃料供給機構、つまり破砕機、石炭粉砕機、ミルファン、燃料供給用コンベヤおよびダストプラントバンカー、石炭倉庫のローダークレーン、カーダンプなどによって占められています。通常、これらのメカニズムの短期間の停止は、電気および熱エネルギーの生産のための技術サイクルの混乱にはつながらないため、これらのメカニズムは無責任であると分類できます。実際、バンカーには常に原料炭が供給されているため、コンベアや石炭破砕装置を停止しても、燃焼室への燃料供給が停止することはありません。ドラムボールミルを発電所で使用する場合、通常、定格出力でボイラーを約 2 時間運転できるように設計された石炭粉塵の供給を備えた中間バンカーが存在するため、ドラムボールミルを停止することも可能です。ハンマーミルを使用する場合、通常中間バンカーは設けられませんが、各ボイラーに少なくとも 3 つのミルが設置されます。そのうちの 1 つが停止すると、残りのものが少なくとも 90% の生産性を提供します。

一般的なステーション機構には、化学水処理および家庭用水供給用のポンプが含まれます。化学水処理ポンプの短期間の停止がボイラーユニットへの給水の緊急事態につながるはずがないため、それらのほとんどは無責任な消費者として分類できます。化学的に精製された水をタービン室に供給するポンプは例外です。ポンプの性能と給水消費量のバランスが崩れると、ステーションで緊急事態が発生する可能性があります。

一般ステーション目的の機構には、バックアップ励磁機、酸洗浄ポンプ、消火ポンプ (これらの機構はユニットの通常の動作条件では動作しません)、換気装置、主空気圧縮機、クレーン設備、作業場、充電器電池、オープンメカニズム開閉装置そして統合補助部隊。これらのメカニズムのほとんどは、無責任なものとして分類できます。ステーションの電気部分の補助機構の一部は、ダストフィーダーのモータージェネレーターや、オイルクーラーを吹き飛ばしてオイルを強制的に循環させる強力な変圧器の冷却ファンなど、いくつかの役割を担っています。発電機がバックアップ励磁機で動作する場合、後者もそれ自身のニーズを満たす責任のあるメカニズムに属します。

原則として、電気モーターは補助機構の駆動装置として使用され、電流を減らすために高出力ユニットを備えた駅でのみ使用されます。短絡蒸気タービンは、補助的なニーズのために電力供給システムで使用できます (これについては後述します)。電力消費者に電力を供給する S.N. 駅にはS.N.電源システムが設置されています。特殊な電源を使用します。通常、発電機の電圧に接続された TSN 変圧器です。

IESの特徴は以下の通りです。

1) 燃料堆積物や電気エネルギー消費量にできるだけ近い場所に建設されている。

2) 生成された電気エネルギーの圧倒的大部分は、高電圧電気ネットワーク (110...750 kV) に供給されます。

最初の 2 つの点によって、凝縮型ステーションの目的が決まります。地域ネットワークへの電力供給 (電気エネルギーが消費される地域にステーションが建設されている場合)、およびシステムへの電力供給 (燃料が使用される場所にステーションを建設する場合) です。生成されます）。

3) 自由な（熱消費者から独立した）発電スケジュールに従って動作します。電力は計算上の最大値から技術的な最小値まで変化します（主にボイラー内の火炎燃焼の安定性によって決定されます）。

4) 操縦性が低い - タービンを回転させ、低温状態から負荷を負荷するのに約 3 ～ 10 時間を要します。

ポイント 3 と 4 は、そのようなステーションの動作モードを決定します。ステーションは主にシステム負荷スケジュールの基本部分で動作します。

5) 必要もっとタービン凝縮器に供給するための冷却水。

この機能により、ステーションの建設場所、つまり十分な量の水がある貯水池の近くが決定されます。

6) 効率は比較的低く、30 ～ 40% です。

1.2. CHPスキーム

熱電併給プラントは集中供給用に設計されています産業企業そして熱と電気のある都市。したがって、CESとは異なり、CHPプラントは電気エネルギーに加えて、生産、暖房、換気、給湯の必要に応じて蒸気または熱水の形で熱を生成します。これらの目的のために、火力発電所では蒸気が大量に抽出され、部分的にタービンで排出されます。このように電気エネルギーと熱エネルギーを組み合わせて生成すると、個別の電源と比較して大幅な燃料節約が達成されます。 CPPで発電し、地元のボイラーハウスから熱を受け取ります。

1 つまたは 2 つの制御された蒸気抽出と復水器を備えたタービンが火力発電所で最も広く使用されています。調整可能な抽出により、熱供給と発電を一定の制限内で個別に調整することが可能になります。

部分的な熱負荷では、必要に応じて蒸気を凝縮器に通すことで定格電力を発生させることができます。大量かつ一定の蒸気消費量がある場合、技術的プロセス凝縮器のない背圧タービンも使用されます。このようなユニットの動作電力は、熱負荷によって完全に決まります。最も普及しているのは、50 MW 以上 (最大 250 MW) の容量を持つユニットです。

CHP プラントにおける補助ニーズのメカニズムは CPP のメカニズムと似ていますが、消費者への熱エネルギーの供給を確実にするメカニズムが追加されています。これには、ネットワークポンプ (SN)、ボイラー凝縮水ポンプ、暖房ネットワーク供給ポンプ、戻り凝縮水ポンプ (RCP)、およびその他の機構が含まれます。

熱エネルギーと電気エネルギーを組み合わせて生成すると、火力発電所の技術計画が大幅に複雑になり、電気エネルギーの生成が熱消費者に依存することになります。 CHP モード (毎日および季節) は、主に熱消費量によって決まります。ステーションは、電力が熱出力と一致する場合に最も経済的に動作します。この場合、凝縮器に入る蒸気の量は最小限になります。夏場や気温が設計温度より高い冬場や夜間など熱消費量が比較的少ない時期には、熱消費量に相当する火力発電所の電力が減少します。電力システムが電力を必要とする場合、火力発電所は混合モードに切り替える必要があり、タービンの低圧部分と復水器への蒸気の流れが増加します。さらに、タービンのテールセクションの過熱を避けるために、すべてのモードで一定量の蒸気を通過させる必要があります。同時に、発電所の効率も低下します。減少時電気負荷電力消費量を下回る火力発電所では、ボイラーからの生蒸気を動力源とする還元冷却装置 ROU を使用して、需要家に必要な熱エネルギーを得ることができます。

暖房用の温水を供給する強力な火力発電所の動作範囲は10 kmを超えません。郊外火力発電所が送電お湯より高い初期温度で最大 45 km の距離まで走行可能。圧力 0.8 ～ 1.6 MPa の製造プロセス用の蒸気は、2 ～ 3 km 以内まで輸送できます。

平均的な熱負荷密度では、火力発電所の出力は通常 300 ～ 500 MW を超えません。大都市のみ（モスクワ、サンクトペテルブルク）負荷密度が高い場合、最大 1000 ～ 1500 MW の容量を持つ火力発電所が適切です。

火力発電所の特徴は次のとおりです。

1) 熱エネルギー消費者の近くに建てられている。

2) 通常は輸入燃料で稼働している (ほとんどの火力発電所はガスパイプラインを通じて輸送されたガスを使用している)。

3) ほとんどの生成された電気は近くの地域の消費者に配電されます（発電機または昇圧された電圧で）。

４）部分的に強制された発電スケジュールに従って動作する（すなわち、スケジュールは熱消費者に依存する）。

5) 操縦性が低い（IES と同様）。

6) 相対的に高い総合効率を持っています (生産および家庭用ニーズのために大幅な蒸気抽出を伴う 60 ～ 75%)。

1.3. 原子力発電所の図

原子力発電所はエネルギーを使う火力発電所です核反応. 熱エネルギーウラン核の核分裂反応中に原子炉内で放出される物質は、圧力下で炉心を通って送り込まれる冷却材を使用して炉心から除去されます。最も一般的な冷却剤は水であり、無機フィルターで徹底的に精製されます。

原子力発電所は、単回路、二重回路、または三重回路設計を使用して、熱中性子または高速中性子を使用するさまざまなタイプの原子炉で設計および建設されます。最後の回路の設備はタービンと復水器であり、火力発電所の設備と同様です。 1 つ目の放射性回路には、反応器、蒸気発生器、供給ポンプが含まれています。

CIS の原子力発電所では、次の主なタイプの原子炉が使用されています。

RBMK（リアクター）ハイパワー、チャネル） – 熱中性子炉、水グラファイト。

VVER (水冷発電炉) – 熱中性子炉、容器タイプ。

BN (高速中性子) は、液体金属ナトリウム冷却材を使用した高速中性子炉です。

原子力発電所のユニット容量は1,500MWに達しました。現在、原子力発電所の単位出力は、技術的な考慮事項によってではなく、原子炉事故の場合の安全条件によって制限されると考えられています。

水冷反応器は水または蒸気モードで動作できます。 2 番目のケースでは、蒸気が炉心内で直接生成されます。

米。 2.6. 原子力発電所の単回路図

レニングラード原子力発電所では、沸騰水型原子炉と RBMK-1000 タイプの黒鉛減速材を備えた単回路方式が使用されました。この原子炉は、K-500-65/3000 タイプの 2 台の復水タービンと 500 MW の容量を持つ 2 台の発電機を備えたブロック内で動作します。沸騰反応器は蒸気発生器であるため、単一回路回路の使用の可能性が事前に決定されます。タービン前の飽和蒸気の初期パラメータ: 温度 284°C、蒸気圧力 7.0 MPa。単回路回路は比較的単純ですが、放射能がユニットのすべての要素に広がるため、生物学的保護が複雑になります。

3回路方式は、BN-600タイプのナトリウム冷却材を備えた高速中性子炉を備えた原子力発電所で使用されています。放射性ナトリウムと水の接触を防ぐために、非放射性ナトリウムを使用した第 2 回路が構築されます。したがって、回路は 3 回路になります。 BN-600 反応器は、初期蒸気圧力 13 MPa、温度 500°C の 3 基の K-200-130 復水タービンを備えたユニット内で動作します。

出力 5 MW の世界初の産業用オブニンスク原子力発電所は、1954 年 6 月 27 日にソ連で運転開始されました。1956 ～ 1957 年に。原子力発電所はイギリス (容量 92 MW のカルダーホール) と米国 (容量 60 MW のシッピングポート原子力発電所) で稼働開始されました。その後、イギリス、アメリカ、日本、フランス、カナダ、ドイツ、スウェーデン、その他多くの国で原子力発電所の建設計画が加速し始めました。 2000 年までに、世界中の原子力発電所による発電量が総発電量の 50% に達すると想定されていました。しかし、現在、世界ではさまざまな理由により原子力開発のペースが大幅に低下しています。

原子力発電所の特徴は次のとおりです。

1) アクセスしにくい場所を含む、地理的な場所を選ばずに構築できます。

2) モードでは、シリーズから独立しています。外部要因;

3) 少量の燃料が必要です。

4) 自由な作業負荷スケジュールに従って作業できます。

5) 交流条件、特に高速中性子炉を備えた原子力発電所に敏感。このため、また経済的な運用の要件も考慮して、電力システム負荷スケジュールの基本部分は原子力発電所に割り当てられます（設備容量の使用期間は 6500 ～ 7000 時間/年）。

6) 大気を軽度に汚染する。放射性ガスやエアロゾルの放出はわずかであり、衛生基準で許容される値を超えません。この点において、原子力発電所は火力発電所よりもクリーンである。

1.4. 水力発電所計画

水力発電所を建設する場合、通常は次の目標が追求されます。

発電;

川の航行条件を改善する。

隣接する土地の灌漑条件を改善する。

水力発電所の出力は、タービンを通る水の流れと圧力（上部プールと下部プールのレベルの差）によって決まります。

各水力発電所のユニットは、原則として、その水力発電所の特性に応じて個別に設計されます。

低圧の場合は、流れ込み式水力発電所（ウグリチ水力発電所とルイビンスク水力発電所）、または複合水力発電所（V.I.レーニンにちなんで名付けられ、名前が付けられたヴォルシスキー水力発電所）第二十二議会 CPSS）水力発電所、およびかなりの圧力（30...35 m以上） - ダム近くの水力発電所（DneproGES、ブラーツクHPP）。山岳地帯では、高圧・低流量の分水水力発電所（ギュムシュ水力発電所、ファルハド水力発電所）が建設されている。

米。 6

水力発電所には通常、水を蓄積してその流量を調整できる貯水池があり、その結果、エネルギーシステム全体に最も好ましいモードを提供できるように発電所の動作電力が調整されます。

規制プロセスは次のとおりです。しばらくの間、電力系統の負荷が低いとき（または河川への自然流入水が多いとき）、水力発電所は自然流入量よりも少ない水を消費します。この場合、貯水池に水がたまり、ステーションの稼働容量が比較的小さくなります。また、系統負荷が高いとき（または流入水が少ないとき）には、水力発電所は自然流入量を超える量の水を消費する。この場合、貯水池に溜まった水は消費され、ステーションの稼働容量は最大まで増加します。貯留槽の容積に応じて、制御期間、つまり貯留槽を満たして操作するのに必要な時間は、1 日、1 週間、数か月、またはそれ以上になる場合があります。この間、水力発電所は自然の流入量によって決まる、厳密に定義された量の水を消費できます。

水力発電所が火力発電所や原子力発電所と連携して運転される場合、エネルギーシステムの負荷はそれらの間で分散され、検討中の期間中の特定の水流量で最小限の燃料消費で電力需要が満たされます。（または最小限の燃料費）システム内で。エネルギーシステムの運用経験から、一年のほとんどは水力発電所をピークモードで使用することが望ましいことがわかっています。これは、日中、水力発電所の動作電力が、電力システムの負荷が低い時間帯の最小値から、システムの負荷が最も高くなる時間帯の最大値まで、広い範囲内で変化する必要があることを意味します。この水力発電所の使用により、火力発電所の負荷が平準化され、その運用がより経済的になります。

洪水期には、水力発電所を最大稼働容量に近い状態で 24 時間稼働させ、ダムからの無駄な水の放流を減らすことが推奨されます。

水力発電所の運転は、ユニットの頻繁な起動と停止、運転電力のゼロから公称値までの急速な変化によって特徴付けられます。水力タービンはその性質上、この状況に適応しています。蒸気タービン発電機とは異なり、水素発電機の軸方向の長さが比較的小さく、巻線ロッドの温度変形が顕著ではないため、水素発電機の場合、このモードも許容されます。油圧ユニットを起動して電力を得るプロセスは完全に自動化されており、必要な時間はわずか数分です。

水力発電所の設備容量の使用期間は通常、火力発電所よりも短くなります。ピークステーションでは 1500 ～ 3000 時間、ベースステーションでは最大 5000 ～ 6000 時間です。山間部および準山間部の河川に水力発電所を建設することをお勧めします。

3-4. 水力発電所の補助ニーズを賄う仕組み

水力発電所の補助需要を賄う機構は、その目的に応じて集合発電所と一般発電所に分けられる。

補助集合機構は、ブロック図で水力発電機とそれらに関連付けられた昇圧変圧器の起動、停止、および通常の動作を保証します。これらには次のものが含まれます。

水力タービン制御システムのオイルポンプ。

電源変圧器用の冷却ポンプとファン。

ユニット潤滑システムのオイルまたはウォーターポンプ。

発電機用直接水冷ポンプ。

ユニットブレーキコンプレッサー;

タービンカバーから水を汲み上げるためのポンプ。

発電機励磁システムの補助装置。

自己励起システム内の病原体。公開されているものには次のようなものがあります。

スパイラルチャンバーと吸引パイプから水を汲み出すためのポンプ。

家庭用給水ポンプ。

排水ポンプ;

バッテリーの充電、加熱、換気のための装置。

クレーン、ダムゲート用の昇降機構、シールド、吸引パイプストップ、瓦礫保持格子。

屋外開閉装置コンプレッサー;

敷地および構造物の暖房、照明、換気。

シャッター、グリル、溝用の加熱装置。

ユニットに圧縮空気を供給する集中システムを備えたステーション全体のコンプレッサーには、油圧ユニットおよびユニットブレーキ用のコンプレッサーも含まれています。

水力発電所の補助ニーズに対応する受電器の構成と電力は、次のような影響を受けます。気候条件: 過酷な気候では、スイッチ、オイルタンク、オイルが充填されたケーブル終端、グリル、ゲート、溝に重大な (数千キロワット) 加熱負荷が発生します。暑い気候では、これらの負荷はありませんが、機器の冷却、換気、空調のためのエネルギー消費が増加します。

水力発電所では、比較的少数の補助機構が長期モードで継続的に動作します。これらには、発電機と変圧器用のポンプと冷却ファンが含まれます。励起システムの補助装置。ベアリングの水または油潤滑用ポンプ。これらのメカニズムは最も重要なものの 1 つであり、自動リザーブ転送 (ATS) の期間中は電源の中断が可能になります。工業用給水用のポンプや電気加熱装置も連続モードで動作します。残りの電気受信機は、繰り返し、短時間、短時間、または時々のみ動作します。独自のニーズに対応する機構には、消火ポンプ、油圧設備用ポンプ、一部の排水ポンプ、屋外開閉装置コンプレッサー、圧力パイプラインバルブの閉鎖機構も含まれます。これらのメカニズムにより、通常の動作を中断することなく、最大数分間の停電が可能になります。安全な作業単位。自分のニーズを満たしている残りの消費者は、無責任であると分類できます。

油圧ユニットの油圧ユニットには、補助システムの電圧が緊急に失われた場合でも、ガイドベーンを閉じてユニットにブレーキをかけるのに十分なエネルギーが蓄えられています。したがって、水力発電所で電圧が失われた場合に機器の安全を確保するために、自律的なソースバッテリーとディーゼル発電機の形で。

補助機構の単位電力は単位から数百キロワットまでの範囲に及びます。自分のニーズに応える最も強力な機構は、技術的な給水ポンプ、吸引パイプから水を汲み出すためのポンプ、およびいくつかの昇降機構です。分水型水力発電所を除くほとんどの水力発電所では、必要な需要家は駅舎とダム内の限られたエリアに集中しています。

火力発電所とは異なり、水力発電所の補助機構は生産性を継続的に調整する必要がありません。断続的かつ短期間の動作モード (オイルポンプ、コンプレッサー) で十分です。

水力発電所の特徴は以下の通りです。

1) 水資源と建設条件がある場所に建設されますが、通常は電気負荷の場所とは一致しません。

2) 電気エネルギーの大部分は高圧電気ネットワークに供給されます。

3）柔軟なスケジュールで作業します（貯水池がある場合）。

4) 操作性が高い (回転して荷重を得るには約 3 ～ 5 分かかります)。

5) 効率が高い (最大 85%)。

動作パラメータの点で、水力発電所には火力発電所に比べて多くの利点があります。しかし、現在は火力発電所と原子力発電所が主に建設されています。ここでの決定要因は、設備投資の規模と発電所の建設時期です。（具体的な設備投資額、電気代、工期などのデータあり）さまざまな種類電子メール駅）。

水力発電所の単価（RUB/MW）が高い単価体積が大きいため、同じ電力の TPP 工事。水力発電所の建設期間も長くなります。ただし、運転コストには燃料費が含まれていないため、電気代は安くなります。

揚水発電所。

揚水発電所の目的は、電力システムの毎日の負荷スケジュールを平準化し、火力発電所と原子力発電所の効率を高めることです。システム負荷が最小の時間帯には、揚水発電所ユニットは揚水モードで動作し、水を下部貯水池から上部貯水池に汲み上げるため、火力発電所や原子力発電所の負荷が増加します。システム負荷が最大の時間帯はタービンモードで動作し、上部貯水池から水を汲み上げ、それによって火力発電所や原子力発電所を短期のピーク負荷から解放します。 PSPP ユニットは、回転バックアップユニットや同期補償器としても使用されます。

ピーク揚水発電所は、原則として、タービンモードで 1 日あたり 4 ～ 6 時間運転するように設計されています。揚水モードでの揚水発電所の運転時間は 7 ～ 8 時間で、揚水とタービン出力の比は 1.05 ～ 1.10 です。揚水発電所の年間使用量は 1000 ～ 1500 時間です。

PSPP は、水力発電所がない場合、またはその容量がピーク時の負荷をカバーするには不十分な場合にシステムに組み込まれます。これらは、高電圧ネットワークでエネルギーを生成し、ポンプモードで動作するときにネットワークからエネルギーを受け取る多数のブロックで構成されています。このユニットは操作性が高く、ポンプモードから発電機モード、または同期補償器モードに迅速に移行できます。揚水発電所の効率は 70 ～ 75% です。少量が必要ですサービス担当者。揚水発電所は、水の供給源があり、地域の地質条件により圧力貯蔵所の形成が可能な場所に建設できます。

1.4. ガスタービンユニット

1.7. 太陽光発電所。

の間で太陽光発電所（太陽光発電所）、蒸気ボイラーを使用する発電所とシリコン光電池を使用する発電所の 2 種類に区別できます。このような発電所は、年間に晴天の日がかなり多い多くの国で利用されています。公開されたデータによると、効率は 20% まで向上する可能性があります。

1.8. 地熱発電所は、地下の温泉から得られる安価なエネルギーを利用します。

地熱発電所はアイスランド、ニュージーランド、パプア、ニューギニア、米国で稼働しており、イタリアでは全発電量の約6％を供給している。ロシア（コムチャッカ半島）では、パウジェツカヤ地熱発電所が建設されました。

1.9. いわゆるカプセル水力発電ユニットを備えた潮力発電所は、満潮時と干潮時に水位に大きな差がある場所に建設されます。最も強力な TPP ランスは 1966 年にフランスで建設され、その容量は 240 MW です。米国では 1000 MW の容量、英国では 7260 MW の容量の PPP が設計されています。ロシアでは、潮汐が 10 ～ 13 m に達するコラ半島で、1968 年に実験用キスログブスカヤ TPP (2·0.4 MW) の第 1 段が運転開始されました。

1.10. 磁気流体力学発電所は、移動する導体が磁場を通過するときに電流が発生する原理を使用します。低温プラズマ (約 2700 C) が作動流体として使用され、有機燃料の燃焼と燃焼室への特殊なイオン化添加剤の供給中に形成されます。超電導磁気システムを通過する作動流体は直流を生成し、インバータコンバータの助けを借りて交流に変換されます。作動流体は磁気システムを通過した後、蒸気発生器と従来の復水蒸気タービンで構成される発電所の蒸気タービン部分に入ります。現在、500 MW のメイン MHD 発電装置がリャザン州地区発電所に建設されており、これには約 300 MW の容量を持つ MHD 発電機と、K-300-240 を備えた 315 MW の容量を持つ蒸気タービンユニットが含まれています。タービン。 610 MW を超える設備容量を備えた MHD 電源ユニットのシステムへの電力出力は、MHD 電源ユニット自体のニーズに応じて大量のエネルギーが消費されるため、500 MW になります。
部品。 MGD-500 の効率は 45% を超え、比燃料消費量は約 270 g/(kW*h) です。メインのMHDパワーユニットは、天然ガス、将来的には固形燃料に切り替える予定でした。しかし、そのような高温で動作できる材料が不足していたため、MHD 設備はそれ以上開発されませんでした。

チェボクサル CHPP-2 のツアーに参加して、電気と熱がどのように生成されるかを見てみましょう。

ところで、このパイプはチェボクサルで最も高い産業構造物であることを思い出させてください。その長さはなんと250メートル！

主にセキュリティを含む一般的な問題から始めましょう。
もちろん、火力発電所は水力発電所と同様にデリケートな事業であり、そのままでは許可されません。
そして、たとえツアーであっても入場が許可された場合でも、安全に関する説明を受ける必要があります。

まあ、これは私たちにとっては珍しいことではありません（火力発電所自体が珍しいことではないように、私も約 30 年前にそこで働いていました;)）。
はい、また厳しい警告が来ました。無視することはできません。

テクノロジー

奇妙なことに、すべての火力発電所の主な作動物質は水です。
湯気になって戻りやすいからです。
このテクノロジーは誰にとっても同じです。タービンを回転させる蒸気を得る必要があります。発電機はタービン軸上に配置されます。
原子力発電所では、放射性燃料が崩壊する際の熱の放出によって水が加熱されます。
そして火力発電では、ガス、燃料油、さらには最近までは石炭の燃焼によるものもありました。

廃蒸気をどこに置くか? ただし、水に戻して大釜に戻します。
排気蒸気の熱をどこに逃がすか? はい、ボイラーに入る水を加熱するため、つまり設備全体の効率を全体的に向上させるためです。
そして、暖房ネットワークと給水（温水）での水を加熱するために！
したがって、暖房の季節には、火力発電所から電気と熱という二重のメリットが得られます。したがって、このような複合生産は熱電併給プラント（CHP）と呼ばれます。

しかし、夏にはすべての熱を有効に利用することはできないため、タービンから出た蒸気は冷却塔で冷却されて水になり、その後水は閉鎖された生産サイクルに戻されます。そして、冷却塔の温水プールでは魚も飼育されています;)

暖房ネットワークとボイラーの磨耗を防ぐために、水は化学作業場で特別な準備を受けます。

そして、循環ポンプは水を循環させ、悪循環を実現します。

当社のボイラーは、ガス (黄色のパイプライン) と燃料油 (黒色) の両方で動作できます。 1994 年以来、ガスを使用して操業しています。はい、ボイラーが 5 台あります。
燃焼するには、バーナーに空気供給 (青いパイプ) が必要です。
水が沸騰し、蒸気（赤い蒸気線）が特別な熱交換器、つまり蒸気過熱器を通過し、蒸気の温度が 565 度に上昇し、それに応じて圧力が 130 気圧に上昇します。これはキッチンの圧力鍋ではありません。蒸気ラインに 1 つの小さな穴があると、大きな事故が発生します。過熱蒸気の細い流れがバターのように金属を切断します。

そして、そのような蒸気はすでにタービンに供給されています（大きな駅複数のボイラーが共通の蒸気マニホールドで動作し、そこから複数のタービンに電力が供給されます)。

燃焼と沸騰は非常に激しいプロセスなので、ボイラー工場はいつも騒々しいです。
そして、ボイラー自体 (TGME-464) は 20 階建てのビルの高さの壮大な構造物であり、その全体を示すことができるのは、多くのフレームのパノラマでのみです。

地下室の別の眺め:

ボイラー制御パネルは次のようになります。

奥の壁には、バルブの状態を示すライト、紙テープのレコーダーを備えた古典的な計器、アラームボード、その他のインジケーターを備えた技術プロセス全体のニーモニックダイアグラムがあります。
また、リモコン自体では、従来のボタンとキーが、制御システム (SCADA) が回転するコンピューターディスプレイに隣接して配置されています。赤いケーシングで保護されている最も重要なスイッチ「ボイラーストップ」と「主蒸気バルブ」(MSV) もあります。

タービン

タービンは4基あります。
過熱蒸気のわずかな運動エネルギーも逃さないように、非常に複雑な設計になっています。
しかし、外からは何も見えず、すべてが空のケースで覆われています。

強力な保護ケーシングが必要です - タービンは 3000 rpm の高速で回転します。さらに、過熱蒸気が通過します（それがどれほど危険であるかは上で述べました！）。そしてタービンの周りにはたくさんの蒸気ラインがあります。

これらの熱交換器では、ネットワークの水が廃蒸気で加熱されます。

ちなみに、写真では最も古い CHPP-2 タービンを使用しています。以下に示す装置の残酷な外観に驚かないでください。

これはタービン制御機構 (TCM) であり、蒸気の供給を調整し、それに応じて負荷を制御します。昔は手で回していました。

そして、これがストップバルブです（作動後は長時間手動でコックする必要があります）。

小型タービンは 1 つのいわゆるシリンダー (ブレードのセット)、中型タービンは 2 つ、大型タービンは 3 つ (高圧、中圧、低圧シリンダー) で構成されます。
各シリンダーから蒸気は中間抽出に入り、熱交換器、つまり給湯器に送られます。

そして、タービンの尾部には真空が存在する必要があります。真空が良好であればあるほど、タービンの効率は高くなります。

真空は、凝縮ユニット内の残留蒸気の凝縮によって形成されます。
そこで私たちは火力発電所まで水路をずっと歩きました。消費者向けネットワーク水 (PSG) の加熱に使用される蒸気の部分にも注目してください。

多数のコントロールポイントを含む別のビュー。タービンにかかる多くの圧力と温度、蒸気だけでなく、各部品のベアリング内のオイルも制御する必要があることを忘れないでください。

はい、こちらがリモコンです。通常、ボイラーと同じ部屋に設置されます。ボイラーとタービン自体は別の部屋、ボイラータービン工場の経営は別々の部分に分割することはできません - すべてが過熱蒸気によって結びつきすぎています。

ちなみに、リモコンには 2 つのシリンダーを備えた一対の中型タービンが表示されます。

オートメーション

対照的に、火力発電所のプロセスはより速く、より責任があります（ところで、皆さんは街のあらゆる場所で飛行機のような大きな騒音が聞こえたことを覚えていますか？それで、これは時々作動して過剰な蒸気を放出する蒸気弁です）蒸気の圧力を間近で聞くと想像してみてください。)
したがって、ここでの自動化はまだ遅れており、主にデータ収集に限定されています。そして、コントロールパネルには、地域の規制に関与するさまざまな SCADA および産業用コントローラーが寄せ集められているのがわかります。しかし、プロセスは進行中です！

電気

タービン工場の全体像をもう一度見てみましょう。

左側の黄色の筐体の下に発電機があることに注意してください。
次に電気はどうなるでしょうか？
これは、いくつかの配信デバイスを通じて連邦ネットワークに送信されます。

電気屋さんは本当に大変なところです。コントロールパネルのパノラマを見てください。

リレー保護と自動化が当社のすべてです。

この時点で観光ツアーは終了し、差し迫った問題について少し話すことができます。

熱とユーティリティの技術

そこで、CHPは電気と熱を生成することがわかりました。もちろん、両方とも消費者に提供されます。ここでは主に熱に興味を持っていきます。
ペレストロイカ、すなわち統一ソビエト産業全体の民営化と個別分割の後、多くの場所で発電所がチュバイスの管轄下に残り、都市暖房ネットワークが自治体のものとなったことが判明した。そして彼らは、熱を輸送するためにお金を受け取る仲介業者を設立しました。そして、このお金が70％が摩耗した暖房システムの毎年の修理にどのように費やされるかは、ほとんど語る価値がありません。

そのため、ノボチェボクサルスクの仲介業者NOVEKの数百万ドルの負債のため、TGK-5はすでに消費者との直接契約に切り替えている。
チェボクサルではまだそうなっていない。さらに、チェボクサル「ユーティリティテクノロジーズ」は現在、ボイラーハウスと暖房ネットワークの開発プロジェクトに 380 億ドルもの資金を投じています (TGK-5 ならわずか 3 回で完了します)。

これらの数十億ドルはすべて、何らかの形で市当局が「社会正義の理由から」設定する光熱料金に含まれることになる。一方、現在、CHPP-2 によって生成される熱のコストは、KT ボイラーハウスの 1.5 分の 1 です。そして、発電所が大規模であればあるほど効率が高くなるため、この状況は将来も続くはずです（特に、運転コストの削減と発電による熱回収）。

環境の観点からはどうでしょうか？
もちろん、高い煙突を備えた 1 つの大きな火力発電所は、小さな煙突を備えた 12 基の小さなボイラーハウスよりも環境面で優れており、そこから出る煙は実質的に市内に残ります。
エコロジーの観点から最悪なのは、今普及している個別暖房です。
家庭用の小型ボイラーは、大規模な火力発電所のように燃料を完全に燃焼させることができず、すべての排気ガスは街中にだけでなく、文字通り窓の上に残ります。
さらに、すべてのアパートに追加のガス機器が設置されることによる危険性の増加について考える人はほとんどいません。

解決策は何でしょうか？
多くの国では、アパートベースの調整器がセントラルヒーティングに使用されており、より経済的な熱消費が可能です。
残念ながら、現在の仲介業者の需要と暖房ネットワークの劣化を考慮すると、利点は次のとおりです。セントラルヒーティング消え去っています。しかしそれでも、世界的な観点から見ると、コテージでは個別暖房の方が適切です。

他の業界の投稿:

かつて、私たちが東側から輝かしいチェボクサル市に車で入っていたとき、妻は幹線道路沿いに二つの巨大な塔が立っていることに気づきました。 "これは何ですか？" 彼女は尋ねた。妻に自分の無知を絶対に見せたくなかったので、少し記憶を掘り起こし、「これは冷却塔ですよね？」と言いました。彼女は少し当惑しました。「何のためにあるの？」「そうですね、何か涼しいものがあるようです。」 "なぜ？" それから私はそれ以上抜け出す方法がわからず恥ずかしくなりました。

この質問は答えが出ないまま永遠に記憶に残るかもしれませんが、奇跡は起こります。この事件から数か月後、友人のフィードで、私たちが道路から見たものと同じチェボクサル CHPP-2 を訪問したいブロガーの募集についての投稿を目にしました。突然すべての計画を変更しなければならない場合、そのようなチャンスを逃すことは許されないでしょう。

ではCHPとは何でしょうか？

ここは発電所の中心部であり、ほとんどの作業が行われる場所です。ボイラーに入ったガスは燃焼し、途方もない量のエネルギーを放出します。ここでも「きれいな水」が供給されています。加熱後、蒸気、より正確には、出口温度560度、圧力140気圧の過熱蒸気に変わります。準備された水から生成されるため、「クリーンスチーム」とも呼びます。
出口には蒸気の他に排気もございます。最大出力では、5 つのボイラーすべてが毎秒約 60 立方メートルの天然ガスを消費します。燃焼生成物を除去するには、子供っぽくない「煙」パイプが必要です。そして、こんなのもあるんです。

このパイプは高さが 250 メートルあるため、市内のほぼどこからでも見ることができます。おそらくこれがチェボクサルで一番高い建物だと思います。

近くに少し小さめのパイプがあります。再度予約してください。

火力発電所が石炭で稼働している場合は、追加の排気浄化が必要です。しかし、私たちの場合、天然ガスが燃料として使用されるため、これは必要ありません。

ボイラータービンショップの 2 番目のセクションには、電気を生成する設備が含まれています。

チェボクサル CHPP-2 のタービンホールには 4 基が設置されており、合計容量は 460 MW (メガワット) です。ボイラー室からの過熱蒸気が供給されます。巨大な圧力がタービンブレードに向けられ、30トンのローターが3000rpmの速度で回転します。

設備はタービン本体と電気を生み出す発電機の2つの部分で構成されます。

で、タービンローターはこんな感じ。

センサーや圧力計はいたるところにあります。

タービンとボイラーの両方、万が一に備えて緊急事態瞬時に止めることができます。このために、蒸気や燃料の供給を一瞬で遮断できる特別なバルブがあります。

インダストリアル・ランドスケープ、あるいはインダストリアル・ポートレートというものがあるのだろうか。ここには美しさがあります。

部屋にはひどい騒音があり、隣人の声を聞くためには耳を澄まさなければなりません。それに、とても暑いです。ヘルメットを脱いでTシャツ一枚になりたいのですが、それはできません。安全上の理由から、火力発電所では高温のパイプが多すぎるため、半袖の服装は禁止されています。
ほとんどの場合、作業場は空いており、人々は 2 時間に 1 回、巡回中にここに現れます。また、設備の運転は主制御盤（ボイラー・タービン群制御盤）から制御されます。

当番職員の職場はこんな感じです。

周囲には何百ものボタンがあります。

そして数十個のセンサー。

機械的なものもあれば、電子的なものもあります。

これは私たちの遠足で、人々は働いています。

合計すると、ボイラーとタービンの工場を経て、出力には部分的に冷却され、圧力の一部を失った電気と蒸気が得られます。電気の方が楽なようです。さまざまな発電機からの出力電圧は 10 ～ 18 kV (キロボルト) になります。ブロック変圧器の助けを借りて、それは110 kVに増加し、その後、送電線（送電線）を使用して電気を長距離伝送することができます。

余った「ピュアスチーム」を脇に放出するのは得策ではありません。から形成されているので、きれいな水」の製造はかなり複雑で高価なプロセスであるため、冷却してボイラーに戻す方が便利です。それで悪循環に陥っています。しかし、熱交換器の助けを借りて、水を加熱したり二次蒸気を生成したりすることができ、それをサードパーティの消費者に簡単に販売できます。

一般に、これはまさにあなたと私が家に熱と電気を供給し、通常の快適さと居心地の良さを実現する方法です。

そうそう。しかし、そもそもなぜ冷却塔が必要なのでしょうか?

すべてが非常に単純であることがわかります。残った「クリーンスチーム」を冷却してボイラーに再供給するために、同じ熱交換器が使用されます。冷却には工業用水を使用しており、CHPP-2 ではヴォルガ川から直接取水しています。特別な準備は必要なく、再利用も可能です。熱交換器通過後プロセス水熱が上がって冷却塔に行きます。そこで、空気は薄い膜となって流れ落ちるか、水滴の形で落ち、ファンによって作られる空気の逆流によって冷却されます。また、排出冷却塔では、特殊なノズルを使用して水を噴霧します。いずれの場合も、主な冷却は水のごく一部が蒸発することによって起こります。冷却された水は特別な経路を通って冷却塔から出た後、ポンプ場の助けを借りて再利用のために送られます。
一言で言えば、冷却塔は水を冷却するために必要であり、ボイラータービンシステムで動作する蒸気を冷却します。

火力発電所のすべての作業は主制御盤から制御されます。

ここにはいつも当番の職員がいます。

すべてのイベントがログに記録されます。

パンを食べさせないで、ボタンとセンサーの写真を撮らせてください...

ほぼそれだけです。最後に駅の写真を数枚残しておきます。

これはもう動かなくなった古いパイプです。おそらくすぐに取り壊されるでしょう。

社内では大きな動揺が広がっている。

彼らはここの従業員を誇りに思っています。

そして彼らの功績。

それは無駄ではなかったような気がします...

ジョークのように、「これらのブロガーが誰であるかは知りませんが、彼らのツアーガイドは、IES 所蔵の TGC-5 OJSC のマリエルとチュヴァシアの支店長、ドブロフ S.V. です。」と付け加えることはまだ残っています。

駅長のS.D.さんと一緒に。ストリャロフ。

誇張することなく、彼らはその分野における真のプロフェッショナルです。

そしてもちろん、完璧に企画されたツアーを担当した同社プレスサービス代表のイリーナ・ロマノヴァ氏に多大な感謝を申し上げます。

この蒸気タービンの羽根車の羽根がはっきりと見えます。

火力発電所 (CHP) は、石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料の燃焼によって放出されるエネルギーを使用して、水を高圧蒸気に変換します。この蒸気は、圧力が 1 平方センチメートルあたり約 240 キログラム、温度が 524°C (1000°F) で、タービンを駆動します。タービンは発電機内の巨大な磁石を回転させ、電気を生成します。

最新の火力発電所は、燃料の燃焼中に放出される熱の約 40 パーセントを電気に変換し、残りは環境に放出します。ヨーロッパでは、多くの火力発電所が廃熱を利用して近くの住宅や企業の暖房を行っています。熱と発電を組み合わせると、発電所のエネルギー出力が最大 80% 増加します。

発電機付き蒸気タービンプラント

一般的な蒸気タービンには 2 つのグループのブレードが含まれています。ボイラーから直接来る高圧蒸気はタービンの流路に入り、最初のブレード群でインペラを回転させます。次に、蒸気は過熱器で加熱され、再びタービン流路に入り、より低い蒸気圧力で動作する第 2 グループのブレードを備えたインペラを回転させます。

断面図

一般的な火力発電所 (CHP) 発電機は、毎分 3,000 回転で回転する蒸気タービンによって直接駆動されます。このタイプの発電機では、ローターとも呼ばれる磁石が回転しますが、巻線 (ステーター) は固定されています。冷却システムは発電機の過熱を防ぎます。

蒸気を利用した発電

火力発電所では、ボイラーで燃料が燃焼し、高温の火炎が発生します。水は炎の中のチューブを通過し、加熱されて高圧の蒸気になります。蒸気はタービンを回転させて機械エネルギーを生成し、それを発電機が電気に変換します。タービンを出た後、蒸気は復水器に入り、そこで冷たい流水で管を洗浄し、その結果再び液体に戻ります。