مبدأ تشغيل محطة الطاقة النووية. شاهد ما هو "مصنع الطاقة الحرارية" في القواميس الأخرى

تعريف

برج التبريد

صفات

تصنيف

الجمع بين محطة توليد الحرارة والطاقة

جهاز mini-CHP

الغرض من mini-CHP

استخدام الحرارة من mini-CHP

وقود لـ mini-CHP

Mini-CHP والبيئة

محرك توربيني غازي

مصنع الدورة المركبة

مبدأ التشغيل

مزايا

ينتشر

محطة توليد الكهرباء التكثيف

قصة

مبدأ التشغيل

الأنظمة الرئيسية

التأثير في بيئة

الوضع الحالي

Verkhnetagilskaya GRES

كاشيرسكايا جيريس

بسكوفسكايا جيريس

ستافروبولسكايا جيريس

سمولينسكايا جيريس

محطة الطاقة الحرارية(أو محطة توليد الطاقة الحرارية) - محطة توليد الطاقة التي تولد الطاقة الكهربائية عن طريق تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة ميكانيكية لدوران عمود المولد الكهربائي.

العقد الرئيسية لمحطة الطاقة الحرارية هي:

المحركات - وحدات الطاقة محطة للطاقة الحرارية

مولدات كهربائية

المبادلات الحرارية TPP - محطات الطاقة الحرارية

أبراج التبريد.

برج التبريد

برج التبريد (ألماني: Gradieren - محلول ملحي كثيف ؛ في الأصل تم استخدام أبراج التبريد لاستخراج الملح عن طريق التبخر) - جهاز لتبريد كمية كبيرة من الماء بتدفق موجه للهواء الجوي. تسمى أحيانًا أبراج التبريد أيضًا بأبراج التبريد.

حاليًا ، تُستخدم أبراج التبريد بشكل أساسي في أنظمة الإمداد بالمياه المتداولة لتبريد المبادلات الحرارية (كقاعدة عامة ، في محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة الحرارية). في هندسة مدنيةتستخدم أبراج التبريد في تكييف الهواء ، على سبيل المثال ، لتبريد مكثفات وحدات التبريد ، لتبريد مولدات الطاقة في حالات الطوارئ. في الصناعة ، تُستخدم أبراج التبريد لتبريد آلات التبريد ، وآلات تشكيل البلاستيك ، وللتنقية الكيميائية للمواد.

يحدث التبريد بسبب تبخر جزء من الماء عندما يتدفق لأسفل في طبقة رقيقة أو يسقط على طول رشاش خاص ، حيث يتم توفير تدفق الهواء في الاتجاه المعاكس لحركة الماء. عندما يتبخر 1٪ من الماء ، تنخفض درجة حرارة الماء المتبقي بمقدار 5.48 درجة مئوية.

كقاعدة عامة ، يتم استخدام أبراج التبريد حيث لا يمكن استخدام خزانات كبيرة للتبريد (بحيرات ، بحار). بالإضافة إلى ذلك ، فإن طريقة التبريد هذه أكثر ملاءمة للبيئة.

بديل بسيط ورخيص لأبراج التبريد هو برك الرذاذ ، حيث يتم تبريد المياه عن طريق الرش البسيط.

صفات

المعلمة الرئيسية لبرج التبريد هي قيمة كثافة الري - القيمة المحددة لاستهلاك المياه لكل 1 متر مربع من مساحة الري.

يتم تحديد معلمات التصميم الرئيسية لأبراج التبريد من خلال حساب تقني واقتصادي يعتمد على حجم ودرجة حرارة الماء المبرد ومعايير الغلاف الجوي (درجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك) في موقع التثبيت.

استخدام أبراج التبريد في وقت الشتاء، خاصة في المناخات القاسية ، يمكن أن تكون خطرة بسبب احتمالية تجميد برج التبريد. يحدث هذا غالبًا في المكان الذي يتلامس فيه الهواء البارد بكمية صغيرة من ماء دافئ. لمنع تجمد برج التبريد ، وبالتالي فشله ، من الضروري ضمان التوزيع المنتظم للمياه المبردة على سطح المرشة ومراقبة نفس كثافة الري في أقسام منفصلة من برج التبريد. غالبًا ما تتعرض المنافيخ للجليد بسبب الاستخدام غير السليم لبرج التبريد.

تصنيف

اعتمادًا على نوع الرشاشات ، تكون أبراج التبريد:

فيلم؛

تقطر؛

رذاذ؛

طريقة تزويد الهواء:

مروحة (يتم إنشاء الدفع بواسطة مروحة) ؛

برج (يتم إنشاء الجر باستخدام برج عادم مرتفع) ؛

مفتوح (في الغلاف الجوي) ، باستخدام قوة الرياح والحمل الحراري الطبيعي عندما يتحرك الهواء عبر الرشاش.

أبراج تبريد المروحة هي الأكثر كفاءة من الناحية الفنية ، لأنها توفر تبريدًا أعمق وأفضل للمياه ، وتتحمل الأحمال الحرارية الكبيرة المحددة (ومع ذلك ، فإنها تتطلب التكاليفالطاقة الكهربائية لتشغيل المراوح).

أنواع

محطات توليد الطاقة بالغلايات والتوربينات

محطات توليد الطاقة المكثفة (GRES)

محطات توليد الطاقة والحرارة المشتركة (محطات توليد الطاقة المشتركة ، محطات الطاقة الحرارية)

محطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز

محطات توليد الطاقة على أساس محطات الدورة المركبة

محطات توليد الطاقة تعتمد على المحركات الترددية

اشتعال بالضغط (ديزل)

مع اشتعال شرارة

الدورة المركبة

الجمع بين محطة توليد الحرارة والطاقة

محطة توليد الحرارة والطاقة (CHP) هي نوع من محطات الطاقة الحرارية التي لا تنتج الكهرباء فحسب ، بل تعد أيضًا مصدرًا للطاقة الحرارية في أنظمة تدفئة المناطق (في شكل بخار و ماء ساخن، بما في ذلك توفير الماء الساخن والتدفئة للمنشآت السكنية والصناعية). كقاعدة عامة ، يجب أن يعمل مصنع CHP وفقًا لجدول التدفئة ، أي أن توليد الطاقة الكهربائية يعتمد على توليد الطاقة الحرارية.

عند وضع CHP ، يؤخذ في الاعتبار قرب مستهلكي الحرارة على شكل ماء ساخن وبخار.

ميني CHP

Mini-CHP عبارة عن محطة تدفئة وتوليد صغيرة مشتركة.

جهاز mini-CHP

Mini-CHPs هي محطات طاقة حرارية تعمل على الإنتاج المشترك للطاقة الكهربائية والحرارية في وحدات بسعة وحدة تصل إلى 25 ميجاوات ، بغض النظر عن نوع المعدات. في الوقت الحاضر ، تُستخدم التركيبات التالية على نطاق واسع في هندسة الطاقة الحرارية الأجنبية والمحلية: التوربينات البخارية ذات الضغط المعاكس ، وتوربينات البخار المكثفة باستخراج البخار ، ومحطات التوربينات الغازية باستخدام الماء أو البخار للطاقة الحرارية ، ومكبس الغاز ، والغاز والديزل والديزل وحدات مع استخدام الطاقة الحرارية أنظمة مختلفةهذه الوحدات. يستخدم مصطلح محطات التوليد المشترك كمرادف لمصطلحي mini-CHP و CHP ، ومع ذلك ، فهو أوسع في المعنى ، حيث يتضمن الإنتاج المشترك (المشترك ، التوليد ، الإنتاج) لمختلف المنتجات ، والتي يمكن أن تكون كهربائية. والطاقة الحرارية وغيرها من المنتجات مثل الطاقة الحرارية وثاني أكسيد الكربون ، الطاقة الكهربائيةوالبرد ، إلخ. في الحقيقة ، مصطلح التوليد الثلاثي ، الذي يعني إنتاج الكهرباء والحرارة والبرودة ، هو أيضًا حالة خاصة من التوليد المشترك. السمة المميزة لـ mini-CHP هي الاستخدام الأكثر اقتصادا للوقود لأنواع الطاقة المنتجة مقارنة بالطرق المنفصلة المقبولة عمومًا لإنتاجها. هذا بسبب الحقيقة بأن كهرباءعلى المستوى الوطني ، يتم إنتاجه بشكل أساسي في دورات التكثيف لمحطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية ، والتي لها كفاءة كهربائية تتراوح بين 30 و 35 ٪ في حالة عدم وجود حراري. المستحوذ. في الواقع ، يتم تحديد هذه الحالة من خلال النسبة السائدة للأحمال الكهربائية والحرارية المستوطناتاختلاف طبيعتها في التغير خلال العام ، وكذلك عدم القدرة على نقل الطاقة الحرارية لمسافات طويلة ، على عكس الطاقة الكهربائية.

تشتمل وحدة mini-CHP على تردد غازي أو توربين غاز أو محرك ديزل أو مولد كهرباء، مبادل حراري لاستعادة الحرارة من الماء أثناء تبريد المحرك والزيت وغازات العادم. عادةً ما يتم إضافة غلاية الماء الساخن إلى جهاز CHP الصغير للتعويض عن الحمل الحراري في أوقات الذروة.

الغرض من mini-CHP

الغرض الرئيسي من mini-CHP هو توليد الطاقة الكهربائية والحرارية من أنواع مختلفةوقود.

مفهوم بناء mini-CHP على مقربة من المستحوذلديها عدد من المزايا (بالمقارنة مع محطات الحرارة الحرارية الكبيرة):

يتجنب نفقاتفي موقع البناء مزايا الوقوف والخطورة خطوط الجهد العاليخطوط الكهرباء (خطوط الكهرباء) ؛

يتم استبعاد الخسائر أثناء نقل الطاقة ؛

يلغي الحاجة إلى التكاليف المالية للتنفيذ تحديدللاتصال بالشبكات

مصدر طاقة مركزي

الإمداد المستمر بالكهرباء للمشتري ؛

مزود الطاقة بالكهرباء عالية الجودة ، والامتثال لقيم الجهد والتردد المحددة ؛

ربما تحقق ربحًا.

في العالم الحديثيكتسب بناء mini-CHP زخماً ، والفوائد واضحة.

استخدام الحرارة من mini-CHP

تعتبر الطاقة الحرارية جزءًا كبيرًا من طاقة احتراق الوقود في إنتاج الكهرباء.

هناك خيارات لاستخدام الحرارة:

الاستخدام المباشر للطاقة الحرارية من قبل المستهلكين النهائيين (التوليد المشترك للطاقة) ؛

إمدادات المياه الساخنة (DHW) ، والتدفئة ، والاحتياجات التكنولوجية (البخار) ؛

التحويل الجزئي للطاقة الحرارية إلى طاقة باردة (التوليد الثلاثي) ؛

يتم إنتاج البرد بواسطة آلة تبريد ماصة لا تستهلك طاقة كهربائية ، بل طاقة حرارية ، مما يجعل من الممكن استخدام الحرارة بشكل فعال في الصيف لتكييف الهواء أو لتلبية الاحتياجات التكنولوجية ؛

وقود لـ mini-CHP

أنواع الوقود المستخدم

الغاز: الرئيسي ، غاز طبيعيالغازات المسيلة وغيرها من الغازات القابلة للاحتراق ؛

الوقود السائل: وقود الديزل والديزل الحيوي والسوائل الأخرى القابلة للاشتعال ؛

الوقود الصلب: الفحم والخشب والجفت وأنواع أخرى من الوقود الحيوي.

الوقود الأكثر كفاءة ورخيصة في الاتحاد الروسيهو العمود الفقري غاز طبيعي، وكذلك الغاز المصاحب.

Mini-CHP والبيئة

الاستخدام للأغراض العملية للحرارة المهدرة لمحركات محطة الطاقة هو سمة مميزة mini-CHP ويسمى التوليد المشترك للطاقة (التوليد المشترك).

يساهم الإنتاج المشترك لنوعين من الطاقة في مصغر CHP في استخدام وقود أكثر صداقة للبيئة مقارنة بالتوليد المنفصل للكهرباء والحرارة في محطات الغلايات.

استبدال بيوت الغلايات التي تستخدم الوقود بطريقة غير عقلانية وتلوث أجواء المدن والبلدات ، يساهم المصغر CHP ليس فقط في توفير الوقود بشكل كبير ، ولكن أيضًا في تحسين نقاء حوض الهواء ، وتحسين الحالة البيئية العامة.

مصدر الطاقة لمكبس الغاز والتوربينات الغازية المصغرة CHPs ، كقاعدة عامة ،. وقود عضوي غاز طبيعي أو غاز مصاحب لا يلوث الغلاف الجوي بانبعاثات صلبة

محرك توربيني غازي

المحرك التوربيني الغازي (GTE ، TRD) هو محرك حراري يتم فيه ضغط الغاز وتسخينه ، ثم يتم تحويل طاقة الغاز المضغوط والمسخن إلى طاقة ميكانيكية. عملعلى عمود التوربينات الغازية. على عكس محرك المكبس ، في محرك توربيني غازي العملياتتحدث في تيار غاز متحرك.

يدخل الهواء المضغوط من الضاغط إلى غرفة الاحتراق ، كما يتم توفير الوقود هناك ، والذي ، عند الاحتراق ، يشكل كمية كبيرة من منتجات الاحتراق تحت ضغط عالٍ. ثم ، في التوربينات الغازية ، يتم تحويل طاقة المنتجات الغازية للاحتراق إلى طاقة ميكانيكية. عملبسبب دوران الشفرات بواسطة نفاثة غاز ، يتم إنفاق جزء منها على ضغط الهواء في الضاغط. يتم نقل ما تبقى من العمل إلى وحدة مدفوعة. العمل الذي تستهلكه هذه الوحدة هو عمل مفيد GTD. تتمتع المحركات التوربينية الغازية بأعلى قدرة محددة بين محركات الاحتراق الداخلي ، حتى 6 كيلو واط / كجم.

أبسط محرك توربيني غازي يحتوي على توربين واحد فقط ، والذي يقوم بتشغيل الضاغط وفي نفس الوقت يكون مصدر طاقة مفيدة. هذا يفرض قيودًا على أوضاع تشغيل المحرك.

في بعض الأحيان يكون المحرك متعدد الأعمدة. في هذه الحالة ، هناك عدة توربينات متسلسلة ، كل منها يقود عمودها الخاص. عنفة ضغط مرتفع(الأول بعد غرفة الاحتراق) يقود دائمًا ضاغط المحرك ، ويمكن للأخرى اللاحقة أن تدفع حملاً خارجيًا (مروحية أو مراوح سفينة ، ومولدات كهربائية قوية ، وما إلى ذلك) و ضواغط إضافيةالمحرك نفسه ، الموجود أمام المحرك الرئيسي.

تتمثل ميزة المحرك متعدد الأعمدة في أن كل توربين يعمل بالسرعة والحمل الأمثل. ميزةسيكون للحمولة المدفوعة من عمود المحرك أحادي العمود استجابة ضعيفة جدًا للمحرك ، أي القدرة على الدوران بسرعة ، نظرًا لأن التوربين يحتاج إلى توفير الطاقة لتزويد المحرك بكمية كبيرة من الهواء (الطاقة هي محدودة بكمية الهواء) وتسريع الحمل. مع مخطط ثنائي المحور ، يدخل دوار خفيف عالي الضغط بسرعة إلى النظام ، مما يزود المحرك بالهواء والتوربين ضغط منخفضالكثير من الغاز للتسريع. من الممكن أيضًا استخدام مشغل أقل قوة للتسريع عند بدء تشغيل الدوار عالي الضغط فقط.

مصنع الدورة المركبة

محطة الدورة المركبة - محطة لتوليد الطاقة الكهربائية تعمل على إنتاج الحرارة والكهرباء. وهي تختلف عن محطات التوربينات التي تعمل بالبخار والغاز من خلال زيادة الكفاءة.

مبدأ التشغيل

تتكون محطة الدورة المركبة من وحدتين منفصلتين: الطاقة البخارية والتوربينات الغازية. في محطة التوربينات الغازية ، يتم تدوير التوربين بواسطة المنتجات الغازية لاحتراق الوقود. يمكن أن يكون الوقود غازًا طبيعيًا أو منتجات بترولية. صناعة (زيت الوقود، صولاريوم). على نفس العمود مع التوربين ، يوجد أول مولد ينتج ، بسبب دوران الدوار كهرباء. بالمرور من خلال التوربينات الغازية ، تمنحها منتجات الاحتراق جزءًا فقط من طاقتها ولا تزال تتمتع بدرجة حرارة عالية عند مخرج التوربينات الغازية. من مخرج التوربينات الغازية ، تدخل منتجات الاحتراق إلى محطة توليد الطاقة البخارية ، إلى غلاية حرارة النفايات ، حيث تقوم بتسخين الماء والبخار الناتج. درجة حرارة منتجات الاحتراق كافية لإحضار البخار إلى الحالة المطلوبة للاستخدام في التوربينات البخارية (تسمح درجة حرارة غاز المداخن التي تبلغ حوالي 500 درجة مئوية بالحصول على بخار شديد السخونة عند ضغط حوالي 100 ضغط جوي). يعمل التوربينات البخارية على تشغيل مولد كهربائي ثانٍ.

مزايا

تتمتع محطات الدورة المركبة بكفاءة كهربائية تبلغ حوالي 51-58٪ ، بينما بالنسبة للمحطات التي تعمل بالبخار أو التوربينات الغازية التي تعمل بشكل منفصل ، فإنها تتقلب بين 35-38٪. هذا لا يقلل من استهلاك الوقود فحسب ، بل يقلل أيضًا من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

نظرًا لأن مصنع الدورة المركبة يستخلص الحرارة من منتجات الاحتراق بشكل أكثر كفاءة ، فمن الممكن حرق الوقود بمعدل أكبر درجات حرارة عاليةونتيجة لذلك ، فإن مستوى انبعاثات أكسيد النيتروجين في الغلاف الجوي أقل من مستوى الأنواع الأخرى من النباتات.

تكلفة إنتاج منخفضة نسبيًا.

ينتشر

على الرغم من حقيقة أن مزايا دورة الغاز البخاري قد تم إثباتها لأول مرة في الخمسينيات من قبل الأكاديمي السوفيتي خريستيانوفيتش ، إلا أن هذا النوع من منشآت توليد الطاقة لم يتلق الاتحاد الروسيتطبيق واسع. تم بناء العديد من CCGTs التجريبية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. مثال على ذلك وحدات الطاقة بسعة 170 ميجاوات في Nevinnomysskaya GRES وبقدرة 250 ميجاوات في Moldavskaya GRES. في السنوات الاخيرةالخامس الاتحاد الروسيتم تشغيل عدد من وحدات الطاقة البخارية والغازية القوية. فيما بينها:

وحدتا طاقة بسعة 450 ميغاواط في محطة Severo-Zapadnaya CHP في سانت بطرسبرغ ؛

1 وحدة طاقة بسعة 450 ميغاواط في كالينينغراد CHPP-2 ؛

1 وحدة CCGT بسعة 220 ميغاواط في Tyumen CHPP-1 ؛

2 CCGTs بسعة 450 ميغاواط في CHPP-27 و 1 CCGT في CHPP-21 في موسكو ؛

1 وحدة CCGT بسعة 325 ميغاواط في Ivanovskaya GRES ؛

وحدتا طاقة بسعة 39 ميجاوات لكل منهما في Sochinskaya TPP

اعتبارًا من سبتمبر 2008 ، كان هناك العديد من المجمعات ذات الدورة المركبة المركبة (CCGT) في مراحل مختلفة من التصميم أو البناء في الاتحاد الروسي.

في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية ، تعمل منشآت مماثلة في معظم محطات الطاقة الحرارية.

محطة توليد الكهرباء التكثيف

محطة توليد الطاقة المكثفة (CPP) هي محطة طاقة حرارية تنتج طاقة كهربائية فقط. تاريخيا ، حصلت على اسم "GRES" - محطة الطاقة الإقليمية للدولة. بمرور الوقت ، فقد مصطلح "GRES" معناه الأصلي ("المنطقة") ويعني بالمعنى الحديث ، كقاعدة عامة ، محطة طاقة مكثفة عالية السعة (بآلاف ميغاواط) تعمل في نظام الطاقة المتكامل جنبا إلى جنب مع غيرها من محطات الطاقة الكبيرة. ومع ذلك ، يجب ألا يغيب عن الأذهان أنه ليست كل المحطات التي تحتوي على اختصار "GRES" في أسمائها تتكاثف ، فبعضها يعمل كمحطات طاقة وتسخين مجمعة.

قصة

تم بناء أول GRES "Electroperedachi" ، "GRES-3" حاليًا بالقرب من موسكو في مدينة Elektrogorsk في 1912-1914. بمبادرة من المهندس R.E.Klasson. الوقود الرئيسي هو الخث ، الطاقة 15 ميغاواط. في العشرينات من القرن الماضي ، نصت خطة GOELRO على بناء العديد من محطات الطاقة الحرارية ، ومن بينها Kashirskaya GRES هو الأكثر شهرة.

مبدأ التشغيل

الماء المسخن في غلاية بخار إلى حالة بخار شديد السخونة (520-565 درجة مئوية) يقوم بتدوير توربين بخاري يعمل على تشغيل مولد توربيني.

يتم إطلاق الحرارة الزائدة في الغلاف الجوي (المسطحات المائية القريبة) من خلال وحدات التكثيف ، على عكس محطات الحرارة والطاقة المشتركة ، التي تنقل الحرارة الزائدة إلى احتياجات المرافق القريبة (على سبيل المثال ، تدفئة المنازل).

عادة ما تعمل محطة توليد الطاقة التكثيف على دورة رانكين.

الأنظمة الرئيسية

IES عبارة عن مجمع طاقة معقد يتكون من المباني والهياكل والطاقة والمعدات الأخرى وخطوط الأنابيب والتجهيزات والأجهزة والأتمتة. أنظمة IES الرئيسية هي:

مصنع المرجل

محطة التوربينات البخارية

اقتصاد الوقود؛

نظام إزالة الرماد والخبث ، وتنظيف غاز المداخن ؛

جزء كهربائي

إمدادات المياه التقنية (لإزالة الحرارة الزائدة) ؛

نظام المعالجة الكيميائية ومعالجة المياه.

أثناء تصميم وبناء IES ، توجد أنظمته في مباني وهياكل المجمع ، في المقام الأول في المبنى الرئيسي. أثناء تشغيل IES ، يتم دمج الموظفين الذين يديرون الأنظمة ، كقاعدة عامة ، في ورش عمل (توربينات الغلاية ، والكهرباء ، وإمدادات الوقود ، ومعالجة المياه الكيميائية ، والأتمتة الحرارية ، وما إلى ذلك).

يقع مصنع الغلايات في غرفة المرجل بالمبنى الرئيسي. في المناطق الجنوبية من الاتحاد الروسي ، قد يكون مصنع الغلايات مفتوحًا ، أي بدون جدران وسقوف. يتكون التركيب من غلايات بخارية (مولدات بخارية) وخطوط انابيب بخارية. يتم نقل البخار من الغلايات إلى التوربينات عبر أنابيب البخار الحية. عادة ما تكون أنابيب البخار للغلايات المختلفة غير مرتبطة ببعضها البعض. مثل هذا المخطط يسمى "كتلة".

تقع محطة التوربينات البخارية في غرفة المحرك وفي قسم نزع الهواء (القبو - نزع الهواء) من المبنى الرئيسي. ويشمل:

توربينات بخارية بمولد كهربائي على عمود واحد ؛

مكثف يتم فيه تكثيف البخار الذي يمر عبر التوربين لتكوين ماء (مكثف) ؛

مضخات التكثيف والتغذية التي تعيد المكثفات (مياه التغذية) إلى الغلايات البخارية ؛

سخانات استرداد الضغط المنخفض والعالي (LPH و HPH) - المبادلات الحرارية التي يتم فيها تسخين مياه التغذية عن طريق استخراج البخار من التوربينات ؛

مزيل الهواء (يعمل أيضًا باسم HDPE) ، حيث يتم تنقية المياه من الشوائب الغازية ؛

خطوط الأنابيب والأنظمة المساعدة.

يحتوي الاقتصاد في استهلاك الوقود على تركيبة مختلفة اعتمادًا على الوقود الرئيسي الذي تم تصميم IES من أجله. بالنسبة إلى IES التي تعمل بالفحم ، يشمل الاقتصاد في استهلاك الوقود ما يلي:

جهاز إزالة الجليد (ما يسمى "teplyak" أو "السقيفة") لإذابة الفحم في عربات الجندول المفتوحة ؛

جهاز التفريغ (عادة عربة قلابة) ؛

مستودع فحم تخدمه رافعة أو آلة إعادة شحن خاصة ؛

مصنع تكسير للطحن الأولي للفحم ؛

ناقلات لنقل الفحم.

أنظمة الشفط والحجب والأنظمة المساعدة الأخرى ؛

نظام السحق ، بما في ذلك مطاحن الفحم الكروية أو الأسطوانية أو المطرقة.

يقع نظام السحق ، وكذلك قبو الفحم ، في القبو ومقصورة نزع الهواء في المبنى الرئيسي ، بينما توجد باقي أجهزة إمداد الوقود خارج المبنى الرئيسي. من حين لآخر ، يتم ترتيب مصنع غبار مركزي. يتم حساب مستودع الفحم لمدة 7-30 يومًا من التشغيل المستمر لـ IES. جزء من أجهزة إمداد الوقود محجوز.

يعتبر الاقتصاد في استهلاك الوقود في IES الذي يعمل بالغاز الطبيعي هو الأبسط: فهو يشمل نقطة توزيع الغاز وخطوط أنابيب الغاز. ومع ذلك ، في محطات الطاقة هذه ، كمصدر احتياطي أو موسمي ، زيت الوقودلذلك ، يتم ترتيب اقتصاد النفط الأسود. يتم أيضًا بناء منشآت النفط في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم ، حيث يتم استخدامها لإشعال الغلايات. تشمل صناعة النفط:

جهاز الاستلام والصرف ؛

تخزين زيت الوقود مع خزانات الصلب أو الخرسانة المسلحة ؛

زيت الوقود محطة ضخمع سخانات وفلاتر زيت الوقود ؛

خطوط الأنابيب مع صمامات الإغلاق والتحكم ؛

أنظمة مكافحة الحرائق والأنظمة المساعدة الأخرى.

يتم ترتيب نظام إزالة الرماد والخبث فقط في محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم. كل من الرماد والخبث عبارة عن بقايا فحم غير قابلة للاحتراق ، ولكن الخبث يتشكل مباشرة في فرن الغلاية ويتم إزالته من خلال فتحة صنبور (ثقب في منجم الخبث) ، ويتم حمل الرماد مع غازات المداخن ويتم التقاطه بالفعل عند مخرج الغلاية. جزيئات الرماد أصغر بكثير (حوالي 0.1 مم) من قطع الخبث (حتى 60 مم). يمكن أن تكون أنظمة إزالة الرماد هيدروليكية أو هوائية أو ميكانيكية. يتكون النظام الأكثر شيوعًا لإعادة تدوير الرماد الهيدروليكي وإزالة الخبث من أجهزة التنظيف ، والقنوات ، ومضخات الخبث ، وخطوط أنابيب الملاط ، ومقالب الرماد والخبث ، وقنوات ضخ المياه المصفاة.

انبعاث غازات المداخن في الغلاف الجوي هو الأكثر تأثير خطيرمحطة للطاقة الحرارية في الطبيعة المحيطة. يتم تثبيت المرشحات بعد مراوح الانفجار لالتقاط الرماد من غازات المداخن. أنواع مختلفة(الحلزونات ، أجهزة الغسل ، المرسبات الكهروستاتيكية ، المرشحات النسيجية الكيسية) التي تحبس 90-99٪ من الجسيمات الصلبة. ومع ذلك ، فهي غير مناسبة لتنظيف الدخان من الغازات الضارة. في الخارج وفي الداخل مؤخراوفي محطات الطاقة المحلية (بما في ذلك زيت الغاز) ، قم بتركيب أنظمة لإزالة الكبريت من الغازات بالجير أو الحجر الجيري (ما يسمى ب deSOx) والاختزال التحفيزي لأكاسيد النيتروجين بالأمونيا (deNOx). يتم إخراج غاز المداخن النظيف عن طريق عادم الدخان مدخنة، يتم تحديد ارتفاعها من ظروف تشتت الشوائب الضارة المتبقية في الغلاف الجوي.

الجزء الكهربائي من IES مخصص لإنتاج الطاقة الكهربائية وتوزيعها على المستهلكين. في مولدات IES ، يتم إنشاء تيار كهربائي ثلاثي الطور بجهد عادة 6-24 كيلو فولت. نظرًا لأنه مع زيادة الجهد ، يتم تقليل فقد الطاقة في الشبكات بشكل كبير ، مباشرة بعد المولدات ، يتم تثبيت المحولات التي تزيد الجهد إلى 35 أو 110 أو 220 أو 500 كيلو فولت أو أكثر. يتم تثبيت المحولات على في الهواء الطلق. يتم إنفاق جزء من الطاقة الكهربائية على احتياجات محطة الطاقة الخاصة. يتم توصيل وفصل خطوط الطاقة الخارجة إلى المحطات الفرعية والمستهلكين في حالة فتح أو إغلاق المفاتيح(ORU ، ZRU) ، مزودة بمفاتيح قادرة على توصيل وكسر الدائرة الكهربائية ذات الجهد العالي دون تشكيل قوس كهربائي.

نظام إمدادات المياه التقنيةيسلم كمية كبيرة ماء باردلتبريد مكثفات التوربينات. تنقسم الأنظمة إلى تدفق مباشر وعكس ومختلط. في الأنظمة التي تتم مرة واحدة ، يتم أخذ المياه بواسطة مضخات من مصدر طبيعي (عادةً من نهر) وبعد مرورها عبر المكثف ، يتم تصريفها مرة أخرى. في الوقت نفسه ، ترتفع درجة حرارة الماء بحوالي 8-12 درجة مئوية ، مما يؤدي في بعض الحالات إلى تغيير الحالة البيولوجية للخزانات. في أنظمة الدوران ، يدور الماء تحت تأثير مضخات الدورانوتبريد الهواء. يمكن إجراء التبريد على سطح خزانات التبريد أو في الهياكل الاصطناعية: أحواض الرش أو أبراج التبريد.

في المناطق منخفضة المياه ، بدلاً من نظام إمداد المياه التقني ، يتم استخدام أنظمة تكثيف الهواء (أبراج التبريد الجاف) ، وهي عبارة عن مبرد هواء به تيار طبيعي أو اصطناعي. عادة ما يكون هذا القرار قسريًا ، حيث إنها أغلى ثمناً وأقل كفاءة من حيث التبريد.

يوفر نظام معالجة المياه الكيميائية تنقية كيميائية وتحلية عميقة للمياه التي تدخل الغلايات البخارية والتوربينات البخارية لتجنب الترسبات على الأسطح الداخليةمعدات. عادة ، توجد المرشحات والخزانات ومرافق الكاشف لمعالجة المياه في المبنى الإضافي لـ IES. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنشاء أنظمة تنقية متعددة المراحل في محطات الطاقة الحرارية. مياه الصرفملوثة بمنتجات النفط والزيوت وغسيل وغسل المعدات ومياه العواصف وذوبان الجريان السطحي.

تأثير بيئي

التأثير على الغلاف الجوي. أثناء احتراق الوقود ، يتم استهلاك كمية كبيرة من الأكسجين ، ويتم إطلاق كمية كبيرة من نواتج الاحتراق ، مثل الرماد المتطاير وأكاسيد الكبريت الغازية للنيتروجين ، وبعضها له نشاط كيميائي عالي.

التأثير على الغلاف المائي. بادئ ذي بدء ، تصريف المياه من مكثفات التوربينات ، وكذلك النفايات السائلة الصناعية.

التأثير على الغلاف الصخري. مطلوب مساحة كبيرة لدفن كتل كبيرة من الرماد. يتم تقليل هذه التلوثات باستخدام الرماد والخبث كمواد بناء.

الوضع الحالي

في الوقت الحاضر ، تعمل GRESs النموذجية بسعة 1000-1200 و 2400 و 3600 ميغاواط والعديد من الوحدات الفريدة في الاتحاد الروسي ؛ يتم استخدام وحدات من 150 و 200 و 300 و 500 و 800 و 1200 ميغاواط. من بينها GRES التالية (التي تعد جزءًا من WGC):

Verkhnetagilskaya GRES - 1500 ميجاوات ؛

إيريكلينسكايا جيريس - 2430 ميغاواط ؛

كاشيرسكايا جيريس - 1910 ميغاواط ؛

Nizhnevartovskaya GRES - 1600 ميغاواط ؛

Permskaya GRES - 2400 ميغاواط ؛

Urengoyskaya GRES - 24 ميجاوات.

بسكوفسكايا جيريس - 645 ميغاواط ؛

Serovskaya GRES - 600 ميغاواط ؛

ستافروبولسكايا جيريس - 2400 ميغاواط ؛

سورجوتسكايا GRES-1 - 3280 ميغاواط ؛

ترويتسكايا جيريس - 2060 ميغاواط.

Gusinoozyorskaya GRES - 1100 ميغاواط ؛

Kostromskaya GRES - 3600 ميغاواط ؛

Pechorskaya GRES - 1060 ميغاواط ؛

Kharanorskaya GRES - 430 ميغاواط ؛

Cherepetskaya GRES - 1285 ميغاواط ؛

Yuzhnouralskaya GRES - 882 ميجاوات.

بيريزوفسكايا جيريس - 1500 ميغاواط ؛

سمولينسكايا جيريس - 630 ميغاواط ؛

سورجوتسكايا GRES-2 - 4800 ميغاواط ؛

Shaturskaya GRES - 1100 ميغاواط ؛

Yaivinskaya GRES - 600 ميجاوات.

Konakovskaya GRES - 2400 ميغاواط ؛

Nevinnomysskaya GRES - 1270 ميغاواط ؛

Reftinskaya GRES - 3800 ميغاواط ؛

سريدنورالسكايا جيريس - 1180 ميغاواط.

Kirishskaya GRES - 2100 ميغاواط ؛

كراسنويارسك GRES-2 - 1250 ميغاواط ؛

Novocherkasskaya GRES - 2400 ميغاواط ؛

Ryazanskaya GRES (الوحدات رقم 1-6 - 2650 ميغاواط والمجمع رقم 7 (GRES-24 سابقًا ، والتي أصبحت جزءًا من Ryazanskaya GRES - 310 MW) - 2960 MW) ؛

Cherepovetskaya GRES - 630 ميغاواط.

Verkhnetagilskaya GRES

Verkhnetagilskaya GRES هي محطة للطاقة الحرارية في Verkhny Tagil ( منطقة سفيردلوفسك) ، تعمل كجزء من OGK-1. يعمل منذ 29 مايو 1956.

تضم المحطة 11 وحدة كهرباء بطاقة كهربائية 1497 ميغاواط ووحدة حرارية 500 جي كالوري / ساعة. وقود المحطة: الغاز الطبيعي (77٪) ، فحم(23٪). عدد الأفراد 1119 فردًا.

بدأ بناء المحطة بسعة تصميمية 1600 ميغاواط في عام 1951. كان الغرض من البناء هو توفير الطاقة الحرارية والكهربائية لمصنع نوفورالسك الكهروكيميائي. في عام 1964 ، وصلت محطة الطاقة إلى طاقتها التصميمية.

من أجل تحسين الإمداد الحراري لمدينتي Verkhny Tagil و Novouralsk ، تم إنتاج المحطات التالية:

تم استبدال أربع وحدات من توربينات التكثيف LMZ من طراز K-100-90 (VK-100-5) بتوربينات التوليد المشترك للطاقة T-88 / 100-90 / 2.5.

تم تجهيز TG-2،3،4 بسخانات شبكة من النوع PSG-2300-8-11 لتسخين مياه الشبكة في مخطط الإمداد الحراري في Novouralsk.

تم تجهيز TG-1.4 بسخانات شبكة للتزويد بالحرارة إلى Verkhny Tagil والموقع الصناعي.

تم تنفيذ جميع الأعمال وفقًا لمشروع KhF TsKB.

في ليلة 3-4 يناير 2008 ، وقع حادث في سورجوتسكايا GRES-2: أدى الانهيار الجزئي للسقف فوق وحدة الطاقة السادسة بسعة 800 ميجاوات إلى إغلاق وحدتي طاقة. كان الوضع معقدًا بسبب حقيقة أن وحدة طاقة أخرى (رقم 5) كانت قيد الإصلاح: نتيجة لذلك ، تم إيقاف وحدات الطاقة رقم 4 ، 5 ، 6. وتم تحديد موقع هذا الحادث بحلول 8 يناير. طوال هذا الوقت ، عملت GRES في وضع مكثف بشكل خاص.

بحلول عام 2010 و 2013 ، على التوالي ، من المخطط بناء وحدتي طاقة جديدتين (وقود - غاز طبيعي).

هناك مشكلة الانبعاثات في البيئة في GRES. وقعت OGK-1 عقدًا مع مركز هندسة الطاقة في الأورال مقابل 3.068 مليون روبل ، والذي ينص على تطوير مشروع لإعادة بناء المرجل في Verkhnetagilskaya GRES ، مما سيؤدي إلى تقليل الانبعاثات للامتثال لمعايير MPE .

كاشيرسكايا جيريس

Kashirskaya GRES سميت على اسم G.M Krzhizhanovsky في مدينة كاشيرا ، منطقة موسكو ، على ضفاف نهر أوكا.

محطة تاريخية ، بُنيت تحت الإشراف الشخصي لـ V. I. Lenin وفقًا لخطة GOELRO. في وقت بدء التشغيل ، كانت محطة 12 ميجاوات ثاني أكبر محطة للطاقة في أوروبا.

تم بناء المحطة وفقًا لخطة GOELRO ، وتم تنفيذ البناء تحت الإشراف الشخصي لـ V. I.Lenin. تم بناؤه في 1919-1922 ، من أجل البناء في موقع قرية Ternovo ، أقيمت مستوطنة Novokashirsk العاملة. تم إطلاقها في 4 يونيو 1922 ، وأصبحت واحدة من أولى محطات الطاقة الحرارية الإقليمية السوفيتية.

بسكوفسكايا جيريس

بسكوفسكايا GRES هي محطة كهرباء تابعة للولاية ، تقع على بعد 4.5 كيلومترات من مستوطنة ديدوفيتشي الحضرية ، مركز مقاطعة منطقة بسكوف ، على الضفة اليسرى لنهر شيلون. منذ عام 2006 ، كان فرعًا لـ OAO OGK-2.

تربط خطوط الطاقة عالية الجهد Pskovskaya GRES ببيلاروسيا ولاتفيا وليتوانيا. تعتبر المنظمة الأم هذه ميزة: هناك قناة لتصدير موارد الطاقة ، والتي يتم استخدامها بنشاط.

تبلغ السعة المركبة لـ GRES 430 ميجاوات ، وتتضمن وحدتين قدرة عالية للمناورة تبلغ 215 ميجاوات لكل منهما. تم بناء وحدات الطاقة هذه وتشغيلها في عامي 1993 و 1996. أولي ميزةتضمنت المرحلة الأولى بناء ثلاث وحدات طاقة.

النوع الرئيسي للوقود هو الغاز الطبيعي ، يدخل المحطة عبر فرع من خط أنابيب الغاز الرئيسي للتصدير. تم تصميم وحدات الطاقة في الأصل للعمل على الخث المطحون ؛ أعيد بناؤها وفقًا لمشروع VTI لحرق الغاز الطبيعي.

تكلفة الكهرباء للاحتياجات الخاصة 6.1٪.

ستافروبولسكايا جيريس

Stavropolskaya GRES هي محطة طاقة حرارية تابعة للاتحاد الروسي. تقع في مدينة Solnechnodolsk ، إقليم ستافروبول.

يسمح تحميل محطة توليد الكهرباء بتصدير الكهرباء إلى الخارج: إلى جورجيا وأذربيجان. في الوقت نفسه ، يتم ضمان الحفاظ على التدفقات في الشبكة الكهربائية الأساسية لنظام الطاقة الموحد للجنوب عند مستويات مقبولة.

جزء من التوليد بالجملة المنظماترقم 2 (JSC "OGK-2").

تكلفة الكهرباء لاحتياجات المحطة الخاصة 3.47٪.

الوقود الرئيسي للمحطة هو الغاز الطبيعي ، ولكن يمكن استخدام زيت الوقود كوقود احتياطي ووقود للطوارئ. ميزان الوقود اعتبارًا من عام 2008: غاز - 97٪ ، زيت وقود - 3٪.

سمولينسكايا جيريس

Smolenskaya GRES هي محطة طاقة حرارية تابعة للاتحاد الروسي. جزء من التوليد بالجملة الشركاترقم 4 (JSC "OGK-4") منذ عام 2006.

في 12 كانون الثاني (يناير) 1978 ، تم تشغيل أول كتلة لمحطة توليد الكهرباء في الولاية ، وبدأ تصميمها في عام 1965 ، والبناء في عام 1970. وتقع المحطة في قرية أوزيرني ، منطقة دوخوفشينسكي ، منطقة سمولينسك. في البداية ، كان من المفترض أن تستخدم الخث كوقود ، ولكن نظرًا للتراكم في إنشاء شركات تعدين الخث ، تم استخدام أنواع أخرى من الوقود (منطقة موسكو فحم، إنتا فحم ، أردواز ، خاكاس فحم). في المجموع ، تم تغيير 14 نوعًا من الوقود. منذ عام 1985 ، ثبت بشكل قاطع أنه سيتم الحصول على الطاقة من الغاز الطبيعي والفحم.

تبلغ القدرة المركبة الحالية لـ GRES 630 ميجاوات.

مصادر

Ryzhkin V. Ya. محطات الطاقة الحرارية. إد. في يا جيرشفيلد. كتاب مدرسي للمدارس الثانوية. الطبعة الثالثة ، المنقحة. وإضافية - م: Energoatomizdat ، 1987. - 328 ص.

http://ru.wikipedia.org/

موسوعة المستثمر. 2013 .

المرادفات: قاموس مرادف

محطة للطاقة الحرارية- - EN محطة توليد الكهرباء والتدفئة التي تنتج الكهرباء والمياه الساخنة للسكان المحليين. قد تعمل محطة CHP (محطة توليد الطاقة والحرارة المجمعة) تقريبًا على ... دليل المترجم الفني

محطة للطاقة الحرارية- šiluminė elektrinė status as T sritis fizika atitikmenys: engl. محطة لتوليد الطاقة الحرارية محطة توليد الطاقة البخارية vok. Wärmekraftwerk، n rus. محطة الطاقة الحرارية ، و ؛ محطة توليد الطاقة الحرارية ، و pranc. المركزية الكهربائية الحرارية ، و ؛ المركزية الحرارية ، و ؛ usine…… نهاية Fizikos žodynas

محطة للطاقة الحرارية- محطة توليد الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطة الطاقة الحرارية ، ومحطات الطاقة الحرارية ، ... .. . نماذج الكلمات - و ؛ و. مؤسسة تولد الكهرباء والتدفئة ... قاموس موسوعي

24 أكتوبر 2012

لطالما كانت الطاقة الكهربائية جزءًا من حياتنا. حتى الفيلسوف اليوناني طاليس اكتشف في القرن السابع قبل الميلاد أن الكهرمان الذي يرتديه الصوف يبدأ في جذب الأشياء. لكن لفترة طويلة لم ينتبه أحد لهذه الحقيقة. ظهر مصطلح "الكهرباء" لأول مرة في عام 1600 فقط ، وفي عام 1650 ابتكر أوتو فون جويريك آلة إلكتروستاتيكية على شكل كرة كبريتية مثبتة على قضيب معدني ، مما جعل من الممكن ملاحظة ليس فقط تأثير الجذب ، ولكن أيضًا تأثير التنافر. كانت أول آلة كهربائية بسيطة.

مرت سنوات عديدة منذ ذلك الحين ، ولكن حتى اليوم ، في عالم مليء بمعلومات تيرابايت ، عندما يمكنك معرفة كل ما يثير اهتمامك ، بالنسبة للكثيرين ، يظل لغزًا كيف يتم إنتاج الكهرباء ، وكيف يتم توصيلها إلى منزلنا ، مكتبنا ، مَشرُوع ...

دعنا نلقي نظرة على هذه العمليات في أجزاء قليلة.

الجزء الأول. توليد الطاقة الكهربائية.

من أين تأتي الطاقة الكهربائية؟ تظهر هذه الطاقة من أنواع الطاقة الأخرى - الحرارية والميكانيكية والنووية والكيميائية وغيرها الكثير. في النطاق الصناعييتم توليد الكهرباء في محطات توليد الطاقة. ضع في اعتبارك فقط الأنواع الأكثر شيوعًا من محطات الطاقة.

1) محطات توليد الطاقة الحرارية. اليوم ، يمكن دمجها بفصل واحد - GRES (محطة توليد الطاقة في الولاية). بالطبع ، فقد هذا المصطلح اليوم معناه الأصلي ، لكنه لم يذهب إلى الأبد ، ولكنه بقي معنا.

تنقسم محطات الطاقة الحرارية إلى عدة أنواع فرعية:

أ)محطة توليد الطاقة التكثيف (CPP) هي محطة طاقة حرارية تنتج طاقة كهربائية فقط ؛ هذا النوع من محطات توليد الطاقة يدين باسمها لخصائص مبدأ التشغيل.

مبدأ التشغيل: يتم توفير الهواء والوقود (الغازي أو السائل أو الصلب) للغلاية عن طريق المضخات. اتضح أن خليط الوقود والهواء يحترق في فرن الغلاية ، ويطلق كمية كبيرة من الحرارة. في هذه الحالة ، يمر الماء عبر نظام الأنابيب الموجود داخل المرجل. تنتقل الحرارة المنبعثة إلى هذا الماء ، بينما ترتفع درجة حرارته وتغلي. يذهب البخار الذي يتم استقباله في الغلاية مرة أخرى إلى المرجل لتسخينه فوق نقطة غليان الماء (عند ضغط معين) ، ثم يدخل التوربينات البخارية عبر أنابيب البخار ، حيث يعمل البخار. مع تمدده ، تنخفض درجة حرارته وضغطه. وبالتالي ، يتم نقل الطاقة الكامنة للبخار إلى التوربين ، مما يعني أنه يتم تحويلها إلى طاقة حركية. يقوم التوربين بدوره بتحريك الدوار لمولد ثلاثي الطور ، والذي يقع على نفس عمود التوربين وينتج الطاقة.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على بعض عناصر IES.

توربينات البخار.

يدخل تدفق بخار الماء من خلال دوارات التوجيه الموجودة على الشفرات المنحنية والمثبتة حول محيط الدوار ، ويعمل عليها ، مما يؤدي إلى دوران الدوار. بين صفوف شفرات الكتف ، كما ترون ، هناك فجوات. هم هناك لأن هذا الدوار تمت إزالته من السكن. يتم أيضًا دمج صفوف من الشفرات في الجسم ، ولكنها ثابتة وتعمل على إنشاء الزاوية المرغوبة لحدوث البخار على الشفرات المتحركة.

تستخدم توربينات بخار التكثيف لتحويل أقصى جزء ممكن من حرارة البخار إلى عمل ميكانيكي. إنها تعمل مع إطلاق (عادم) بخار العادم في المكثف ، والذي يتم الحفاظ عليه تحت التفريغ.

يسمى التوربين والمولد الموجودان على نفس العمود بمولد توربيني. مولد ثلاث مراحلالتيار المتردد (آلة متزامنة).

إنها تتكون من:

مما يرفع الجهد إلى قيمة قياسية(35-110-220-330-500-750 كيلو فولت). في هذه الحالة ، ينخفض ​​التيار بشكل كبير (على سبيل المثال ، مع زيادة الجهد بمقدار مرتين ، ينخفض ​​التيار بمقدار 4 مرات) ، مما يجعل من الممكن نقل الطاقة عبر مسافات طويلة. وتجدر الإشارة إلى أنه عندما نتحدث عن فئة الجهد ، فإننا نعني الجهد الخطي (من الطور إلى الطور).

يتم تنظيم الطاقة النشطة التي ينتجها المولد عن طريق تغيير كمية الطاقة الحاملة ، مع تغيير التيار في لف الدوار. لزيادة الطاقة النشطة الناتجة ، من الضروري زيادة إمداد البخار إلى التوربين ، بينما سيزداد التيار في الملف الدوار. لا ينبغي أن ننسى أن المولد متزامن ، مما يعني أن تردده يساوي دائمًا تردد التيار في نظام الطاقة ، ولن يؤثر تغيير معلمات ناقل الطاقة على وتيرة دورانه.

بالإضافة إلى ذلك ، يولد المولد أيضًا طاقة تفاعلية. يمكن استخدامه لتنظيم جهد الخرج ضمن حدود صغيرة (أي أنه ليس الوسيلة الرئيسية لتنظيم الجهد في نظام الطاقة). إنه يعمل بهذه الطريقة. عندما يكون الملف الدوار متحمسًا للغاية ، أي عندما يرتفع الجهد على الجزء المتحرك عن القيمة الاسمية ، يتم توفير "فائض" القدرة التفاعلية لنظام الطاقة ، وعندما لا يتم تحفيز ملف الدوار ، يتم استهلاك الطاقة التفاعلية بواسطة المولد.

وهكذا ، في التيار المتناوبنحن نتحدث عن القوة الظاهرة (تقاس بالفولت أمبير - VA) ، والتي تساوي الجذر التربيعي لمجموع القوة النشطة (تقاس بالواط - W) والقوة التفاعلية (تقاس بالفولت أمبير التفاعلي - VAR).

يعمل الماء الموجود في الخزان على إزالة الحرارة من المكثف. ومع ذلك ، غالبًا ما تستخدم حمامات الرش لهذا الغرض.

أو أبراج التبريد. أبراج التبريد هي برج الشكل 8

أو مروحة الشكل 9

يتم ترتيب أبراج التبريد بنفس الطريقة تقريبًا كما هو الحال مع الاختلاف الوحيد الذي يتدفق فيه الماء إلى أسفل المشعات ، وينقل الحرارة إليها ، ويتم تبريدها بالفعل عن طريق الهواء القسري. في هذه الحالة ، يتبخر جزء من الماء ويُحمل بعيدًا في الغلاف الجوي.
كفاءة هذه المحطة لا تتجاوز 30٪.

ب) محطة توليد الكهرباء بالغاز.

في محطة توليد الطاقة التوربينية الغازية ، لا يتم تشغيل المولد التوربيني بالبخار ، ولكن بشكل مباشر بواسطة الغازات الناتجة عن احتراق الوقود. في هذه الحالة ، يمكنك فقط استخدام غاز طبيعي، وإلا فإن التوربينات ستخرج بسرعة من حالة الجمود بسبب تلوثها بمنتجات الاحتراق. الكفاءة عند الحمل الأقصى 25-33٪

يمكن الحصول على كفاءة أعلى بكثير (تصل إلى 60٪) من خلال الجمع بين دورات البخار والغاز. تسمى هذه التركيبات مصانع الدورة المركبة. بدلاً من الغلاية التقليدية ، لديهم غلاية تسخين مهدرة لا تحتوي على مواقد خاصة بها. يتلقى الحرارة من توربينات غاز العادم. في الوقت الحاضر ، يتم إدخال CCGTs بنشاط في حياتنا ، ولكن حتى الآن لا يوجد الكثير منها في روسيا.

في) الجمع بين محطات الحرارة والطاقة (أصبحت جزءًا لا يتجزأ من المدن الكبيرة لفترة طويلة جدًا).الشكل 11

يتم ترتيب CHPP هيكليًا كمحطة لتكثيف الطاقة (CPP). تكمن خصوصية هذا النوع من محطات الطاقة في أنه يمكن أن يولد في نفس الوقت طاقة حرارية وكهربائية. اعتمادًا على نوع التوربينات البخارية ، هناك طرق مختلفةشفط البخار ، والذي يسمح لك بأخذ البخار منه بمعايير مختلفة. في هذه الحالة ، يدخل جزء من البخار أو كل البخار (حسب نوع التوربين) إلى سخان الشبكة ، ويمنحه الحرارة ويتكثف هناك. تتيح لك توربينات التوليد المشترك للطاقة ضبط كمية البخار للاحتياجات الحرارية أو الصناعية ، مما يسمح لـ CHP بالعمل في أوضاع تحميل متعددة:

حراري - يعتمد توليد الطاقة الكهربائية كليًا على توليد البخار للاحتياجات الصناعية أو التدفئة.

كهربائي - الحمل الكهربائي مستقل عن الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تعمل CHP في وضع التكثيف الكامل. قد يكون هذا مطلوبًا ، على سبيل المثال ، في حالة النقص الحاد في الطاقة النشطة في الصيف. مثل هذا النظام غير مواتٍ لحزب الشعب الجمهوري ، لأنه تنخفض الكفاءة بشكل كبير.

يعد الإنتاج المتزامن للكهرباء والحرارة (التوليد المشترك) عملية مربحة يتم فيها زيادة كفاءة المحطة بشكل كبير. لذلك ، على سبيل المثال ، تبلغ الكفاءة المحسوبة لـ CPP 30٪ كحد أقصى ، وبالنسبة لـ CHP تبلغ حوالي 80٪. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التوليد المشترك للطاقة يجعل من الممكن تقليل الانبعاثات الحرارية الخاملة ، مما له تأثير إيجابي على بيئة المنطقة التي يقع فيها CHPP (مقارنة بما إذا كان هناك CPP بنفس السعة).

دعونا نلقي نظرة فاحصة على التوربينات البخارية.

تشمل توربينات التوليد المشترك للطاقة البخارية توربينات ذات:

الضغط الخلفي؛

شفط بخار قابل للتعديل

الاختيار والضغط الخلفي.

تعمل التوربينات ذات الضغط الخلفي مع عادم البخار ليس في المكثف ، كما هو الحال في IES ، ولكن في سخان الشبكة ، أي أن كل البخار الذي يمر عبر التوربين يذهب إلى احتياجات التدفئة. تصميم هذه التوربينات عيب كبير: يعتمد جدول الحمل الكهربائي كليًا على جدول الحمل الحراري ، أي أن هذه الأجهزة لا يمكن أن تشارك في التنظيم التشغيلي للتردد الحالي في نظام الطاقة.

في التوربينات ذات الاستخراج البخاري المتحكم به ، يتم استخراجه بالكمية المطلوبة في المراحل الوسيطة ، مع اختيار هذه المراحل لاستخراج البخار ، والتي تكون مناسبة في هذه الحالة. هذا النوع من التوربينات مستقل عن الحمل الحراري ويمكن تعديل تنظيم الطاقة النشطة الناتجة إلى حد أكبر مما هو عليه في محطة CHP ذات الضغط العكسي.

تجمع توربينات الاستخراج والضغط الخلفي بين وظائف النوعين الأولين من التوربينات.

توربينات التوليد المشترك للطاقة الحرارية ليست قادرة دائمًا على تغيير الحمل الحراري في فترة زمنية قصيرة. لتغطية ذروة الحمل ، وأحيانًا لزيادة الطاقة الكهربائيةعن طريق نقل التوربينات إلى وضع التكثيف ، يتم تركيب غلايات الماء الساخن القصوى في CHPP.

2) محطات الطاقة النووية.

يوجد حاليًا 3 أنواع من محطات المفاعلات في روسيا. يشبه المبدأ العام لعملهم تقريبًا تشغيل IES (في الأيام الخوالي ، كانت محطات الطاقة النووية تسمى GRES). الفرق الأساسي هو أن الطاقة الحرارية لا يتم الحصول عليها في غلايات الوقود الأحفوري ، ولكن في المفاعلات النووية.

فكر في النوعين الأكثر شيوعًا من المفاعلات في روسيا.

1) مفاعل RBMK.

السمة المميزة لهذا المفاعل هي أن بخار تدوير التوربين يتم إنتاجه مباشرة في قلب المفاعل.

RBMK الأساسية. الشكل 13

يتكون من أعمدة جرافيت رأسية بها ثقوب طولية ، مع أنابيب مصنوعة من سبائك الزركونيوم والفولاذ المقاوم للصدأ مدمجة فيها. يعمل الجرافيت كوسيط نيوتروني. جميع القنوات مقسمة إلى قنوات الوقود و CPS (نظام التحكم والحماية). لديهم دوائر تبريد مختلفة. يتم إدخال كاسيت (FA - تجميع الوقود) مع قضبان (TVEL - عنصر الوقود) في قنوات الوقود ، والتي يوجد بداخلها كريات اليورانيوم في غلاف مغلق. من الواضح أنهم يتلقون منهم طاقة حرارية ، والتي يتم نقلها إلى ناقل حراري يدور باستمرار من الأسفل إلى الأعلى تحت ضغط عالٍ - عادي ، ولكن يتم تنقيته جيدًا من الشوائب ، الماء.

يتبخر الماء ، الذي يمر عبر قنوات الوقود ، جزئيًا ، ويتدفق خليط البخار والماء من جميع قنوات الوقود الفردية إلى أسطوانتين فاصلتين ، حيث يتم فصل (فصل) البخار عن الماء. يدخل الماء مرة أخرى إلى المفاعل بمساعدة مضخات الدوران (من إجمالي 4 مضخات في كل حلقة) ، ويمر البخار عبر أنابيب البخار إلى توربينين. ثم يتكثف البخار في المكثف ، ويتحول إلى ماء ، ويعود إلى المفاعل.

يتم التحكم في الطاقة الحرارية للمفاعل فقط بواسطة قضبان امتصاص النيوترونات التي تتحرك في قنوات CPS. تنتقل مياه تبريد هذه القنوات من أعلى إلى أسفل.

كما ترون ، لم أذكر مطلقًا وعاء المفاعل بعد. الحقيقة هي أن RBMK ليس لديها بدن. المنطقة النشطة ، التي أخبرتك عنها للتو ، موضوعة في عمود خرساني ، وفوقها مغلق بغطاء يزن 2000 طن.

يوضح الشكل الحماية البيولوجية العلوية للمفاعل. لكن لا ينبغي أن تتوقع أنه من خلال رفع إحدى الكتل ، يمكنك رؤية الفتحة ذات اللون الأصفر والأخضر للمنطقة النشطة ، لا. يقع الغطاء نفسه في مكان أقل بكثير ، وفوقه ، في المساحة حتى أعلى الحماية البيولوجية ، توجد فجوة في قنوات الاتصال وقضبان الامتصاص التي تمت إزالتها تمامًا.

يتم ترك مسافة بين أعمدة الجرافيت لـ التمدد الحراريالجرافيت. خليط من غازات النيتروجين والهيليوم يدور في هذا الفضاء. وفقًا لتكوينها ، يتم الحكم على ضيق قنوات الوقود. تم تصميم قلب RBMK بحيث لا يكسر أكثر من 5 قنوات ، إذا تم إزالة المزيد من الضغط ، فسيتم إزالة غطاء المفاعل وسيتم فتح القنوات المتبقية. سيؤدي تطور الأحداث هذا إلى تكرار مأساة تشيرنوبيل (لا أقصد هنا كارثة من صنع الإنسانوعواقبه).

ضع في اعتبارك مزايا RBMK:

- بفضل تنظيم الطاقة الحرارية لكل قناة على حدة ، من الممكن تغيير مجموعات الوقود دون إيقاف المفاعل. كل يوم ، عادة ، يغيرون عدة تجمعات.

—ضغط منخفض في MPC (متعدد تداول قسري) ، مما يساهم في مسار أكثر اعتدالًا للحوادث المرتبطة بخفض ضغطه.

- عدم وجود وعاء ضغط للمفاعل يصعب تصنيعه.

ضع في اعتبارك سلبيات RBMK:

- أثناء التشغيل ، تم العثور على العديد من الحسابات الخاطئة في هندسة النواة ، والتي لا يمكن التخلص منها تمامًا في وحدات الطاقة العاملة للجيل الأول والثاني (لينينغراد ، كورسك ، تشيرنوبيل ، سمولينسك). وحدات الطاقة RBMK من الجيل الثالث (وهي الوحيدة - في وحدة الطاقة الثالثة في Smolensk NPP) خالية من أوجه القصور هذه.

- مفاعل الحلقة الواحدة. أي أن التوربينات تدور بالبخار الذي يتم الحصول عليه مباشرة في المفاعل. هذا يعني أنه يحتوي على مكونات مشعة. عندما يتم خفض ضغط التوربينات (وهذا حدث في محطة تشيرنوبيل للطاقة النوويةفي عام 1993) سيكون إصلاحه معقدًا للغاية ، وربما مستحيلًا.

- يتم تحديد عمر خدمة المفاعل من خلال العمر التشغيلي للجرافيت (30-40 سنة). ثم يأتي تدهورها ، ويتجلى في انتفاخها. تسبب هذه العملية بالفعل قلقًا خطيرًا في أقدم وحدة طاقة RBMK Leningrad-1 ، التي تم بناؤها في عام 1973 (عمرها 39 عامًا بالفعل). الطريقة الأكثر ترجيحًا للخروج من الموقف هي إسكات العدد التاسع من القنوات لتقليل التمدد الحراري للجرافيت.

- وسيط الجرافيت مادة قابلة للاحتراق.

- بسبب كثرة العدد وقف الصمامات، يصعب إدارة المفاعل.

- في الجيلين الأول والثاني ، هناك عدم استقرار عند العمل بقدرة منخفضة.

بشكل عام ، يمكننا القول أن RBMK هو مفاعل جيد لوقته. في الوقت الحاضر ، تم اتخاذ قرار بعدم بناء وحدات طاقة مع هذا النوع من المفاعلات.

2) مفاعل VVER.

يتم حاليًا استبدال RBMK بـ VVER. لها مزايا كبيرة على RBMK.

تقع المنطقة النشطة بالكامل في علبة قوية جدًا ، يتم تصنيعها في المصنع ويتم إحضارها بالسكك الحديدية ، وبعد ذلك بواسطة السيارةإلى وحدة الطاقة قيد الإنشاء بشكل كامل. الوسيط هو ماء نقيتحت الضغط. يتكون المفاعل من دائرتين: يبرد ماء الدائرة الأولية تحت ضغط عالٍ تجمعات الوقود ، وينقل الحرارة إلى الدائرة الثانية باستخدام مولد بخار (يعمل كمبادل حراري بين دائرتين معزولتين). في ذلك ، يغلي ماء الدائرة الثانية ، ويتحول إلى بخار ويذهب إلى التوربين. في الدائرة الأولية ، لا يغلي الماء لأنه تحت ضغط عالٍ جدًا. يتكثف بخار العادم في المكثف ويعود إلى مولد البخار. يتميز مخطط الدائرتين بمزايا كبيرة مقارنة بالدائرة الواحدة:

البخار المتجه إلى التوربين ليس مشعًا.

يمكن التحكم في قوة المفاعل ليس فقط بواسطة قضبان الامتصاص ، ولكن أيضًا بواسطة المحلول حمض البوريك، مما يجعل المفاعل أكثر استقرارًا.

تقع عناصر الدائرة الأولية بالقرب من بعضها البعض ، بحيث يمكن وضعها في حاوية مشتركة. في حالة حدوث فواصل في الدائرة الأولية ، تدخل العناصر المشعة الاحتواء ولن يتم إطلاقها في البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاحتواء يحمي المفاعل من التأثيرات الخارجية (على سبيل المثال ، من سقوط طائرة صغيرة أو انفجار خارج محيط المحطة).

ليس من الصعب إدارة المفاعل.

هناك أيضًا عيوب:

- على عكس RBMK ، لا يمكن تغيير الوقود أثناء تشغيل المفاعل ، لأن يقع في مبنى مشترك ، وليس في قنوات منفصلة ، كما هو الحال في RBMK. عادة ما يتزامن وقت إعادة تحميل الوقود مع الوقت الإصلاح الحالي، مما يقلل من تأثير هذا العامل على ICF (عامل استخدام السعة المثبتة).

- الدائرة الأولية تحت ضغط مرتفع ، مما قد يتسبب في وقوع حادث خفض ضغط أكبر من RBMK.

- يصعب نقل وعاء المفاعل من المصنع إلى موقع بناء محطة الطاقة النووية.

حسنًا ، لقد درسنا عمل محطات الطاقة الحرارية ، والآن سننظر في العمل

مبدأ تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية بسيط للغاية. توفر سلسلة من الهياكل الهيدروليكية الضغط اللازم لتدفق المياه إلى شفرات التوربينات الهيدروليكية ، والتي تعمل على تشغيل المولدات التي تولد الكهرباء.

يتشكل ضغط الماء الضروري من خلال بناء السد ، ونتيجة لتركيز النهر في مكان معين ، أو بالاشتقاق - التدفق الطبيعي للمياه. في بعض الحالات ، يتم استخدام كل من السد والاشتقاق معًا للحصول على ضغط الماء اللازم. تتمتع HPPs بمرونة عالية جدًا في الطاقة المولدة ، فضلاً عن التكلفة المنخفضة للكهرباء المولدة. أدت هذه الميزة لمحطة الطاقة الكهرومائية إلى إنشاء نوع آخر من محطات الطاقة - محطة طاقة التخزين التي يتم ضخها. هذه المحطات قادرة على تجميع الكهرباء المتولدة واستخدامها في أوقات الذروة. مبدأ تشغيل محطات الطاقة هذه على النحو التالي: خلال فترات معينة (عادة في الليل) ، تعمل الوحدات الكهرومائية HPP كمضخات ، وتستهلك الطاقة الكهربائية من نظام الطاقة ، وتضخ المياه في أحواض السباحة العلوية المجهزة بشكل خاص. عندما يكون هناك طلب (أثناء ذروة الحمل) ، يدخل الماء الناتج عنهم في خط أنابيب الضغط ويدفع التوربينات. تؤدي PSPPs وظيفة مهمة للغاية في نظام الطاقة (التحكم في التردد) ، لكنها لا تستخدم على نطاق واسع في بلدنا ، لأن. ونتيجة لذلك ، فإنهم يستهلكون طاقة أكثر مما يعطون. أي محطة من هذا النوع غير مربحة للمالك. على سبيل المثال ، في Zagorskaya PSP ، تبلغ قوة المولدات المائية في وضع المولد 1200 ميجاوات ، وفي وضع المضخة - 1320 ميجاوات. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من المحطات في أفضل طريقة ممكنةمناسبة لزيادة أو نقصان سريع في الطاقة المولدة ، لذلك من المفيد بناؤها بالقرب من محطات الطاقة النووية ، على سبيل المثال ، حيث تعمل الأخيرة في الوضع الأساسي.

لقد نظرنا في كيفية إنتاج الطاقة الكهربائية. حان الوقت لطرح سؤال جاد على نفسك: "وما نوع المحطة التي تناسب الجميع المتطلبات الحديثةمن حيث الموثوقية والملاءمة البيئية ، وإلى جانب ذلك ، ستختلف أيضًا في التكلفة المنخفضة للطاقة؟ " سيجيب الجميع على هذا السؤال بشكل مختلف. ها هي قائمة "الأفضل على الإطلاق".

1) CHPP على الغاز الطبيعي. إن كفاءة مثل هذه المحطات عالية جدًا ، كما أن تكلفة الوقود مرتفعة أيضًا ، ولكن الغاز الطبيعي من أنظف أنواع الوقود ، وهذا مهم جدًا لبيئة المدينة ، داخل حدودها الحرارية. عادة ما توجد محطات الطاقة.

2) HPP و PSP. المزايا التي تتفوق عليها المحطات الحرارية واضحة ، لأن هذا النوع من النباتات لا يلوث الغلاف الجوي وينتج الطاقة "الأرخص" ، والتي تعد ، بالإضافة إلى ذلك ، موردًا متجددًا.

3) CCGT على الغاز الطبيعي. معظم كفاءة عاليةبين المحطات الحرارية ، بالإضافة إلى كمية صغيرة من الوقود المستهلك ، سيحل جزئيًا مشكلة التلوث الحراري للمحيط الحيوي والاحتياطيات المحدودة من الوقود الأحفوري.

4) NPP. في التشغيل العادي ، تنبعث من محطة الطاقة النووية مواد مشعة أقل بمقدار 3-5 مرات من محطة حراريةبنفس السعة ، لذلك فإن الاستبدال الجزئي لمحطات الطاقة الحرارية بمحطات الطاقة النووية له ما يبرره تمامًا.

5) GRES. حاليًا ، تستخدم هذه المحطات الغاز الطبيعي كوقود. هذا لا معنى له على الإطلاق ، لأنه بنفس النجاح يمكن استخدام الغاز البترولي المصاحب (APG) أو حرق الفحم في أفران محطة توليد الكهرباء في الولاية ، والتي تعد احتياطياتها ضخمة مقارنة باحتياطيات الغاز الطبيعي.

هذا يختتم الجزء الأول من المقال.

المواد المعدة:
طالب في مجموعة ES-11b SWGU Agibalov Sergey.