مبدأ تشغيل محطة الطاقة النووية. ترى ما هي "محطة الطاقة الحرارية" في القواميس الأخرى

تعريف

برج التبريد

صفات

تصنيف

محطة مشتركة للحرارة والكهرباء

جهاز ميني-CHP

الغرض من حزب الشعب الجمهوري المصغر

استخدام الحرارة من مصغرة CHP

الوقود لمصغرة CHP

Mini-CHP والبيئة

محرك توربيني غازي

مصنع الدورة المركبة

مبدأ التشغيل

مزايا

الانتشار

محطة توليد الطاقة التكثيف

قصة

مبدأ التشغيل

الأنظمة الأساسية

التأثير في بيئة

الوضع الحالي

فيرخنيتاجيلسكايا غريس

كاشيرسكايا غريس

بسكوفسكايا غريس

محطة كهرباء منطقة ستافروبول

سمولينسكايا غريس

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

المكونات الرئيسية لمحطة الطاقة الحرارية هي:

المحركات - وحدات الطاقة محطة توليد الطاقة الحرارية

مولدات كهربائية

المبادلات الحرارية TPP - محطات الطاقة الحرارية

أبراج التبريد.

برج التبريد

برج التبريد (الألمانية gradieren - لتغليظ المحلول الملحي؛ في الأصل كانت أبراج التبريد تستخدم لاستخراج الملح عن طريق التبخر) هو جهاز لتبريد كمية كبيرة من الماء مع تدفق مباشر للهواء الجوي. أحيانًا تسمى أبراج التبريد أيضًا بأبراج التبريد.

حاليًا، تُستخدم أبراج التبريد بشكل أساسي في تعميم أنظمة إمداد المياه لمبادلات الحرارة المبردة (عادةً في محطات الطاقة الحرارية، ومحطات CHP). في هندسة مدنيةتستخدم أبراج التبريد في تكييف الهواء، على سبيل المثال، لتبريد المكثفات في وحدات التبريد، وتبريد مولدات الطاقة في حالات الطوارئ. في الصناعة، تُستخدم أبراج التبريد لتبريد آلات التبريد، وآلات قولبة البلاستيك، والتنقية الكيميائية للمواد.

يحدث التبريد بسبب تبخر جزء من الماء عندما يتدفق 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 المسطحات المائية الكبيرة (البحيرات والبحار) للتبريد. بالإضافة إلى ذلك، طريقة التبريد هذه صديقة للبيئة أكثر.

البديل البسيط والرخيص لأبراج التبريد هو أحواض الرش، 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 معايير التصميم الرئيسية لأبراج التبريد من خلال الحسابات الفنية والاقتصادية اعتمادًا على حجم ودرجة حرارة الماء المبرد والمعلمات الجوية (درجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك) في موقع التثبيت.

استخدام أبراج التبريد في وقت الشتاءيمكن أن يكون خطيرًا، خاصة في المناخات القاسية، بسبب احتمالية تجميد برج التبريد. يحدث هذا غالبًا في المكان الذي يتلامس فيه الهواء البارد مع كمية صغيرة ماء دافئ. لمنع تجميد برج التبريد، وبالتالي فشله، من الضروري ضمان التوزيع الموحد للمياه المبردة على سطح الرشاش ومراقبة نفس كثافة الري في المناطق الفردية لبرج التبريد. غالبًا ما تكون مراوح المنفاخ عرضة للتجمد بسبب الاستخدام غير السليم لبرج التبريد.

تصنيف

اعتمادا على نوع الرشاش فإن أبراج التبريد هي:

فيلم؛

تقطر؛

دفقة؛

بواسطة طريقة العرض الجوي:

تهوية (يتم إنشاء الدفع بواسطة مروحة) ؛

البرج (يتم إنشاء التوجه باستخدام برج العادم العالي)؛

مفتوح (الغلاف الجوي)، باستخدام قوة الرياح والحمل الحراري الطبيعي أثناء تحرك الهواء عبر الرشاش.

تعتبر أبراج التبريد بالمروحة هي الأكثر فعالية من وجهة نظر فنية، حيث أنها توفر تبريد مياه أعمق وأعلى جودة ويمكنها تحمل أحمال حرارية كبيرة محددة (ومع ذلك، فهي تتطلب التكاليفالطاقة الكهربائية لتشغيل المراوح).

أنواع

محطات توليد الطاقة التوربينية الغلاية

محطات توليد الطاقة التكثيفية (GRES)

محطات الحرارة والطاقة المشتركة (محطات توليد الطاقة المشتركة، محطات الحرارة والطاقة المشتركة)

محطات توليد الطاقة التوربينية الغازية

محطات توليد الطاقة المعتمدة على محطات الغاز ذات الدورة المركبة

محطات توليد الطاقة تعتمد على المحركات المكبسية

اشتعال الضغط (الديزل)

اشتعلت شرارة

الدورة المركبة

محطة مشتركة للحرارة والكهرباء

محطة الحرارة والطاقة المجمعة (CHP) هي نوع من محطات الطاقة الحرارية التي لا تنتج الكهرباء فحسب، ولكنها أيضًا مصدر للطاقة الحرارية في أنظمة الإمداد الحراري المركزية (في شكل بخار و الماء الساخن، بما في ذلك توفير إمدادات المياه الساخنة وتدفئة المرافق السكنية والصناعية). كقاعدة عامة، يجب أن تعمل محطة الطاقة الحرارية وفق جدول تسخين، أي أن إنتاج الطاقة الكهربائية يعتمد على إنتاج الطاقة الحرارية.

عند وضع محطة للطاقة الحرارية، يؤخذ في الاعتبار القرب من مستهلكي الحرارة في شكل الماء الساخن والبخار.

ميني-CHP

Mini-CHP عبارة عن محطة صغيرة مدمجة للحرارة والكهرباء.

جهاز ميني-CHP

محطات توليد الطاقة الحرارية الصغيرة هي محطات طاقة حرارية تستخدم للإنتاج المشترك للطاقة الكهربائية والحرارية في وحدات بسعة وحدة تصل إلى 25 ميجاوات، بغض النظر عن نوع المعدات. حاليًا، تُستخدم التركيبات التالية على نطاق واسع في هندسة الطاقة الحرارية الأجنبية والمحلية: توربينات البخار ذات الضغط الخلفي، وتوربينات البخار التكثيفية مع استخلاص البخار، ووحدات توربينات الغاز مع استعادة الماء أو البخار للطاقة الحرارية، ومكبس الغاز، ووحدات الديزل والغاز والديزل. مع استعادة الطاقة الحرارية أنظمة مختلفةهذه الوحدات. يُستخدم مصطلح محطات التوليد المشترك كمرادف لمصطلحي mini-CHP وCHP، ولكنه يحمل معنى أوسع، لأنه يعني الإنتاج المشترك (المشترك، التوليد - الإنتاج) لمختلف المنتجات، والتي يمكن أن تكون كهربائية وحرارية. الطاقة، وغيرها من المنتجات، مثل الطاقة الحرارية وثاني أكسيد الكربون، الطاقة الكهربائيةوفي الواقع، فإن مصطلح التوليد الثلاثي، الذي يعني إنتاج الكهرباء والطاقة الحرارية والبرودة، هو أيضًا حالة خاصة من التوليد المشترك للطاقة. من السمات المميزة لـ Mini-CHP الاستخدام الأكثر اقتصادا للوقود لأنواع الطاقة المنتجة مقارنة بالطرق المنفصلة التقليدية لإنتاجها. هذا بسبب الحقيقة بأن كهرباءعلى الصعيد الوطني، يتم إنتاجه بشكل رئيسي في دورات التكثيف لمحطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية، والتي تبلغ كفاءتها الكهربائية 30-35٪ في غياب الطاقة الحرارية. المستحوذ. في الواقع، يتم تحديد هذا الوضع من خلال النسبة الحالية للأحمال الكهربائية والحرارية المستوطناتواختلاف طبيعة تغيرها على مدار العام، وكذلك عدم القدرة على نقل الطاقة الحرارية لمسافات طويلة، على عكس الطاقة الكهربائية.

تشتمل وحدة CHP الصغيرة على مكبس غاز أو توربين غاز أو محرك ديزل ومولد كهرباء، مبادل حراري لاستعادة الحرارة من الماء أثناء تبريد المحرك والزيت وغازات العادم. عادة ما يتم إضافة غلاية الماء الساخن إلى وحدة CHP الصغيرة للتعويض عن الحمل الحراري في أوقات الذروة.

الغرض من حزب الشعب الجمهوري المصغر

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

مفهوم بناء CHP صغير على مقربة من إلى المستحوذلديها عدد من المزايا (مقارنة بمحطات الطاقة الحرارية الكبيرة):

يسمح لك بتجنب نفقاتعلى بناء مزايا جديرة بالاهتمام وخطيرة خطوط الجهد العاليخطوط نقل الطاقة (خطوط الكهرباء)؛

يتم القضاء على الخسائر أثناء نقل الطاقة.

ليست هناك حاجة لتكاليف مالية للتنفيذ المواصفات الفنيةللاتصال بالشبكات

إمدادات الطاقة المركزية

إمدادات الكهرباء دون انقطاع للمشتري؛

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

ربما تحقيق الربح.

في العالم الحديثيكتسب بناء Mini-CHP زخمًا، والمزايا واضحة.

استخدام الحرارة من مصغرة CHP

جزء كبير من طاقة احتراق الوقود أثناء توليد الكهرباء هو الطاقة الحرارية.

هناك خيارات لاستخدام الحرارة:

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

إمدادات الماء الساخن (DHW)، التدفئة، الاحتياجات التكنولوجية (البخار)؛

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

يتم توليد البرد بواسطة آلة تبريد امتصاصية لا تستهلك طاقة كهربائية، بل طاقة حرارية، مما يجعل من الممكن استخدام الحرارة بكفاءة عالية في الصيف لتكييف الهواء أو لتلبية الاحتياجات التكنولوجية؛

الوقود لمصغرة CHP

أنواع الوقود المستخدم

الغاز: التيار الكهربائي، غاز طبيعيالغازات المسالة وغيرها من الغازات القابلة للاشتعال؛

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

الوقود الصلب: الفحم والخشب والجفت وأنواع الوقود الحيوي الأخرى.

الوقود الأكثر كفاءة وغير مكلفة في الاتحاد الروسيهو الرئيسي غاز طبيعيوكذلك الغاز المصاحب.

Mini-CHP والبيئة

استخدام الحرارة المهدرة من محركات محطات توليد الطاقة لأغراض عملية سمة مميزة mini-CHP ويسمى التوليد المشترك للطاقة (التدفئة).

يساهم الإنتاج المشترك لنوعين من الطاقة في محطات توليد الطاقة الحرارية الصغيرة في استخدام الوقود بشكل أكثر صداقة للبيئة مقارنة بالتوليد المنفصل للكهرباء والطاقة الحرارية في محطات الغلايات.

من خلال استبدال غرف الغلايات التي تستخدم الوقود بشكل غير عقلاني وتلوث الغلاف الجوي للمدن والبلدات، تساهم محطات توليد الطاقة الحرارية الصغيرة ليس فقط في توفير الوقود بشكل كبير، ولكن أيضًا في زيادة نظافة حوض الهواء وتحسين الحالة البيئية العامة.

مصدر الطاقة لمكبس الغاز وتوربينات الغاز الصغيرة عادة ما يكون . الغاز الطبيعي أو المصاحب، الوقود العضوي الذي لا يلوث الجو بالانبعاثات الصلبة

محرك توربيني غازي

المحرك التوربيني الغازي (GTE, TRD) هو محرك حراري يتم فيه ضغط الغاز وتسخينه، ومن ثم يتم تحويل طاقة الغاز المضغوط والمسخن إلى طاقة ميكانيكية عملعلى رمح التوربينات الغازية. على عكس المحرك المكبس، في محرك توربيني الغاز العملياتتحدث في تدفق الغاز المتحرك.

يدخل الهواء الجوي المضغوط من الضاغط إلى غرفة الاحتراق، ويتم توفير الوقود هناك، والذي عند حرقه يشكل كمية كبيرة من منتجات الاحتراق تحت ضغط مرتفع. ثم، في التوربينات الغازية، يتم تحويل طاقة غازات الاحتراق إلى طاقة ميكانيكية عملبسبب دوران الشفرات بواسطة نفث الغاز، حيث يتم إنفاق جزء منه على ضغط الهواء الموجود في الضاغط. يتم نقل بقية العمل إلى الوحدة المدفوعة. العمل الذي تستهلكه هذه الوحدة هو عمل مفيد GTD. تتمتع المحركات التوربينية الغازية بأعلى كثافة طاقة بين محركات الاحتراق الداخلي، حيث تصل إلى 6 كيلو واط/كجم.

يحتوي أبسط محرك توربيني غازي على توربين واحد فقط، يقوم بتشغيل الضاغط وفي نفس الوقت يعد مصدرًا للطاقة المفيدة. وهذا يفرض قيودًا على أوضاع تشغيل المحرك.

في بعض الأحيان يكون المحرك متعدد الأعمدة. في هذه الحالة، هناك العديد من التوربينات المتسلسلة، كل واحدة منها تحرك عمودها الخاص. عنفة ضغط مرتفع(الأول بعد غرفة الاحتراق) يقوم دائمًا بتشغيل ضاغط المحرك، ويمكن للمحرك اللاحق دفع كل من الحمل الخارجي (مروحية أو مراوح سفينة، ومولدات كهربائية قوية، وما إلى ذلك) و ضواغط إضافيةالمحرك نفسه يقع أمام المحرك الرئيسي.

تتمثل ميزة المحرك متعدد الأعمدة في أن كل توربين يعمل بالسرعة والحمل الأمثل ميزةالحمل المدفوع من عمود محرك أحادي العمود، فإن تسارع المحرك، أي القدرة على الدوران بسرعة، سيكون ضعيفًا للغاية، حيث يحتاج التوربين إلى توفير الطاقة لتزويد المحرك بكمية كبيرة من الهواء ( الطاقة محدودة بكمية الهواء) ولتسريع الحمل. بفضل التصميم ثنائي العمود، يتم تشغيل الدوار خفيف الوزن عالي الضغط بسرعة، مما يوفر للمحرك الهواء والتوربين ضغط منخفضكمية كبيرة من الغازات للتسارع. من الممكن أيضًا استخدام بداية أقل قوة للتسارع عند بدء تشغيل الدوار عالي الضغط فقط.

مصنع الدورة المركبة

محطة الدورة المركبة هي محطة توليد الكهرباء المستخدمة لإنتاج الحرارة والكهرباء. وهي تختلف عن محطات الطاقة البخارية وتوربينات الغاز في كفاءتها المتزايدة.

مبدأ التشغيل

تتكون محطة الدورة المركبة من وحدتين منفصلتين: الطاقة البخارية والتوربينات الغازية. في وحدة توربينات الغاز، يتم تدوير التوربين بواسطة المنتجات الغازية لاحتراق الوقود. يمكن أن يكون الوقود إما الغاز الطبيعي أو المنتجات البترولية. صناعة (زيت الوقود، ديزل). على نفس العمود مع التوربين يوجد مولد أول، والذي، بسبب دوران الدوار، يولد كهرباء. تمر منتجات الاحتراق عبر التوربينات الغازية بجزء فقط من طاقتها ولا تزال درجة حرارتها مرتفعة عند الخروج من التوربينات الغازية. ومن مخرج توربين الغاز، تدخل منتجات الاحتراق إلى محطة توليد الطاقة البخارية، ومراجل الحرارة المهدرة، حيث يتم تسخين الماء وبخار الماء الناتج. درجة حرارة منتجات الاحتراق كافية لجلب البخار إلى الحالة اللازمة للاستخدام في التوربينات البخارية (درجة حرارة غاز المداخن التي تبلغ حوالي 500 درجة مئوية تسمح للمرء بالحصول على بخار شديد السخونة عند ضغط يبلغ حوالي 100 ضغط جوي). يقوم التوربين البخاري بتشغيل مولد كهربائي ثانٍ.

مزايا

تبلغ الكفاءة الكهربائية لمحطات الدورة المركبة حوالي 51-58%، بينما تتقلب في محطات الطاقة البخارية أو محطات توربينات الغاز التي تعمل بشكل منفصل حوالي 35-38%. وهذا لا يقلل من استهلاك الوقود فحسب، بل يقلل أيضًا من انبعاثات الغازات الدفيئة.

وبما أن محطة الدورة المركبة تستخرج الحرارة من منتجات الاحتراق بشكل أكثر كفاءة، فمن الممكن حرق الوقود بمعدلات أعلى درجات حرارة عاليةونتيجة لذلك، فإن مستوى انبعاثات أكسيد النيتروجين في الغلاف الجوي أقل من مستوى الأنواع الأخرى من المنشآت.

تكلفة الإنتاج منخفضة نسبيا.

الانتشار

على الرغم من أن مزايا دورة البخار والغاز قد تم إثباتها لأول مرة في الخمسينيات من قبل الأكاديمي السوفيتي خريستيانوفيتش، إلا أن هذا النوع من منشآت توليد الطاقة لم يكن مستخدمًا على نطاق واسع. الاتحاد الروسيتطبيق واسع. تم بناء العديد من وحدات CCGT التجريبية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. ومن الأمثلة على ذلك وحدات الطاقة بقدرة 170 ميجاوات في محطة Nevinnomysskaya GRES و250 ميجاوات في محطة مولدافسكايا GRES. في السنوات الاخيرةالخامس الاتحاد الروسيتم تشغيل عدد من وحدات الطاقة القوية ذات الدورة المركبة. فيما بينها:

وحدتان للطاقة قدرة كل منهما 450 ميجاوات في محطة الطاقة الحرارية الشمالية الغربية في سانت بطرسبرغ؛

وحدة طاقة واحدة بقدرة 450 ميجاوات في محطة كالينينغراد CHPP-2؛

وحدة CCGT واحدة بقدرة 220 ميجاوات في Tyumen CHPP-1؛

وحدتان CCGT بقدرة 450 ميجاوات في CHPP-27 ووحدة CCPP واحدة في CHPP-21 في موسكو؛

وحدة CCGT واحدة بقدرة 325 ميجاوات في إيفانوفسكايا GRES؛

وحدتان للطاقة بقدرة 39 ميجاوات لكل منهما في سوتشي TPP

اعتبارًا من سبتمبر 2008، كانت العديد من محطات CCPP في مراحل مختلفة من التصميم أو البناء في الاتحاد الروسي.

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

محطة توليد الطاقة التكثيف

محطة طاقة التكثيف (CPP) هي محطة طاقة حرارية تنتج الطاقة الكهربائية فقط. تاريخياً، حصلت على اسم "GRES" - محطة كهرباء منطقة الولاية. بمرور الوقت، فقد مصطلح "GRES" معناه الأصلي ("المنطقة") ويعني بالمعنى الحديث، كقاعدة عامة، محطة طاقة تكثيف عالية السعة (CPP) (آلاف ميجاوات)، تعمل في الطاقة الموحدة النظام جنبا إلى جنب مع محطات الطاقة الكبيرة الأخرى. ومع ذلك، ينبغي الأخذ في الاعتبار أنه ليست كل المحطات التي تحمل اختصار "GRES" في أسمائها هي محطات تكثيف، فبعضها يعمل كمحطات مشتركة للحرارة والطاقة.

قصة

تم بناء أول GRES Elektroperedacha، اليوم GRES-3، بالقرب من موسكو في Elektrogorsk في 1912-1914. بمبادرة من المهندس آر إي كلاسون. الوقود الرئيسي هو الخث، والطاقة 15 ميغاواط. في عشرينيات القرن العشرين، نصت خطة GOELRO على بناء العديد من محطات الطاقة الحرارية، من بينها محطة توليد الكهرباء في منطقة كاشيرسكايا الحكومية الأكثر شهرة.

مبدأ التشغيل

الماء، الذي يتم تسخينه في غلاية بخارية إلى حالة البخار شديد السخونة (520-565 درجة مئوية)، يقوم بتدوير توربين بخاري يدفع المولد التوربيني.

يتم إطلاق الحرارة الزائدة في الغلاف الجوي (المسطحات المائية القريبة) من خلال وحدات التكثيف، على عكس محطات توليد الطاقة المشتركة، التي تطلق الحرارة الزائدة لتلبية احتياجات الأجسام القريبة (على سبيل المثال، تدفئة المنازل).

تعمل محطة توليد الطاقة بالتكثيف عادةً وفقًا لدورة رانكين.

الأنظمة الأساسية

IES هو مجمع طاقة معقد يتكون من المباني والهياكل والطاقة وغيرها من المعدات وخطوط الأنابيب والتجهيزات والأجهزة والأتمتة. أنظمة IES الرئيسية هي:

مصنع الغلايات

محطة التوربينات البخارية

اقتصاد الوقود؛

نظام لإزالة الرماد والخبث، وتنقية غاز المداخن؛

الجزء الكهربائي

إمدادات المياه الفنية (لإزالة الحرارة الزائدة)؛

نظام التنظيف الكيميائي ومعالجة المياه.

عند تصميم وبناء CES، تقع أنظمتها في مباني وهياكل المجمع، في المقام الأول في المبنى الرئيسي. عند تشغيل IES، عادة ما يتم توحيد الموظفين الذين يديرون الأنظمة في ورش العمل (توربينات الغلايات، والكهرباء، وإمدادات الوقود، ومعالجة المياه الكيميائية، والأتمتة الحرارية، وما إلى ذلك).

يقع مصنع الغلايات في غرفة الغلايات بالمبنى الرئيسي. في المناطق الجنوبية من الاتحاد الروسي، قد يكون تركيب الغلاية مفتوحا، أي بدون جدران وسقف. يتكون التركيب من غلايات البخار (مولدات البخار) وخطوط أنابيب البخار. يتم نقل البخار من الغلايات إلى التوربينات من خلال خطوط البخار الحية. كقاعدة عامة، لا يتم توصيل خطوط البخار للغلايات المختلفة عن طريق وصلات متقاطعة. يسمى هذا النوع من المخططات مخطط "الكتلة".

تقع وحدة التوربينات البخارية في غرفة الآلة وفي حجرة نزع الهواء (مخزن مزيل الهواء) بالمبنى الرئيسي. ويشمل:

توربينات بخارية مزودة بمولد كهربائي على نفس العمود؛

مكثف يتم فيه تكثيف البخار الذي يمر عبر التوربين ليشكل الماء (المكثف) ؛

مضخات المكثفات والتغذية التي تضمن عودة المكثفات (مياه التغذية) إلى غلايات البخار؛

السخانات الاسترجاعية ذات الضغط المنخفض والعالي (LHP وPHH) - مبادلات حرارية يتم فيها تسخين مياه التغذية عن طريق استخراج البخار من التوربينات؛

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

خطوط الأنابيب والأنظمة المساعدة.

يتميز الاقتصاد في استهلاك الوقود بتركيبة مختلفة اعتمادًا على الوقود الرئيسي الذي تم تصميم IES من أجله. بالنسبة لمحطات الطاقة الكهرومغناطيسية التي تعمل بالفحم، يشمل الاقتصاد في استهلاك الوقود ما يلي:

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

جهاز التفريغ (عادة شاحنة قلابة للسيارة) ؛

مستودع الفحم الذي تتم خدمته بواسطة رافعة أو آلة إعادة تحميل خاصة؛

مصنع تكسير للطحن الأولي للفحم.

ناقلات لنقل الفحم.

أنظمة الشفط والحجب والأنظمة المساعدة الأخرى؛

نظام تحضير الغبار، بما في ذلك مطاحن الفحم ذات الكرة أو الأسطوانة أو المطرقة.

يقع نظام تحضير الغبار، وكذلك مستودعات الفحم، في حجرة نزع الهواء من المخبأ بالمبنى الرئيسي، وتقع أجهزة إمداد الوقود المتبقية خارج المبنى الرئيسي. في بعض الأحيان، يتم إنشاء محطة غبار مركزية. تم تصميم مستودع الفحم لمدة 7-30 يومًا من التشغيل المستمر لـ IES. بعض أجهزة إمداد الوقود زائدة عن الحاجة.

يعد الاقتصاد في استهلاك الوقود في IES باستخدام الغاز الطبيعي هو الأبسط: فهو يشمل نقطة توزيع الغاز وخطوط أنابيب الغاز. ومع ذلك، في محطات الطاقة هذه، يتم استخدامه كمصدر احتياطي أو موسمي. زيت الوقود، لذلك يتم إنشاء شركة لزيت الوقود. يتم أيضًا بناء منشآت زيت الوقود في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، حيث يتم استخدامها لإشعال الغلايات. تشمل صناعة زيت الوقود ما يلي:

جهاز الاستقبال والصرف

منشأة لتخزين زيت الوقود مزودة بخزانات من الصلب أو الخرسانة المسلحة؛

زيت الوقود محطة الضخمع سخانات ومرشحات زيت الوقود.

خطوط الأنابيب مع صمامات الإغلاق والتحكم؛

النار والأنظمة المساعدة الأخرى.

يتم تركيب نظام إزالة الرماد والخبث فقط في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم. يعتبر كل من الرماد والخبث من بقايا الفحم غير القابلة للاحتراق، ولكن الخبث يتشكل مباشرة في فرن الغلاية ويتم إزالته من خلال فتحة الصنبور (ثقب في عمود الخبث)، ويتم نقل الرماد بعيدًا مع غازات المداخن ويتم التخلص منه. تم التقاطها عند مخرج المرجل. تكون 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 الخزانات، وخطوط أنابيب الملاط، ومقالب الرماد والخبث، ومحطات الضخ، وقنوات المياه الموضحة.

إن إطلاق غازات المداخن في الغلاف الجوي هو الأكثر تأثير خطيرمحطة الطاقة الحرارية في الطبيعة المحيطة. يتم تركيب المرشحات بعد مراوح المنفاخ لتجميع الرماد من غازات المداخن. أنواع مختلفة(الأعاصير، أجهزة غسل الغاز، المرسبات الكهروستاتيكية، المرشحات القماشية الأكياسية) التي تحتفظ بنسبة 90-99% من الجزيئات الصلبة. ومع ذلك، فهي ليست مناسبة لتنظيف الدخان من الغازات الضارة. في الخارج، وفي مؤخراوفي محطات الطاقة المحلية (بما في ذلك محطات توليد الطاقة من الغاز والنفط)، يتم تركيب أنظمة لإزالة الكبريت من الغاز باستخدام الجير أو الحجر الجيري (ما يسمى deSOx) والاختزال الحفزي لأكاسيد النيتروجين باستخدام الأمونيا (deNOx). ينبعث غاز المداخن المنقى من عادم الدخان إلى داخل مدخنةوالتي يتم تحديد ارتفاعها من خلال ظروف تشتت الشوائب الضارة المتبقية في الغلاف الجوي.

الجزء الكهربائي من IES مخصص لإنتاج الطاقة الكهربائية وتوزيعها على المستهلكين. تقوم مولدات IES بإنشاء تيار كهربائي ثلاثي الطور بجهد يتراوح عادة من 6 إلى 24 كيلو فولت. وبما أن فقدان الطاقة في الشبكات ينخفض ​​بشكل ملحوظ مع زيادة الجهد، يتم تركيب المحولات مباشرة بعد المولدات، مما يزيد الجهد إلى 35، 110، 220، 500 كيلو فولت وأكثر. يتم تثبيت المحولات على في الهواء الطلق. يتم إنفاق جزء من الطاقة الكهربائية على احتياجات محطة توليد الكهرباء الخاصة. يتم توصيل وفصل خطوط الكهرباء الممتدة إلى المحطات الفرعية والمستهلكين بشكل مفتوح أو مغلق أجهزة التوزيع(OSU، ZRU)، مجهزة بمفاتيح قادرة على توصيل وكسر دائرة كهربائية عالية الجهد دون تشكيل قوس كهربائي.

نظام إمدادات المياه التقنيةيوفر كمية كبيرة من العرض ماء باردلتبريد المكثفات التوربينية. وتنقسم الأنظمة إلى التدفق المباشر والمتداول والمختلط. في أنظمة المرور لمرة واحدة، يتم ضخ المياه من مصدر طبيعي (عادةً نهر) ويتم تصريفها مرة أخرى بعد مرورها عبر مكثف. في هذه الحالة، تسخن المياه بحوالي 8-12 درجة مئوية، مما يؤدي في بعض الحالات إلى تغيير الحالة البيولوجية للخزانات. في أنظمة إعادة التدوير، يدور الماء تحت تأثيره مضخات الدورة الدمويةوتبريده بالهواء. يمكن إجراء التبريد على سطح خزانات التبريد أو في الهياكل الاصطناعية: حمامات الرش أو أبراج التبريد.

في المناطق ذات المياه المنخفضة، بدلا من نظام إمدادات المياه الفني، يتم استخدام أنظمة تكثيف الهواء (أبراج التبريد الجافة)، وهي عبارة عن مشعاع هواء ذو ​​مسودة طبيعية أو صناعية. عادةً ما يكون هذا القرار قسريًا، نظرًا لأنها أكثر تكلفة وأقل كفاءة من حيث التبريد.

يوفر نظام معالجة المياه الكيميائية تنقية كيميائية وتحلية عميقة للمياه الداخلة إلى الغلايات البخارية والتوربينات البخارية لتجنب الترسبات على الأسطح الداخليةمعدات. عادةً ما توجد المرشحات والخزانات ومرافق الكواشف لمعالجة المياه في المبنى المساعد لـ IES. بالإضافة إلى ذلك، يتم إنشاء أنظمة تنظيف متعددة المراحل في محطات الطاقة الحرارية. مياه الصرفالملوثة بالمنتجات البترولية والزيوت ومياه الغسيل والشطف والجريان السطحي للعواصف والذوبان.

تأثير بيئي

التأثير على الغلاف الجوي. عند حرق الوقود، يتم استهلاك كمية كبيرة من الأكسجين، كما يتم إطلاق كمية كبيرة من منتجات الاحتراق، مثل الرماد المتطاير، وأكاسيد الكبريت الغازية للنيتروجين، وبعضها له نشاط كيميائي عالي.

التأثير على الغلاف المائي. في المقام الأول تصريف المياه من مكثفات التوربينات، وكذلك مياه الصرف الصناعي.

التأثير على الغلاف الصخري. يتطلب التخلص من كميات كبيرة من الرماد مساحة كبيرة. يتم تقليل هذا التلوث عن طريق استخدام الرماد والخبث كمواد بناء.

الوضع الحالي

يوجد حاليًا في الاتحاد الروسي GRES قياسي بسعة 1000-1200 و2400 و3600 ميجاوات والعديد من الوحدات الفريدة؛ يتم استخدام وحدات 150 و200 و300 و500 و800 و1200 ميجاوات. من بينها محطات توليد الطاقة في مناطق الولاية التالية (جزء من OGK):

فيرخنيتاجيلسكايا غريس - 1500 ميجاوات؛

إيركلينسكايا غريس - 2430 ميجاوات؛

كاشيرسكايا غريس - 1910 ميجاوات؛

نيجنفارتوفسكايا غريس - 1600 ميجاوات؛

بيرمسكايا غريس - 2400 ميجاوات؛

Urengoyskaya GRES - 24 ميجاوات.

بسكوفسكايا غريس - 645 ميجاوات؛

سيروفسكايا غريس - 600 ميجاوات؛

محطة كهرباء منطقة ستافروبول الحكومية - 2400 ميجاوات؛

سورجوتسكايا GRES-1 - 3280 ميجاوات؛

ترويتسكايا جريس - 2060 ميجاوات.

غوسينوزيرسكايا غريس - 1100 ميغاواط؛

محطة كهرباء منطقة كوستروما الحكومية - 3600 ميجاوات؛

محطة كهرباء مقاطعة بيتشورا - 1060 ميجاوات؛

خارانورسكايا غريس - 430 ميجاوات؛

تشيربيتسكايا غريس - 1285 ميجاوات؛

يوزنورالسكايا غريس - 882 ميجاوات.

بيريزوفسكايا غريس - 1500 ميجاوات؛

سمولنسكايا غريس - 630 ميجاوات؛

سورجوتسكايا GRES-2 - 4800 ميجاوات؛

شاتورسكايا غريس - 1100 ميجاوات؛

يافينسكايا غريس - 600 ميجاوات.

كوناكوفسكايا غريس - 2400 ميجاوات؛

نيفينوميسكايا غريس - 1270 ميجاوات؛

ريفتينسكايا غريس - 3800 ميجاوات؛

سريدنيورالسكايا غريس - 1180 ميجاوات.

كيريشسكايا غريس - 2100 ميجاوات؛

كراسنويارسكايا GRES-2 - 1250 ميجاوات؛

نوفوتشركاسكايا غريس - 2400 ميجاوات؛

Ryazanskaya GRES (الوحدات رقم 1-6 - 2650 ميجاوات والكتلة رقم 7 (GRES-24 السابقة، والتي تم تضمينها في Ryazanskaya GRES - 310 ميجاوات) - 2960 ميجاوات؛

تشيريبوفيتسكايا غريس - 630 ميجاوات.

فيرخنيتاجيلسكايا غريس

Verkhnetagilskaya GRES هي محطة للطاقة الحرارية في فيرخني تاجيل ( منطقة سفيردلوفسك)، والعمل كجزء من OGK-1. في الخدمة منذ 29 مايو 1956.

وتضم المحطة 11 وحدة طاقة بقدرة كهربائية 1497 ميجاوات وسعة حرارية 500 جيجا كالوري/ساعة. وقود المحطة: الغاز الطبيعي (77%)، فحم(23%). عدد الأفراد 1119 شخصا.

بدأ إنشاء المحطة بقدرة تصميمية 1600 ميجاوات عام 1951. كان الغرض من البناء هو توفير الطاقة الحرارية والكهربائية لمصنع نوفورالسك الكهروكيميائي. وفي عام 1964، وصلت محطة توليد الكهرباء إلى طاقتها التصميمية.

من أجل تحسين إمدادات الحرارة لمدينتي فيرخني تاجيل ونوفورالسك، تم بناء المحطات التالية:

تم استبدال أربع وحدات توربينية تكثيف K-100-90 (VK-100-5) LMZ بتوربينات تسخين T-88/100-90/2.5.

في سخانات الشبكة TG-2،3،4 من النوع PSG-2300-8-11 يتم تركيبها لتسخين مياه الشبكة في دائرة الإمداد الحراري في نوفورالسك.

تم تركيب سخانات الشبكة على TG-1.4 لتزويد الحرارة إلى Verkhny Tagil والموقع الصناعي.

تم تنفيذ جميع الأعمال وفقا لمشروع المستشفى السريري المركزي.

في ليلة 3-4 يناير 2008، وقع حادث في Surgutskaya 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: ونتيجة لذلك، توقفت وحدات الطاقة رقم 4، 5، 6. تم تحديد موقع هذا الحادث بحلول 8 يناير. كل هذا الوقت، عملت محطة كهرباء منطقة الدولة في وضع مكثف بشكل خاص.

ومن المخطط بناء وحدتين جديدتين للطاقة (الوقود – الغاز الطبيعي) بحلول عامي 2010 و2013 على التوالي.

هناك مشكلة الانبعاثات في البيئة في GRES. وقعت OGK-1 عقدًا مع مركز هندسة الطاقة في جبال الأورال مقابل 3.068 مليون روبل، والذي ينص على تطوير مشروع لإعادة بناء المرجل في محطة كهرباء مقاطعة فيرخنيتاجيلسكايا الحكومية، مما سيؤدي إلى تقليل الانبعاثات إلى يتوافق مع معايير ELV.

كاشيرسكايا غريس

محطة كهرباء مقاطعة كاشيرسكايا الحكومية التي تحمل اسم جي إم كرزيزانوفسكي في مدينة كاشيرا، منطقة موسكو، على ضفاف نهر أوكا.

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

تم بناء المحطة وفقًا لخطة GOELRO، وتم تنفيذ البناء تحت الإشراف الشخصي لـ V. I. Lenin. تم بناؤه في 1919-1922، للبناء في موقع قرية تيرنوفو، تم إنشاء مستوطنة العمال في نوفوكاشيرسك. تم إطلاقها في 4 يونيو 1922، وأصبحت واحدة من أولى محطات الطاقة الحرارية الإقليمية السوفيتية.

بسكوفسكايا غريس

بسكوفسكايا جي آر إس هي محطة طاقة إقليمية مملوكة للدولة، وتقع على بعد 4.5 كيلومتر من مستوطنة ديدوفيتشي ذات الطابع الحضري، المركز الإقليمي لمنطقة بسكوف، على الضفة اليسرى لنهر شيلون. منذ عام 2006، أصبح فرعًا لشركة OJSC OGK-2.

تربط خطوط الكهرباء ذات الجهد العالي محطة كهرباء مقاطعة بسكوف ببيلاروسيا ولاتفيا وليتوانيا. تعتبر المنظمة الأم هذا ميزة: هناك قناة لتصدير موارد الطاقة المستخدمة بنشاط.

تبلغ القدرة المركبة لـ GRES 430 ميجاوات، وتتضمن وحدتي طاقة عاليتين القدرة على المناورة تبلغ كل منهما 215 ميجاوات. تم بناء وحدات الطاقة هذه وتشغيلها في عامي 1993 و 1996. إبداعي ميزةتضمنت المرحلة الأولى بناء ثلاث وحدات طاقة.

النوع الرئيسي من الوقود هو الغاز الطبيعي، ويدخل إلى المحطة عبر أحد فروع خط أنابيب تصدير الغاز الرئيسي. تم تصميم وحدات الطاقة في الأصل لتعمل على الخث المطحون؛ وقد تم إعادة بنائها وفق مشروع VTI لحرق الغاز الطبيعي.

تكلفة الكهرباء للاحتياجات الخاصة هي 6.1٪.

محطة كهرباء منطقة ستافروبول

محطة كهرباء منطقة ستافروبول الحكومية هي محطة للطاقة الحرارية في الاتحاد الروسي. تقع في مدينة سولنتشنودولسك، إقليم ستافروبول.

يسمح تحميل محطة توليد الكهرباء بتصدير الكهرباء إلى الخارج: إلى جورجيا وأذربيجان. وفي الوقت نفسه، من المؤكد أن التدفقات في الشبكة الكهربائية الأساسية لنظام الطاقة المتحد للجنوب سيتم الحفاظ عليها عند مستويات مقبولة.

جزء من شركة توليد الجملة المنظماترقم 2 (JSC OGK-2).

تكلفة الكهرباء لاحتياجات المحطة الخاصة 3.47%.

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

سمولينسكايا غريس

محطة كهرباء منطقة سمولينسكايا الحكومية هي محطة للطاقة الحرارية في الاتحاد الروسي. جزء من شركة توليد الجملة شركاترقم 4 (JSC OGK-4) منذ عام 2006.

في 12 يناير 1978، تم تشغيل الوحدة الأولى لمحطة كهرباء منطقة الدولة، والتي بدأ تصميمها في عام 1965، والبناء في عام 1970. وتقع المحطة في قرية أوزيرني، منطقة دوخوفشتشينسكي، منطقة سمولينسك. في البداية، كان من المفترض استخدام الخث كوقود، ولكن بسبب التأخير في بناء مؤسسات تعدين الخث، تم استخدام أنواع أخرى من الوقود (منطقة موسكو فحم، إنتا الفحم، الصخر الزيتي، فحم خاكاس). تم تغيير إجمالي 14 نوعًا من الوقود. منذ عام 1985، ثبت أخيرًا أنه سيتم الحصول على الطاقة من الغاز الطبيعي والفحم.

تبلغ القدرة المركبة الحالية لمحطة كهرباء منطقة الولاية 630 ميجاوات.

مصادر

Ryzhkin V. Ya. محطات الطاقة الحرارية. إد. V. يا جيرشفيلد. كتاب مدرسي للجامعات. الطبعة الثالثة، المنقحة. وإضافية - م: الطاقة الذرية، 1987. - 328 ص.

http://ru.wikipedia.org/

موسوعة المستثمر. 2013 .

المرادفات: قاموس المرادفات

محطة الطاقة الحرارية- — EN محطة التدفئة والطاقة محطة توليد الكهرباء التي تنتج الكهرباء والماء الساخن للسكان المحليين. قد تعمل محطة CHP (محطة الحرارة والطاقة المشتركة) على ... دليل المترجم الفني

محطة الطاقة الحرارية- siluminė elektrinė Statusas T scritis fizika atitikmenys: engl. محطة توليد الطاقة الحرارية محطة توليد الطاقة البخارية vok. Wärmekraftwerk، ن روس. محطة الطاقة الحرارية، و؛ محطة الطاقة الحرارية، و برانك. المركزية الكهروضوئية، f؛ الحرارية المركزية، و؛ usine… … Fizikos terminų žodynas

محطة الطاقة الحرارية- محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية، محطة توليد حرارية،... .. . أشكال الكلمات - و؛ و. مؤسسة تنتج الطاقة الكهربائية والحرارة... القاموس الموسوعي

24 أكتوبر 2012

لقد دخلت الطاقة الكهربائية حياتنا منذ فترة طويلة. حتى الفيلسوف اليوناني طاليس في القرن السابع قبل الميلاد اكتشف أن فرك الكهرمان على الصوف يبدأ في جذب الأشياء. لكن لفترة طويلة لم يهتم أحد بهذه الحقيقة. فقط في عام 1600 ظهر مصطلح "الكهرباء" لأول مرة، وفي عام 1650 ابتكر أوتو فون غيريكه آلة إلكتروستاتيكية على شكل كرة كبريتية مثبتة على قضيب معدني، مما جعل من الممكن ملاحظة تأثير الجذب ليس فقط، بل أيضًا ولكن أيضا تأثير التنافر. كانت هذه أول آلة كهروستاتيكية بسيطة.

لقد مرت سنوات عديدة منذ ذلك الحين، ولكن حتى اليوم، في عالم مليء بالتيرابايت من المعلومات، عندما يمكنك أن تكتشف بنفسك كل ما يثير اهتمامك، بالنسبة للكثيرين يظل لغزا كيفية إنتاج الكهرباء، وكيف يتم توصيلها إلى منزلنا ، مكتب، مؤسسة...

سننظر في هذه العمليات في عدة أجزاء.

الجزء الأول. توليد الطاقة الكهربائية.

من أين تأتي الطاقة الكهربائية؟ وتظهر هذه الطاقة من أنواع أخرى من الطاقة - الحرارية والميكانيكية والنووية والكيميائية وغيرها الكثير. في النطاق الصناعييتم الحصول على الطاقة الكهربائية من محطات توليد الطاقة. دعونا نفكر فقط في الأنواع الأكثر شيوعًا من محطات الطاقة.

1) محطات توليد الطاقة الحرارية. اليوم، يمكن دمجها جميعًا في مصطلح واحد - محطة توليد كهرباء منطقة الولاية (محطة توليد كهرباء منطقة الولاية). وبطبيعة الحال، فقد هذا المصطلح اليوم معناه الأصلي، لكنه لم يذهب إلى الأبد، بل بقي معنا.

تنقسم محطات الطاقة الحرارية إلى عدة أنواع فرعية:

أ)محطة توليد الطاقة التكثيفية (CPP) هي محطة طاقة حرارية تنتج الطاقة الكهربائية فقط، ويعود اسم هذا النوع من محطات الطاقة إلى خصوصيات مبدأ تشغيلها.

مبدأ التشغيل: يتم إمداد الغلاية بالهواء والوقود (الغازي أو السائل أو الصلب) باستخدام المضخات. والنتيجة هي خليط من الوقود والهواء يحترق في فرن الغلاية، ويطلق كمية هائلة من الحرارة. في هذه الحالة، يمر الماء عبر نظام الأنابيب الموجود داخل المرجل. يتم نقل الحرارة المنبعثة إلى هذا الماء، بينما ترتفع درجة حرارته ويغلي. يعود البخار الذي تم إنتاجه في الغلاية إلى الغلاية ليسخنها فوق درجة غليان الماء (عند ضغط معين)، ثم عبر خطوط البخار يذهب إلى التوربين البخاري، حيث يعمل البخار. وفي نفس الوقت يتوسع وتنخفض درجة حرارته وضغطه. وهكذا تنتقل الطاقة الكامنة للبخار إلى التوربين، وبالتالي تتحول إلى طاقة حركية. يقوم التوربين بدوره بتشغيل الدوار لمولد تيار متردد 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 إلى الشفرات المنحنية المثبتة حول محيط الجزء الدوار، وبالتأثير عليها، يؤدي إلى دوران الجزء الدوار. كما ترون، هناك فجوات بين صفوف لوحي الكتف. هم هناك لأنه تمت إزالة هذا الدوار من السكن. تم أيضًا دمج صفوف من الشفرات في الجسم، ولكنها ثابتة وتعمل على إنشاء زاوية سقوط البخار المطلوبة على الشفرات المتحركة.

تُستخدم توربينات البخار المتكثفة لتحويل أكبر قدر ممكن من حرارة البخار إلى عمل ميكانيكي. وهي تعمل عن طريق تفريغ (استنفاد) البخار المستهلك في مكثف حيث يتم الحفاظ على الفراغ.

يُطلق على التوربين والمولد الموجودين على نفس العمود اسم المولد التوربيني. مولد ثلاثي الطورالتيار المتردد (آلة متزامنة).

إنها تتكون من:

مما يزيد من الجهد ل قيمة قياسية(35-110-220-330-500-750 ك.ف). في هذه الحالة، يتناقص التيار بشكل كبير (على سبيل المثال، عندما يزيد الجهد بمقدار مرتين، ينخفض ​​التيار بمقدار 4 مرات)، مما يجعل من الممكن نقل الطاقة عبر مسافات طويلة. تجدر الإشارة إلى أننا عندما نتحدث عن فئة الجهد، فإننا نعني الجهد الخطي (طور إلى طور).

يتم تنظيم الطاقة النشطة التي ينتجها المولد عن طريق تغيير كمية حامل الطاقة، ويتغير التيار في ملف الدوار. لزيادة إنتاج الطاقة النشطة، من الضروري زيادة إمدادات البخار إلى التوربينات، وسيزداد التيار في لف الدوار. لا ينبغي أن ننسى أن المولد متزامن، مما يعني أن تردده يساوي دائمًا تردد التيار في نظام الطاقة، ولن يؤثر تغيير معلمات حامل الطاقة على تردد دورانه.

بالإضافة إلى ذلك، ينتج 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 لف الدوار مفرطا، أي. عندما يزيد الجهد الكهربائي على الدوار عن القيمة الاسمية، يتم إطلاق الطاقة التفاعلية "الزائدة" في نظام الطاقة، وعندما يكون لف الدوار منخفض الإثارة، يستهلك المولد الطاقة التفاعلية.

وهكذا، في التيار المتناوبنحن نتحدث عن الطاقة الإجمالية (المقاسة بالفولت أمبير - VA)، والتي تساوي الجذر التربيعي لمجموع الطاقة النشطة (المقاسة بالواط - W) والقوة التفاعلية (المقاسة بالفولت أمبير التفاعلية - VAR).

يعمل الماء الموجود في الخزان على إزالة الحرارة من المكثف. ومع ذلك، غالبا ما تستخدم حمامات البداية لهذه الأغراض.

أو أبراج التبريد يمكن أن تكون أبراج التبريد من نوع البرج الشكل 8

أو مروحة الشكل 9

تم تصميم أبراج التبريد بنفس تصميم أبراج التبريد تقريبًا، مع الاختلاف الوحيد وهو أن الماء يتدفق إلى أسفل المشعات، وينقل الحرارة إليها، ويتم تبريدها بالهواء القسري. في هذه الحالة، يتبخر جزء من الماء وينتقل إلى الغلاف الجوي.
كفاءة محطة توليد الكهرباء هذه لا تتجاوز 30٪.

ب) محطة توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية.

في محطة توليد الطاقة بتوربينات الغاز، لا يتم تشغيل المولد التوربيني بواسطة البخار، ولكن مباشرة بواسطة الغازات الناتجة أثناء احتراق الوقود. في هذه الحالة، يمكنك استخدام فقط غاز طبيعيوإلا فإن التوربين سوف يفشل بسرعة بسبب تلوثه بمنتجات الاحتراق. الكفاءة عند الحمل الأقصى 25-33%

ويمكن الحصول على كفاءة أكبر بكثير (تصل إلى 60%) من خلال الجمع بين دورات البخار والغاز. تسمى هذه النباتات بمحطات الدورة المركبة. بدلاً من الغلاية التقليدية، تم تركيب غلاية للحرارة المهدرة، والتي لا تحتوي على شعلات خاصة بها. يتلقى الحرارة من عادم توربين الغاز. حاليًا، يتم إدخال CCGTs بنشاط في حياتنا، ولكن حتى الآن يوجد عدد قليل منها في روسيا.

في) محطات الطاقة الحرارية (أصبحت جزءا لا يتجزأ من المدن الكبرى منذ زمن طويل).الشكل 11

تم تصميم محطة الطاقة الحرارية هيكليًا لتكون بمثابة محطة طاقة تكثيف (CPS). خصوصية محطة توليد الكهرباء من هذا النوع هي أنها قادرة على توليد الطاقة الحرارية والكهربائية في وقت واحد. اعتمادا على نوع التوربينات البخارية، هناك طرق مختلفةتحديدات البخار، والتي تسمح لك بأخذ البخار منه بمعلمات مختلفة. في هذه الحالة يدخل جزء من البخار أو كل البخار (حسب نوع التوربين) إلى سخان الشبكة وينقل الحرارة إليه ويتكثف هناك. تسمح لك توربينات التوليد المشترك للطاقة بتنظيم كمية البخار لتلبية الاحتياجات الحرارية أو الصناعية، مما يسمح لمحطة CHP بالعمل في عدة أوضاع تحميل:

الحرارية - يعتمد إنتاج الطاقة الكهربائية بشكل كامل على إنتاج البخار لتلبية احتياجات التدفئة الصناعية أو المناطقية.

الكهربائية - الحمل الكهربائي مستقل عن الحمل الحراري. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمحطات CHP أن تعمل في وضع التكثيف الكامل. قد يكون ذلك مطلوبا، على سبيل المثال، إذا كان هناك نقص حاد في الطاقة النشطة في الصيف. هذا الوضع غير مربح لمحطات الطاقة الحرارية، لأنه يتم تقليل الكفاءة بشكل ملحوظ.

يعد الإنتاج المتزامن للطاقة الكهربائية والحرارة (التوليد المشترك) عملية مربحة يتم من خلالها زيادة كفاءة المحطة بشكل كبير. على سبيل المثال، تبلغ الكفاءة المحسوبة لـ CES بحد أقصى 30%، وكفاءة CHP حوالي 80%. بالإضافة إلى ذلك، يتيح التوليد المشترك للطاقة تقليل الانبعاثات الحرارية الخاملة، مما له تأثير إيجابي على بيئة المنطقة التي تقع فيها محطة الطاقة الحرارية (مقارنة بما إذا كانت هناك محطة طاقة حرارية ذات قدرة مماثلة).

دعونا نلقي نظرة فاحصة على التوربينات البخارية.

تشتمل توربينات التوليد المشترك للطاقة البخارية على توربينات مزودة بما يلي:

الضغط الخلفي؛

استخراج البخار قابل للتعديل.

الاختيار والضغط الخلفي.

تعمل التوربينات ذات الضغط الخلفي عن طريق استنزاف البخار ليس في مكثف، كما هو الحال في IES، ولكن في سخان الشبكة، أي أن كل البخار الذي يمر عبر التوربينات يذهب إلى احتياجات التدفئة. تصميم هذه التوربينات لديه عيب كبير: يعتمد جدول الحمل الكهربائي بشكل كامل على جدول الحمل الحراري، أي أن هذه الأجهزة لا يمكنها المشاركة في التنظيم التشغيلي للتردد الحالي في نظام الطاقة.

وفي التوربينات ذات الاستخلاص المتحكم للبخار، يتم استخلاصه بالكمية المطلوبة في مراحل متوسطة، ويتم اختيار خطوات استخلاص البخار المناسبة في هذه الحالة. هذا النوع من التوربينات مستقل عن الحمل الحراري ويمكن ضبط التحكم في الطاقة النشطة الناتجة ضمن حدود أكبر مما هو عليه في محطات الطاقة والحرارة والحرارة ذات الضغط الخلفي.

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

لا تكون توربينات التوليد المشترك للطاقة في محطات الطاقة والحرارة المشتركة غير قادرة دائمًا على تغيير الحمل الحراري في فترة زمنية قصيرة. لتغطية قمم الأحمال، وأحياناً زيادتها الطاقة الكهربائيةعن طريق تحويل التوربينات إلى وضع التكثيف، يتم تركيب مراجل تسخين المياه في أوقات الذروة في محطات الطاقة الحرارية.

2) محطات الطاقة النووية.

يوجد في روسيا حاليا ثلاثة أنواع من محطات المفاعلات. يشبه المبدأ العام لتشغيلها تقريبًا تشغيل IES (في الأيام الخوالي، كانت محطات الطاقة النووية تسمى محطات توليد الطاقة في المناطق الحكومية). والفرق الأساسي الوحيد هو أن الطاقة الحرارية لا يتم الحصول عليها في الغلايات التي تستخدم الوقود العضوي، ولكن في المفاعلات النووية.

دعونا نلقي نظرة على النوعين الأكثر شيوعًا من المفاعلات في روسيا.

1) مفاعل آر بي إم كيه.

ومن السمات المميزة لهذا المفاعل أن البخار اللازم لتدوير التوربين يتم الحصول عليه مباشرة في قلب المفاعل.

نواة آر بي إم كيه. الشكل 13

يتكون من أعمدة عمودية من الجرافيت بها فتحات طولية، ويتم إدخال أنابيب مصنوعة من سبائك الزركونيوم والفولاذ المقاوم للصدأ هناك. يعمل الجرافيت كمهدئ للنيوترونات. جميع القنوات مقسمة إلى قنوات الوقود وقنوات CPS (نظام التحكم والحماية). لديهم دوائر تبريد مختلفة. يتم إدخال كاسيت (FA - مجموعة الوقود) مع قضبان (TVEL - عنصر الوقود) بداخلها كريات اليورانيوم في غلاف محكم الغلق في قنوات الوقود. من الواضح أنه يتم الحصول على الطاقة الحرارية منها، والتي يتم نقلها إلى المبرد الذي يدور باستمرار من الأسفل إلى الأعلى تحت ضغط مرتفع - الماء العادي، ولكن يتم تنقيته جيدًا من الشوائب.

يتبخر الماء، الذي يمر عبر قنوات الوقود، جزئيا، ويدخل خليط البخار والماء من جميع قنوات الوقود الفردية إلى براميلين فاصلتين، حيث يتم فصل البخار عن الماء. يدخل الماء مرة أخرى إلى المفاعل باستخدام مضخات دورانية (4 في المجموع لكل حلقة)، ويمر البخار عبر خطوط البخار إلى توربينين. ثم يتكثف البخار في مكثف ويتحول إلى ماء يعود مرة أخرى إلى المفاعل.

يتم التحكم في الطاقة الحرارية للمفاعل فقط بمساعدة قضبان امتصاص النيوترونات البورونية، والتي تتحرك في قنوات قضبان التحكم. مياه التبريد تأتي من هذه القنوات من أعلى إلى أسفل.

وكما لاحظتم، لم أذكر وعاء المفاعل بعد. والحقيقة هي أنه في الواقع، RBMK ليس لديه بدن. المنطقة النشطة التي أخبرتكم عنها للتو موضوعة في عمود خرساني، وفي الأعلى مغلقة بغطاء يزن 2000 طن.

ويبين الشكل أعلاه الحماية البيولوجية العليا للمفاعل. لكن لا ينبغي أن تتوقع أنه من خلال رفع إحدى الكتل، ستتمكن من رؤية الفتحة ذات اللون الأصفر والأخضر في المنطقة النشطة، لا. يقع الغطاء نفسه أقل بكثير، وفوقه، في الفضاء حتى الحماية البيولوجية العليا، لا تزال هناك فجوة لقنوات الاتصال وقضبان الامتصاص التي تمت إزالتها بالكامل.

يتم ترك مسافة بين أعمدة الجرافيت ل التمدد الحراريالجرافيت ويدور في هذا الفضاء خليط من غازات النيتروجين والهيليوم. يتم استخدام تركيبته للحكم على ضيق قنوات الوقود. تم تصميم قلب RBMK بحيث لا يتمزق أكثر من 5 قنوات؛ وإذا تم خفض ضغط المزيد، فسوف يتمزق غطاء المفاعل وستفتح القنوات المتبقية. مثل هذا التطور للأحداث سيؤدي إلى تكرار مأساة تشيرنوبيل (هنا لا أقصد كارثة من صنع الإنسان، وعواقبه).

دعونا نلقي نظرة على مزايا RBMK:

— بفضل تنظيم الطاقة الحرارية لكل قناة على حدة، من الممكن تغيير مجموعات الوقود دون إيقاف المفاعل. كل يوم، عادة، يتم تغيير العديد من التجميعات.

—ضغط منخفض في CMPC (دوائر متعددة الدورة الدموية القسرية) ، مما يساهم في حدوث أكثر سلاسة للحوادث المرتبطة بانخفاض الضغط.

- عدم وجود وعاء مفاعل يصعب تصنيعه.

دعونا نلقي نظرة على عيوب RBMK:

- أثناء التشغيل، تم اكتشاف العديد من الأخطاء في هندسة النواة، والتي لا يمكن القضاء عليها بالكامل في وحدات الطاقة الموجودة للجيلين الأول والثاني (لينينغراد، كورسك، تشيرنوبيل، سمولينسك). وحدات الطاقة RBMK من الجيل الثالث (يوجد واحد فقط - في وحدة الطاقة الثالثة في Smolensk NPP) خالية من هذه العيوب.

– المفاعل ذو دائرة واحدة . أي أن التوربينات تدور بواسطة البخار المنتج مباشرة في المفاعل. وهذا يعني أنه يحتوي على مكونات مشعة. عندما ينخفض ​​ضغط التوربين (وهذا ما حدث في يوم محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية(في عام 1993) سيكون إصلاحه معقدًا للغاية، وربما مستحيلًا.

- يتم تحديد عمر خدمة المفاعل من خلال عمر خدمة الجرافيت (30-40 سنة). ثم يأتي انحطاطه، الذي يتجلى في انتفاخه. تسبب هذه العملية بالفعل قلقًا خطيرًا في أقدم وحدة طاقة RBMK، Leningrad-1، التي تم بناؤها في عام 1973 (يبلغ عمرها بالفعل 39 عامًا). الطريقة الأكثر ترجيحًا للخروج من الموقف هي توصيل العدد n من القنوات لتقليل التمدد الحراري للجرافيت.

- مادة الجرافيت مادة قابلة للاشتعال.

– لكثرة العدد أغلق الصبابات، من الصعب السيطرة على المفاعل.

— في الجيلين الأول والثاني، هناك عدم استقرار عند التشغيل بقدرات منخفضة.

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

2) مفاعل VVER.

يتم حاليًا استبدال RBMK بـ VVER. لديها مزايا كبيرة مقارنة بـ RBMK.

يتم احتواء القلب بالكامل في غلاف قوي جدًا، يتم تصنيعه في المصنع ويتم تسليمه بالسكك الحديدية، وبعد ذلك بواسطة السيارةإلى وحدة الطاقة قيد الإنشاء في شكل نهائي بالكامل. المشرف هو ماء نقيتحت الضغط. يتكون المفاعل من دائرتين: الماء من الدائرة الأولى تحت ضغط مرتفع يبرد مجموعات الوقود، وينقل الحرارة إلى الدائرة الثانية باستخدام مولد بخار (يؤدي وظيفة مبادل حراري بين دائرتين معزولتين). فيه يغلي ماء الدائرة الثانوية ويتحول إلى بخار ويذهب إلى التوربين. في الدائرة الأولية، لا يغلي الماء، لأنه تحت ضغط مرتفع جدًا. يتم تكثيف بخار العادم في المكثف ويعود إلى مولد البخار. تتمتع الدائرة ذات الدائرة المزدوجة بمزايا كبيرة مقارنة بالدائرة الواحدة:

البخار الذي يذهب إلى التوربين ليس مشعًا.

يمكن التحكم في قوة المفاعل ليس فقط عن طريق قضبان الامتصاص، ولكن أيضًا عن طريق المحلول حمض البوريكمما يجعل المفاعل أكثر استقرارا.

تقع عناصر الدائرة الأولية بالقرب من بعضها البعض، بحيث يمكن وضعها في غلاف احتواء مشترك. في حالة حدوث تمزق في الدائرة الأولية، ستدخل العناصر المشعة إلى الاحتواء ولن يتم إطلاقها في البيئة. بالإضافة إلى ذلك، تحمي قذيفة الاحتواء المفاعل من التأثيرات الخارجية (على سبيل المثال، من سقوط طائرة صغيرة أو انفجار خارج محيط المحطة).

المفاعل ليس من الصعب تشغيله.

هناك أيضًا عيوب:

- على عكس RBMK، لا يمكن تغيير الوقود أثناء تشغيل المفاعل، لأنه وهو يقع في مسكن مشترك، وليس في قنوات منفصلة، ​​كما هو الحال في RBMK. عادةً ما يتزامن وقت إعادة تحميل الوقود مع الوقت الإصلاحات الحاليةمما يقلل من تأثير هذا العامل على عامل القدرة (معامل القدرة المثبت).

—تتعرض الدائرة الأولية لضغط مرتفع، مما قد يتسبب في وقوع حادث على نطاق أوسع أثناء عملية خفض الضغط مقارنة بحادث RBMK.

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

حسنًا، لقد ألقينا نظرة على عمل محطات الطاقة الحرارية، والآن دعونا نلقي نظرة على العمل

مبدأ تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية بسيط للغاية. توفر سلسلة من الهياكل الهيدروليكية الضغط اللازم للمياه المتدفقة إلى شفرات التوربينات الهيدروليكية، التي تشغل المولدات التي تنتج الكهرباء.

ويتكون ضغط الماء المطلوب من خلال بناء السد، ونتيجة لتركيز النهر في مكان معين، أو عن طريق التحويل - التدفق الطبيعي للمياه. في بعض الحالات، يتم استخدام كل من السد والتحويل معًا للحصول على ضغط المياه المطلوب. تتمتع محطات الطاقة الكهرومائية بمرونة عالية جدًا في توليد الطاقة، فضلاً عن انخفاض تكلفة الكهرباء المولدة. أدت هذه الميزة لمحطات الطاقة الكهرومائية إلى إنشاء نوع آخر من محطات توليد الطاقة - محطة توليد الطاقة بالتخزين بالضخ. مثل هذه المحطات قادرة على تجميع الكهرباء المولدة واستخدامها في أوقات ذروة الحمل. مبدأ تشغيل محطات الطاقة هذه هو كما يلي: في فترات معينة (عادةً في الليل)، تعمل وحدات الطاقة الكهرومائية لمحطة توليد الطاقة التي يتم ضخها مثل المضخات، حيث تستهلك الطاقة الكهربائية من نظام الطاقة، وتضخ المياه إلى حمامات علوية مجهزة خصيصًا. عندما ينشأ الطلب (أثناء الأحمال القصوى)، يدخل الماء منها إلى خط أنابيب الضغط ويحرك التوربينات. تؤدي PSPPs وظيفة بالغة الأهمية في نظام الطاقة (تنظيم التردد)، لكنها لا تستخدم على نطاق واسع في بلدنا، لأن ينتهي بهم الأمر باستهلاك طاقة أكثر مما ينتجونها. أي أن محطة من هذا النوع غير مربحة للمالك. على سبيل المثال، في محطة Zagorskaya PSPP، تبلغ قدرة المولدات الهيدروجينية في وضع المولد 1200 ميجاوات، وفي وضع الضخ - 1320 ميجاوات. ومع ذلك، فإن هذا النوع من المحطات في أفضل طريقة ممكنةمناسبة لزيادة أو تقليل الطاقة المولدة بسرعة، لذلك من المفيد بنائها بالقرب من محطات الطاقة النووية، على سبيل المثال، حيث أن الأخيرة تعمل في الوضع الأساسي.

لقد نظرنا بالضبط في كيفية إنتاج الطاقة الكهربائية. حان الوقت لتطرح على نفسك سؤالاً جديًا: "ما هو نوع المحطات الأفضل الذي يناسب الجميع؟ المتطلبات الحديثةمن حيث الموثوقية والصداقة البيئية، وإلى جانب ذلك، ستكون تكلفة الطاقة منخفضة أيضًا؟ الجميع سوف يجيب على هذا السؤال بشكل مختلف. اسمحوا لي أن أقدم لكم قائمتي "الأفضل على الإطلاق".

1) CHP مدعوم بالغاز الطبيعي. كفاءة مثل هذه المحطات عالية جدًا، وتكلفة الوقود مرتفعة أيضًا، لكن الغاز الطبيعي يعد من أنظف أنواع الوقود، وهذا مهم جدًا لبيئة المدينة، التي تدخل ضمن حدودها الطاقة الحرارية تقع النباتات عادة.

2) HPP وPSPP. إن المزايا التي تتفوق بها على المحطات الحرارية واضحة، حيث أن هذا النوع من المحطات لا يلوث الغلاف الجوي وينتج طاقة "أرخص" وهي، بالإضافة إلى ذلك، مورد متجدد.

3) محطة توليد الكهرباء CCGT باستخدام الغاز الطبيعي. معظم كفاءة عاليةبين المحطات الحرارية، فضلاً عن قلة كمية الوقود المستهلكة، ستحل جزئياً مشكلة التلوث الحراري للمحيط الحيوي ومحدودية الاحتياطيات من الوقود الأحفوري.

4) محطة الطاقة النووية. في التشغيل العادي، تطلق محطة الطاقة النووية مواد مشعة أقل بمقدار 3-5 مرات في البيئة من تلك التي تطلقها محطة حراريةنفس الطاقة، لذا فإن الاستبدال الجزئي لمحطات الطاقة الحرارية بمحطات الطاقة النووية له ما يبرره تمامًا.

5) غريس. حاليا، تستخدم هذه المحطات الغاز الطبيعي كوقود. هذا لا معنى له على الإطلاق، لأنه مع نفس النجاح في أفران محطات توليد الطاقة في المناطق الحكومية، من الممكن استخدام الغاز النفطي المصاحب (APG) أو حرق الفحم، الذي تعد احتياطياته ضخمة مقارنة باحتياطيات الغاز الطبيعي.

وبهذا ينتهي الجزء الأول من المقال.

المواد من إعداد:
طالب في المجموعة ES-11b جامعة ولاية جنوب غرب سيرجي أجيبالوف.