TPP darbības pamatprincipi

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Kas ir termoelektrostacija un kādi ir termoelektrostacijas darbības principi? Vispārējā šādu objektu definīcija izklausās aptuveni šādi - tās ir spēkstacijas, kas nodarbojas ar dabas enerģijas pārstrādi elektroenerģijā. Šiem nolūkiem tiek izmantota arī dabīgā degviela.

Siltumelektrostaciju darbības princips. Īss apraksts

Līdz šim visplašāk tiek izmantotas termoelektrostacijas. Šādos objektos tiek sadedzināts fosilais kurināmais, kas atbrīvo siltumenerģiju. TPP uzdevums ir izmantot šo enerģiju elektrības iegūšanai.

TEC darbības princips ir ne tikai elektroenerģijas, bet arī siltumenerģijas ražošana, kas tiek piegādāta arī patērētājiem, piemēram, karstā ūdens veidā. Turklāt šīs energoiekārtas saražo aptuveni 76% no visas elektroenerģijas. Tik plaša izplatība ir saistīta ar to, ka organiskās degvielas pieejamība stacijas darbībai ir diezgan liela. Otrs iemesls bija tas, ka degvielas transportēšana no tās ražošanas vietas uz pašu staciju ir diezgan vienkārša unizveidota darbība. TPP darbības princips ir izstrādāts tā, lai darba šķidruma atkritumu siltumu būtu iespējams izmantot sekundārai piegādei tā patērētājam.

Staciju atdalīšana pēc veida

Ir vērts atzīmēt, ka termostacijas var iedalīt tipos atkarībā no tā, kādu enerģiju tās ražo. Ja termoelektrostacijas darbības princips ir tikai elektroenerģijas ražošanā (tas ir, siltumenerģija netiek piegādāta patērētājam), tad to sauc par kondensācijas elektrostaciju (CPP).

Iekārtās, kas paredzētas elektroenerģijas ražošanai, tvaika izvadīšanai, kā arī karstā ūdens padevei patērētājam, ir tvaika turbīnas, nevis kondensācijas turbīnas. Arī šādos stacijas elementos ir starpposma tvaika nosūkšana vai pretspiediena iekārta. Šāda veida termoelektrostaciju (CHP) galvenā priekšrocība un darbības princips ir tas, ka izplūdes tvaiku izmanto arī kā siltuma avotu un piegādā patērētājiem. Tādā veidā var samazināt siltuma zudumus un dzesēšanas ūdens daudzumu.

TPP darbības pamatprincipi

Pirms ķerties pie paša darbības principa apsvēršanas, ir jāsaprot, par kādu staciju ir runa. Šādu iekārtu standarta izkārtojums ietver tādu sistēmu kā tvaika uzsildīšana. Tas ir nepieciešams, jo ķēdes termiskā efektivitāte ar starpposma pārkaršanu būs augstāka nekā sistēmā, kurā tās nav. Vienkāršiem vārdiem sakot, termoelektrostacijas darbības princips ar šādu shēmu būs daudz efektīvāks ar to pašusākotnējie un galīgie iepriekš iestatītie parametri nekā bez tā. No tā visa varam secināt, ka stacijas darbības pamatā ir fosilais kurināmais un uzsildīts gaiss.

Darba shēma

TEC darbības princips ir konstruēts šādi. Degvielas materiāls, kā arī oksidētājs, kura lomu visbiežāk uzņemas sakarsēts gaiss, nepārtrauktā plūsmā tiek ievadīts katla krāsnī. Tādas vielas kā ogles, nafta, mazuts, gāze, slāneklis, kūdra var darboties kā degviela. Ja mēs runājam par visizplatītāko degvielu Krievijas Federācijā, tad tie ir ogļu putekļi. Tālāk termoelektrostacijas darbības princips ir konstruēts tā, ka siltums, kas rodas kurināmā sadegšanas rezultātā, uzsilda ūdeni tvaika katlā. Sildīšanas rezultātā šķidrums pārvēršas piesātinātā tvaikā, kas caur tvaika izvadu nonāk tvaika turbīnā. Šīs ierīces galvenais mērķis stacijā ir pārvērst ienākošā tvaika enerģiju mehāniskajā enerģijā.

Visi kustēties spējīgie turbīnas elementi ir cieši saistīti ar vārpstu, kā rezultātā tie griežas kā vienots mehānisms. Lai vārpsta grieztos, tvaika turbīna pārnes tvaika kinētisko enerģiju uz rotoru.

Stacijas mehāniskā darbība

TPP ierīce un darbības princips tās mehāniskajā daļā ir saistīts ar rotora darbību. Tvaikam, kas nāk no turbīnas, ir ļoti augsts spiediens un temperatūra. Tas rada augstu iekšējo enerģiju.tvaiks, kas nāk no katla uz turbīnas sprauslām. Tvaika strūklas, kas nepārtrauktā plūsmā iet caur sprauslu ar lielu ātrumu, kas bieži vien ir pat lielāks par skaņas ātrumu, iedarbojas uz turbīnas lāpstiņām. Šie elementi ir stingri piestiprināti pie diska, kas, savukārt, ir cieši savienots ar vārpstu. Šajā brīdī tvaika mehāniskā enerģija tiek pārveidota par rotora turbīnu mehānisko enerģiju. Precīzāk runājot par termoelektrostacijas darbības principu, mehāniskā iedarbība ietekmē turboģeneratora rotoru. Tas ir saistīts ar faktu, ka parastā rotora un ģeneratora vārpsta ir cieši saistīti. Un tad ir diezgan labi zināms, vienkāršs un saprotams process mehāniskās enerģijas pārvēršanai elektroenerģijā tādā ierīcē kā ģenerators.

Tvaika kustība aiz rotora

Pēc tam, kad ūdens tvaiki iziet cauri turbīnai, tās spiediens un temperatūra ievērojami pazeminās, un tas nonāk nākamajā stacijas daļā - kondensatorā. Šī elementa iekšpusē notiek apgrieztā tvaika pārvēršanās šķidrumā. Lai veiktu šo uzdevumu, kondensatora iekšpusē atrodas dzesēšanas ūdens, kas tur nonāk caur caurulēm, kas iet iekšā ierīces sienās. Pēc tam, kad tvaiks tiek pārvērsts atpakaļ ūdenī, tas tiek izsūknēts ar kondensāta sūkni un nonāk nākamajā nodalījumā - deaeratorā. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka sūknētais ūdens iet caur reģeneratīvajiem sildītājiem.

Galvenais deaeratora uzdevums ir izvadīt gāzes no ienākošā ūdens. Vienlaikus ar tīrīšanas darbību šķidrums tiek uzkarsēts tāpat kāreģeneratīvajos sildītājos. Šim nolūkam tiek izmantots tvaika siltums, kas tiek ņemts no sekojošā turbīnā. Atgaisošanas darbības galvenais mērķis ir samazināt skābekļa un oglekļa dioksīda saturu šķidrumā līdz pieņemamām vērtībām. Tas palīdz samazināt korozijas ātrumu uz ūdens un tvaika padeves ceļiem.

Stacijas uz oglēm

Pastāv liela termoelektrostaciju darbības principa atkarība no izmantotā kurināmā veida. No tehnoloģiskā viedokļa visgrūtāk ieviešamā viela ir ogles. Neskatoties uz to, izejvielas ir galvenais uztura avots šādās iekārtās, kas veido aptuveni 30% no kopējās staciju daļas. Turklāt šādu objektu skaitu plānots palielināt. Ir arī vērts atzīmēt, ka stacijas darbībai nepieciešamo funkcionālo nodalījumu skaits ir daudz lielāks nekā citos veidos.

Kā darbojas ar oglēm darbināmas termoelektrostacijas

Lai stacija darbotos nepārtraukti, pa dzelzceļa sliedēm pastāvīgi tiek vestas ogles, kuras tiek izkrautas, izmantojot īpašas izkraušanas ierīces. Tad ir tādi elementi kā konveijera lentes, caur kurām izkrautās ogles tiek padotas uz noliktavu. Tālāk degviela nonāk drupināšanas iekārtā. Ja nepieciešams, ir iespējams apiet ogļu piegādes procesu noliktavā, un no izkraušanas ierīcēm tās pārsūtīt tieši uz drupinātājiem. Izejot cauri šim posmam, sasmalcinātā izejviela nonāk neapstrādātu ogļu bunkurā. Nākamais solis ir materiāla piegādepadeves pulverizētu ogļu dzirnavām. Tālāk ogļu putekļi, izmantojot pneimatisko transportēšanas metodi, tiek ievadīti ogļu putekļu bunkurā. Izejot šo ceļu, viela apiet tādus elementus kā separators un ciklons, un no bunkura tā jau nokļūst caur padevējiem tieši uz degļiem. Gaiss, kas iet caur ciklonu, tiek iesūkts ar dzirnavu ventilatoru, pēc tam tas tiek ievadīts katla sadegšanas kamerā.

Turklāt gāzes kustība izskatās šādi. Gaistošās vielas, kas veidojas sadegšanas kamerā, secīgi iziet cauri ierīcēm, piemēram, katlu iekārtas gāzes kanāliem, tad, ja tiek izmantota uzsildīšanas sistēma, gāze tiek piegādāta primārajam un sekundārajam pārkarsētājam. Šajā nodalījumā, kā arī ūdens ekonomaizerā gāze izdala savu siltumu, lai sildītu darba šķidrumu. Tālāk tiek uzstādīts elements, ko sauc par gaisa pārsildītāju. Šeit gāzes siltumenerģija tiek izmantota ienākošā gaisa sildīšanai. Izejot cauri visiem šiem elementiem, gaistošā viela nonāk pelnu uztvērējā, kur tā tiek attīrīta no pelniem. Pēc tam dūmu sūkņi izvelk gāzi un izlaiž to atmosfērā, izmantojot gāzes cauruli.

TPP un AES

Diezgan bieži rodas jautājums, kas ir kopīgs starp termoelektrostacijām un atomelektrostacijām un vai ir līdzība termoelektrostaciju un atomelektrostaciju darbības principos.

Ja runājam par to līdzībām, tad tās ir vairākas. Pirmkārt, tie abi ir būvēti tā, lai savā darbā izmantotu dabas resursu, kas ir fosilija un izrakta. Turklāt,var atzīmēt, ka abi objekti ir vērsti uz ne tikai elektroenerģijas, bet arī siltumenerģijas ražošanu. Darbības principu līdzības slēpjas arī tajā, ka termoelektrostacijās un atomelektrostacijās ir procesā iesaistītas turbīnas un tvaika ģeneratori. Tālāk ir norādītas tikai dažas no atšķirībām. Tie ietver to, ka, piemēram, būvniecības izmaksas un no termoelektrostacijām saņemtā elektroenerģija ir daudz zemāka nekā no atomelektrostacijām. Bet, no otras puses, atomelektrostacijas nepiesārņo atmosfēru, kamēr atkritumi tiek pareizi apglabāti un nenotiek avārijas. Savukārt termoelektrostacijas sava darbības principa dēļ pastāvīgi izdala atmosfērā kaitīgas vielas.

Šeit ir galvenā atšķirība atomelektrostaciju un termoelektrostaciju darbībā. Ja siltumiekārtās kurināmā sadegšanas siltumenerģiju visbiežāk pārnes ūdenī vai pārvērš tvaikā, tad atomelektrostacijās enerģiju ņem no urāna atomu skaldīšanas. Iegūtā enerģija novirzās, lai uzsildītu dažādas vielas, un ūdens šeit tiek izmantots diezgan reti. Turklāt visas vielas atrodas slēgtās noslēgtās ķēdēs.

Siltumapgāde

Dažās TEC to shēmas var paredzēt tādu sistēmu, kas apsilda pašu elektrostaciju, kā arī blakus esošo ciematu, ja tāds ir. Uz šīs iekārtas tīkla sildītājiem tvaiks tiek ņemts no turbīnas, un ir arī īpaša līnija kondensāta noņemšanai. Ūdens tiek piegādāts un izvadīts caur īpašu cauruļvadu sistēmu. Šādā veidā saražotā elektriskā enerģija tiek novirzīta no elektriskā ģeneratora un nodota patērētājam,kas iet cauri paaugstinošiem transformatoriem.

Galvenais aprīkojums

Ja runājam par galvenajiem elementiem, ko darbina termoelektrostacijas, tad tās ir katlu mājas, kā arī turbīnu iekārtas, kas savienotas pārī ar elektrisko ģeneratoru un kondensatoru. Galvenā atšķirība starp galveno aprīkojumu un papildu aprīkojumu ir tā, ka tai ir standarta parametri pēc jaudas, produktivitātes, tvaika parametriem, kā arī sprieguma un strāvas stipruma utt. Var arī atzīmēt, ka pamata aprīkojuma veids un skaits elementi tiek atlasīti atkarībā no tā, cik daudz jaudas jums ir nepieciešams iegūt no vienas TPP, kā arī no tā darbības režīma. Sīkāk šo jautājumu var izprast termoelektrostacijas darbības principa animācija.