Основни принципи на работа на ТЕЦ

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Какво е ТЕЦ и какви са принципите на работа на ТЕЦ? Общата дефиниция на такива обекти звучи приблизително по следния начин - това са електроцентрали, които се занимават с преработка на естествена енергия в електрическа енергия. За тези цели се използват и естествени горива.

Принципът на работа на ТЕЦ. Кратко описание

Към днешна дата топлоелектрическите централи са най-широко използваните. В такива съоръжения се изгарят изкопаеми горива, което отделя топлинна енергия. Задачата на ТЕЦ-а е да използва тази енергия за получаване на електричество.

Принципът на работа на ТЕЦ е генерирането не само на електрическа енергия, но и на топлинна енергия, която също се доставя на потребителите под формата на топла вода, например. Освен това тези енергийни съоръжения генерират около 76% от цялата електроенергия. Такова широко разпространение се дължи на факта, че наличието на органично гориво за работата на станцията е доста голямо. Втората причина беше, че транспортирането на гориво от мястото на неговото производство до самата станция е доста просто иустановена операция. Принципът на действие на ТЕЦ е проектиран по такъв начин, че да е възможно да се използва отпадната топлина на работния флуид за вторична доставка до неговия консуматор.

Разделяне на станции по тип

Заслужава да се отбележи, че термалните станции могат да бъдат разделени на типове в зависимост от това какъв вид енергия произвеждат. Ако принципът на работа на топлоелектрическата централа е само в производството на електрическа енергия (тоест топлинната енергия не се доставя на потребителя), тогава тя се нарича кондензационна електроцентрала (CPP).

Съоръженията, предназначени за производство на електрическа енергия, за отделяне на пара, както и за снабдяване с топла вода на консуматора, вместо кондензни турбини разполагат с парни турбини. Също така в такива елементи на станцията има междинно извличане на пара или устройство за противоналягане. Основното предимство и принцип на работа на този тип ТЕЦ (ТЕЦ) е, че отработената пара се използва и като източник на топлина и се доставя на потребителите. По този начин топлинните загуби и количеството охлаждаща вода могат да бъдат намалени.

Основни принципи на работа на TPP

Преди да се пристъпи към разглеждането на самия принцип на действие, е необходимо да се разбере за какъв вид станция говорим. Стандартната подредба на такива съоръжения включва такава система като повторно загряване на пара. Това е необходимо, тъй като топлинната ефективност на верига с междинно прегряване ще бъде по-висока, отколкото в система, където тя липсва. С прости думи принципът на работа на ТЕЦ с такава схема ще бъде много по-ефективен със същатаначални и крайни предварително зададени параметри, отколкото без него. От всичко това можем да заключим, че в основата на функционирането на станцията са изкопаеми горива и нагрят въздух.

Схема на работа

Принципът на работа на ТЕЦ е изграден по следния начин. Горивният материал, както и окислителят, чиято роля най-често се поема от нагрят въздух, се подават в пещта на котела в непрекъснат поток. Като гориво могат да действат вещества като въглища, нефт, мазут, газ, шисти, торф. Ако говорим за най-разпространеното гориво в Руската федерация, тогава това е въглищен прах. Освен това принципът на работа на топлоелектрическата централа е конструиран по такъв начин, че топлината, която се генерира поради изгарянето на горивото, загрява водата в парния котел. В резултат на нагряване течността се превръща в наситена пара, която влиза в парната турбина през изхода за пара. Основната цел на това устройство на станцията е да преобразува енергията на входящата пара в механична енергия.

Всички елементи на турбината, способни да се движат, са тясно свързани с вала, в резултат на което се въртят като единен механизъм. За да накара вала да се върти, парната турбина прехвърля кинетичната енергия на парата към ротора.

Механична работа на станцията

Устройството и принципът на работа на ТЕЦ в механичната му част е свързан с работата на ротора. Парата, която идва от турбината, има много високо налягане и температура. Това създава висока вътрешна енергия.пара, която идва от котела към дюзите на турбината. Парните струи, преминаващи през дюзата в непрекъснат поток, с висока скорост, която често е дори по-висока от скоростта на звука, действат върху лопатките на турбината. Тези елементи са здраво закрепени към диска, който от своя страна е тясно свързан с вала. В този момент механичната енергия на парата се преобразува в механичната енергия на роторните турбини. Говорейки по-точно за принципа на работа на топлоелектрическата централа, механичният ефект засяга ротора на турбогенератора. Това се дължи на факта, че валът на конвенционален ротор и генератор са тясно свързани. И тогава има доста добре познат, прост и разбираем процес на преобразуване на механичната енергия в електрическа енергия в устройство като генератор.

Движение на пара след ротора

След като водната пара премине през турбината, нейното налягане и температура намаляват значително и тя навлиза в следващата част на станцията - кондензатора. Вътре в този елемент се случва обратното преобразуване на парата в течност. За да се изпълни тази задача, вътре в кондензатора има охлаждаща вода, която влиза там през тръби, минаващи вътре в стените на устройството. След като парата се преобразува обратно във вода, тя се изпомпва от помпа за кондензат и навлиза в следващото отделение - деаератора. Също така е важно да се отбележи, че изпомпаната вода преминава през регенеративните нагреватели.

Основната задача на деаератора е да отстранява газовете от постъпващата вода. Едновременно с операцията за почистване течността също се нагрява по същия начин катов регенеративни нагреватели. За целта се използва топлината на парата, която се поема от следващото в турбината. Основната цел на операцията по обезвъздушаване е да се намали съдържанието на кислород и въглероден диоксид в течността до приемливи стойности. Това помага да се намали скоростта на корозия по пътищата, които доставят вода и пара.

Станции на въглища

Налице е силна зависимост на принципа на работа на ТЕЦ от вида на използваното гориво. От технологична гледна точка, най-трудното вещество за изпълнение са въглищата. Въпреки това суровините са основният източник на хранене в такива съоръжения, които съставляват приблизително 30% от общия дял на станциите. Освен това се планира увеличаване на броя на такива обекти. Също така си струва да се отбележи, че броят на функционалните отделения, необходими за работата на станцията, е много по-голям, отколкото при другите типове.

Как работят топлоелектрическите централи с въглища

За да работи гарата непрекъснато, по железопътните релси непрекъснато се докарват въглища, които се разтоварват със специални разтоварващи устройства. След това има елементи като транспортни ленти, чрез които ненатоварените въглища се подават към склада. След това горивото влиза в трошачната инсталация. Ако е необходимо, е възможно да се заобиколи процесът на доставка на въглища в склада и да се прехвърли директно в трошачките от устройства за разтоварване. След преминаване през този етап, натрошената суровина влиза в бункера за сурови въглища. Следващата стъпка е доставката на материалхранилки за мелници за пулверизирани въглища. Освен това въглищният прах, използвайки пневматичен метод на транспортиране, се подава в бункера за въглищен прах. Преминавайки по този път, веществото заобикаля такива елементи като сепаратор и циклон, а от бункера вече влиза през захранващите устройства директно към горелките. Въздухът, преминаващ през циклона, се засмуква от вентилатора на мелницата, след което се подава в горивната камера на котела.

Освен това движението на газа изглежда така. Летливите вещества, образувани в горивната камера, преминават последователно през устройства като газопроводи на котелна инсталация, след което, ако се използва система за повторно нагряване, газът се подава към първичния и вторичния пароперегреватели. В това отделение, както и във водния икономийзер, газът отделя топлината си за загряване на работния флуид. След това се монтира елемент, наречен въздушен пренагревател. Тук топлинната енергия на газа се използва за загряване на входящия въздух. След преминаване през всички тези елементи, летливото вещество преминава в пепелоуловителя, където се почиства от пепел. След това димните помпи изтеглят газа и го изпускат в атмосферата с помощта на газова тръба.

TPP и NPP

Доста често възниква въпросът какво е общото между ТЕЦ и атомните електроцентрали и има ли прилика в принципите на работа на ТЕЦ и атомните електроцентрали..

Ако говорим за приликите им, тогава има няколко от тях. Първо, и двамата са изградени по такъв начин, че използват за своята работа природен ресурс, който е вкаменелост и изкопани. Освен това,може да се отбележи, че и двата обекта са насочени към генериране не само на електрическа енергия, но и на топлинна енергия. Приликите в принципите на действие се крият и във факта, че топлоелектрическите централи и атомните електроцентрали имат турбини и парогенератори, участващи в процеса. По-долу са само някои от разликите. Те включват факта, че например цената на строителството и електроенергията, получена от топлоелектрически централи, е много по-ниска, отколкото от атомни електроцентрали. Но, от друга страна, атомните електроцентрали не замърсяват атмосферата, стига отпадъците да се изхвърлят правилно и да няма аварии. Докато топлоелектрическите централи, поради своя принцип на действие, постоянно отделят вредни вещества в атмосферата.

Тук се крие основната разлика в работата на атомните електроцентрали и топлоцентралите. Ако в топлинните съоръжения топлинната енергия от изгарянето на горивото най-често се прехвърля във вода или се превръща в пара, то в атомните електроцентрали енергията се взема от деленето на уранови атоми. Получената енергия се разминава за загряване на различни вещества и водата се използва тук доста рядко. Освен това всички вещества са в затворени запечатани вериги.

Топлоснабдяване

В някои ТЕЦ техните схеми могат да предвиждат такава система, която отоплява самата електроцентрала, както и съседното село, ако има такова. Към мрежовите нагреватели на този агрегат се взема пара от турбината, а има и специална линия за отстраняване на кондензат. Водата се подава и отвежда през специална тръбна система. Електрическата енергия, която ще бъде генерирана по този начин, се отклонява от електрическия генератор и се прехвърля към потребителя,преминаване през повишаващи трансформатори.

Основно оборудване

Ако говорим за основните елементи, работещи в топлоелектрическите централи, то това са котелни, както и турбинни инсталации, съчетани с електрогенератор и кондензатор. Основната разлика между основното оборудване и допълнителното оборудване е, че то има стандартни параметри по отношение на неговата мощност, производителност, параметри на парата, както и сила на напрежението и тока и т.н. Може също да се отбележи, че вида и броя на основните елементите се избират в зависимост от това колко мощност трябва да получите от една ТЕЦ, както и от режима на нейната работа. Анимация на принципа на работа на топлоелектрическата централа може да помогне за разбирането на този проблем по-подробно.