टेस प्रतिलेख. ताप स्टेशन (सीएचपी)

विद्युत ऊर्जा संयंत्र एक विद्युत संयंत्र है जो प्राकृतिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सबसे आम थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) हैं, जो जैविक ईंधन (ठोस, तरल और गैसीय) जलाने से निकलने वाली थर्मल ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

थर्मल पावर प्लांट हमारे ग्रह पर उत्पादित बिजली का लगभग 76% उत्पन्न करते हैं। यह हमारे ग्रह के लगभग सभी क्षेत्रों में जीवाश्म ईंधन की उपस्थिति के कारण है; निष्कर्षण स्थल से ऊर्जा उपभोक्ताओं के निकट स्थित बिजली संयंत्र तक जैविक ईंधन के परिवहन की संभावना; ताप विद्युत संयंत्रों में तकनीकी प्रगति, उच्च शक्ति वाले ताप विद्युत संयंत्रों का निर्माण सुनिश्चित करना; काम कर रहे तरल पदार्थ से अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करने और उपभोक्ताओं को विद्युत ऊर्जा के अलावा, थर्मल ऊर्जा (भाप या गर्म पानी के साथ), आदि की आपूर्ति करने की संभावना।

ऊर्जा का उच्च तकनीकी स्तर केवल उत्पादन क्षमता की सामंजस्यपूर्ण संरचना के साथ सुनिश्चित किया जा सकता है: ऊर्जा प्रणाली में परमाणु ऊर्जा संयंत्र शामिल होने चाहिए जो सस्ती बिजली उत्पन्न करते हैं, लेकिन लोड परिवर्तन की सीमा और दर पर गंभीर प्रतिबंध होते हैं, और थर्मल पावर प्लांट जो आपूर्ति करते हैं गर्मी और बिजली, जिसकी मात्रा ऊर्जा की मांग पर निर्भर करती है, और भारी ईंधन पर चलने वाली शक्तिशाली भाप टरबाइन बिजली इकाइयाँ, और मोबाइल स्वायत्त गैस टरबाइन इकाइयाँ जो अल्पकालिक लोड शिखर को कवर करती हैं।

1.1 विद्युत ऊर्जा संयंत्रों के प्रकार और उनकी विशेषताएं।

चित्र में. 1 जीवाश्म ईंधन का उपयोग करने वाले ताप विद्युत संयंत्रों का वर्गीकरण प्रस्तुत करता है।

चित्र .1। जीवाश्म ईंधन का उपयोग करने वाले ताप विद्युत संयंत्रों के प्रकार।

चित्र.2 थर्मल पावर प्लांट का योजनाबद्ध थर्मल आरेख

1 - भाप बायलर; 2 - टरबाइन; 3 - विद्युत जनरेटर; 4 - संधारित्र; 5 - घनीभूत पंप; 6 - कम दबाव वाले हीटर; 7 - डिएरेटर; 8 - फ़ीड पंप; 9 - उच्च दबाव हीटर; 10 - जल निकासी पंप.

थर्मल पावर प्लांट उपकरण और उपकरणों का एक जटिल है जो ईंधन ऊर्जा को विद्युत और (सामान्य तौर पर) थर्मल ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

ताप विद्युत संयंत्रों की विशेषता बहुत विविधता है और इन्हें विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।

उनके उद्देश्य और आपूर्ति की गई ऊर्जा के प्रकार के आधार पर, बिजली संयंत्रों को क्षेत्रीय और औद्योगिक में विभाजित किया गया है।

जिला बिजली संयंत्र स्वतंत्र सार्वजनिक बिजली संयंत्र हैं जो क्षेत्र के सभी प्रकार के उपभोक्ताओं (औद्योगिक उद्यम, परिवहन, जनसंख्या, आदि) को सेवा प्रदान करते हैं। जिला संघनक बिजली संयंत्र, जो मुख्य रूप से बिजली उत्पन्न करते हैं, अक्सर अपना ऐतिहासिक नाम - जीआरईएस (राज्य जिला बिजली संयंत्र) बरकरार रखते हैं। जिला बिजली संयंत्र जो विद्युत और तापीय ऊर्जा (भाप या गर्म पानी के रूप में) का उत्पादन करते हैं, संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी) कहलाते हैं। एक नियम के रूप में, राज्य जिला बिजली संयंत्रों और जिला तापीय बिजली संयंत्रों की क्षमता 1 मिलियन किलोवाट से अधिक है।

औद्योगिक बिजली संयंत्र ऐसे बिजली संयंत्र हैं जो विशिष्ट उत्पादन उद्यमों या उनके परिसरों को थर्मल और विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं, उदाहरण के लिए एक रासायनिक उत्पादन संयंत्र। औद्योगिक बिजली संयंत्र उन औद्योगिक उद्यमों का हिस्सा हैं जिनकी वे सेवा करते हैं। उनकी क्षमता तापीय और विद्युत ऊर्जा के लिए औद्योगिक उद्यमों की जरूरतों से निर्धारित होती है और, एक नियम के रूप में, यह जिला ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में काफी कम है। अक्सर औद्योगिक बिजली संयंत्र सामान्य विद्युत नेटवर्क पर काम करते हैं, लेकिन बिजली प्रणाली डिस्पैचर के अधीन नहीं होते हैं।

उपयोग किए गए ईंधन के प्रकार के आधार पर, थर्मल पावर प्लांटों को जीवाश्म ईंधन और परमाणु ईंधन पर चलने वाले बिजली संयंत्रों में विभाजित किया जाता है।

जीवाश्म ईंधन पर चलने वाले संघनित बिजली संयंत्र, उस समय जब कोई परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) नहीं थे, ऐतिहासिक रूप से थर्मल पावर प्लांट (टीईएस - थर्मल पावर प्लांट) कहलाते थे। इसी अर्थ में इस शब्द का उपयोग नीचे किया जाएगा, हालांकि थर्मल पावर प्लांट, परमाणु ऊर्जा संयंत्र, गैस टरबाइन पावर प्लांट (जीटीपीपी), और संयुक्त चक्र पावर प्लांट (सीजीपीपी) भी थर्मल पावर प्लांट हैं जो थर्मल को परिवर्तित करने के सिद्धांत पर काम कर रहे हैं। ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में.

ताप विद्युत संयंत्रों के लिए गैसीय, तरल और ठोस ईंधन का उपयोग जैविक ईंधन के रूप में किया जाता है। रूस में अधिकांश थर्मल पावर प्लांट, विशेष रूप से यूरोपीय भाग में, मुख्य ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस और बैकअप ईंधन के रूप में ईंधन तेल का उपयोग करते हैं, इसकी उच्च लागत के कारण बाद वाले का उपयोग केवल चरम मामलों में किया जाता है; ऐसे ताप विद्युत संयंत्रों को गैस-तेल विद्युत संयंत्र कहा जाता है। कई क्षेत्रों में, मुख्य रूप से रूस के एशियाई भाग में, मुख्य ईंधन थर्मल कोयला है - कम कैलोरी वाला कोयला या उच्च कैलोरी वाले कोयले (एन्थ्रेसाइट कोयला - एएसएच) के निष्कर्षण से निकलने वाला अपशिष्ट। चूंकि दहन से पहले ऐसे कोयले को विशेष मिलों में धूल भरी अवस्था में पीसा जाता है, इसलिए ऐसे ताप विद्युत संयंत्रों को चूर्णित कोयला कहा जाता है।

थर्मल ऊर्जा को टरबाइन इकाइयों के रोटरों के घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए थर्मल पावर प्लांटों में उपयोग किए जाने वाले थर्मल पावर प्लांटों के प्रकार के आधार पर, भाप टरबाइन, गैस टरबाइन और संयुक्त चक्र बिजली संयंत्रों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

भाप टरबाइन बिजली संयंत्रों का आधार भाप टरबाइन इकाइयां (एसटीयू) हैं, जो थर्मल ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए सबसे जटिल, सबसे शक्तिशाली और बेहद उन्नत ऊर्जा मशीन - भाप टरबाइन - का उपयोग करती हैं। पीटीयू ताप विद्युत संयंत्रों, संयुक्त ताप और विद्युत संयंत्रों और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का मुख्य तत्व है।

एसटीपी जिनमें विद्युत जनरेटर के लिए ड्राइव के रूप में संघनक टरबाइन होते हैं और बाहरी उपभोक्ताओं को तापीय ऊर्जा की आपूर्ति करने के लिए निकास भाप की गर्मी का उपयोग नहीं करते हैं, संघनक विद्युत संयंत्र कहलाते हैं। हीटिंग टर्बाइनों से सुसज्जित और औद्योगिक या नगरपालिका उपभोक्ताओं को निकास भाप की गर्मी जारी करने वाले एसटीयू को संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी) कहा जाता है।

गैस टरबाइन थर्मल पावर प्लांट (जीटीपीपी) गैस टरबाइन इकाइयों (जीटीयू) से सुसज्जित हैं जो गैसीय या, चरम मामलों में, तरल (डीजल) ईंधन पर चलते हैं। चूँकि गैस टरबाइन संयंत्र के पीछे गैसों का तापमान काफी अधिक होता है, इसलिए उनका उपयोग बाहरी उपभोक्ताओं को तापीय ऊर्जा की आपूर्ति के लिए किया जा सकता है। ऐसे बिजली संयंत्रों को जीटीयू-सीएचपी कहा जाता है। वर्तमान में, रूस में 600 मेगावाट की क्षमता वाला एक गैस टरबाइन बिजली संयंत्र (क्लासन, इलेक्ट्रोगोर्स्क, मॉस्को क्षेत्र के नाम पर जीआरईएस-3) और एक गैस टरबाइन सह-उत्पादन संयंत्र (इलेक्ट्रोस्टल, मॉस्को क्षेत्र में) है।

एक पारंपरिक आधुनिक गैस टरबाइन इकाई (जीटीयू) एक वायु कंप्रेसर, एक दहन कक्ष और एक गैस टरबाइन के साथ-साथ सहायक प्रणालियों का एक संयोजन है जो इसके संचालन को सुनिश्चित करती है। गैस टरबाइन इकाई और विद्युत जनरेटर के संयोजन को गैस टरबाइन इकाई कहा जाता है।

संयुक्त-चक्र थर्मल पावर प्लांट संयुक्त चक्र गैस इकाइयों (सीसीजी) से सुसज्जित हैं, जो गैस टरबाइन और भाप टरबाइन का एक संयोजन है, जो उच्च दक्षता की अनुमति देता है। सीसीजीटी-सीएचपी संयंत्रों को संघनक संयंत्र (सीसीपी-सीएचपी) और तापीय ऊर्जा आपूर्ति (सीसीपी-सीएचपी) के रूप में डिजाइन किया जा सकता है। वर्तमान में, चार नए सीसीजीटी-सीएचपी संयंत्र रूस में काम कर रहे हैं (सेंट पीटर्सबर्ग के उत्तर-पश्चिम सीएचपीपी, कलिनिनग्राद, मोसेनेर्गो ओजेएससी और सोचिन्स्काया के सीएचपीपी-27), और टूमेन सीएचपीपी में एक सह-उत्पादन सीसीजीटी संयंत्र भी बनाया गया है। 2007 में, इवानोवो CCGT-KES को परिचालन में लाया गया।

मॉड्यूलर थर्मल पावर प्लांट अलग-अलग, आमतौर पर एक ही प्रकार के, पावर प्लांट - बिजली इकाइयों से मिलकर बने होते हैं। बिजली इकाई में, प्रत्येक बॉयलर केवल अपने टरबाइन को भाप की आपूर्ति करता है, जहाँ से यह संघनन के बाद केवल अपने बॉयलर में लौटता है। सभी शक्तिशाली राज्य जिला बिजली संयंत्र और थर्मल पावर प्लांट, जिनमें भाप की तथाकथित मध्यवर्ती सुपरहीटिंग होती है, ब्लॉक योजना के अनुसार बनाए जाते हैं। क्रॉस कनेक्शन वाले थर्मल पावर प्लांट में बॉयलर और टर्बाइनों का संचालन अलग-अलग तरीके से सुनिश्चित किया जाता है: थर्मल पावर प्लांट के सभी बॉयलर एक सामान्य स्टीम लाइन (कलेक्टर) को भाप की आपूर्ति करते हैं और थर्मल पावर प्लांट के सभी स्टीम टर्बाइन इससे संचालित होते हैं। इस योजना के अनुसार, मध्यवर्ती ओवरहीटिंग के बिना सीईएस और सबक्रिटिकल प्रारंभिक भाप मापदंडों के साथ लगभग सभी सीएचपी संयंत्र बनाए जाते हैं।

प्रारंभिक दबाव के स्तर के आधार पर, सबक्रिटिकल दबाव, सुपरक्रिटिकल दबाव (एससीपी) और सुपरसुपरक्रिटिकल पैरामीटर (एसएससीपी) के थर्मल पावर प्लांट को प्रतिष्ठित किया जाता है।

क्रांतिक दबाव 22.1 एमपीए (225.6 पर) है। रूसी ताप और बिजली उद्योग में, प्रारंभिक मापदंडों को मानकीकृत किया गया है: थर्मल पावर प्लांट और संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र 8.8 और 12.8 एमपीए (90 और 130 एटीएम) के उप-क्रिटिकल दबाव के लिए बनाए जाते हैं, और एसकेडी के लिए - 23.5 एमपीए (240 एटीएम) . तकनीकी कारणों से, सुपरक्रिटिकल मापदंडों वाले थर्मल पावर प्लांटों को इंटरमीडिएट ओवरहीटिंग और ब्लॉक आरेख के अनुसार फिर से भर दिया जाता है। सुपरसुपरक्रिटिकल मापदंडों में पारंपरिक रूप से 24 एमपीए (35 एमपीए तक) से अधिक दबाव और 5600C (6200C तक) से अधिक तापमान शामिल होता है, जिसके उपयोग के लिए नई सामग्री और नए उपकरण डिजाइन की आवश्यकता होती है। अक्सर विभिन्न स्तरों के मापदंडों के लिए थर्मल पावर प्लांट या संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र कई चरणों में बनाए जाते हैं - कतारों में, जिनमें से पैरामीटर प्रत्येक नई कतार की शुरूआत के साथ बढ़ते हैं।

कुछ हफ़्ते पहले, नोवोडविंस्क के सभी नलों से गर्म पानी गायब हो गया - दुश्मनों की किसी भी साजिश की तलाश करने की कोई ज़रूरत नहीं है, बस हाइड्रोलिक परीक्षण नोवोडविंस्क में आए, नए पीने के मौसम के लिए शहर की ऊर्जा और उपयोगिताओं को तैयार करने के लिए आवश्यक प्रक्रिया . गर्म पानी के बिना, मुझे किसी तरह तुरंत एक ग्रामीण की तरह महसूस हुआ - चूल्हे पर उबलते पानी के बर्तन - धोना, दाढ़ी बनाना, - ठंडे पानी में बर्तन धोना, आदि।

उसी समय, मेरे दिमाग में एक सवाल उठा: गर्म पानी "कैसे बनाया जाता है", और यह हमारे अपार्टमेंट में नलों में कैसे आता है?

बेशक, शहर की सारी ऊर्जा आर्कान्जेस्क पल्प एंड पेपर मिल द्वारा "संचालित" होती है, अधिक सटीक रूप से टीपीपी -1 पर, जहां मैं यह पता लगाने के लिए गया था कि हमारे अपार्टमेंट में गर्म पानी और गर्मी कहाँ से आती है। आर्कान्जेस्क पल्प एंड पेपर मिल के मुख्य पावर इंजीनियर, आंद्रेई बोरिसोविच ज़ुबोक, मेरी खोज में मदद करने के लिए सहमत हुए और मेरे कई सवालों के जवाब दिए।

यहां, वैसे, आर्कान्जेस्क पल्प एंड पेपर मिल के मुख्य पावर इंजीनियर का डेस्कटॉप है - एक मॉनिटर जहां विभिन्न प्रकार के डेटा प्रदर्शित होते हैं, एक मल्टी-चैनल टेलीफोन जो हमारी बातचीत के दौरान बार-बार बजता है, दस्तावेजों का ढेर। ..

एंड्री बोरिसोविच ने मुझे बताया कि "सैद्धांतिक रूप से" टीपीपी-1, संयंत्र और शहर का मुख्य बिजली संयंत्र, कैसे काम करता है। बहुत संक्षिप्त नाम टीपीपी - थर्मल पावर प्लांट - का अर्थ है कि स्टेशन न केवल बिजली उत्पन्न करता है, बल्कि गर्मी (गर्म पानी, हीटिंग) भी उत्पन्न करता है, और गर्मी उत्पादन शायद हमारी ठंडी जलवायु में और भी अधिक प्राथमिकता है।

टीपीपी-1 के संचालन की योजना:


कोई भी थर्मल पावर प्लांट मुख्य नियंत्रण कक्ष से शुरू होता है, जहां बॉयलर में होने वाली प्रक्रियाओं, टर्बाइनों के संचालन आदि के बारे में सारी जानकारी प्रवाहित होती है।

यहां टर्बाइन, जनरेटर और बॉयलर का संचालन कई संकेतकों और डायल पर दिखाई देता है। यहीं से स्टेशन की उत्पादन प्रक्रिया को नियंत्रित किया जाता है। और यह प्रक्रिया बहुत जटिल है, हर चीज़ को समझने के लिए आपको बहुत अध्ययन करने की आवश्यकता है।

खैर, पास में ही टीपीपी-1 का दिल है - स्टीम बॉयलर। टीपीपी-1 पर उनमें से आठ हैं। ये विशाल संरचनाएं हैं, जिनकी ऊंचाई 32 मीटर तक पहुंचती है। यह उनमें है कि ऊर्जा रूपांतरण की मुख्य प्रक्रिया होती है, जिसकी बदौलत हमारे घरों में बिजली और गर्म पानी दोनों दिखाई देते हैं - भाप उत्पादन।

लेकिन में यह सब ईंधन से शुरू होता है। कोयला, गैस और पीट विभिन्न बिजली संयंत्रों में ईंधन के रूप में कार्य कर सकते हैं। टीपीपी-1 पर मुख्य ईंधन कोयला है, जिसे वोरकुटा से रेल द्वारा यहां पहुंचाया जाता है।

इसका एक हिस्सा संग्रहीत किया जाता है, दूसरा हिस्सा कन्वेयर के साथ स्टेशन तक जाता है, जहां कोयले को पहले धूल में कुचल दिया जाता है और फिर विशेष "धूल पाइप" के माध्यम से खिलाया जाता हैभाप बायलर भट्ठी . बॉयलर को प्रज्वलित करने के लिए, ईंधन तेल का उपयोग किया जाता है, और फिर, दबाव और तापमान बढ़ने पर, इसे कोयले की धूल में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

स्टीम बॉयलर उसे लगातार आपूर्ति किए जाने वाले फीडवाटर से उच्च दबाव वाली भाप का उत्पादन करने की एक इकाई है। ऐसा ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी के कारण होता है। बॉयलर अपने आप में काफी प्रभावशाली दिखता है। इस संरचना का वजन 1000 टन से अधिक है! बॉयलर की क्षमता प्रति घंटे 200 टन भाप है।

बाह्य रूप से, बॉयलर पाइप, वाल्व और कुछ तंत्रों की एक उलझन जैसा दिखता है। बॉयलर के बगल में गर्मी है, क्योंकि बॉयलर से निकलने वाली भाप का तापमान 540 डिग्री है।

टीपीपी-1 में एक और बॉयलर भी है - एक आधुनिक मेट्सो बॉयलर जो कई साल पहले हाइबेक्स ग्रेट के साथ स्थापित किया गया था। इस बिजली इकाई को एक अलग रिमोट कंट्रोल द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

इकाई नवोन्मेषी तकनीक - बबल फ्लुइडाइज्ड बेड (हाइबेक्स) में ईंधन दहन का उपयोग करके संचालित होती है। भाप उत्पन्न करने के लिए, छाल ईंधन (270 हजार टन प्रति वर्ष) और सीवेज कीचड़ (80 हजार टन प्रति वर्ष) जलाया जाता है, इसे अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों से यहां लाया जाता है;

आधुनिक बॉयलर भी एक विशाल संरचना होती है, जिसकी ऊंचाई 30 मीटर से अधिक होती है।

या छाल ईंधन इन कन्वेयर के माध्यम से बॉयलर में प्रवेश करता है।

और यहां से, तैयारी के बाद, ईंधन मिश्रण सीधे बॉयलर भट्टी में चला जाता है।

टीपीपी-1 की नई बॉयलर बिल्डिंग में एक एलिवेटर है। लेकिन एक सामान्य शहरी निवासी से परिचित रूप में कोई मंजिलें नहीं हैं - वहां हैंसेवा चिह्न की ऊंचाई- तो लिफ्ट एक निशान से दूसरे निशान की ओर चलती है।

स्टेशन पर 700 से अधिक लोग काम करते हैं। सभी के लिए पर्याप्त काम है - उपकरण को रखरखाव की आवश्यकता हैऔर कर्मचारियों द्वारा निरंतर निगरानी। स्टेशन पर काम करने की स्थितियाँ कठिन हैं- उच्च तापमान, आर्द्रता, शोर, कोयले की धूल।

और यहां श्रमिक एक नए बॉयलर के निर्माण के लिए एक साइट तैयार कर रहे हैं - इसका निर्माण अगले साल शुरू होगा।

यहां बॉयलर के लिए पानी तैयार किया जाता है. स्वचालित मोड में, बॉयलर और टरबाइन ब्लेड पर नकारात्मक प्रभाव को कम करने के लिए पानी को नरम किया जाता है (पहले से ही उस समय जब पानी भाप में बदल जाता है)।

और यह टरबाइन हॉल है - बॉयलर से भाप यहाँ आती है, यहाँ शक्तिशाली टरबाइन घूमते हैं (कुल मिलाकर पाँच हैं)।

साइड से दृश्य:

इस हॉल में, भाप काम करती है: सुपरहीटर्स से गुजरते हुए, भाप 545 डिग्री के तापमान तक गर्म होती है और टरबाइन में प्रवेश करती है, जहां इसके दबाव में टरबाइन जनरेटर रोटर घूमता है और, तदनुसार, बिजली उत्पन्न होती है।

बहुत सारे दबाव नापने का यंत्र।

लेकिन यहाँ यह है - एक टरबाइन, जहाँ भाप काम करती है और जनरेटर को "चालू" करती है। यह टरबाइन नंबर 7 है और तदनुसार, जनरेटर नंबर 7 है।

आठवां जनरेटर और आठवां टरबाइन। जनरेटर की शक्ति अलग है, लेकिन कुल मिलाकर वे लगभग 180 मेगावाट बिजली का उत्पादन करने में सक्षम हैं - यह बिजली स्टेशन की जरूरतों के लिए पर्याप्त है (जो लगभग 16% है), और उत्पादन की जरूरतों के लिए आर्कान्जेस्क पल्प एंड पेपर मिल, और "तीसरे पक्ष के उपभोक्ताओं" (उत्पन्न ऊर्जा का लगभग 5%) प्रदान करने के लिए।

पाइपों की आपस में बुनाई आकर्षक है।

हीटिंग (नेटवर्क) के लिए गर्म पानी हीट एक्सचेंजर्स (बॉयलर) में भाप के साथ पानी गर्म करके प्राप्त किया जाता है। इसे इन पंपों द्वारा नेटवर्क में पंप किया जाता है - टीपीपी-1 पर उनमें से आठ हैं। वैसे, पानी "हीटिंग के लिए" विशेष रूप से तैयार और शुद्ध किया जाता है और, स्टेशन से बाहर निकलने पर, पीने के पानी की आवश्यकताओं को पूरा करता है। सैद्धांतिक रूप से, यह पानी पिया जा सकता है, लेकिन फिर भी बड़ी संख्या में संक्षारण उत्पादों की उपस्थिति के कारण इसे पीने की अनुशंसा नहीं की जाती है।हीटिंग पाइप में.

और इन टावरों में - टीपीपी-1 की रासायनिक कार्यशाला का अनुभाग,- पानी तैयार किया जाता है और हीटिंग सिस्टम में डाला जाता है, क्योंकि गर्म पानी का कुछ हिस्सा खर्च हो जाता है - इसे फिर से भरने की जरूरत होती है।

फिर गर्म पानी (शीतलक) विभिन्न क्रॉस-सेक्शन की पाइपलाइनों से बहता है, क्योंकि टीपीपी-1 न केवल शहर को, बल्कि संयंत्र के औद्योगिक परिसर को भी गर्म करता है।

और बिजली स्टेशन से "छोड़" देती हैविद्युत वितरण उपकरणों और ट्रांसफार्मर के माध्यम से और संयंत्र और शहर की बिजली प्रणाली में संचारित किया जाता है।

बेशक, स्टेशन पर एक पाइप है - वही "क्लाउड फैक्ट्री"। टीपीपी-1 पर ऐसे तीन पाइप हैं। उच्चतम 180 मीटर से अधिक है। जैसा कि यह निकला, पाइप वास्तव में एक खोखली संरचना है जहां विभिन्न बॉयलरों से गैस नलिकाएं एकत्रित होती हैं।चिमनी में प्रवेश करने से पहले, ग्रिप गैसें राख हटाने की प्रणाली से गुजरती हैं। नए बॉयलर पर इलेक्ट्रिक प्रीसिपिटेटर में ऐसा होता है।ग्रिप गैस शुद्धिकरण की प्रभावी डिग्री 99.7% है।कोयला बॉयलरों पर, सफाई पानी से की जाती है - यह प्रणाली कम कुशल है, लेकिन फिर भी अधिकांश "उत्सर्जन" को पकड़ लिया जाता है।

आज, टीपीपी-1 में नवीकरण का काम जोरों पर है: और यदि इमारत की मरम्मत किसी भी समय की जा सकती है...

इसलिए, बॉयलरों या टरबाइनों की बड़ी मरम्मत केवल गर्मियों में कम भार की अवधि के दौरान ही की जा सकती है। वैसे, यही कारण है कि "हाइड्रोलिक परीक्षण" किए जाते हैं। गर्मी आपूर्ति प्रणालियों पर लोड में एक प्रोग्रामेटिक वृद्धि आवश्यक है, सबसे पहले, उपयोगिता संचार की विश्वसनीयता की जांच करने के लिए, और दूसरी बात, बिजली इंजीनियरों के पास सिस्टम से शीतलक को "खाली" करने और बदलने का अवसर है, उदाहरण के लिए, का एक खंड पाइप। बिजली उपकरणों की मरम्मत एक महंगा उपक्रम है जिसके लिए विशेषज्ञों से विशेष योग्यता और अनुमति की आवश्यकता होती है।

संयंत्र के बाहर, गर्म पानी (जिसे शीतलक के रूप में भी जाना जाता है) पाइपों के माध्यम से बहता है - शहर के तीन "निकास" शहर की हीटिंग प्रणाली के निर्बाध संचालन को सुनिश्चित करते हैं। सिस्टम बंद है, इसमें पानी लगातार घूमता रहता है। वर्ष के सबसे ठंडे समय में - स्टेशन से निकलने वाले पानी का तापमान 110 डिग्री सेल्सियस होता है, शीतलक 20-30 डिग्री तक ठंडा होकर वापस आ जाता है। गर्मियों में, पानी का तापमान कम हो जाता है - स्टेशन से बाहर निकलने पर मानक 65 डिग्री सेल्सियस है।

वैसे, गर्म पानी और हीटिंग थर्मल पावर प्लांट में नहीं, बल्कि सीधे घरों में बंद किया जाता है - यह प्रबंधन कंपनियों द्वारा किया जाता है। थर्मल पावर प्लांट मरम्मत करने के लिए हाइड्रोलिक परीक्षणों के बाद केवल एक बार पानी को "बंद" करता है। मरम्मत के बाद, बिजली इंजीनियर धीरे-धीरे सिस्टम में पानी भरते हैं - शहर में सिस्टम से हवा निकालने के लिए विशेष तंत्र हैं - ठीक उसी तरह जैसे एक सामान्य आवासीय भवन में बैटरियों में होता है।

गर्म पानी का अंतिम बिंदु शहर के किसी भी अपार्टमेंट में एक ही नल है, केवल अब इसमें पानी नहीं है - हाइड्रोलिक परीक्षण।

कुछ ऐसा "करना" कितना कठिन है जिसके बिना एक आधुनिक शहरवासी के जीवन की कल्पना करना कठिन है - गर्म पानी।

ताप स्टेशन (सीएचपी)। उद्देश्य। प्रकार

थर्मल पावर प्लांट जो जैविक ईंधन के दहन के दौरान जारी थर्मल ऊर्जा के रूपांतरण के परिणामस्वरूप विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। टीपीपी में, थर्मल स्टीम टर्बाइन (टीएसपीपी) प्रबल होते हैं, जिसमें थर्मल ऊर्जा का उपयोग भाप जनरेटर में उच्च दबाव वाली पानी की भाप का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जो विद्युत जनरेटर (आमतौर पर एक तुल्यकालिक जनरेटर) के रोटर से जुड़े भाप टरबाइन रोटर को घुमाता है। ऐसे ताप विद्युत संयंत्रों में उपयोग किया जाने वाला ईंधन कोयला (मुख्य रूप से), ईंधन तेल, प्राकृतिक गैस, लिग्नाइट, पीट और शेल है।

टीपीईएस जिनमें विद्युत जनरेटर के लिए ड्राइव के रूप में संघनक टरबाइन होते हैं और बाहरी उपभोक्ताओं को तापीय ऊर्जा की आपूर्ति करने के लिए निकास भाप की गर्मी का उपयोग नहीं करते हैं, संघनक विद्युत संयंत्र कहलाते हैं। राज्य जिला बिजली संयंत्र थर्मल पावर प्लांट के समान ही बिजली का उत्पादन करता है। टीपीईएस, हीटिंग टर्बाइनों से सुसज्जित है और औद्योगिक या नगरपालिका उपभोक्ताओं को निकास भाप की गर्मी जारी करता है, जिसे संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी) कहा जाता है; वे ताप विद्युत संयंत्रों में उत्पादित बिजली के बारे में उत्पादन करते हैं।

गैस टरबाइन द्वारा संचालित विद्युत जनरेटर वाले थर्मल पावर प्लांट को गैस टरबाइन पावर प्लांट (जीटीपीपी) कहा जाता है। गैस टरबाइन बिजली संयंत्र के दहन कक्ष में गैस या तरल ईंधन जलाया जाता है; 750-900 C के तापमान वाले दहन उत्पाद एक गैस टरबाइन में प्रवेश करते हैं जो एक विद्युत जनरेटर को घुमाता है। ऐसे ताप विद्युत संयंत्रों की दक्षता आमतौर पर 26-28% होती है, बिजली कई सौ मेगावाट तक होती है। जीटीपीपी का उपयोग आमतौर पर विद्युत भार शिखर को कवर करने के लिए किया जाता है।

एक भाप और गैस टरबाइन इकाई वाला थर्मल पावर प्लांट, जिसमें एक भाप टरबाइन और एक गैस टरबाइन इकाई शामिल होती है, को संयुक्त चक्र पावर प्लांट (सीजीपीपी) कहा जाता है। जिसकी दक्षता 42 - 43% तक पहुंच सकती है। जीटीपीपी और पीएचपीपी बाहरी उपभोक्ताओं को भी गर्मी की आपूर्ति कर सकते हैं, यानी वे थर्मल पावर प्लांट के रूप में काम कर सकते हैं।

थर्मल पावर प्लांट व्यापक रूप से उपलब्ध ईंधन संसाधनों का उपयोग करते हैं, अपेक्षाकृत स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं और मौसमी उतार-चढ़ाव के बिना बिजली उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं। इनका निर्माण शीघ्रता से किया जाता है और इसमें कम श्रम और सामग्री लागत शामिल होती है। लेकिन टीपीपी में महत्वपूर्ण कमियां हैं। वे गैर-नवीकरणीय संसाधनों का उपयोग करते हैं, उनकी दक्षता कम होती है (30-35%), और पर्यावरण पर बेहद नकारात्मक प्रभाव डालते हैं। इस दुनिया के थर्मल पावर प्लांट सालाना 200-250 मिलियन टन राख और लगभग 60 मिलियन टन सल्फ्यूरस एनहाइड्राइड वायुमंडल में उत्सर्जित करते हैं, और भारी मात्रा में ऑक्सीजन भी अवशोषित करते हैं। यह स्थापित किया गया है कि सूक्ष्म खुराक में कोयले में लगभग हमेशा U238, Th232 और एक रेडियोधर्मी कार्बन आइसोटोप होता है। रूस में अधिकांश थर्मल पावर प्लांट सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड से ग्रिप गैसों को शुद्ध करने के लिए प्रभावी प्रणालियों से सुसज्जित नहीं हैं। यद्यपि प्राकृतिक गैस पर चलने वाले प्रतिष्ठान कोयला, शेल और ईंधन तेल संयंत्रों की तुलना में पर्यावरण की दृष्टि से अधिक स्वच्छ हैं, लेकिन गैस पाइपलाइनों की स्थापना (विशेषकर उत्तरी क्षेत्रों में) पर्यावरण को नुकसान पहुँचाती है।

थर्मल प्रतिष्ठानों के बीच प्राथमिक भूमिका संघनक विद्युत संयंत्रों (सीपीएस) द्वारा निभाई जाती है। वे ईंधन स्रोतों और उपभोक्ताओं दोनों की ओर आकर्षित होते हैं, और इसलिए बहुत व्यापक हैं।

IES जितना बड़ा होगा, वह उतनी ही दूर तक बिजली संचारित कर सकता है, अर्थात। जैसे-जैसे शक्ति बढ़ती है, ईंधन और ऊर्जा कारक का प्रभाव बढ़ता है। ईंधन आधारों पर ध्यान सस्ते और गैर-परिवहन योग्य ईंधन संसाधनों (कांस्क-अचिंस्क बेसिन के भूरे कोयले) की उपस्थिति में या पीट, शेल और ईंधन तेल का उपयोग करने वाले बिजली संयंत्रों के मामले में होता है (ऐसे सीपीपी आमतौर पर तेल शोधन केंद्रों से जुड़े होते हैं) ).

सीएचपी (संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र) बिजली और ताप के संयुक्त उत्पादन के लिए प्रतिष्ठान हैं। आईईएस के लिए उनकी दक्षता 70% बनाम 30-35% तक पहुंच जाती है। सीएचपी संयंत्र उपभोक्ताओं से बंधे हैं, क्योंकि ऊष्मा स्थानांतरण (भाप, गर्म पानी) की त्रिज्या 15-20 किमी है। सीएचपी संयंत्र की अधिकतम शक्ति सीपीपी से कम होती है।

हाल ही में, मौलिक रूप से नई स्थापनाएँ सामने आई हैं:

• गैस टरबाइन (जीटी) स्थापना, जिसमें भाप टरबाइन के बजाय गैस टरबाइन का उपयोग किया जाता है, जो पानी की आपूर्ति की समस्या को समाप्त करता है (क्रास्नोडार और शत्रुस्काया जीआरईएस में);
• भाप और गैस टरबाइन (सीसीजीटी), जहां निकास गैसों की गर्मी का उपयोग पानी को गर्म करने और कम दबाव वाली भाप का उत्पादन करने के लिए किया जाता है (नेविन्नोमिस्क और कर्मानोव्स्काया जीआरईएस में);
• मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक जेनरेटर (एमएचडी जेनरेटर), जो गर्मी को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं (सीएचपीपी-21 मोसेनर्गो और रियाज़ान स्टेट डिस्ट्रिक्ट पावर प्लांट में)।

रूस में, शक्तिशाली (2 मिलियन किलोवाट या अधिक) मध्य क्षेत्र, वोल्गा क्षेत्र, उरल्स और पूर्वी साइबेरिया में बनाए गए थे।

कांस्क-अचिंस्क बेसिन के आधार पर एक शक्तिशाली ईंधन और ऊर्जा परिसर (KATEK) बनाया जा रहा है। यह परियोजना 6.4 मिलियन किलोवाट की क्षमता वाले आठ राज्य जिला बिजली संयंत्रों के निर्माण का प्रावधान करती है। 1989 में, बेरेज़ोव्स्काया जीआरईएस-1 (0.8 मिलियन किलोवाट) की पहली इकाई परिचालन में लाई गई थी।



यह क्या है और ताप विद्युत संयंत्रों के संचालन सिद्धांत क्या हैं? ऐसी वस्तुओं की सामान्य परिभाषा लगभग इस प्रकार है - ये बिजली संयंत्र हैं जो प्राकृतिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में संसाधित करते हैं। इन उद्देश्यों के लिए प्राकृतिक मूल के ईंधन का भी उपयोग किया जाता है।

ताप विद्युत संयंत्रों का संचालन सिद्धांत। संक्षिप्त वर्णन

आज, ऐसी सुविधाओं पर ही दहन सबसे अधिक व्यापक होता है जिससे तापीय ऊर्जा निकलती है। ताप विद्युत संयंत्रों का कार्य इस ऊर्जा का उपयोग विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए करना है।

थर्मल पावर प्लांट का संचालन सिद्धांत न केवल उत्पादन बल्कि थर्मल ऊर्जा का उत्पादन भी है, जिसे उदाहरण के लिए उपभोक्ताओं को गर्म पानी के रूप में भी आपूर्ति की जाती है। इसके अलावा, ये ऊर्जा सुविधाएं कुल बिजली का लगभग 76% उत्पन्न करती हैं। यह व्यापक उपयोग इस तथ्य के कारण है कि स्टेशन के संचालन के लिए जीवाश्म ईंधन की उपलब्धता काफी अधिक है। दूसरा कारण यह था कि ईंधन को उसके निष्कर्षण के स्थान से स्टेशन तक पहुंचाना काफी सरल और सुव्यवस्थित कार्य है। थर्मल पावर प्लांट के संचालन सिद्धांत को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि उपभोक्ता को इसकी द्वितीयक आपूर्ति के लिए कार्यशील तरल पदार्थ की अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करना संभव है।

प्रकार के आधार पर स्टेशनों का पृथक्करण

यह ध्यान देने योग्य है कि थर्मल स्टेशनों को इस आधार पर प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है कि वे किस प्रकार की गर्मी पैदा करते हैं। यदि थर्मल पावर प्लांट के संचालन का सिद्धांत केवल विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करना है (अर्थात यह उपभोक्ता को थर्मल ऊर्जा की आपूर्ति नहीं करता है), तो इसे संघनक पावर प्लांट (सीईएस) कहा जाता है।

विद्युत ऊर्जा के उत्पादन, भाप की आपूर्ति के साथ-साथ उपभोक्ता को गर्म पानी की आपूर्ति के लिए लक्षित सुविधाओं में संघनक टर्बाइनों के बजाय भाप टर्बाइन होते हैं। इसके अलावा स्टेशन के ऐसे तत्वों में एक मध्यवर्ती भाप निष्कर्षण या एक बैकप्रेशर उपकरण होता है। इस प्रकार के थर्मल पावर प्लांट (सीएचपी) का मुख्य लाभ और संचालन सिद्धांत यह है कि अपशिष्ट भाप का उपयोग ताप स्रोत के रूप में भी किया जाता है और उपभोक्ताओं को आपूर्ति की जाती है। इससे गर्मी का नुकसान और ठंडे पानी की मात्रा कम हो जाती है।

ताप विद्युत संयंत्रों के बुनियादी संचालन सिद्धांत

संचालन के सिद्धांत पर विचार करने से पहले, यह समझना आवश्यक है कि हम किस प्रकार के स्टेशन के बारे में बात कर रहे हैं। ऐसी सुविधाओं के मानक डिज़ाइन में भाप की मध्यवर्ती सुपरहीटिंग जैसी प्रणाली शामिल होती है। यह आवश्यक है क्योंकि इंटरमीडिएट सुपरहीटिंग वाले सर्किट की थर्मल दक्षता इसके बिना सिस्टम की तुलना में अधिक होगी। सरल शब्दों में, ऐसी योजना वाले थर्मल पावर प्लांट का संचालन सिद्धांत इसके बिना समान प्रारंभिक और अंतिम निर्दिष्ट मापदंडों के साथ बहुत अधिक कुशल होगा। इन सब से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि स्टेशन के संचालन का आधार जैविक ईंधन और गर्म हवा है।

कार्य योजना

थर्मल पावर प्लांट का संचालन सिद्धांत निम्नानुसार बनाया गया है। ईंधन सामग्री, साथ ही ऑक्सीडाइज़र, जिसकी भूमिका अक्सर गर्म हवा द्वारा निभाई जाती है, को बॉयलर भट्ठी में निरंतर प्रवाह में आपूर्ति की जाती है। कोयला, तेल, ईंधन तेल, गैस, शेल और पीट जैसे पदार्थ ईंधन के रूप में कार्य कर सकते हैं। यदि हम रूसी संघ के क्षेत्र में सबसे आम ईंधन के बारे में बात करते हैं, तो यह कोयले की धूल है। इसके अलावा, थर्मल पावर प्लांट का संचालन सिद्धांत इस तरह से बनाया गया है कि ईंधन जलाने से उत्पन्न गर्मी भाप बॉयलर में पानी को गर्म करती है। गर्म करने के परिणामस्वरूप, तरल संतृप्त भाप में परिवर्तित हो जाता है, जो भाप आउटलेट के माध्यम से भाप टरबाइन में प्रवेश करता है। स्टेशन पर इस उपकरण का मुख्य उद्देश्य आने वाली भाप की ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना है।

टरबाइन के सभी तत्व जो गति कर सकते हैं, शाफ्ट से निकटता से जुड़े हुए हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे एक एकल तंत्र के रूप में घूमते हैं। शाफ्ट को घुमाने के लिए, एक भाप टरबाइन भाप की गतिज ऊर्जा को रोटर में स्थानांतरित करता है।

स्टेशन का यांत्रिक भाग

थर्मल पावर प्लांट के यांत्रिक भाग में उसके संचालन का डिज़ाइन और सिद्धांत रोटर के संचालन से जुड़ा होता है। टरबाइन से जो भाप आती ​​है उसका दबाव और तापमान बहुत अधिक होता है। इसके कारण, भाप की उच्च आंतरिक ऊर्जा उत्पन्न होती है, जो बॉयलर से टरबाइन नोजल में प्रवाहित होती है। भाप के जेट, नोजल से निरंतर प्रवाह में, उच्च गति से गुजरते हैं, जो अक्सर ध्वनि की गति से भी अधिक होता है, टरबाइन ब्लेड पर कार्य करते हैं। ये तत्व डिस्क से मजबूती से जुड़े होते हैं, जो बदले में शाफ्ट से निकटता से जुड़े होते हैं। इस समय, भाप की यांत्रिक ऊर्जा रोटर टरबाइन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। यदि हम थर्मल पावर प्लांट के संचालन सिद्धांत के बारे में अधिक सटीक बात करते हैं, तो यांत्रिक प्रभाव टर्बोजेनेरेटर के रोटर को प्रभावित करता है। यह इस तथ्य के कारण है कि पारंपरिक रोटर और जनरेटर के शाफ्ट एक-दूसरे से कसकर जुड़े हुए हैं। और फिर जनरेटर जैसे उपकरण में यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की एक काफी प्रसिद्ध, सरल और समझने योग्य प्रक्रिया है।

रोटर के बाद भाप की गति

जलवाष्प टरबाइन से गुजरने के बाद, इसका दबाव और तापमान काफी कम हो जाता है, और यह स्टेशन के अगले भाग - कंडेनसर में प्रवेश करता है। इस तत्व के अंदर वाष्प वापस तरल में परिवर्तित हो जाती है। इस कार्य को करने के लिए कंडेनसर के अंदर ठंडा पानी होता है, जो डिवाइस की दीवारों के अंदर से गुजरने वाले पाइप के माध्यम से वहां प्रवेश करता है। भाप को वापस पानी में परिवर्तित करने के बाद, इसे एक कंडेनसेट पंप द्वारा बाहर निकाला जाता है और अगले डिब्बे - डिएरेटर में प्रवेश करता है। यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पंप किया गया पानी पुनर्योजी हीटरों से होकर गुजरता है।

डिएरेटर का मुख्य कार्य आने वाले पानी से गैसों को निकालना है। इसके साथ ही सफाई कार्य के साथ, तरल को पुनर्योजी हीटरों की तरह ही गर्म किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, भाप की गर्मी का उपयोग किया जाता है, जो टरबाइन में जाने वाली चीज़ से ली जाती है। डीएरेशन ऑपरेशन का मुख्य उद्देश्य तरल में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को स्वीकार्य मूल्यों तक कम करना है। यह उन रास्तों पर जंग की दर को कम करने में मदद करता है जिनके माध्यम से पानी और भाप की आपूर्ति की जाती है।

कोयला स्टेशन

उपयोग किए गए ईंधन के प्रकार पर थर्मल पावर प्लांट के संचालन सिद्धांत की अत्यधिक निर्भरता है। तकनीकी दृष्टिकोण से, कार्यान्वयन में सबसे कठिन पदार्थ कोयला है। इसके बावजूद, ऐसी सुविधाओं पर कच्चा माल बिजली का मुख्य स्रोत है, जिसकी संख्या स्टेशनों की कुल हिस्सेदारी का लगभग 30% है। इसके अलावा, ऐसी वस्तुओं की संख्या बढ़ाने की योजना बनाई गई है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि स्टेशन के संचालन के लिए आवश्यक कार्यात्मक डिब्बों की संख्या अन्य प्रकारों की तुलना में बहुत अधिक है।

थर्मल पावर प्लांट कोयला ईंधन पर कैसे चलते हैं?

स्टेशन को लगातार संचालित करने के लिए, कोयले को लगातार रेलवे पटरियों के साथ लाया जाता है, जिसे विशेष अनलोडिंग उपकरणों का उपयोग करके अनलोड किया जाता है। फिर ऐसे तत्व भी हैं जिनके माध्यम से अनलोड कोयले को गोदाम में आपूर्ति की जाती है। इसके बाद, ईंधन क्रशिंग प्लांट में प्रवेश करता है। यदि आवश्यक हो, तो गोदाम तक कोयला पहुंचाने की प्रक्रिया को बायपास करना और अनलोडिंग उपकरणों से सीधे क्रशर में स्थानांतरित करना संभव है। इस चरण को पार करने के बाद, कुचला हुआ कच्चा माल कच्चे कोयले के बंकर में प्रवेश करता है। अगला कदम चूर्णित कोयला मिलों को फीडरों के माध्यम से सामग्री की आपूर्ति करना है। इसके बाद, वायवीय परिवहन विधि का उपयोग करके कोयले की धूल को कोयला धूल बंकर में डाला जाता है। इस पथ के साथ, पदार्थ विभाजक और चक्रवात जैसे तत्वों को बायपास करता है, और हॉपर से यह पहले से ही फीडरों के माध्यम से सीधे बर्नर तक प्रवाहित होता है। चक्रवात से गुजरने वाली हवा को मिल पंखे द्वारा खींचा जाता है और फिर बॉयलर के दहन कक्ष में डाला जाता है।

इसके अलावा, गैस की गति लगभग इस प्रकार दिखती है। दहन बॉयलर के कक्ष में बनने वाला वाष्पशील पदार्थ क्रमिक रूप से बॉयलर प्लांट के गैस नलिकाओं जैसे उपकरणों से होकर गुजरता है, फिर, यदि स्टीम रीहीट सिस्टम का उपयोग किया जाता है, तो गैस को प्राथमिक और माध्यमिक सुपरहीटर को आपूर्ति की जाती है। इस डिब्बे में, साथ ही जल अर्थशास्त्री में, गैस काम कर रहे तरल पदार्थ को गर्म करने के लिए अपनी गर्मी छोड़ देती है। इसके बाद, एयर सुपरहीटर नामक एक तत्व स्थापित किया जाता है। यहां गैस की तापीय ऊर्जा का उपयोग आने वाली हवा को गर्म करने के लिए किया जाता है। इन सभी तत्वों से गुजरने के बाद, वाष्पशील पदार्थ राख संग्रहकर्ता में चला जाता है, जहां इसे राख से साफ किया जाता है। इसके बाद, धुआं पंप गैस को बाहर खींचते हैं और इसे वायुमंडल में छोड़ देते हैं, इसके लिए गैस पाइप का उपयोग करते हैं।

ताप विद्युत संयंत्र और परमाणु ऊर्जा संयंत्र

अक्सर यह सवाल उठता है कि थर्मल पावर प्लांटों के बीच क्या समानता है और क्या थर्मल पावर प्लांट और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन सिद्धांतों में समानताएं हैं।

अगर हम उनकी समानताओं के बारे में बात करें तो उनमें से कई हैं। सबसे पहले, इन दोनों को इस तरह से बनाया गया है कि वे अपने काम के लिए एक प्राकृतिक संसाधन का उपयोग करते हैं जो जीवाश्म और उत्सर्जित होता है। इसके अलावा, यह ध्यान दिया जा सकता है कि दोनों वस्तुओं का उद्देश्य न केवल विद्युत ऊर्जा, बल्कि तापीय ऊर्जा भी उत्पन्न करना है। संचालन सिद्धांतों में समानताएं इस तथ्य में भी निहित हैं कि ताप विद्युत संयंत्रों और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में संचालन प्रक्रिया में टर्बाइन और भाप जनरेटर शामिल होते हैं। इसके अलावा केवल कुछ अंतर हैं। इनमें यह तथ्य शामिल है कि, उदाहरण के लिए, ताप विद्युत संयंत्रों से प्राप्त निर्माण और बिजली की लागत परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में बहुत कम है। लेकिन, दूसरी ओर, परमाणु ऊर्जा संयंत्र तब तक वायुमंडल को प्रदूषित नहीं करते जब तक कि कचरे का निपटान सही ढंग से नहीं किया जाता है और कोई दुर्घटना नहीं होती है। जबकि थर्मल पावर प्लांट, अपने संचालन सिद्धांत के कारण, लगातार हानिकारक पदार्थों को वायुमंडल में उत्सर्जित करते हैं।

यहां परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और ताप विद्युत संयंत्रों के संचालन में मुख्य अंतर निहित है। यदि थर्मल सुविधाओं में ईंधन के दहन से थर्मल ऊर्जा को अक्सर पानी में स्थानांतरित किया जाता है या भाप में परिवर्तित किया जाता है, तो परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में ऊर्जा यूरेनियम परमाणुओं के विखंडन से ली जाती है। परिणामी ऊर्जा का उपयोग विभिन्न प्रकार के पदार्थों को गर्म करने के लिए किया जाता है और यहां पानी का उपयोग बहुत कम किया जाता है। इसके अलावा, सभी पदार्थ बंद, सीलबंद सर्किट में समाहित हैं।

एक स्रोत से जिले को उष्मा या गर्म पानी की आपूर्ति

कुछ थर्मल पावर प्लांटों में, उनके डिज़ाइन में एक ऐसी प्रणाली शामिल हो सकती है जो पावर प्लांट के साथ-साथ निकटवर्ती गाँव, यदि कोई हो, को गर्म करने का प्रबंधन करती है। इस संस्थापन के नेटवर्क हीटरों के लिए टरबाइन से भाप ली जाती है, और घनीभूत हटाने के लिए एक विशेष लाइन भी होती है। पानी की आपूर्ति और निकासी एक विशेष पाइपलाइन प्रणाली के माध्यम से की जाती है। इस तरह से उत्पन्न होने वाली विद्युत ऊर्जा को विद्युत जनरेटर से हटा दिया जाता है और स्टेप-अप ट्रांसफार्मर से गुजरते हुए उपभोक्ता को प्रेषित किया जाता है।

बुनियादी उपकरण

यदि हम ताप विद्युत संयंत्रों में संचालित मुख्य तत्वों के बारे में बात करते हैं, तो ये बॉयलर हाउस हैं, साथ ही एक विद्युत जनरेटर और एक संधारित्र के साथ जोड़ी गई टरबाइन इकाइयाँ भी हैं। मुख्य उपकरण और अतिरिक्त उपकरण के बीच मुख्य अंतर यह है कि इसकी शक्ति, उत्पादकता, भाप पैरामीटर, साथ ही वोल्टेज और करंट आदि के संदर्भ में मानक पैरामीटर हैं। यह भी ध्यान दिया जा सकता है कि मुख्य तत्वों का प्रकार और संख्या एक थर्मल पावर प्लांट से कितनी बिजली प्राप्त करने की आवश्यकता है, साथ ही इसके ऑपरेटिंग मोड के आधार पर चयन किया जाता है। ताप विद्युत संयंत्रों के संचालन सिद्धांत का एक एनीमेशन इस मुद्दे को और अधिक विस्तार से समझने में मदद कर सकता है।

रूस में मुख्य प्रकार के बिजली संयंत्र थर्मल पावर प्लांट (सीएचपी) हैं। ये प्रतिष्ठान रूस की लगभग 67% बिजली उत्पन्न करते हैं। उनका प्लेसमेंट ईंधन और उपभोक्ता कारकों से प्रभावित होता है। सबसे शक्तिशाली बिजली संयंत्र उन स्थानों पर स्थित हैं जहां ईंधन का उत्पादन होता है। उच्च-कैलोरी, परिवहन योग्य ईंधन का उपयोग करने वाले थर्मल पावर प्लांट उपभोक्ताओं के लिए लक्षित हैं।

थर्मल पावर प्लांट व्यापक रूप से उपलब्ध ईंधन संसाधनों का उपयोग करते हैं, अपेक्षाकृत स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं और मौसमी उतार-चढ़ाव के बिना बिजली उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं। इनका निर्माण शीघ्रता से किया जाता है और इसमें कम श्रम और सामग्री लागत शामिल होती है। लेकिन टीपीपी में महत्वपूर्ण कमियां हैं। वे गैर-नवीकरणीय संसाधनों का उपयोग करते हैं, उनकी दक्षता कम होती है (30-35%), और पर्यावरण पर बेहद नकारात्मक प्रभाव डालते हैं। दुनिया भर के थर्मल पावर प्लांट सालाना 200-250 मिलियन टन राख और लगभग 60 मिलियन टन सल्फर डाइऑक्साइड 6 वायुमंडल में उत्सर्जित करते हैं, और भारी मात्रा में ऑक्सीजन भी अवशोषित करते हैं। यह स्थापित किया गया है कि सूक्ष्म खुराक में कोयले में लगभग हमेशा यू 238, टीएच 232 और एक रेडियोधर्मी कार्बन आइसोटोप होता है। रूस में अधिकांश थर्मल पावर प्लांट सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड से ग्रिप गैसों को शुद्ध करने के लिए प्रभावी प्रणालियों से सुसज्जित नहीं हैं। यद्यपि प्राकृतिक गैस पर चलने वाले प्रतिष्ठान कोयला, शेल और ईंधन तेल संयंत्रों की तुलना में पर्यावरण की दृष्टि से अधिक स्वच्छ हैं, लेकिन गैस पाइपलाइनों की स्थापना (विशेषकर उत्तरी क्षेत्रों में) पर्यावरण को नुकसान पहुँचाती है।

ताप विद्युत केंद्रउपकरण और उपकरणों का एक जटिल है जो ईंधन ऊर्जा को विद्युत और (सामान्य तौर पर) तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

ताप विद्युत संयंत्रों की विशेषता बहुत विविधता है और इन्हें विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।

1. आपूर्ति की गई ऊर्जा के उद्देश्य और प्रकार के अनुसार, बिजली संयंत्रों को क्षेत्रीय और औद्योगिक में विभाजित किया गया है।

जिला बिजली संयंत्र स्वतंत्र सार्वजनिक बिजली संयंत्र हैं जो क्षेत्र के सभी प्रकार के उपभोक्ताओं (औद्योगिक उद्यम, परिवहन, जनसंख्या, आदि) को सेवा प्रदान करते हैं। जिला संघनक बिजली संयंत्र, जो मुख्य रूप से बिजली उत्पन्न करते हैं, अक्सर अपना ऐतिहासिक नाम - जीआरईएस (राज्य जिला बिजली संयंत्र) बरकरार रखते हैं। जिला बिजली संयंत्र जो विद्युत और तापीय ऊर्जा (भाप या गर्म पानी के रूप में) का उत्पादन करते हैं, संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी) कहलाते हैं। सीएचपी संयंत्र बिजली और गर्मी के संयुक्त उत्पादन के लिए प्रतिष्ठान हैं। आईईएस के लिए उनकी दक्षता 70% बनाम 30-35% तक पहुंच जाती है। सीएचपी संयंत्र उपभोक्ताओं से बंधे हैं, क्योंकि ऊष्मा स्थानांतरण (भाप, गर्म पानी) की त्रिज्या 15-20 किमी है। सीएचपी संयंत्र की अधिकतम शक्ति सीपीपी से कम होती है।

एक नियम के रूप में, राज्य जिला बिजली संयंत्रों और जिला तापीय बिजली संयंत्रों की क्षमता 1 मिलियन किलोवाट से अधिक है।

औद्योगिक बिजली संयंत्र ऐसे बिजली संयंत्र हैं जो विशिष्ट उत्पादन उद्यमों या उनके परिसरों को थर्मल और विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं, उदाहरण के लिए एक रासायनिक उत्पादन संयंत्र। औद्योगिक बिजली संयंत्र उन औद्योगिक उद्यमों का हिस्सा हैं जिनकी वे सेवा करते हैं। उनकी क्षमता तापीय और विद्युत ऊर्जा के लिए औद्योगिक उद्यमों की जरूरतों से निर्धारित होती है और, एक नियम के रूप में, यह जिला ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में काफी कम है। अक्सर औद्योगिक बिजली संयंत्र सामान्य विद्युत नेटवर्क पर काम करते हैं, लेकिन बिजली प्रणाली डिस्पैचर के अधीन नहीं होते हैं। केवल जिला बिजली संयंत्रों पर नीचे विचार किया गया है।

2. उपयोग किए गए ईंधन के प्रकार के आधार पर, थर्मल पावर प्लांटों को जैविक ईंधन और परमाणु ईंधन पर चलने वाले बिजली संयंत्रों में विभाजित किया जाता है।

जीवाश्म ईंधन पर चलने वाले ताप विद्युत संयंत्र कहलाते हैं संघनक विद्युत संयंत्र (सीपीएस). परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (एनपीपी) में परमाणु ईंधन का उपयोग किया जाता है। इसी अर्थ में इस शब्द का उपयोग नीचे किया जाएगा, हालांकि थर्मल पावर प्लांट, परमाणु ऊर्जा संयंत्र, गैस टरबाइन पावर प्लांट (जीटीपीपी), और संयुक्त चक्र पावर प्लांट (सीजीपीपी) भी थर्मल पावर प्लांट हैं जो थर्मल को परिवर्तित करने के सिद्धांत पर काम कर रहे हैं। ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में.

थर्मल प्रतिष्ठानों के बीच प्राथमिक भूमिका संघनक विद्युत संयंत्रों (सीपीएस) द्वारा निभाई जाती है। वे ईंधन स्रोतों और उपभोक्ताओं दोनों की ओर आकर्षित होते हैं, और इसलिए बहुत व्यापक हैं। IES जितना बड़ा होगा, वह उतनी ही दूर तक बिजली संचारित कर सकता है, अर्थात। जैसे-जैसे शक्ति बढ़ती है, ईंधन और ऊर्जा कारक का प्रभाव बढ़ता है।

ताप विद्युत संयंत्रों के लिए गैसीय, तरल और ठोस ईंधन का उपयोग जैविक ईंधन के रूप में किया जाता है। ईंधन आधारों पर ध्यान सस्ते और गैर-परिवहन योग्य ईंधन संसाधनों (कांस्क-अचिंस्क बेसिन के भूरे कोयले) की उपस्थिति में या पीट, शेल और ईंधन तेल का उपयोग करने वाले बिजली संयंत्रों के मामले में होता है (ऐसे सीपीपी आमतौर पर तेल शोधन केंद्रों से जुड़े होते हैं) ). रूस में अधिकांश थर्मल पावर प्लांट, विशेष रूप से यूरोपीय भाग में, मुख्य ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस और बैकअप ईंधन के रूप में ईंधन तेल का उपभोग करते हैं, बाद वाले का उपयोग, इसकी उच्च लागत के कारण, केवल चरम मामलों में; ऐसे ताप विद्युत संयंत्रों को गैस-तेल विद्युत संयंत्र कहा जाता है। कई क्षेत्रों में, मुख्य रूप से रूस के एशियाई भाग में, मुख्य ईंधन थर्मल कोयला है - कम कैलोरी वाला कोयला या उच्च कैलोरी वाला कोयला अपशिष्ट (एन्थ्रेसाइट कोयला - एएस)। चूंकि दहन से पहले ऐसे कोयले को विशेष मिलों में धूल भरी अवस्था में पीसा जाता है, इसलिए ऐसे ताप विद्युत संयंत्रों को चूर्णित कोयला कहा जाता है।

3. थर्मल ऊर्जा को टरबाइन इकाइयों के रोटरों के घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए थर्मल पावर प्लांटों में उपयोग किए जाने वाले थर्मल पावर प्लांटों के प्रकार के आधार पर, भाप टरबाइन, गैस टरबाइन और संयुक्त चक्र बिजली संयंत्रों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

भाप टरबाइन बिजली संयंत्रों का आधार भाप टरबाइन इकाइयां (एसटीयू) हैं, जो थर्मल ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए सबसे जटिल, सबसे शक्तिशाली और बेहद उन्नत ऊर्जा मशीन - भाप टरबाइन - का उपयोग करती हैं। पीटीयू ताप विद्युत संयंत्रों, संयुक्त ताप और विद्युत संयंत्रों और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का मुख्य तत्व है।

गैस टरबाइन थर्मल पावर प्लांट (जीटीपीपी)गैस टरबाइन इकाइयों (जीटीयू) से सुसज्जित हैं जो गैसीय या, चरम मामलों में, तरल (डीजल) ईंधन पर चलती हैं। चूँकि गैस टरबाइन संयंत्र के पीछे गैसों का तापमान काफी अधिक होता है, इसलिए उनका उपयोग बाहरी उपभोक्ताओं को तापीय ऊर्जा की आपूर्ति के लिए किया जा सकता है। ऐसे बिजली संयंत्रों को जीटीयू-सीएचपी कहा जाता है। वर्तमान में, रूस में 600 मेगावाट की क्षमता वाला एक गैस टरबाइन बिजली संयंत्र (क्लासन, इलेक्ट्रोगोर्स्क, मॉस्को क्षेत्र के नाम पर जीआरईएस-3) और एक गैस टरबाइन सह-उत्पादन संयंत्र (इलेक्ट्रोस्टल, मॉस्को क्षेत्र में) है।

संयुक्त-चक्र ताप विद्युत संयंत्रसंयुक्त चक्र गैस टरबाइन इकाइयों (सीसीजीटी) से सुसज्जित हैं, जो गैस टरबाइन इकाइयों और भाप टरबाइन इकाइयों का एक संयोजन है, जो उच्च दक्षता की अनुमति देता है। सीसीजीटी-सीएचपी संयंत्रों को संघनक संयंत्र (सीसीपी-सीएचपी) और तापीय ऊर्जा आपूर्ति (सीसीपी-सीएचपी) के रूप में डिजाइन किया जा सकता है। रूस में 450 मेगावाट की क्षमता वाला केवल एक ऑपरेटिंग CCGT-CHP (PGU-450T) है। नेविन्नोमिस्क स्टेट डिस्ट्रिक्ट पावर प्लांट 170 मेगावाट की क्षमता वाली PGU-170 बिजली इकाई संचालित करता है, और सेंट पीटर्सबर्ग के साउथ थर्मल पावर प्लांट में 300 मेगावाट की क्षमता वाली PGU-300 बिजली इकाई है।

4. भाप पाइपलाइनों की तकनीकी योजना के अनुसार, थर्मल पावर प्लांटों को ब्लॉक थर्मल पावर प्लांट और क्रॉस कनेक्शन वाले थर्मल पावर प्लांट में विभाजित किया गया है।

मॉड्यूलर थर्मल पावर प्लांट अलग-अलग, आमतौर पर एक ही प्रकार के, पावर प्लांट - बिजली इकाइयों से मिलकर बने होते हैं। बिजली इकाई में, प्रत्येक बॉयलर केवल अपने टरबाइन को भाप की आपूर्ति करता है, जहाँ से यह संघनन के बाद केवल अपने बॉयलर में लौटता है। सभी शक्तिशाली राज्य जिला बिजली संयंत्र और थर्मल पावर प्लांट, जिनमें भाप की तथाकथित मध्यवर्ती सुपरहीटिंग होती है, ब्लॉक योजना के अनुसार बनाए जाते हैं। क्रॉस कनेक्शन वाले थर्मल पावर प्लांट में बॉयलर और टर्बाइनों का संचालन अलग-अलग तरीके से सुनिश्चित किया जाता है: थर्मल पावर प्लांट के सभी बॉयलर एक सामान्य स्टीम लाइन (कलेक्टर) को भाप की आपूर्ति करते हैं और थर्मल पावर प्लांट के सभी स्टीम टर्बाइन इससे संचालित होते हैं। इस योजना के अनुसार, मध्यवर्ती ओवरहीटिंग के बिना सीईएस और सबक्रिटिकल प्रारंभिक भाप मापदंडों के साथ लगभग सभी सीएचपी संयंत्र बनाए जाते हैं।

5. प्रारंभिक दबाव के स्तर के आधार पर, सबक्रिटिकल दबाव और सुपरक्रिटिकल दबाव (एससीपी) के थर्मल पावर प्लांटों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

क्रांतिक दबाव 22.1 एमपीए (225.6 पर) है। रूसी ताप और बिजली उद्योग में, प्रारंभिक मापदंडों को मानकीकृत किया गया है: थर्मल पावर प्लांट और संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र 8.8 और 12.8 एमपीए (90 और 130 एटीएम) के उप-क्रिटिकल दबाव के लिए बनाए जाते हैं, और एसकेडी के लिए - 23.5 एमपीए (240 एटीएम) . सुपरक्रिटिकल मापदंडों वाले टीपीपी, तकनीकी कारणों से, मध्यवर्ती ओवरहीटिंग के साथ और एक ब्लॉक आरेख के अनुसार किए जाते हैं। अक्सर थर्मल पावर प्लांट या संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र कई चरणों में बनाए जाते हैं - कतारों में, जिनमें से प्रत्येक नए चरण के चालू होने के साथ मापदंडों में सुधार होता है।

आइए जैविक ईंधन पर चलने वाले एक विशिष्ट संघनक ताप विद्युत संयंत्र पर विचार करें (चित्र 3.1)।

चावल। 3.1. गैस-तेल का थर्मल संतुलन और

चूर्णित कोयला (कोष्ठक में संख्या) थर्मल पावर प्लांट

बॉयलर को ईंधन की आपूर्ति की जाती है और इसे जलाने के लिए यहां एक ऑक्सीडाइज़र की आपूर्ति की जाती है - ऑक्सीजन युक्त हवा। वायु वायुमंडल से ली जाती है। दहन की संरचना और गर्मी के आधार पर, 1 किलो ईंधन के पूर्ण दहन के लिए 10-15 किलोग्राम हवा की आवश्यकता होती है और इस प्रकार, बिजली के उत्पादन के लिए हवा भी एक प्राकृतिक "कच्चा माल" है, जिसे दहन तक पहुंचाया जाता है। ज़ोन में शक्तिशाली उच्च-प्रदर्शन वाले सुपरचार्जर होना आवश्यक है। रासायनिक दहन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, जिसमें ईंधन का कार्बन सी ऑक्साइड सीओ 2 और सीओ में, हाइड्रोजन एच 2 जल वाष्प एच 2 ओ में, सल्फर एस ऑक्साइड एसओ 2 और एसओ 3 आदि में परिवर्तित हो जाता है, ईंधन दहन होता है उत्पाद बनते हैं - विभिन्न उच्च तापमान वाली गैसों का मिश्रण। यह ईंधन दहन उत्पादों की तापीय ऊर्जा है जो ताप विद्युत संयंत्रों द्वारा उत्पन्न बिजली का स्रोत है।

इसके बाद, बॉयलर के अंदर, गर्मी को ग्रिप गैसों से पाइप के अंदर चलने वाले पानी में स्थानांतरित किया जाता है। दुर्भाग्य से, तकनीकी और आर्थिक कारणों से ईंधन के दहन के परिणामस्वरूप निकलने वाली सभी तापीय ऊर्जा को पानी में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। ईंधन दहन उत्पाद (फ्लू गैसें), 130-160 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक ठंडा होकर, चिमनी के माध्यम से थर्मल पावर प्लांट से निकलते हैं। उपयोग किए गए ईंधन के प्रकार, संचालन मोड और संचालन की गुणवत्ता के आधार पर, ग्रिप गैसों द्वारा ली गई गर्मी का हिस्सा 5-15% है।

बॉयलर के अंदर बची हुई तापीय ऊर्जा का एक हिस्सा और पानी में स्थानांतरित होने से उच्च प्रारंभिक मापदंडों के साथ भाप का निर्माण सुनिश्चित होता है। इस भाप को भाप टरबाइन में भेजा जाता है। टरबाइन के आउटलेट पर, कंडेनसर नामक एक उपकरण का उपयोग करके एक गहरा वैक्यूम बनाए रखा जाता है: भाप टरबाइन के पीछे का दबाव 3-8 kPa है (याद रखें कि वायुमंडलीय दबाव 100 kPa के स्तर पर है)। इसलिए, भाप, उच्च दबाव के साथ टरबाइन में प्रवेश करती है, कंडेनसर में चली जाती है, जहां दबाव कम होता है, और फैलता है। यह भाप का विस्तार है जो इसकी संभावित ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करना सुनिश्चित करता है। भाप टरबाइन को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि भाप की विस्तार ऊर्जा उसके रोटर के घूर्णन में परिवर्तित हो जाती है। टरबाइन रोटर एक विद्युत जनरेटर के रोटर से जुड़ा होता है, जिसके स्टेटर वाइंडिंग में विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है, जो थर्मल पावर प्लांट के संचालन का अंतिम उपयोगी उत्पाद (अच्छा) है।

कंडेनसर, जो न केवल टरबाइन के पीछे कम दबाव प्रदान करता है बल्कि भाप को संघनित (पानी में बदल देता है) भी करता है, इसे संचालित करने के लिए बड़ी मात्रा में ठंडे पानी की आवश्यकता होती है। यह ताप विद्युत संयंत्रों को आपूर्ति किया जाने वाला तीसरे प्रकार का "कच्चा माल" है, और ताप विद्युत संयंत्रों के संचालन के लिए यह ईंधन से कम महत्वपूर्ण नहीं है। इसलिए, थर्मल पावर प्लांट या तो मौजूदा प्राकृतिक जल स्रोतों (नदी, समुद्र) के पास बनाए जाते हैं, या कृत्रिम स्रोत (कूलिंग तालाब, एयर कूलिंग टॉवर, आदि) बनाए जाते हैं।

तापीय विद्युत संयंत्रों में मुख्य ऊष्मा हानि संघनन ऊष्मा को ठंडे पानी में स्थानांतरित करने के कारण होती है, जो फिर इसे पर्यावरण में छोड़ देती है। थर्मल पावर प्लांट को ईंधन के साथ आपूर्ति की जाने वाली 50% से अधिक गर्मी ठंडे पानी की गर्मी के साथ नष्ट हो जाती है। इसके अलावा, परिणाम पर्यावरण का थर्मल प्रदूषण है।

ईंधन की थर्मल ऊर्जा का एक हिस्सा थर्मल पावर प्लांट के अंदर या तो गर्मी के रूप में खर्च किया जाता है (उदाहरण के लिए, थर्मल पावर प्लांट को रेलवे टैंकों में मोटे रूप में आपूर्ति किए गए ईंधन तेल को गर्म करने के लिए) या बिजली के रूप में ( उदाहरण के लिए, विभिन्न उद्देश्यों के लिए पंपों के लिए इलेक्ट्रिक मोटर चलाना)। घाटे के इस हिस्से को अपनी जरूरतें कहा जाता है।

ताप विद्युत संयंत्रों के सामान्य संचालन के लिए, "कच्चे माल" (ईंधन, ठंडा पानी, हवा) के अलावा, कई अन्य सामग्रियों की आवश्यकता होती है: स्नेहन प्रणालियों के संचालन के लिए तेल, टर्बाइनों, अभिकर्मकों (रेजिन) के विनियमन और संरक्षण के लिए तेल। काम कर रहे तरल पदार्थ की सफाई के लिए, कई मरम्मत सामग्री।

अंत में, शक्तिशाली थर्मल पावर प्लांटों को बड़ी संख्या में कर्मियों द्वारा सेवा प्रदान की जाती है जो निरंतर संचालन, उपकरण रखरखाव, तकनीकी और आर्थिक संकेतकों का विश्लेषण, आपूर्ति, प्रबंधन आदि प्रदान करते हैं। मोटे तौर पर, हम यह मान सकते हैं कि 1 मेगावाट स्थापित क्षमता के लिए 1 व्यक्ति की आवश्यकता होती है और इसलिए, एक शक्तिशाली थर्मल पावर प्लांट का स्टाफ कई हजार लोगों का होता है। किसी भी संघनक भाप टरबाइन बिजली संयंत्र में चार आवश्यक तत्व शामिल होते हैं:

· एक ऊर्जा बॉयलर, या बस एक बॉयलर, जिसमें उच्च दबाव के तहत फ़ीड पानी, दहन के लिए ईंधन और वायुमंडलीय हवा की आपूर्ति की जाती है। दहन प्रक्रिया बॉयलर भट्ठी में होती है - ईंधन की रासायनिक ऊर्जा थर्मल और उज्ज्वल ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। फ़ीड पानी बॉयलर के अंदर स्थित एक पाइप प्रणाली के माध्यम से बहता है। जलता हुआ ईंधन गर्मी का एक शक्तिशाली स्रोत है, जो फ़ीड पानी में स्थानांतरित हो जाता है। उत्तरार्द्ध को क्वथनांक तक गर्म किया जाता है और वाष्पित हो जाता है। उसी बॉयलर में परिणामी भाप को क्वथनांक से ऊपर गर्म किया जाता है। 540 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 13-24 एमपीए के दबाव वाली यह भाप एक या अधिक पाइपलाइनों के माध्यम से भाप टरबाइन को आपूर्ति की जाती है;

· एक टरबाइन इकाई जिसमें एक भाप टरबाइन, एक विद्युत जनरेटर और एक एक्साइटर शामिल है। एक भाप टरबाइन, जिसमें भाप को बहुत कम दबाव (वायुमंडलीय दबाव से लगभग 20 गुना कम) तक विस्तारित किया जाता है, संपीड़ित और गर्म भाप की संभावित ऊर्जा को टरबाइन रोटर के घूर्णन की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करता है। टरबाइन एक विद्युत जनरेटर को चलाता है, जो जनरेटर रोटर के घूर्णन की गतिज ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है। एक विद्युत जनरेटर में एक स्टेटर होता है, जिसकी विद्युत वाइंडिंग में करंट उत्पन्न होता है, और एक रोटर, जो एक एक्साइटर द्वारा संचालित एक घूमने वाला विद्युत चुंबक होता है;

· कंडेनसर टरबाइन से आने वाली भाप को संघनित करने और एक गहरा वैक्यूम बनाने का काम करता है। इससे परिणामी पानी के बाद के संपीड़न के लिए ऊर्जा की खपत को काफी कम करना संभव हो जाता है और साथ ही भाप की दक्षता में वृद्धि होती है, यानी। बॉयलर द्वारा उत्पन्न भाप से अधिक शक्ति प्राप्त करें;

· बॉयलर को फ़ीड पानी की आपूर्ति करने और टरबाइन के सामने उच्च दबाव बनाने के लिए फ़ीड पंप।

इस प्रकार, पीटीयू में, कार्यशील तरल पदार्थ के ऊपर जले हुए ईंधन की रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने का एक निरंतर चक्र चलता रहता है।

सूचीबद्ध तत्वों के अलावा, एक वास्तविक एसटीपी में इसकी दक्षता बढ़ाने के लिए आवश्यक बड़ी संख्या में पंप, हीट एक्सचेंजर्स और अन्य उपकरण शामिल होते हैं। गैस से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट में बिजली उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया चित्र में दिखाई गई है। 3.2.

विचाराधीन बिजली संयंत्र के मुख्य तत्व (चित्र 3.2) एक बॉयलर संयंत्र हैं जो उच्च मापदंडों की भाप का उत्पादन करते हैं; एक टरबाइन या भाप टरबाइन इकाई जो भाप की गर्मी को टरबाइन रोटर के घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है, और विद्युत उपकरण (विद्युत जनरेटर, ट्रांसफार्मर, आदि) जो बिजली उत्पादन प्रदान करते हैं।

बॉयलर स्थापना का मुख्य तत्व बॉयलर है। बॉयलर संचालन के लिए गैस की आपूर्ति मुख्य गैस पाइपलाइन (चित्र में नहीं दिखाया गया) से जुड़े गैस वितरण स्टेशन से गैस वितरण बिंदु (जीडीपी) 1 तक की जाती है। यहां इसका दबाव कई वायुमंडलों तक कम हो जाता है और इसे बर्नर को आपूर्ति की जाती है 2 बॉयलर के निचले भाग में स्थित (ऐसे बर्नर को चूल्हा बर्नर कहा जाता है)।

चावल। 3.2. गैस से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों में बिजली उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया

बॉयलर स्वयं आयताकार क्रॉस-सेक्शन के गैस नलिकाओं के साथ एक यू-आकार की संरचना है। इसके बाएँ भाग को फ़ायरबॉक्स कहते हैं। फ़ायरबॉक्स के अंदर का हिस्सा मुफ़्त है, और ईंधन, इस मामले में गैस, इसमें जलती है। ऐसा करने के लिए, एक विशेष ब्लोअर 28 लगातार बर्नर को गर्म हवा की आपूर्ति करता है, जिसे एयर हीटर 25 में गर्म किया जाता है। चित्र में। चित्र 3.2 में एक तथाकथित घूमने वाला एयर हीटर दिखाया गया है, जिसकी ऊष्मा-भंडारण पैकिंग क्रांति के पहले भाग में निकास ग्रिप गैसों द्वारा गर्म होती है, और क्रांति के दूसरे भाग में यह वायुमंडल से आने वाली हवा को गर्म करती है। हवा के तापमान को बढ़ाने के लिए, रीसर्क्युलेशन का उपयोग किया जाता है: बॉयलर से निकलने वाली ग्रिप गैसों का हिस्सा एक विशेष रीसर्क्युलेशन पंखे द्वारा उपयोग किया जाता है 29 मुख्य वायु में आपूर्ति की जाती है और उसके साथ मिश्रित की जाती है। गर्म हवा को गैस के साथ मिलाया जाता है और बॉयलर बर्नर के माध्यम से उसके फायरबॉक्स में डाला जाता है - वह कक्ष जिसमें ईंधन जलता है। जलाने पर एक मशाल बनती है, जो दीप्तिमान ऊर्जा का एक शक्तिशाली स्रोत है। इस प्रकार, जब ईंधन जलता है, तो इसकी रासायनिक ऊर्जा मशाल की थर्मल और उज्ज्वल ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

भट्ठी की दीवारें स्क्रीन 19 से पंक्तिबद्ध हैं - पाइप जिसमें अर्थशास्त्री 24 से पानी की आपूर्ति की जाती है। आरेख एक तथाकथित प्रत्यक्ष-प्रवाह बॉयलर दिखाता है, जिसकी स्क्रीन में पानी की आपूर्ति होती है, जो बॉयलर पाइप सिस्टम से केवल एक बार गुजरती है , गर्म और वाष्पित हो जाता है, शुष्क संतृप्त भाप में बदल जाता है। ड्रम बॉयलरों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिनकी स्क्रीन में फ़ीड पानी को बार-बार प्रसारित किया जाता है, और ड्रम में बॉयलर के पानी से भाप को अलग किया जाता है।

बॉयलर फायरबॉक्स के पीछे का स्थान पाइपों से काफी सघन रूप से भरा होता है, जिसके अंदर भाप या पानी चलता रहता है। बाहर से, इन पाइपों को गर्म ग्रिप गैसों से धोया जाता है, जो चिमनी 26 की ओर बढ़ने पर धीरे-धीरे ठंडी हो जाती हैं।

सूखी संतृप्त भाप मुख्य सुपरहीटर में प्रवेश करती है, जिसमें सीलिंग 20, स्क्रीन 21 और संवहन 22 तत्व शामिल हैं। मुख्य सुपरहीटर में, इसका तापमान और इसलिए संभावित ऊर्जा बढ़ जाती है। संवहन सुपरहीटर के आउटलेट पर प्राप्त उच्च-पैरामीटर भाप बॉयलर को छोड़ देती है और भाप लाइन के माध्यम से भाप टरबाइन में प्रवेश करती है।

एक शक्तिशाली भाप टरबाइन में आमतौर पर कई अलग-अलग टरबाइन - सिलेंडर होते हैं।

17 भाप को पहले सिलेंडर - उच्च दबाव सिलेंडर (एचपीसी) को सीधे बॉयलर से आपूर्ति की जाती है, और इसलिए इसमें उच्च पैरामीटर हैं (एसकेडी टर्बाइन के लिए - 23.5 एमपीए, 540 डिग्री सेल्सियस, यानी 240 एट/540 डिग्री सेल्सियस)। एचपीसी से बाहर निकलने पर, भाप का दबाव 3-3.5 एमपीए (30-35 डिग्री सेल्सियस) है, और तापमान 300-340 डिग्री सेल्सियस है। यदि भाप टरबाइन में इन मापदंडों से परे कंडेनसर में दबाव तक फैलती रही, तो यह इतनी गीली हो जाएगी कि अंतिम सिलेंडर में इसके हिस्सों के क्षरणकारी घिसाव के कारण टरबाइन का दीर्घकालिक संचालन असंभव हो जाएगा। इसलिए, एचपीसी से, अपेक्षाकृत ठंडी भाप तथाकथित मध्यवर्ती सुपरहीटर 23 में बॉयलर में वापस लौट आती है। इसमें भाप फिर से बॉयलर की गर्म गैसों के प्रभाव में आती है, इसका तापमान प्रारंभिक एक (540) तक बढ़ जाता है डिग्री सेल्सियस). परिणामी भाप को मध्यम दबाव सिलेंडर (एमपीसी) 16 में भेजा जाता है। एमपीसी में 0.2-0.3 एमपीए (2-3 पर) के दबाव तक विस्तार के बाद भाप एक या अधिक समान निम्न दबाव सिलेंडर (एलपीसी) 15 में प्रवेश करती है।

इस प्रकार, टरबाइन में विस्तार करते हुए, भाप अपने रोटर को घुमाती है, जो विद्युत जनरेटर 14 के रोटर से जुड़ा होता है, जिसके स्टेटर वाइंडिंग में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। ट्रांसफार्मर बिजली लाइनों में घाटे को कम करने के लिए अपने वोल्टेज को बढ़ाता है, उत्पन्न ऊर्जा का कुछ हिस्सा थर्मल पावर प्लांट की अपनी जरूरतों को पूरा करने के लिए स्थानांतरित करता है, और बाकी बिजली को बिजली प्रणाली में छोड़ देता है।

बॉयलर और टरबाइन दोनों केवल बहुत उच्च गुणवत्ता वाले फ़ीड पानी और भाप के साथ काम कर सकते हैं, जिससे अन्य पदार्थों की केवल नगण्य अशुद्धियाँ हो सकती हैं। इसके अलावा, भाप की खपत बहुत अधिक है (उदाहरण के लिए, 1200 मेगावाट की बिजली इकाई में, 1 टन से अधिक पानी वाष्पित हो जाता है, टरबाइन से होकर गुजरता है और 1 सेकंड में संघनित हो जाता है)। इसलिए, बिजली इकाई का सामान्य संचालन उच्च शुद्धता के कार्यशील तरल पदार्थ का एक बंद परिसंचरण चक्र बनाकर ही संभव है।

टरबाइन एलपीसी से निकलने वाली भाप कंडेनसर 12 में प्रवेश करती है - एक हीट एक्सचेंजर, जिसके ट्यूबों के माध्यम से ठंडा पानी लगातार बहता है, जो नदी, जलाशय या विशेष शीतलन उपकरण (कूलिंग टॉवर) से परिसंचरण पंप 9 द्वारा आपूर्ति की जाती है।

कूलिंग टावर एक प्रबलित कंक्रीट खोखला निकास टावर (चित्र 3.3) है जो 150 मीटर तक ऊँचा और 40-70 मीटर का आउटलेट व्यास है, जो एयर गाइड पैनल के माध्यम से नीचे से प्रवेश करने वाली हवा के लिए गुरुत्वाकर्षण बनाता है।

कूलिंग टावर के अंदर 10-20 मीटर की ऊंचाई पर एक सिंचाई (स्प्रिंकलर) उपकरण स्थापित किया जाता है। ऊपर की ओर बढ़ने वाली हवा के कारण कुछ बूंदें (लगभग 1.5-2%) वाष्पित हो जाती हैं, जिससे कंडेनसर से आने वाला पानी ठंडा हो जाता है और उसमें गर्म हो जाता है। ठंडा पानी नीचे पूल में एकत्र किया जाता है, सामने के कक्ष 10 में प्रवाहित होता है, और वहां से इसे परिसंचरण पंप 9 (चित्र 3.2) द्वारा कंडेनसर 12 में आपूर्ति की जाती है।

चावल। 3.3. प्राकृतिक ड्राफ्ट वाले कूलिंग टावर का डिज़ाइन

चावल। 3.4. कूलिंग टावर का बाहरी दृश्य

पानी को प्रसारित करने के साथ-साथ, प्रत्यक्ष-प्रवाह जल आपूर्ति का उपयोग किया जाता है, जिसमें ठंडा पानी नदी से कंडेनसर में प्रवेश करता है और इसे नीचे की ओर प्रवाहित किया जाता है। टरबाइन से कंडेनसर के वलय में आने वाली भाप संघनित होती है और नीचे की ओर बहती है; परिणामी कंडेनसेट को कंडेनसेट पंप 6 द्वारा कम दबाव वाले पुनर्योजी हीटर (एलपीएच) 3 के समूह के माध्यम से डिएरेटर 8 तक आपूर्ति की जाती है। एलपीएच में, कंडेनसेट का तापमान भाप से ली गई भाप के संघनन की गर्मी के कारण बढ़ जाता है। टरबाइन. इससे बॉयलर में ईंधन की खपत कम करना और बिजली संयंत्र की दक्षता बढ़ाना संभव हो जाता है। डिएरेटर 8 में, डिएरेशन होता है - इसमें घुली गैसों के संघनन को हटाना जो बॉयलर के संचालन को बाधित करता है। वहीं, डिएरेटर टैंक बॉयलर फ़ीड पानी के लिए एक कंटेनर है।

डिएरेटर से, विद्युत मोटर या एक विशेष भाप टरबाइन द्वारा संचालित फ़ीड पंप 7 द्वारा उच्च दबाव वाले हीटरों (एचपीएच) के समूह को फ़ीड पानी की आपूर्ति की जाती है।

एचडीपीई और एचडीपीई में कंडेनसेट का पुनर्योजी ताप ताप विद्युत संयंत्रों की दक्षता बढ़ाने का मुख्य और बहुत लाभदायक तरीका है। भाप, जो इनलेट से निष्कर्षण पाइपलाइन तक टरबाइन में फैलती थी, एक निश्चित शक्ति उत्पन्न करती थी, और जब यह पुनर्योजी हीटर में प्रवेश करती थी, तो यह अपनी संघनन गर्मी को फ़ीड पानी (और ठंडा पानी नहीं!) में स्थानांतरित कर देती थी, जिससे इसका तापमान बढ़ जाता था। और इस प्रकार बॉयलर में ईंधन की खपत बच जाती है। एचपीएच के पीछे बॉयलर फ़ीड पानी का तापमान, यानी। बॉयलर में प्रवेश करने से पहले, प्रारंभिक मापदंडों के आधार पर, 240-280 डिग्री सेल्सियस है। यह ईंधन की रासायनिक ऊर्जा को टरबाइन रोटर के घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के तकनीकी भाप-पानी चक्र को बंद कर देता है।

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