), por të gjithë përdorin 3-4 lloje karburanti. Këto janë gazi natyror, qymyri (i fortë dhe kafe), nafta dhe torfe. Llojet më të zakonshme të karburantit janë gazi dhe qymyri.
Le të fillojmë me qymyrin. Qymyri ka qenë i njohur për njerëzimin që nga kohërat e lashta. Njerëzit kanë ngrohur shtëpitë e tyre me të për një kohë shumë të gjatë. Kjo është për shkak të, para së gjithash, disponueshmërisë së vetë karburantit - disa depozita qymyri bëhen të arritshme duke hequr fjalë për fjalë 2-3 metra të shtresës së sipërme të tokës. Gjithashtu, përdorimi për një kohë të gjatë i qymyrit si lëndë djegëse është edhe për faktin se ai mund të ruhet lehtësisht. Ju nuk keni nevojë për ndonjë pajisje apo ndërtesë të zbukuruar, thjesht vendoseni në një grumbull.
Qymyri filloi të përdoret në mënyrë aktive në industri nga fundi i shekullit të 18-të. Me zhvillimin e transportit hekurudhor, qymyri filloi të përdoret edhe atje. Në çdo objekt prodhimi, është e rëndësishme të keni një ballkon nga i cili do të ketë një pasqyrë të ndërmarrjes. Ballkon me çelës në dorë.
Termocentralet e para me qymyr filluan të ndërtohen në fund të shekullit të 19-të, dhe qymyri përdoret ende në mënyrë aktive në termocentralet.
Në termocentralet e para, qymyri digjej në kaldaja në grila. Së pari, stokerët hodhën qymyr në kutinë e zjarrit me lopata, dhe skorja u hoq gjithashtu me dorë. Më pas u shfaqën grilat e mekanizuara. Mbi to u hodh qymyr nga maja e pleshtit, hekura lëvizte dhe skorja ra nga skaji tjetër në mbajtësin e skorjeve. Kjo lehtësoi shumë punën e stokerëve.
Termocentrale me gaz.
Gazi është një lëndë djegëse që, si qymyri, përdoret gjerësisht në termocentralet. Gazi, në krahasim me qymyrin, ka avantazhet e tij.
Së pari, duke djegur gazin, ne prodhojmë më pak emetime të dëmshme. Praktikisht nuk ka përbërës të tillë si hiri dhe skorja.
Së dyti, funksionimi i termocentraleve është thjeshtuar, pasi eliminohet puna si përgatitja e pluhurit. Përveç impianteve të përgatitjes së pluhurit, në. Gazi praktikisht nuk ka nevojë të përgatitet për djegie. Gjithashtu, një termocentral që punon me gaz është disi më i manovrueshëm se një termocentral që punon me qymyr për sa i përket ndryshimeve të ngarkesës.
Për sa i përket efiçencës, mund të themi se termocentralet moderne që funksionojnë në ciklin CCGT (centrali me avull-gaz) mund të funksionojnë vetëm me gaz. Është instaluar CCGT, dhe është në të që karburanti digjet, dhe jo në kazan, si në termocentralet e vjetra. Është e pamundur të digjet pluhuri i qymyrit atje. Megjithëse vlen të thuhet se aktualisht është e mundur të merret gaz sintetik nga qymyri, mbi të cilin tashmë mund të funksionojnë disa modele të huaja të turbinave me gaz.
Naftë, torfe, naftë dhe lloje të tjera të karburantit në termocentralet.
Në mesin e shekullit të njëzetë, disa termocentrale përdorën në mënyrë aktive naftën si lëndë djegëse. Aktualisht, nafta nuk përdoret si lëndë djegëse kryesore për shkak të kostos së lartë. Por nafta për ngrohje vazhdon të përdoret si lëndë djegëse për ngrohje në termocentralet me qymyr. Për sa i përket vetive të tij funksionale, nafta është afër gazit natyror. Vlen të përmendet se gjatë djegies së vajit të karburantit, lëshohet shumë oksid squfuri, pasi përmban një përmbajtje të lartë squfuri.
Gjithashtu, në shekullin e kaluar, disa termocentrale përdorën torfe si lëndë djegëse. Por për shkak të veçorive operacionale dhe pafitueshmërisë ekonomike, tani praktikisht nuk përdoret.
Karburanti dizel përdoret vetëm kur nuk kërkohet sasi e madhe e energjisë elektrike. Për shembull, në territoret veriore dhe ishullore të vendit tonë. Ose ku kërkohet një furnizim i përkohshëm me energji elektrike. Nafta, ashtu si nafta, tani është e shtrenjtë.
Ju gjithashtu mund të shikoni Rusinë e plotë.
Termocentrali është një termocentral që gjeneron energji elektrike si rezultat i shndërrimit të energjisë termike të çliruar gjatë djegies së lëndës djegëse organike (Fig. E.1).
Ekzistojnë termocentrale me turbina me avull termike (TPES), termocentrale me turbina me gaz (GTPP) dhe termocentrale me cikël të kombinuar (CGPP). Le të hedhim një vështrim më të afërt në TPES.
Fig.D.1 Diagrami i TEC-it
Në TPES, energjia termike përdoret në një gjenerator avulli për të prodhuar avull uji me presion të lartë, i cili drejton një rotor turbine me avull të lidhur me një rotor të gjeneratorit elektrik. Lënda djegëse e përdorur në termocentrale të tillë është qymyri, nafta, gazi natyror, linjiti (thëngjilli i murrmë), torfe dhe argjil argjilor. Efikasiteti i tyre arrin 40%, fuqia - 3 GW. TPES që kanë turbina kondensimi si një makinë për gjeneratorët elektrikë dhe nuk përdorin nxehtësinë e avullit të shkarkimit për të furnizuar energji termike për konsumatorët e jashtëm quhen termocentrale kondensuese (emri zyrtar në Federatën Ruse është Stacioni Elektrik Shtetëror i Qarkut, ose GRES) . GRES prodhon rreth 2/3 e energjisë elektrike të prodhuar në termocentralet.
TPES të pajisura me turbina ngrohëse dhe që lëshojnë nxehtësinë e avullit të shkarkimit te konsumatorët industrialë ose komunalë quhen termocentrale të kombinuara dhe termocentrale (CHP); prodhojnë rreth 1/3 e energjisë elektrike të prodhuar në termocentralet.
Ka katër lloje të njohura të qymyrit. Sipas rritjes së përmbajtjes së karbonit, dhe rrjedhimisht vlerës kalorifike, këto lloje janë renditur si më poshtë: torfe, qymyr kafe, qymyr bituminoz (yndyrë) ose qymyr i fortë dhe antracit. Në funksionimin e termocentraleve përdoren kryesisht dy llojet e para.
Qymyri nuk është karbon i pastër kimikisht ai përmban edhe material inorganik (thëngjilli kaf përmban deri në 40% karbon), i cili mbetet pas djegies së qymyrit në formë hiri. Qymyri mund të përmbajë squfur, ndonjëherë si sulfur hekuri dhe ndonjëherë si pjesë e përbërësve organikë të qymyrit. Qymyri zakonisht përmban arsenik, selen dhe elemente radioaktive. Në fakt, qymyri rezulton të jetë më i ndotur nga të gjitha lëndët djegëse fosile.
Kur digjet qymyri, formohet dioksidi i karbonit, monoksidi i karbonit, si dhe sasi të mëdha të oksideve të squfurit, grimcave të pezulluara dhe oksideve të azotit. Oksidet e squfurit dëmtojnë pemët, materialet e ndryshme dhe kanë një efekt të dëmshëm te njerëzit.
Grimcat e lëshuara në atmosferë kur digjet qymyri në termocentrale quhen "hiri fluturues". Emetimet e hirit kontrollohen rreptësisht. Rreth 10% e grimcave të pezulluara hyjnë në atmosferë.
Një termocentral 1000 MW me qymyr djeg 4-5 milion ton qymyr në vit.
Meqenëse nuk ka minierë qymyri në Territorin Altai, do të supozojmë se ai është sjellë nga rajone të tjera, dhe rrugët janë ndërtuar për këtë qëllim, duke ndryshuar kështu peizazhin natyror.
SHTOJCA E
Energjia elektrike prodhohet në termocentrale duke përdorur energjinë e fshehur në burime të ndryshme natyrore. Siç mund të shihet nga tabela. 1.2 kjo ndodh kryesisht në termocentralet (TEC) dhe termocentralet (NPP) që funksionojnë sipas ciklit termik.
Llojet e termocentraleve
Në bazë të llojit të energjisë së prodhuar dhe të çliruar, termocentralet ndahen në dy lloje kryesore: termocentrale me kondensim (CHP), të destinuara vetëm për prodhimin e energjisë elektrike, dhe termocentrale, ose termocentrale të kombinuara të ngrohjes dhe energjisë (CHP). Termocentralet kondensuese që funksionojnë me lëndë djegëse fosile janë ndërtuar afër vendeve të prodhimit të tij, dhe termocentralet e kombinuara dhe termocentralet janë të vendosura pranë konsumatorëve të nxehtësisë - ndërmarrjeve industriale dhe zonave të banuara. Impiantet CHP operojnë gjithashtu me lëndë djegëse fosile, por ndryshe nga CPP-të, ato gjenerojnë energji elektrike dhe termike në formën e ujit të nxehtë dhe avullit për qëllime prodhimi dhe ngrohjeje. Llojet kryesore të karburantit të këtyre termocentraleve përfshijnë: të ngurta - qymyr i fortë, antracit, gjysmë antracit, qymyr kafe, torfe, shist argjilor; të lëngët - mazut dhe të gaztë - natyral, koks, furra shpërthyese etj. gazi.
Tabela 1.2. Prodhimi i energjisë elektrike në botë
|
Indeksi |
2010 (parashikimi) |
||
|
Pjesa e prodhimit total sipas termocentraleve, % NPP Termocentrali me gaz TEC në naftë |
|||
|
Prodhimi i energjisë elektrike sipas rajonit, % Europa Perëndimore Evropa Lindore Azia dhe Australia Amerika Lindja e Mesme dhe Afrika |
|||
|
Kapaciteti i instaluar i termocentraleve në botë (gjithsej), GW Përfshirë % NPP Termocentrali me gaz TEC në naftë Termocentralet që përdorin qymyr dhe lloje të tjera karburanti Hidrocentralet dhe termocentralet që përdorin lloje të tjera karburantesh të rinovueshme |
|||
|
Prodhimi i energjisë elektrike (gjithsej), miliardë kWh |
Termocentralet bërthamore, kryesisht të tipit kondensues, përdorin energjinë e karburantit bërthamor.
Në varësi të llojit të termocentralit për drejtimin e një gjeneratori elektrik, termocentralet ndahen në turbinë me avull (STU), turbinë me gaz (GTU), cikël të kombinuar (CCG) dhe termocentrale me motorë me djegie të brendshme (ICE).
Në varësi të kohëzgjatjes së punës TEC gjatë gjithë vitit Bazuar në mbulimin e planeve të ngarkesës së energjisë, të karakterizuar nga numri i orëve të përdorimit të kapacitetit të instaluar τ në stacion, termocentralet zakonisht klasifikohen në: bazë (τ në stacion > 6000 h/vit); gjysmë piku (τ në stacion = 2000 – 5000 h/vit); maja (τ në rr< 2000 ч/год).
Termocentralet bazë janë ato që mbajnë ngarkesën maksimale të mundshme konstante për pjesën më të madhe të vitit. Në industrinë globale të energjisë, termocentralet bërthamore, termocentralet shumë ekonomike dhe termocentralet përdoren si termocentrale bazë kur funksionojnë sipas një plani termik. Ngarkesat e pikut mbulohen nga hidrocentralet, termocentralet e depozitimit me pompa, impiantet e turbinave me gaz, të cilat kanë manovrim dhe lëvizshmëri, d.m.th. fillimi dhe ndalimi i shpejtë. Termocentralet e pikut ndizen gjatë orëve kur është e nevojshme të mbulohet pjesa e pikut të orarit ditor të ngarkesës elektrike. Termocentralet gjysmë piku, kur ngarkesa totale elektrike zvogëlohet, ose transferohen në fuqi të reduktuar ose futen në rezervë.
Sipas strukturës teknologjike termocentralet ndahen në bllok dhe jobllok. Me një bllok diagram, pajisjet kryesore dhe ndihmëse të një impianti me turbina me avull nuk kanë lidhje teknologjike me pajisjet e një instalimi tjetër të termocentralit. Për termocentralet me lëndë djegëse fosile, çdo turbinë furnizohet me avull nga një ose dy kaldaja të lidhura me të. Me një skemë TEC jo-bllok, avulli nga të gjithë kaldaja hyn në një rrjet të përbashkët dhe prej andej shpërndahet në turbinat individuale.
Në termocentralet me kondensim që janë pjesë e sistemeve të mëdha të energjisë, përdoren vetëm sisteme blloku me mbinxehje të ndërmjetme të avullit. Qarqet jo-blloqe me bashkim të kryqëzuar të avullit dhe ujit përdoren pa mbinxehje të ndërmjetme.
Parimi i funksionimit dhe karakteristikat kryesore energjetike të termocentraleve
Energjia elektrike në termocentrale prodhohet duke përdorur energjinë e fshehur në burime të ndryshme natyrore (qymyri, gazi, nafta, mazut, uranium etj.), sipas një parimi mjaft të thjeshtë, duke zbatuar teknologjinë e konvertimit të energjisë. Diagrami i përgjithshëm i një termocentrali (shih Fig. 1.1) pasqyron sekuencën e shndërrimit të tillë të një lloji të energjisë në një tjetër dhe përdorimin e lëngut punues (uji, avulli) në ciklin e një termocentrali. Lënda djegëse (në këtë rast qymyri) digjet në kazan, ngroh ujin dhe e kthen atë në avull. Avulli furnizohet me turbinat, të cilat shndërrojnë energjinë termike të avullit në energji mekanike dhe drejtojnë gjeneratorët që prodhojnë energji elektrike (shih seksionin 4.1).
Një termocentral modern është një ndërmarrje komplekse që përfshin një numër të madh pajisjesh të ndryshme. Përbërja e pajisjeve të termocentralit varet nga qarku termik i zgjedhur, lloji i karburantit të përdorur dhe lloji i sistemit të furnizimit me ujë.
Pajisjet kryesore të termocentralit përfshijnë: njësitë e bojlerit dhe turbinës me një gjenerator elektrik dhe një kondensator. Këto njësi janë të standardizuara për sa i përket fuqisë, parametrave të avullit, produktivitetit, tensionit dhe rrymës, etj. Lloji dhe sasia e pajisjeve kryesore të një termocentrali korrespondojnë me fuqinë e specifikuar dhe mënyrën e synuar të funksionimit. Ekzistojnë gjithashtu pajisje ndihmëse që përdoren për furnizimin me ngrohje të konsumatorëve dhe përdorimin e avullit të turbinës për të ngrohur ujin e furnizimit të bojlerit dhe për të përmbushur nevojat e vetë termocentralit. Kjo përfshin pajisjet për sistemet e furnizimit me karburant, një njësi të furnizimit me gaz, një njësi kondensimi, një njësi ngrohjeje (për termocentralet), sistemet teknike të furnizimit me ujë, sistemet e furnizimit me naftë, ngrohjen rigjeneruese të ujit ushqimor, trajtimin kimik të ujit, shpërndarjen dhe transmetimin të energjisë elektrike (shih seksionin 4).
Të gjitha impiantet e turbinave me avull përdorin ngrohjen rigjeneruese të ujit ushqimor, gjë që rrit ndjeshëm efikasitetin termik dhe të përgjithshëm të termocentralit, pasi në qarqet me ngrohje rigjeneruese, flukset e avullit të hequra nga turbina drejt ngrohësve rigjenerues kryejnë punë pa humbje në burimin e ftohtë. (kondensator). Në të njëjtën kohë, për të njëjtën fuqi elektrike të turbogjeneratorit, rrjedha e avullit në kondensator zvogëlohet dhe, si rezultat, efikasiteti instalimet po rriten.
Lloji i bojlerit me avull të përdorur (shih seksionin 2) varet nga lloji i karburantit të përdorur në termocentral. Për lëndët djegëse më të zakonshme (qymyri fosil, gazi, nafta djegëse, torfe mulliri), përdoren kaldaja me një plan urbanistik në formë U, T dhe një dhomë djegie të projektuar në lidhje me një lloj të caktuar karburanti. Për karburantet me hirin me shkrirje të ulët, përdoren kaldaja me heqjen e hirit të lëngshëm. Në të njëjtën kohë, arrihet grumbullimi i lartë (deri në 90%) i hirit në kutinë e zjarrit dhe zvogëlohet veshja gërryese e sipërfaqeve ngrohëse. Për të njëjtat arsye, kaldaja me avull me një rregullim me katër kalime përdoren për lëndë djegëse me përmbajtje të lartë hiri, të tilla si mbetjet e përgatitjes së argjilës dhe qymyrit. Termocentralet zakonisht përdorin kazan ose kaldaja me rrjedhje direkte.
Turbinat dhe gjeneratorët elektrikë përputhen në një shkallë fuqie. Çdo turbinë ka një lloj specifik gjeneratori. Për termocentralet e kondensimit termik të bllokut, fuqia e turbinave korrespondon me fuqinë e blloqeve, dhe numri i blloqeve përcaktohet nga fuqia e dhënë e termocentralit. Njësitë moderne përdorin turbina kondensimi 150, 200, 300, 500, 800 dhe 1200 MW me rinxehje me avull.
Termocentralet përdorin turbina (shih nënseksionin 4.2) me presion prapa (tipi P), me kondensim dhe nxjerrje me avull industrial (tipi P), me kondensim dhe një ose dy nxjerrje ngrohëse (tipi T), si dhe me kondensim, industrial dhe çifti i nxjerrjes së ngrohjes (tipi PT). Turbinat PT mund të kenë gjithashtu një ose dy priza ngrohjeje. Zgjedhja e llojit të turbinës varet nga madhësia dhe raporti i ngarkesave termike. Nëse mbizotëron ngarkesa ngrohëse, atëherë përveç turbinave PT mund të vendosen turbina të tipit T me nxjerrje ngrohëse dhe nëse mbizotëron ngarkesa industriale mund të vendosen turbina të tipit PR dhe R me nxjerrje industriale dhe presion të kundërt.
Aktualisht, në termocentralet më të zakonshmet janë instalimet me fuqi elektrike 100 dhe 50 MW, që funksionojnë në parametrat fillestarë 12,7 MPa, 540–560°C. Për termocentralet në qytetet e mëdha, janë krijuar instalime me një kapacitet elektrik 175–185 MW dhe 250 MW (me një turbinë T-250-240). Instalimet me turbinat T-250-240 janë modulare dhe funksionojnë me parametra fillestarë superkritikë (23,5 MPa, 540/540°C).
Një tipar i funksionimit të termocentraleve në rrjet është se sasia totale e energjisë elektrike e gjeneruar prej tyre në çdo moment kohe duhet të korrespondojë plotësisht me energjinë e konsumuar. Pjesa kryesore e termocentraleve operon paralelisht në sistemin e unifikuar të energjisë, duke mbuluar ngarkesën totale elektrike të sistemit, dhe termocentrali njëkohësisht mbulon ngarkesën termike të zonës së tij. Ka termocentrale lokale të projektuara për t'i shërbyer zonës dhe që nuk janë të lidhur me rrjetin e përgjithshëm të energjisë.
Një paraqitje grafike e varësisë së konsumit të energjisë me kalimin e kohës quhet grafiku i ngarkesës elektrike. Grafikët ditorë të ngarkesës elektrike (Fig. 1.5) ndryshojnë në varësi të kohës së vitit, ditës së javës dhe zakonisht karakterizohen nga një ngarkesë minimale gjatë natës dhe një ngarkesë maksimale gjatë orëve të pikut (pjesa kulmore e grafikut). Krahas grafikëve ditorë, rëndësi të madhe kanë edhe grafikët vjetorë të ngarkesës elektrike (Fig. 1.6), të cilët janë ndërtuar në bazë të të dhënave nga grafikët ditorë.
Grafikët e ngarkesës elektrike përdoren gjatë planifikimit të ngarkesave elektrike të termocentraleve dhe sistemeve, shpërndarjen e ngarkesave midis termocentraleve dhe njësive individuale, në llogaritjet për zgjedhjen e përbërjes së pajisjeve të punës dhe rezervë, përcaktimin e fuqisë së instaluar të kërkuar dhe rezervës së kërkuar, numrin dhe njësinë. fuqia e njësive, gjatë zhvillimit të planeve të riparimit të pajisjeve dhe përcaktimit të rezervës së riparimit, etj.
Kur funksionon me ngarkesë të plotë, pajisjet e termocentralit zhvillojnë të vlerësuarat ose për aq kohë sa të jetë e mundur fuqia (performanca), e cila është karakteristika kryesore e pasaportës së njësisë. Me këtë fuqi maksimale (performancë), njësia duhet të funksionojë për një kohë të gjatë në vlerat nominale të parametrave kryesorë. Një nga karakteristikat kryesore të një termocentrali është kapaciteti i tij i instaluar, i cili përcaktohet si shuma e kapaciteteve të vlerësuara të të gjithë gjeneratorëve elektrikë dhe pajisjeve të ngrohjes, duke marrë parasysh rezervën.
Funksionimi i termocentralit karakterizohet edhe nga numri i orëve të përdorimit kapaciteti i instaluar, e cila varet nga mënyra në të cilën funksionon termocentrali. Për termocentralet me ngarkesë bazë, numri i orëve të përdorimit të kapacitetit të instaluar është 6000–7500 orë/vit, dhe për ato që operojnë në modalitetin e mbulimit të ngarkesës maksimale – më pak se 2000–3000 orë/vit.
Ngarkesa në të cilën njësia operon me efikasitetin më të madh quhet ngarkesë ekonomike. Ngarkesa e vlerësuar afatgjatë mund të jetë e barabartë me ngarkesën ekonomike. Ndonjëherë është e mundur të përdorni pajisje për një kohë të shkurtër me një ngarkesë 10-20% më të lartë se ngarkesa e vlerësuar me efikasitet më të ulët. Nëse pajisja e termocentralit funksionon në mënyrë të qëndrueshme me ngarkesën e projektimit në vlerat nominale të parametrave kryesorë ose kur ato ndryshojnë brenda kufijve të pranueshëm, atëherë kjo mënyrë quhet stacionare.
Mënyrat e funksionimit me ngarkesa të qëndrueshme, por të ndryshme nga ato të projektimit, ose me ngarkesa të paqëndrueshme quhen jo të palëvizshme ose mënyra të ndryshueshme. Në mënyrat e ndryshueshme, disa parametra mbeten të pandryshuar dhe kanë vlera nominale, ndërsa të tjerët ndryshojnë brenda kufijve të caktuar të pranueshëm. Kështu, me ngarkesë të pjesshme të njësisë, presioni dhe temperatura e avullit përpara turbinës mund të mbeten nominale, ndërsa vakuumi në kondensator dhe parametrat e avullit në nxjerrje do të ndryshojnë në përpjesëtim me ngarkesën. Modalitetet jo-stacionare janë gjithashtu të mundshme, kur ndryshojnë të gjithë parametrat kryesorë. Mënyra të tilla ndodhin, për shembull, gjatë fillimit dhe ndalimit të pajisjeve, hedhjes dhe rritjes së ngarkesës në një turbogjenerator, kur funksionojnë në parametrat e rrëshqitjes dhe quhen jo të palëvizshme.
Ngarkesa termike e termocentralit përdoret për procese teknologjike dhe instalime industriale, për ngrohje dhe ajrim të ndërtesave industriale, rezidenciale dhe publike, klimatizimi dhe nevoja shtëpiake. Për qëllime prodhimi, zakonisht kërkohet presion avulli prej 0,15 deri në 1,6 MPa. Sidoqoftë, për të zvogëluar humbjet gjatë transportit dhe për të shmangur nevojën për kullim të vazhdueshëm të ujit nga komunikimet, avulli lirohet nga termocentrali disi i mbinxehur. Termocentrali zakonisht furnizon ujë të nxehtë me një temperaturë prej 70 deri në 180°C për ngrohje, ventilim dhe nevoja shtëpiake.
Ngarkesa e nxehtësisë, e përcaktuar nga konsumi i nxehtësisë për proceset e prodhimit dhe nevojat shtëpiake (furnizimi me ujë të nxehtë), varet nga temperatura e ajrit të jashtëm. Në kushtet e Ukrainës në verë, kjo ngarkesë (si dhe elektrike) është më e vogël se në dimër. Ngarkesat e nxehtësisë industriale dhe shtëpiake ndryshojnë gjatë ditës, përveç kësaj, ngarkesa mesatare ditore e nxehtësisë e termocentralit, e shpenzuar për nevojat shtëpiake, ndryshon gjatë ditëve të javës dhe fundjavës. Grafikët tipikë të ndryshimeve në ngarkesën ditore të nxehtësisë së ndërmarrjeve industriale dhe furnizimit me ujë të nxehtë në një zonë banimi janë paraqitur në figurat 1.7 dhe 1.8.
Efikasiteti i funksionimit të termocentraleve karakterizohet nga tregues të ndryshëm tekniko-ekonomikë, disa prej të cilëve vlerësojnë përsosmërinë e proceseve termike (efikasiteti, konsumi i nxehtësisë dhe karburantit), ndërsa të tjerët karakterizojnë kushtet në të cilat funksionon termocentrali. Për shembull, në Fig. 1.9 (a,b) tregon balancat e përafërta të nxehtësisë së termocentraleve dhe CPP-ve.
Siç mund të shihet nga figurat, gjenerimi i kombinuar i energjisë elektrike dhe termike siguron një rritje të konsiderueshme të efikasitetit termik të termocentraleve për shkak të një reduktimi të humbjeve të nxehtësisë në kondensatorët e turbinës.
Treguesit më të rëndësishëm dhe më të plotë të funksionimit të termocentraleve janë kostoja e energjisë elektrike dhe ngrohjes.
Termocentralet kanë avantazhe dhe disavantazhe në krahasim me llojet e tjera të termocentraleve. Përparësitë e mëposhtme të TPP mund të tregohen:
- shpërndarja territoriale relativisht e lirë e lidhur me shpërndarjen e gjerë të burimeve të karburantit;
- aftësia (ndryshe nga hidrocentralet) për të gjeneruar energji pa luhatje sezonale të energjisë;
- zona e tjetërsimit dhe e tërheqjes nga qarkullimi ekonomik i tokës për ndërtimin dhe funksionimin e termocentraleve është, si rregull, shumë më e vogël se ajo që kërkohet për termocentralet bërthamore dhe hidrocentralet;
- Termocentralet ndërtohen shumë më shpejt se hidrocentralet ose termocentralet bërthamore dhe kostoja specifike e tyre për njësi të kapacitetit të instaluar është më e ulët në krahasim me termocentralet bërthamore.
- Në të njëjtën kohë, termocentralet kanë disavantazhe të mëdha:
- funksionimi i termocentraleve zakonisht kërkon shumë më tepër personel sesa hidrocentralet, gjë që shoqërohet me mirëmbajtjen e një cikli karburanti në shkallë shumë të gjerë;
- funksionimi i termocentraleve varet nga furnizimi i burimeve të karburantit (thëngjill, naftë, gaz, torfe, argjilë nafte);
- mënyrat e ndryshueshme të funksionimit të termocentraleve zvogëlojnë efikasitetin, rrisin konsumin e karburantit dhe çojnë në rritjen e konsumimit të pajisjeve;
- termocentralet ekzistuese karakterizohen nga efiçenca relativisht e ulët. (kryesisht deri në 40%);
- Termocentralet kanë një ndikim të drejtpërdrejtë dhe negativ në mjedis dhe nuk janë burime të energjisë elektrike miqësore me mjedisin.
- Dëmet më të mëdha në mjedisin e rajoneve përreth janë shkaktuar nga termocentralet që djegin qymyr, veçanërisht qymyrin e lartë të hirit. Ndër termocentralet, më të “pastrat” janë ato që përdorin gaz natyror në procesin e tyre teknologjik.
Sipas ekspertëve, termocentralet në mbarë botën lëshojnë çdo vit rreth 200-250 milion ton hi, më shumë se 60 milion ton dioksid squfuri, sasi të mëdha të oksideve të azotit dhe dioksidit të karbonit (duke shkaktuar të ashtuquajturin efekt serë dhe duke çuar në -ndryshimi i klimës globale), në atmosferë thithjen e sasive të mëdha të oksigjenit. Për më tepër, tani është vërtetuar se sfondi i tepërt i rrezatimit rreth termocentraleve që punojnë me qymyr është mesatarisht 100 herë më i lartë në botë sesa pranë termocentraleve bërthamore të së njëjtës fuqi (thëngjilli pothuajse gjithmonë përmban uranium, torium dhe një izotopi radioaktiv i karbonit si gjurmë papastërtie). Megjithatë, teknologjitë e zhvilluara mirë për ndërtimin, pajisjet dhe funksionimin e termocentraleve, si dhe kostoja më e ulët e ndërtimit të tyre, çojnë në faktin se termocentralet përbëjnë pjesën më të madhe të prodhimit të energjisë elektrike në botë. Për këtë arsye, shumë vëmendje po i kushtohet përmirësimit të teknologjive të TEC-eve dhe reduktimit të ndikimit të tyre negativ në mjedis në mbarë botën (shih seksionin 6).
Sipas përkufizimit të pranuar përgjithësisht, termocentralet- këto janë termocentrale që prodhojnë energji elektrike duke e shndërruar energjinë kimike të karburantit në energjinë mekanike të rrotullimit të boshtit të gjeneratorit elektrik.
Së pari TEC-i u shfaq në fund të shekullit të 19-të në Nju Jork (1882), dhe në 1883 u ndërtua termocentrali i parë në Rusi (Shën Petersburg). Që nga shfaqja e tyre, janë termocentralet ata që janë bërë më të përhapur, duke pasur parasysh nevojat gjithnjë në rritje për energji të fillimit të epokës teknogjene. Deri në mesin e viteve 70 të shekullit të kaluar, funksionimi i termocentraleve ishte metoda dominuese e prodhimit të energjisë elektrike. Për shembull, në SHBA dhe BRSS, pjesa e termocentraleve midis të gjithë energjisë elektrike të marrë ishte 80%, dhe në të gjithë botën - rreth 73-75%.
Përkufizimi i dhënë më sipër, megjithëse i gjerë, nuk është gjithmonë i qartë. Ne do të përpiqemi të shpjegojmë me fjalët tona parimin e përgjithshëm të funksionimit të termocentraleve të çdo lloji.
Prodhimi i energjisë elektrike në termocentralet ndodh nëpër shumë faza të njëpasnjëshme, por parimi i përgjithshëm i funksionimit të tij është shumë i thjeshtë. Së pari, karburanti digjet në një dhomë të veçantë djegieje (kaldaja me avull), e cila lëshon një sasi të madhe nxehtësie, e cila e kthen ujin që qarkullon përmes sistemeve të veçanta të tubacioneve të vendosura brenda bojlerit në avull. Presioni vazhdimisht në rritje i avullit rrotullon rotorin e turbinës, i cili transferon energjinë rrotulluese në boshtin e gjeneratorit, dhe si rezultat, gjenerohet rryma elektrike.
Sistemi i avullit/ujit është i mbyllur. Avulli, pasi kalon nëpër turbinë, kondensohet dhe kthehet përsëri në ujë, i cili gjithashtu kalon përmes sistemit të ngrohësit dhe përsëri hyn në bojlerin me avull.
Ekzistojnë disa lloje të termocentraleve. Aktualisht, ndër termocentralet më së shumti Termocentralet me turbina me avull termik (TPES). Në termocentralet e këtij lloji, energjia termike e karburantit të djegur përdoret në një gjenerator me avull, ku arrihet një presion shumë i lartë i avullit të ujit, duke lëvizur rotorin e turbinës dhe, në përputhje me rrethanat, gjeneratorin. Si lëndë djegëse termocentrale të tilla përdorin naftë ose naftë, si dhe gaz natyror, qymyr, torfe, shist argjilor, me fjalë të tjera, të gjitha llojet e karburanteve. Efikasiteti i TPES është rreth 40%, dhe fuqia e tyre mund të arrijë 3-6 GW.
GRES (stacioni i energjisë i qarkut shtetëror)- një emër mjaft i njohur dhe i njohur. Ky nuk është asgjë më shumë se një termocentral me turbina me avull, i pajisur me turbina speciale kondensuese që nuk përdorin energjinë e gazrave të shkarkimit dhe nuk e shndërrojnë atë në nxehtësi, për shembull, për ngrohjen e ndërtesave. Termocentrale të tilla quhen edhe termocentrale me kondensim.
Në të njëjtin rast nëse TPES të pajisura me turbina speciale ngrohëse që shndërrojnë energjinë dytësore të avullit të shkarkimit në energji termike që përdoret për nevojat e shërbimeve komunale ose industriale, atëherë këto janë termocentrale të kombinuara ose termocentrale të kombinuara. Për shembull, në BRSS, termocentralet e qarkut shtetëror përbënin rreth 65% të energjisë elektrike të prodhuar nga termocentralet me turbina me avull, dhe, në përputhje me rrethanat, 35% - për termocentralet.
Ka edhe lloje të tjera të termocentraleve. Në termocentralet me turbina me gaz, ose GTPP-të, gjeneratori rrotullohet nga një turbinë me gaz. Gazi natyror ose lënda djegëse e lëngshme (naftë, naftë) përdoret si lëndë djegëse në termocentrale të tilla. Megjithatë, efikasiteti i termocentraleve të tillë nuk është shumë i lartë, rreth 27-29%, kështu që ato përdoren kryesisht si burime rezervë të energjisë elektrike për të mbuluar ngarkesat e pikut në rrjetin elektrik, ose për të furnizuar me energji elektrike vendbanimet e vogla.
Termocentralet me njësi turbine me avull dhe gaz (SGPP). Këto janë termocentrale të kombinuara. Ato janë të pajisura me mekanizma me turbina me avull dhe turbina me gaz, dhe efikasiteti i tyre arrin 41-44%. Këto termocentrale gjithashtu bëjnë të mundur rikuperimin e nxehtësisë dhe shndërrimin e saj në energji termike që përdoret për ngrohjen e ndërtesave.
Disavantazhi kryesor i të gjithë termocentraleve është lloji i karburantit të përdorur. Të gjitha llojet e lëndëve djegëse që përdoren në termocentralet janë burime natyrore të pazëvendësueshme që po mbarojnë ngadalë por vazhdimisht. Kjo është arsyeja pse, aktualisht, së bashku me përdorimin e termocentraleve bërthamore, po zhvillohet një mekanizëm për prodhimin e energjisë elektrike duke përdorur burime të rinovueshme ose burime të tjera alternative të energjisë.
Le të bëjmë një turne në Cheboksary CHPP-2 dhe të shohim se si gjenerohet energjia elektrike dhe nxehtësia:
Më lejoni t'ju kujtoj, nga rruga, se tubi është struktura më e lartë industriale në Cheboksary. Deri në 250 metra!
Le të fillojmë me çështjet e përgjithshme, të cilat përfshijnë kryesisht sigurinë.
Natyrisht, termocentrali, si hidrocentrali, është një ndërmarrje e ndjeshme dhe nuk lejohen të hyjnë ashtu.
Dhe nëse ju lejohet të hyni, edhe në një turne, do t'ju duhet t'i nënshtroheni një informimi sigurie:
Epo, kjo nuk është e pazakontë për ne (ashtu si vetë termocentrali nuk është i pazakontë, unë kam punuar atje rreth 30 vjet më parë;)).
Po, një paralajmërim tjetër i ashpër, nuk mund ta injoroj:
Teknologjia
Substanca kryesore e punës në të gjitha termocentralet është, çuditërisht, uji.
Sepse lehtë kthehet në avull dhe kthehet.
Teknologjia është e njëjtë për të gjithë: ju duhet të merrni avull që do të rrotullojë turbinën. Në boshtin e turbinës vendoset një gjenerator.
Në termocentralet bërthamore, uji nxehet nga lëshimi i nxehtësisë gjatë kalbjes së karburantit radioaktiv.
Dhe në ato termike - për shkak të djegies së gazit, karburantit dhe madje, deri vonë, qymyrit.
Ku ta vendosni avullin e mbeturinave? Megjithatë, përsëri në ujë dhe përsëri në kazan!
Ku ta vendosni nxehtësinë nga avulli i shkarkimit? Po, për të ngrohur ujin që hyn në bojler - për të rritur efikasitetin e të gjithë instalimit në tërësi.
Dhe për ngrohjen e ujit në rrjetin e ngrohjes dhe furnizimin me ujë (ujë të ngrohtë)!
Pra, gjatë sezonit të ngrohjes, nga termocentrali përfitohen përfitime të dyfishta - energji elektrike dhe ngrohje. Prandaj, një prodhim i tillë i kombinuar quhet një termocentral i kombinuar i nxehtësisë dhe energjisë (CHP).
Por në verë nuk është e mundur të përdoret e gjithë nxehtësia me përfitim, kështu që avulli që del nga turbina ftohet, duke u shndërruar në ujë, në kullat ftohëse, pas së cilës uji kthehet në ciklin e mbyllur të prodhimit. Dhe në pishinat e ngrohta të kullave ftohëse rritin edhe peshq;)
Për të parandaluar konsumimin e rrjeteve të ngrohjes dhe të bojlerit, uji i nënshtrohet përgatitjes së veçantë në punishten kimike:
Dhe pompat e qarkullimit qarkullojnë ujin në të gjithë rrethin vicioz:
Kaldaja jonë mund të funksionojë si me gaz (tubacionet e verdha) ashtu edhe me naftë (të zezë). Që nga viti 1994, ato funksionojnë me gaz. Po, kemi 5 kaldaja!
Për djegien, djegësit kërkojnë një furnizim ajri (tuba blu).
Uji vlon, dhe avulli (linjat e kuqe të avullit) kalon përmes shkëmbyesve specialë të nxehtësisë - mbinxehësve me avull, të cilët rrisin temperaturën e avullit në 565 gradë, dhe presionin, në përputhje me rrethanat, në 130 atmosfera. Kjo nuk është një tenxhere me presion në kuzhinë! Një vrimë e vogël në linjën e avullit do të rezultojë në një aksident të madh; një rrjedhë e hollë e avullit të mbinxehur pret metalin si gjalpë!
Dhe një avull i tillë tashmë furnizohet me turbinat (në stacione të mëdha, disa kaldaja mund të punojnë në një kolektor të përbashkët me avull, nga i cili fuqizohen disa turbina).
Dyqani i bojlerit është gjithmonë i zhurmshëm, sepse djegia dhe zierja janë procese shumë të dhunshme.
Dhe vetë kaldaja (TGME-464) janë struktura madhështore me lartësinë e një ndërtese njëzet katëshe, dhe ato mund të shfaqen në tërësinë e tyre vetëm në një panoramë të shumë kornizave:
Një pamje tjetër e bodrumit:
Paneli i kontrollit të bojlerit duket si ky:
Në murin e largët ka një diagramë mnemonike të të gjithë procesit teknik me drita që tregojnë gjendjen e valvulave, instrumente klasike me regjistrues në shirit letre, një tabelë alarmi dhe tregues të tjerë.
Dhe në vetë telekomandën, butonat dhe çelësat klasikë janë ngjitur me një ekran kompjuteri ku rrotullohet sistemi i kontrollit (SCADA). Ekzistojnë gjithashtu çelsat më të rëndësishëm, të mbrojtur nga këllëfët e kuq: "Ndalesa e bojlerit" dhe "Valvula kryesore e avullit" (MSV):
Turbinat
Kemi 4 turbina.
Ata kanë një dizajn shumë kompleks në mënyrë që të mos humbasë as pak energji kinetike të avullit të mbinxehur.
Por asgjë nuk është e dukshme nga jashtë - gjithçka është e mbuluar me një shtresë të zbrazët:
Është e nevojshme një shtresë mbrojtëse serioze - turbina rrotullohet me një shpejtësi të lartë prej 3000 rpm. Për më tepër, avulli i mbinxehur kalon nëpër të (e thashë më lart sa i rrezikshëm është!). Dhe ka shumë linja avulli rreth turbinës:
Në këta shkëmbyes nxehtësie, uji i rrjetit nxehet me avull të mbeturinave:
Nga rruga, në foto kam turbinën më të vjetër të CHPP-2, kështu që mos u habitni nga pamja brutale e pajisjeve që do të shfaqen më poshtë:
Ky është mekanizmi i kontrollit të turbinës (TCM), i cili rregullon furnizimin me avull dhe, në përputhje me rrethanat, kontrollon ngarkesën. Dikur kthehej me dorë:
Dhe kjo është valvula e ndalimit (duhet të përkulet me dorë për një kohë të gjatë pasi të jetë aktivizuar):
Turbinat e vogla përbëhen nga një i ashtuquajtur cilindër (një grup tehe), të mesme - nga dy, të mëdha - nga tre (cilindra me presion të lartë, të mesëm dhe të ulët).
Nga çdo cilindër, avulli shkon në nxjerrje të ndërmjetme dhe dërgohet në shkëmbyesit e nxehtësisë - ngrohësit e ujit:
Dhe duhet të ketë një vakum në bishtin e turbinës - sa më mirë të jetë, aq më i lartë është efikasiteti i turbinës:
Vakuumi formohet për shkak të kondensimit të avullit të mbetur në njësinë e kondensimit.
Kështu ecëm përgjatë gjithë shtegut të ujit deri te termocentrali. Ju lutemi kushtojini vëmendje edhe pjesës së avullit që shkon për ngrohjen e ujit të rrjetit për konsumatorin (PSG):
Një pamje tjetër me një sërë pikash kontrolli. Mos harroni se është e nevojshme të kontrolloni shumë presione dhe temperatura në turbinë, jo vetëm avullin, por edhe vajin në kushinetat e secilës pjesë:
Po, dhe këtu është telekomanda. Zakonisht ndodhet në të njëjtën dhomë me kaldaja. Përkundër faktit se vetë kaldaja dhe turbinat janë të vendosura në dhoma të ndryshme, menaxhimi i dyqanit të bojler-turbinave nuk mund të ndahet në pjesë të veçanta - gjithçka është shumë e lidhur me avull të mbinxehur!
Në telekomandë shohim një palë turbina të mesme me dy cilindra, meqë ra fjala.
Automatizimi
Në të kundërt, proceset në një termocentral janë më të shpejta dhe më të përgjegjshme (meqë ra fjala, a e mbajnë mend të gjithë zhurmën e madhe që dëgjohet në të gjitha pjesët e qytetit, e ngjashme me një aeroplan? Pra, kjo është valvula e avullit që funksionon herë pas here, duke lëshuar Presioni i tepërt i avullit Imagjinoni si dëgjohet kjo nga afër!).
Prandaj, automatizimi këtu është ende vonë dhe është i kufizuar kryesisht në mbledhjen e të dhënave. Dhe në panelet e kontrollit ne shohim një grumbull të kontrolluesve të ndryshëm SCADA dhe industriale të përfshirë në rregullimin lokal. Por procesi është duke u zhvilluar!
Elektricitet
Le të shohim përsëri pamjen e përgjithshme të dyqanit të turbinave:
Ju lutemi vini re se në të majtë nën shtresën e verdhë ka gjeneratorë elektrikë.
Çfarë do të ndodhë më pas me energjinë elektrike?
Ai dërgohet në rrjetet federale përmes një numri pajisjesh shpërndarjeje:
Dyqani i energjisë elektrike është një vend shumë i vështirë. Vetëm shikoni panoramën e panelit të kontrollit:
Mbrojtja e stafetëve dhe automatizimi janë gjithçka jonë!
Në këtë pikë, turneu i ndonjë gjëje mund të përfundojë dhe ende të thuash disa fjalë për problemet e ngutshme.
Teknologjitë e ngrohjes dhe shërbimeve
Pra, zbuluam se CHP prodhon energji elektrike dhe ngrohje. Të dyja, natyrisht, u ofrohen konsumatorëve. Tani do të jemi të interesuar kryesisht për nxehtësinë.
Pas perestrojkës, privatizimit dhe ndarjes së të gjithë industrisë së bashkuar sovjetike në pjesë të veçanta, në shumë vende doli që termocentralet mbetën nën departamentin e Chubais dhe rrjetet e ngrohjes së qytetit u bënë komunale. Dhe ata formuan një ndërmjetës që merr para për transportin e nxehtësisë. Dhe se si shpenzohen këto para për riparime vjetore të sistemeve të ngrohjes që janë 70% të konsumuara, vështirë se ia vlen të tregohet.
Pra, për shkak të borxheve shumëmilionëshe të ndërmjetësit NOVEK në Novocheboksarsk, TGK-5 tashmë ka kaluar në kontrata direkte me konsumatorët.
Ky nuk është rasti ende në Cheboksary. Për më tepër, Cheboksary "Utility Technologies" aktualisht ka një projekt për zhvillimin e shtëpive të saj të bojlerëve dhe rrjeteve të ngrohjes për 38 miliardë dollarë (TGK-5 mund ta trajtojë atë në vetëm tre).
Të gjitha këto miliarda do të përfshihen në një mënyrë apo tjetër në tarifat e ngrohjes, të cilat vendosen nga administrata e qytetit "për arsye të drejtësisë sociale". Ndërkohë, tani kostoja e nxehtësisë së prodhuar nga CHPP-2 është 1.5 herë më pak se në shtëpitë e kaldajave KT. Dhe kjo situatë duhet të vazhdojë edhe në të ardhmen, sepse sa më i madh të jetë termocentrali, aq më efikas është ai (në veçanti, kosto më të ulëta operative + rikuperimi i nxehtësisë për shkak të prodhimit të energjisë elektrike).
Po nga pikëpamja mjedisore?
Natyrisht, një termocentral i madh me një oxhak të lartë është më i mirë në aspektin mjedisor sesa një duzinë kazane të vogla me oxhaqe të vegjël, tymi nga i cili praktikisht do të mbetet në qytet.
Gjëja më e keqe për sa i përket ekologjisë është ngrohja individuale tashmë popullore.
Kaldaja të vogla shtëpiake nuk sigurojnë djegie kaq të plotë të karburantit si termocentralet e mëdha, dhe të gjitha gazrat e shkarkimit mbeten jo vetëm në qytet, por fjalë për fjalë mbi dritare.
Për më tepër, pak njerëz mendojnë për rrezikun në rritje të pajisjeve shtesë të gazit të instaluara në çdo apartament.
Cila dalje?
Në shumë vende, rregullatorët me bazë apartamentesh përdoren për ngrohjen qendrore, të cilat lejojnë konsumin më ekonomik të nxehtësisë.
Fatkeqësisht, me orekset aktuale të ndërmjetësve dhe përkeqësimin e rrjeteve të ngrohjes, avantazhet e ngrohjes qendrore po zhduken. Por megjithatë, nga pikëpamja globale, ngrohja individuale është më e përshtatshme në vilat.
Postime të tjera të industrisë: