Osnovni principi rada TPP-a

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Što je termoelektrana i koji su principi rada termoelektrane? Opća definicija takvih objekata zvuči otprilike ovako - to su elektrane koje se bave preradom prirodne energije u električnu energiju. U te se svrhe također koriste prirodna goriva.

Princip rada termoelektrana. Kratki opis

Do danas su termoelektrane najčešće korištene. U takvim objektima se spaljuju fosilna goriva pri čemu se oslobađa toplinska energija. Zadatak TE je da tu energiju iskoristi za dobivanje električne energije.

Princip rada TE je proizvodnja ne samo električne energije, već i proizvodnja toplinske energije, koja se također isporučuje potrošačima u obliku tople vode, na primjer. Osim toga, ovi energetski objekti proizvode oko 76% ukupne električne energije. Ovako široka distribucija je zbog činjenice da je dostupnost organskog goriva za rad stanice prilično velika. Drugi razlog je bio taj što je prijevoz goriva od mjesta njegove proizvodnje do same stanice prilično jednostavan iuspostavljena operacija. Princip rada TE je koncipiran na način da je moguće iskoristiti otpadnu toplinu radnog fluida za sekundarnu isporuku svom potrošaču.

Razdvajanje stanica po vrsti

Vrijedi napomenuti da se termalne stanice mogu podijeliti na tipove ovisno o tome kakvu energiju proizvode. Ako je princip rada termoelektrane samo u proizvodnji električne energije (tj. toplinska energija se ne isporučuje potrošaču), onda se ona naziva kondenzacijska elektrana (CPP).

Objekti namijenjeni za proizvodnju električne energije, za ispuštanje pare, kao i za opskrbu potrošača toplom vodom, umjesto kondenzacijskih imaju parne turbine. Također u takvim elementima stanice postoji srednja ekstrakcija pare ili protutlačni uređaj. Glavna prednost i princip rada ovog tipa termoelektrane (CHP) je da se ispušna para koristi i kao izvor topline i dovode do potrošača. Na taj se način može smanjiti gubitak topline i količina rashladne vode.

Osnovni principi rada TPP-a

Prije nego što pređemo na razmatranje samog principa rada, potrebno je razumjeti o kakvoj se stanici radi. Standardni raspored takvih objekata uključuje takav sustav kao što je ponovno zagrijavanje pare. To je neophodno jer će toplinska učinkovitost kruga s međupregrijavanjem biti veća nego u sustavu u kojem ga nema. Jednostavnim riječima, princip rada termoelektrane s takvom shemom bit će puno učinkovitiji s istompočetni i konačni unaprijed postavljeni parametri nego bez njega. Iz svega ovoga možemo zaključiti da je osnova rada stanice fosilno gorivo i zagrijani zrak.

Radna shema

Princip rada TPP-a konstruiran je na sljedeći način. Gorivo, kao i oksidacijsko sredstvo, čiju ulogu najčešće preuzima zagrijani zrak, kontinuirano se dovode u peć kotla. Kao gorivo mogu djelovati tvari poput ugljena, nafte, loživog ulja, plina, škriljevca, treseta. Ako govorimo o najčešćem gorivu u Ruskoj Federaciji, onda je to ugljena prašina. Nadalje, princip rada termoelektrane konstruiran je na način da toplina koja nastaje izgaranjem goriva zagrijava vodu u parnom kotlu. Kao rezultat zagrijavanja, tekućina se pretvara u zasićenu paru, koja ulazi u parnu turbinu kroz izlaz pare. Glavna svrha ovog uređaja na stanici je pretvaranje energije dolazne pare u mehaničku energiju.

Svi elementi turbine koji se mogu pomicati usko su povezani s osovinom, zbog čega se rotiraju kao jedan mehanizam. Da bi se osovina rotirala, parna turbina prenosi kinetičku energiju pare na rotor.

Mehanički rad stanice

Uređaj i princip rada TE u svom mehaničkom dijelu povezan je s radom rotora. Para koja dolazi iz turbine ima vrlo visok tlak i temperaturu. To stvara visoku unutarnju energiju.para, koja dolazi iz kotla do mlaznica turbine. Mlaznice pare, prolazeći kroz mlaznicu u kontinuiranom toku, velikom brzinom, koja je često i veća od brzine zvuka, djeluju na lopatice turbine. Ovi elementi su čvrsto pričvršćeni na disk, koji je zauzvrat usko povezan s osovinom. U ovom trenutku, mehanička energija pare se pretvara u mehaničku energiju rotorskih turbina. Govoreći točnije o principu rada termoelektrane, mehanički učinak utječe na rotor turbogeneratora. To je zbog činjenice da su osovina konvencionalnog rotora i generatora usko povezani. A onda postoji prilično dobro poznat, jednostavan i razumljiv proces pretvaranja mehaničke energije u električnu energiju u uređaju kao što je generator.

Pokret pare nakon rotora

Nakon što vodena para prođe turbinu, njezin tlak i temperatura značajno padaju, te ona ulazi u sljedeći dio stanice - kondenzator. Unutar ovog elementa događa se obrnuta transformacija pare u tekućinu. Da bi se postigao ovaj zadatak, unutar kondenzatora postoji rashladna voda, koja tamo ulazi kroz cijevi koje prolaze unutar zidova uređaja. Nakon što se para ponovo pretvori u vodu, ispumpava se kondenzatnom pumpom i ulazi u sljedeći odjeljak - odzračivač. Također je važno napomenuti da pumpana voda prolazi kroz regenerativne grijače.

Glavni zadatak odzračivača je uklanjanje plinova iz ulazne vode. Istodobno s operacijom čišćenja, tekućina se također zagrijava na isti način kaou regenerativnim grijačima. U tu svrhu koristi se toplina pare koja se iz onoga što slijedi uzima u turbinu. Glavna svrha operacije odzračivanja je smanjiti sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u tekućini na prihvatljive vrijednosti. To pomaže u smanjenju brzine korozije na putevima koji dovode vodu i paru.

Postaje na ugljenu

Postoji velika ovisnost principa rada termoelektrana o vrsti goriva koje se koristi. S tehnološkog stajališta, najteža tvar za implementaciju je ugljen. Unatoč tome, sirovine su glavni izvor prehrane u takvim objektima, koji čine oko 30% ukupnog udjela stanica. Osim toga, planira se povećati broj takvih objekata. Također je vrijedno napomenuti da je broj funkcionalnih odjeljaka potrebnih za rad stanice mnogo veći nego u drugim tipovima.

Kako rade termoelektrane na ugljen

Da bi kolodvor neprekidno radio, željezničkim se kolosijecima stalno dovozi ugljen, koji se istovaruje posebnim uređajima za istovar. Zatim su tu elementi kao što su transportne trake, kroz koje se istovareni ugljen dovodi u skladište. Zatim gorivo ulazi u postrojenje za drobljenje. Ako je potrebno, moguće je zaobići proces dopremanja ugljena u skladište i prenijeti ga izravno u drobilice iz uređaja za istovar. Nakon prolaska kroz ovu fazu, zdrobljena sirovina ulazi u bunker sirovog ugljena. Sljedeći korak je opskrba materijalomhranilice za mlinove za prah. Nadalje, ugljena prašina se pneumatskom metodom transporta dovodi u bunker za ugljenu prašinu. Prolazeći ovim putem, tvar zaobilazi elemente kao što su separator i ciklon, a iz bunkera već ulazi kroz hranilice izravno u plamenike. Zrak koji prolazi kroz ciklon usisava se ventilatorom mlina, nakon čega se dovodi u komoru za izgaranje kotla.

Dalje, kretanje plina izgleda ovako. Hlapiva tvar nastala u komori za izgaranje prolazi uzastopno kroz uređaje kao što su plinski kanali kotlovskog postrojenja, a zatim, ako se koristi sustav za ponovno zagrijavanje, plin se dovodi do primarnog i sekundarnog pregrijača. U ovom odjeljku, kao iu ekonomajzeru vode, plin daje svoju toplinu za zagrijavanje radnog fluida. Zatim se ugrađuje element koji se zove pregrijač zraka. Ovdje se toplinska energija plina koristi za zagrijavanje ulaznog zraka. Nakon prolaska kroz sve ove elemente, hlapljiva tvar prelazi u hvatač pepela, gdje se čisti od pepela. Dimne pumpe zatim izvlače plin i ispuštaju ga u atmosferu pomoću plinske cijevi.

TPP i NPP

Nerijetko se postavlja pitanje što je zajedničko između termo i nuklearnih elektrana i postoji li sličnost u principima rada termoelektrana i nuklearnih elektrana.

Ako govorimo o njihovim sličnostima, onda ih je nekoliko. Prvo, i jedni i drugi su izgrađeni na način da za svoj rad koriste prirodni resurs, a to je fosil i iskopan. Osim,može se primijetiti da su oba objekta usmjerena na generiranje ne samo električne energije, već i toplinske energije. Sličnosti u principima rada su i u činjenici da termoelektrane i nuklearne elektrane imaju turbine i generatore pare uključene u proces. Sljedeće su samo neke od razlika. To uključuje činjenicu da je, primjerice, trošak izgradnje i električne energije dobivene iz termoelektrana znatno niži nego iz nuklearnih elektrana. No, s druge strane, nuklearne elektrane ne zagađuju atmosferu sve dok se otpad pravilno odlaže i nema nezgoda. Dok termoelektrane zbog svog principa rada neprestano ispuštaju štetne tvari u atmosferu.

Ovdje leži glavna razlika u radu nuklearnih elektrana i termoelektrana. Ako se u toplinskim objektima toplinska energija iz izgaranja goriva najčešće prenosi u vodu ili pretvara u paru, onda se u nuklearnim elektranama energija uzima fisijom atoma urana. Rezultirajuća energija divergira za zagrijavanje raznih tvari, a voda se ovdje koristi prilično rijetko. Osim toga, sve tvari su u zatvorenim zatvorenim krugovima.

Oskrba toplinom

U nekim termoelektranama, njihove sheme mogu predvidjeti takav sustav koji zagrijava samu elektranu, kao i susjedno selo, ako postoji. Na mrežne grijače ove jedinice, para se uzima iz turbine, a postoji i posebna linija za uklanjanje kondenzata. Voda se dovodi i ispušta kroz poseban cjevovodni sustav. Električna energija koja će se na taj način proizvesti preusmjerava se od električnog generatora i prenosi do potrošača,prolazeći kroz pojačane transformatore.

Glavna oprema

Ako govorimo o glavnim elementima koji rade u termoelektranama, onda su to kotlovnice, kao i turbinske instalacije uparene s električnim generatorom i kondenzatorom. Glavna razlika između glavne opreme i dodatne opreme je u tome što ona ima standardne parametre u smislu svoje snage, produktivnosti, parametara pare, kao i jakosti napona i struje itd. Također se može primijetiti da vrsta i broj osnovnih elementi se odabiru ovisno o tome koliko snage trebate dobiti iz jedne TE, kao i od načina njezina rada. Animacija principa rada termoelektrane može pomoći u detaljnijem razumijevanju ovog problema.