A kondenzációs erőmű ( CPP ) olyan hőerőmű , amely főként elektromos energiát termel , ez az erőműtípus a működési elv jellemzőinek köszönheti elnevezését [1] [2] .
Történelmileg a Szovjetunióban a Szovjetunió egységes energiarendszerébe tartozó IES a "GRES" nevet kapta - az állami regionális erőmű [3] [4] . Az elnevezés az állami hovatartozásból és a helyi energiaforrások ( tőzeg , barnaszén stb.) felhasználásából, valamint egy adott energiarégió kedvezményes áramellátására vonatkozó számításból ered . Az első 10 HPP és 20 GRES a GOELRO keretein belül , például Shterovskaya , Kashirskaya , Kizelovskaya , Gorkovskaya , Shaturskaya , Cseljabinskaya, az iparosodás során épült nagyvállalatok biztosítására épültek [5] [6] [7] . Később a "GRES" kifejezés elvesztette eredeti "körzet" jelentését, és a mai értelemben általában nagy teljesítményű (több ezer MW) hőerőművet (TPP, nem keverendő össze a CHP -vel) jelent. az integrált energiarendszerben más nagy erőművekkel együtt. Ezenkívül néhány állami körzeti erőművet hőerőművé alakítottak át, például a cseljabinszki állami kerületi erőművet CHPP-4- vé . A posztszovjet időszakban az „állam” szemantikai jelentése gyakran elveszett. Néha találkozunk a "vízrecirkulációs erőmű" kifejezéssel , amely a rövidítésnek felel meg .
A szerves tüzelőanyaggal működő CPP-k mellett a kondenzációs erőművek működési elveik szerint nukleáris üzemanyagot használnak - atomerőmű (Atomerőmű vagy AKES), geotermikus energia - geotermikus erőmű (GeoCPP), napsugárzás hőenergiája gőz számára. generáció - egy napelemes CPS [1] [2] .
Az Orosz Birodalom első állami körzeti erőműve az "Elektrotranszmisszió", a mai állami kerületi erőmű-3. R. E. Klasson , Moszkva közelében, Elektrogorsk városában épült 1912-1914 - ben R. E. Klasson mérnök kezdeményezésére . A fő tüzelőanyag tőzeg , teljesítménye 15 MW. Az 1920-as években a GOELRO terve több hőerőmű építését irányozta elő, amelyek közül a leghíresebbek a Kashirskaya GRES és a Shaturskaya GRES .
Tápszivattyú segítségével nagy nyomású tápvíz, tüzelőanyag és égési levegő kerül a kazánba . Az égési folyamat a kazánkemencében megy végbe - a tüzelőanyag kémiai energiája hő- és sugárzási energiává alakul . A tápvíz a kazán belsejében elhelyezett csőrendszeren keresztül áramlik. Az égő tüzelőanyag egy erőteljes hőforrás , amely a tápvíznek jut át, amely forráspontig melegszik és elpárolog . A keletkező gőzt ugyanabban a kazánban túlhevítik a forráspont fölé, körülbelül 540 °C -ra 13-24 MPa nyomással, és egy vagy több csővezetéken keresztül egy gőzturbinába táplálják .
A gőzturbina, az elektromos generátor és a gerjesztő alkotja a teljes turbinakészletet . A gőzturbinában a gőz nagyon alacsony nyomásra tágul (körülbelül 20-szor kisebb, mint a légköri nyomás ), és a sűrített és magas hőmérsékletre hevített gőz potenciális energiája a turbina forgórészének forgásának kinetikai energiájává alakul . A turbina egy elektromos generátort hajt meg, amely a generátor forgórészének forgásának kinetikus energiáját elektromos árammá alakítja . A generátor áll egy állórészből , amelynek elektromos tekercseiben áram keletkezik, és egy forgórészből, amely egy forgó elektromágnes , amelyet egy gerjesztő táplál .
A kondenzátor a turbinából kiáramló gőz kondenzálására szolgál, és mélyvákuumot hoz létre , melynek hatására a gőz kitágul a turbinában. A turbina kimeneténél vákuumot hoz létre, így a gőz a nagy nyomással a turbinába belépve a kondenzátorba kerül és kitágul, ami biztosítja potenciális energiájának mechanikai munkává való átalakulását [8] .
A technológiai folyamat ezen jellemzőjének köszönhetően a kondenzációs erőművek kapták a nevüket.
Az IES egy komplex energetikai komplexum , amely épületekből, építményekből, elektromos és egyéb berendezésekből, csővezetékekből, szerelvényekből, műszerekből és automatizálásból áll. A fő IES rendszerek a következők:
Az IES tervezése és kivitelezése során rendszerei a komplexum épületeiben, építményeiben, elsősorban a főépületben helyezkednek el. Az IES működése során a rendszereket irányító személyzet általában műhelyekbe tömörül (kazán-turbina, elektromos, üzemanyag-ellátás, vegyi vízkezelés, termikus automatizálás stb.).
A kazántelep a főépület kazánházában található. Oroszország déli régióiban a kazánmű nyitott lehet, azaz falak és tető nélkül. A berendezés gőzkazánokból ( gőzfejlesztőkből ) és gőzvezetékekből áll . A kazánokból származó gőz az élő gőzvezetékeken keresztül jut a turbinákba . A különböző kazánok gőzcsövei általában nem térhálósítottak. Az ilyen sémát "blokknak" nevezik.
A gőzturbinás üzem a főépület gépházában és légtelenítő (bunker-légtelenítő) részében található. Magába foglalja:
Az üzemanyag -fogyasztás eltérő összetételű, attól függően, hogy melyik fő üzemanyaghoz tervezték az IES-t. A széntüzelésű IES esetében az üzemanyag-fogyasztás a következőket tartalmazza:
A porlasztórendszer, valamint a szénbunker a főépület bunkerében és légtelenítőjében, a többi tüzelőanyag-ellátó berendezés a főépületen kívül található. Alkalmanként központi portelepet helyeznek el. A szénraktárt az IES 7-30 napos folyamatos működésére számítják. Az üzemanyag-ellátó berendezések egy része le van foglalva.
A földgázzal működő IES üzemanyag-takarékossága a legegyszerűbb: gázelosztó pontot és gázvezetékeket foglal magában. Az ilyen erőművekben azonban a fűtőolajat tartalék vagy szezonális forrásként használják , így az olajgazdaságot is megszervezik. A széntüzelésű erőművekben is épülnek olajipari létesítmények, ahol fűtőolajat használnak kazánok begyújtására. Az olajipar magában foglalja:
A hamu- és salakeltávolító rendszer csak széntüzelésű erőművekben van kialakítva. Mind a hamu , mind a salak nem éghető szénmaradvány, de a salak közvetlenül a kazánkemencében képződik, és egy csapnyíláson (a salakbányában lévő lyukon) keresztül távozik , és a hamut a füstgázokkal elvezetik, és már felfogják. a kazán kimeneténél. A hamuszemcsék sokkal kisebbek (kb. 0,1 mm), mint a salakdarabok (legfeljebb 60 mm). A hamueltávolító rendszerek lehetnek hidraulikus, pneumatikus vagy mechanikusak. A recirkulációs hidraulikus hamu és salak eltávolításának legáltalánosabb rendszere öblítőberendezésekből, csatornákból, zsákoló szivattyúkból , hígtrágya csővezetékekből, hamu- és salaklerakókból, szivattyúzásból és tisztított vízvezetékekből áll.
A füstgázok légkörbe történő kibocsátása a hőerőmű környezetre gyakorolt legveszélyesebb hatása. A füstgázok hamu felfogására különféle típusú szűrőket ( ciklonok , gázmosók , elektrosztatikus leválasztók, zsákszövetszűrők) helyeznek be a fúvók után , amelyek a szilárd részecskék 90-99%-át visszatartják. A füst káros gázoktól való tisztítására azonban nem alkalmasak. Külföldön és a közelmúltban a hazai erőművekben (beleértve a gázolajat is) rendszereket telepítenek a gázok mésszel vagy mészkővel történő kéntelenítésére (ún. deSO x ) és nitrogén-oxidok katalitikus redukciójára ammóniával (deNO x ). A megtisztított füstgázt egy füstelvezető egy kéménybe vezeti, amelynek magasságát a visszamaradó káros szennyeződések légkörben való szétszóródásának körülményei határozzák meg.
Az IES elektromos része elektromos energia előállítására és a fogyasztók felé történő elosztására szolgál. Az IES generátorokban általában 6-24 kV feszültségű háromfázisú elektromos áram jön létre. Mivel a feszültség növekedésével a hálózatok energiaveszteségei jelentősen csökkennek, a transzformátorokat közvetlenül a generátorok után szerelik fel , növelve a feszültséget 35, 110, 220, 500 vagy több kV-ra. A transzformátorok a szabadban vannak felszerelve. A villamos energia egy részét az erőmű saját szükségleteire fordítja. Az alállomásokba és fogyasztókba kimenő távvezetékek be- és leválasztása nyitott vagy zárt kapcsolóberendezéseken (OSG, ZRU) történik, amelyek olyan kapcsolókkal vannak felszerelve, amelyek képesek a nagyfeszültségű elektromos áramkör be- és megszakítására névleges áram vagy rövidzárlati áram mellett, feszültség kialakulásával és kioltásával . egy elektromos ív .
A szervizvízellátó rendszer nagy mennyiségű hideg vizet szolgáltat a turbina kondenzátorainak hűtésére. A rendszerek közvetlen áramlású, fordított és vegyes rendszerekre oszthatók. Az egyszeri áteresztő rendszerekben a vizet szivattyúk veszik fel természetes forrásból (általában folyóból), majd a kondenzátoron való áthaladás után visszaengedik. Ugyanakkor a víz körülbelül 8-12 °C-kal felmelegszik, ami bizonyos esetekben megváltoztatja a tározók biológiai állapotát . A keringtető rendszerekben a víz keringető szivattyúk hatására kering, és levegővel hűtik. A hűtés történhet hűtőtartályok felületén vagy mesterséges építményekben: permetező medencékben vagy hűtőtornyokban .
Alacsony vízállású területeken a műszaki vízellátó helyett légkondenzációs rendszereket (száraz hűtőtornyokat) alkalmaznak, amelyek természetes vagy mesterséges huzatú légradiátorok. Ez a döntés általában kényszerű, mivel az ilyen rendszerek drágábbak és hűtési szempontból kevésbé hatékonyak.
A kémiai vízkezelő rendszer biztosítja a gőzkazánokba és gőzturbinákba belépő víz vegyszeres tisztítását és mély sótalanítását, hogy elkerülje a berendezés belső felületein lerakódásokat. A vízkezelésre szolgáló szűrők, tartályok és reagens létesítmények jellemzően az IES melléképületében találhatók. Emellett a hőerőművekben
többlépcsős rendszereket hoznak létre az olajtermékekkel, olajokkal, berendezés-mosó- és mosóvízzel, vihar- és olvadékvízzel szennyezett szennyvizek tisztítására .
A tüzelőanyag elégetése során nagy mennyiségű oxigén fogy el, és jelentős mennyiségű égéstermék szabadul fel, mint például pernye , szén- , kén- és nitrogén -oxidok , amelyek közül néhány nagy kémiai aktivitású, valamint radioaktív elemek . az eredeti üzemanyagban található. Nagy mennyiségű nehézfém is szabadul fel, köztük higany és ólom .
Mindenekelőtt a turbina kondenzátorokból származó víz, valamint az ipari szennyvíz elvezetése.
Nagy mennyiségű hamu eltemetéséhez sok hely szükséges. Ezeket a szennyezéseket csökkenti a hamu és salak építőanyagként történő felhasználása.
| Energia | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| termékek és iparágak szerinti szerkezet | |||||||||||||||||||||||||||
| Energiaipar : villamos energia |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Hőellátás : hőenergia |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Üzemanyagipar : üzemanyag _ |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Ígéretes energia : |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Portál: Energia | |||||||||||||||||||||||||||