Principii de bază ale funcționării TPP

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Ce este o centrală termică și care sunt principiile de funcționare a unei centrale termice? Definiția generală a unor astfel de obiecte sună aproximativ după cum urmează - acestea sunt centrale electrice care sunt angajate în procesarea energiei naturale în energie electrică. Combustibili naturali sunt, de asemenea, folosiți în aceste scopuri.

Principiul de funcționare a centralelor termice. Descriere scurtă

Până în prezent, centralele termice sunt cele mai utilizate. Combustibilii fosili sunt arse la astfel de instalații, care eliberează energie termică. Sarcina TPP este să folosească această energie pentru a obține energie electrică.

Principiul de funcționare al TPP-urilor este generarea nu numai de energie electrică, ci și producerea de energie termică, care este furnizată consumatorilor și sub formă de apă caldă, de exemplu. În plus, aceste instalații energetice generează aproximativ 76% din toată energia electrică. O distribuție atât de largă se datorează faptului că disponibilitatea combustibilului organic pentru funcționarea stației este destul de mare. Al doilea motiv a fost că transportul combustibilului de la locul de producție la stația în sine este destul de simplu șifuncţionare stabilită. Principiul de funcționare al TPP este conceput astfel încât să fie posibilă utilizarea căldurii reziduale a fluidului de lucru pentru livrarea secundară către consumatorul acestuia.

Separarea posturilor după tip

Este de remarcat faptul că stațiile termice pot fi împărțite în tipuri în funcție de ce fel de energie produc. Dacă principiul de funcționare al unei centrale termice este doar în producția de energie electrică (adică energia termică nu este furnizată consumatorului), atunci se numește centrală electrică în condensare (CPP).

Instalatiile destinate producerii de energie electrica, degajarii aburului, precum si furnizarii de apa calda a consumatorului, au in loc de turbine cu condensare turbine cu abur. De asemenea, în astfel de elemente ale stației există o extracție intermediară a aburului sau un dispozitiv de contrapresiune. Principalul avantaj și principiul de funcționare al acestui tip de centrală termică (CHP) este că aburul evacuat este folosit și ca sursă de căldură și furnizat consumatorilor. În acest fel, pierderile de căldură și cantitatea de apă de răcire pot fi reduse.

Principii de bază ale operațiunii TPP

Înainte de a trece la luarea în considerare a principiului însuși de funcționare, este necesar să înțelegem despre ce fel de stație vorbim. Aranjamentul standard al unor astfel de instalații include un astfel de sistem precum reîncălzirea aburului. Este necesar deoarece randamentul termic al unui circuit cu o supraincalzire intermediara va fi mai mare decat intr-un sistem in care acesta este absent. Cu cuvinte simple, principiul de funcționare a unei centrale termice cu o astfel de schemă va fi mult mai eficient cu aceeașiparametrii inițiali și finali presetați decât fără ea. Din toate acestea, putem concluziona că la baza funcționării stației se află combustibilul fosili și aerul încălzit.

Schema de lucru

Principiul de funcționare al TPP este construit după cum urmează. Materialul combustibil, precum și agentul de oxidare, al cărui rol este asumat cel mai adesea de aerul încălzit, sunt introduse în cuptorul cazanului într-un flux continuu. Substanțe precum cărbune, petrol, păcură, gaz, șist, turbă pot acționa ca combustibil. Dacă vorbim despre cel mai comun combustibil din Federația Rusă, atunci acesta este praful de cărbune. În plus, principiul de funcționare al unei centrale termice este construit în așa fel încât căldura care este generată din cauza arderii combustibilului încălzește apa din cazanul de abur. Ca urmare a încălzirii, lichidul este transformat în abur saturat, care intră în turbina cu abur prin orificiul de evacuare a aburului. Scopul principal al acestui dispozitiv la stație este de a converti energia aburului care intră în energie mecanică.

Toate elementele turbinei capabile să se miște sunt strâns legate de arbore, drept urmare se rotesc ca un singur mecanism. Pentru a face axul să se rotească, turbina cu abur transferă energia cinetică a aburului către rotor.

Funcționarea mecanică a stației

Dispozitivul și principiul de funcționare al TPP în partea sa mecanică este legat de funcționarea rotorului. Aburul care provine din turbină are o presiune și o temperatură foarte ridicate. Acest lucru creează o energie internă ridicată.abur, care vine de la cazan la duzele turbinei. Jeturile de abur, care trec prin duză într-un flux continuu, cu o viteză mare, care este adesea chiar mai mare decât viteza sunetului, acționează asupra palelor turbinei. Aceste elemente sunt fixate rigid pe disc, care, la rândul său, este strâns legat de arbore. În acest moment, energia mecanică a aburului este convertită în energia mecanică a turbinelor cu rotor. Vorbind mai precis despre principiul de funcționare al unei centrale termice, efectul mecanic afectează rotorul turbogeneratorului. Acest lucru se datorează faptului că arborele unui rotor convențional și al generatorului sunt strâns legate. Și apoi există un proces destul de cunoscut, simplu și de înțeles de conversie a energiei mecanice în energie electrică într-un dispozitiv precum un generator.

Mișcarea aburului după rotor

După ce vaporii de apă trec prin turbină, presiunea și temperatura acesteia scad semnificativ și intră în partea următoare a stației - condensatorul. În interiorul acestui element are loc transformarea inversă a vaporilor în lichid. Pentru a îndeplini această sarcină, în interiorul condensatorului există apă de răcire, care intră acolo prin țevi care trec în interiorul pereților dispozitivului. După ce aburul este transformat înapoi în apă, este pompat de o pompă de condens și intră în următorul compartiment - dezaeratorul. De asemenea, este important să rețineți că apa pompată trece prin încălzitoarele regenerative.

Sarcina principală a dezaeratorului este eliminarea gazelor din apa care intră. Simultan cu operatia de curatare se incalzeste si lichidul in acelasi mod caîn încălzitoarele regenerative. În acest scop, se folosește căldura aburului, care este preluată din ceea ce urmează în turbină. Scopul principal al operațiunii de dezaerare este reducerea conținutului de oxigen și dioxid de carbon din lichid la valori acceptabile. Acest lucru ajută la reducerea vitezei de coroziune pe căile care furnizează apă și abur.

Stații pe cărbune

Există o mare dependență a principiului de funcționare a centralelor termice de tipul de combustibil care este utilizat. Din punct de vedere tehnologic, cea mai dificilă substanță de implementat este cărbunele. În ciuda acestui fapt, materiile prime reprezintă principala sursă de nutriție la astfel de unități, care reprezintă aproximativ 30% din ponderea totală a stațiilor. În plus, este planificată creșterea numărului de astfel de obiecte. De asemenea, este de remarcat faptul că numărul de compartimente funcționale necesare funcționării stației este mult mai mare decât la alte tipuri.

Cum funcționează centralele termice pe cărbune

Pentru ca stația să funcționeze continuu, de-a lungul șinelor de cale ferată este adus constant cărbune, care se descarcă cu ajutorul unor dispozitive speciale de descărcare. Apoi sunt elemente precum benzile transportoare, prin care cărbunele descărcat este alimentat în depozit. În continuare, combustibilul intră în instalația de concasare. Dacă este necesar, este posibil să ocoliți procesul de furnizare a cărbunelui în depozit și să-l transferați direct la concasoare de la dispozitivele de descărcare. După trecerea acestei etape, materia primă zdrobită intră în buncărul de cărbune brut. Următorul pas este furnizarea de material prinalimentatoare pentru morile de cărbune pulverizat. În plus, praful de cărbune, folosind o metodă pneumatică de transport, este alimentat în buncărul de praf de cărbune. Trecând pe această cale, substanța ocolește elemente precum un separator și un ciclon, iar din buncăr intră deja prin alimentatoare direct la arzătoare. Aerul care trece prin ciclon este aspirat de ventilatorul morii, după care este introdus în camera de ardere a cazanului.

În plus, mișcarea gazului arată astfel. Materia volatilă formată în camera de ardere trece secvenţial prin dispozitive precum conductele de gaz ale unei centrale de cazane, apoi, dacă se foloseşte un sistem de reîncălzire, gazul este alimentat la supraîncălzitoarele primare şi secundare. În acest compartiment, precum și în economizorul de apă, gazul își degajă căldura pentru a încălzi fluidul de lucru. În continuare, este instalat un element numit supraîncălzitor de aer. Aici, energia termică a gazului este folosită pentru a încălzi aerul care intră. După trecerea prin toate aceste elemente, substanța volatilă trece în colectorul de cenușă, unde este curățată de cenușă. Pompele de fum extrag apoi gazul și îl eliberează în atmosferă folosind o conductă de gaz.

TPP și NPP

Destul de des se pune întrebarea ce este comun între centralele termice și nucleare și dacă există o asemănare între principiile de funcționare a centralelor termice și a centralelor nucleare.

Dacă vorbim despre asemănările lor, atunci există mai multe dintre ele. În primul rând, ambele sunt construite în așa fel încât să folosească o resursă naturală pentru munca lor, care este o fosilă și excavată. In afara de asta,se poate observa că ambele obiecte au ca scop generarea nu numai de energie electrică, ci și de energie termică. Asemănările în principiile de funcționare constă și în faptul că centralele termice și centralele nucleare au turbine și generatoare de abur implicate în proces. Următoarele sunt doar câteva dintre diferențe. Printre acestea se numără faptul că, de exemplu, costul construcției și al energiei electrice primite de la centralele termice este mult mai mic decât de la centralele nucleare. Dar, pe de altă parte, centralele nucleare nu poluează atmosfera atâta timp cât deșeurile sunt eliminate corespunzător și nu există accidente. În timp ce centralele termice, datorită principiului lor de funcționare, emit în mod constant substanțe nocive în atmosferă.

Aici constă principala diferență în funcționarea centralelor nucleare și a centralelor termice. Dacă în instalațiile termice, energia termică din arderea combustibilului este cel mai adesea transferată în apă sau transformată în abur, atunci la centralele nucleare, energia este preluată din fisiunea atomilor de uraniu. Energia rezultată diverge pentru a încălzi o varietate de substanțe, iar apa este folosită aici destul de rar. În plus, toate substanțele sunt în circuite închise și etanșate.

Alimentare cu căldură

La unele TPP-uri, schemele lor pot prevedea un astfel de sistem care încălzește centrala în sine, precum și satul adiacent, dacă există. La încălzitoarele de rețea ale acestei unități, aburul este preluat de la turbină și există, de asemenea, o linie specială pentru îndepărtarea condensului. Apa este furnizată și evacuată printr-un sistem special de conducte. Energia electrică care va fi generată în acest fel este deviată de la generatorul electric și transferată către consumator,trecând prin transformatoare superioare.

Echipament principal

Dacă vorbim despre principalele elemente operate la centralele termice, atunci acestea sunt cazane, precum și instalații de turbine asociate cu un generator electric și un condensator. Principala diferență între echipamentul principal și echipamentul suplimentar este că are parametri standard în ceea ce privește puterea, productivitatea, parametrii aburului, precum și puterea tensiunii și curentului etc. Se poate remarca, de asemenea, că tipul și numărul de bază elementele sunt selectate în funcție de cât de multă putere trebuie să obțineți de la un TPP, precum și de modul de funcționare al acestuia. O animație a principiului de funcționare a unei centrale termice poate ajuta la înțelegerea mai detaliată a acestei probleme.