Osnovni principi rada TPP

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Šta 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 ove svrhe se koriste i prirodna goriva.

Princip rada termoelektrana. Kratak opis

Do danas, termoelektrane su najčešće korištene. U takvim objektima se sagorevaju fosilna goriva pri čemu se oslobađa toplotna energija. Zadatak TE je da ovu energiju koristi za dobijanje struje.

Princip rada TE je proizvodnja ne samo električne energije, već i proizvodnja toplotne energije, koja se takođe 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 transport goriva od mjesta njegove proizvodnje do same stanice prilično jednostavan iuspostavljena operacija. Princip rada TE je koncipiran na način da je moguće iskoristiti otpadnu toplotu radnog fluida za sekundarnu isporuku svom potrošaču.

Razdvajanje stanica po tipu

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. toplotna energija se ne isporučuje potrošaču), onda se ona naziva kondenzaciona elektrana (CPP).

Objekti namijenjeni za proizvodnju električne energije, za ispuštanje pare, kao i za snabdijevanje potrošača toplom vodom, umjesto kondenzacijskih imaju parne turbine. Također u takvim elementima stanice postoji srednja ekstrakcija pare ili uređaj protiv pritiska. Osnovna prednost i princip rada ovog tipa termoelektrane (CHP) je da se izduvna para koristi i kao izvor toplote i isporučuje potrošačima. Na ovaj način se može smanjiti gubitak topline i količina rashladne vode.

Osnovni principi rada TPP

Prije nego što pređemo na razmatranje samog principa rada, potrebno je razumjeti o kakvoj se stanici radi. Standardni raspored takvih objekata uključuje takav sistem kao što je dogrevanje pare. To je neophodno jer će toplinska efikasnost kola sa međupregrijavanjem biti veća nego u sistemu u kojem ga nema. Jednostavnim riječima, princip rada termoelektrane s takvom shemom bit će mnogo efikasniji s istompočetne i krajnje unaprijed postavljene parametre nego bez njega. Iz svega ovoga možemo zaključiti da je osnova rada stanice fosilno gorivo i zagrijani zrak.

Šema rada

Princip rada TPP-a je konstruisan na sledeći način. Gorivo, kao i oksidant, čiju ulogu najčešće preuzima zagrijani zrak, kontinuirano se dovode u ložište kotla. Supstance kao što su ugalj, nafta, lož ulje, gas, škriljci, treset mogu delovati kao gorivo. Ako govorimo o najčešćem gorivu u Ruskoj Federaciji, onda je to ugljena prašina. Nadalje, princip rada termoelektrane je konstruiran 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 za paru. Glavna svrha ovog uređaja na stanici je pretvaranje energije dolazne pare u mehaničku energiju.

Svi elementi turbine koji se mogu pomicati su usko povezani sa 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 sa radom rotora. Para koja dolazi iz turbine ima veoma visok pritisak i temperaturu. Ovo stvara visoku unutrašnju energiju.para, koja dolazi iz kotla do mlaznica turbine. Mlaznice pare, prolazeći kroz mlaznicu u neprekidnom 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 preciznije o principu rada termoelektrane, mehanički efekat utiče 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, njen pritisak i temperatura značajno padaju i ona ulazi u sledeći deo stanice - kondenzator. Unutar ovog elementa dolazi do obrnute transformacije pare u tekućinu. Da bi se postigao ovaj zadatak, unutar kondenzatora se nalazi 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 deaeratora je uklanjanje gasova iz ulazne vode. Istovremeno sa operacijom čišćenja, tečnost se takođe zagreva na isti način kaou regenerativnim grijačima. U tu svrhu koristi se toplina pare, koja se iz onoga što slijedi odvodi u turbinu. Glavna svrha operacije odzračivanja je smanjenje sadržaja kisika i ugljičnog dioksida u tekućini na prihvatljive vrijednosti. Ovo pomaže da se smanji brzina korozije na putevima koji dovode vodu i paru.

Stanice na uglju

Postoji velika zavisnost principa rada termoelektrana od vrste goriva koje se koristi. Sa tehnološke tačke gledišta, najteža supstanca za implementaciju je ugalj. Uprkos tome, sirovine su glavni izvor ishrane u takvim objektima, koji čine oko 30% ukupnog udela stanica. Osim toga, planirano je povećanje broja ovakvih objekata. Također je vrijedno napomenuti da je broj funkcionalnih odjeljaka potrebnih za rad stanice mnogo veći nego kod drugih tipova.

Kako rade termoelektrane na ugalj

Da bi stanica neprekidno radila, željezničkim kolosijekom se stalno dovozi ugalj koji se istovaruje pomoću posebnih uređaja za istovar. Zatim postoje elementi kao što su transportne trake, preko kojih se istovareni ugalj dovodi u skladište. Zatim gorivo ulazi u postrojenje za drobljenje. Ako je potrebno, moguće je zaobići proces dopremanja uglja u skladište i prenijeti ga direktno u drobilice sa uređaja za istovar. Nakon prolaska kroz ovu fazu, zdrobljena sirovina ulazi u bunker sirovog uglja. Sljedeći korak je nabavka materijalahranilice za mlinove uglja. Nadalje, ugljena prašina se pneumatskom metodom transporta ubacuje u bunker za ugljenu prašinu. Prolazeći ovu stazu, tvar zaobilazi elemente kao što su separator i ciklon, a iz bunkera već ulazi kroz dovode direktno u gorionike. Vazduh koji prolazi kroz ciklon usisava se ventilatorom mlina, nakon čega se dovodi u komoru za sagorevanje kotla.

Dalje, kretanje gasa izgleda ovako. Isparljiva tvar koja se formira u komori za sagorijevanje prolazi uzastopno kroz uređaje kao što su plinski kanali kotlovskog postrojenja, a zatim, ako se koristi sistem za ponovno zagrijavanje, plin se dovodi do primarnog i sekundarnog pregrijača. U ovom odeljku, kao iu ekonomajzeru vode, gas daje svoju toplotu za zagrevanje 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, isparljiva tvar prelazi u hvatač pepela, gdje se čisti od pepela. Dimne pumpe zatim izvlače plin i ispuštaju ga u atmosferu koristeći plinsku cijev.

TPP i NPP

Prilično se postavlja pitanje šta 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 ima nekoliko. Prvo, i jedni i drugi su izgrađeni na način da za svoj rad koriste prirodni resurs, a to je fosil i iskopan. osim toga,može se primijetiti da su oba objekta usmjerena na generiranje ne samo električne energije, već i toplinske energije. Sličnosti u principima rada leže iu činjenici da termoelektrane i nuklearne elektrane imaju turbine i generatore pare uključene u proces. Sljedeće su samo neke od razlika. To uključuje činjenicu da su, na primjer, troškovi izgradnje i električne energije dobijene iz termoelektrana mnogo niži nego iz nuklearnih elektrana. Ali, s druge strane, nuklearne elektrane ne zagađuju atmosferu sve dok se otpad pravilno odlaže i nema havarija. Dok termoelektrane, zbog svog principa rada, neprestano ispuštaju štetne materije u atmosferu.

Ovdje leži glavna razlika u radu nuklearnih elektrana i termoelektrana. Ako se u termalnim objektima toplinska energija iz sagorijevanja 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 supstance su u zatvorenim zatvorenim krugovima.

Oskrba toplinom

U nekim TE, njihove šeme mogu predvideti takav sistem koji greje samu elektranu, kao i susedno selo, ako postoji. Do mrežnih grijača ovog agregata para se odvodi iz turbine, a postoji i posebna linija za odvođenje kondenzata. Voda se dovodi i ispušta kroz poseban sistem cjevovoda. Električna energija koja će se proizvesti na ovaj način se preusmjerava od električnog generatora i prenosi do potrošača,prolazeći kroz pojačivače transformatora.

Glavna oprema

Ako govorimo o glavnim elementima koji rade u termoelektranama, onda su to kotlovnice, kao i turbinske instalacije uparene sa elektrogeneratorom i kondenzatorom. Osnovna razlika između glavne opreme i dodatne opreme je u tome što ona ima standardne parametre u pogledu svoje snage, produktivnosti, parametara pare, kao i jačine napona i struje itd. Takođe se može primetiti da je tip i broj osnovnih elementi se biraju u zavisnosti od toga koliko snage treba da dobijete od jedne TE, kao i od načina njenog rada. Animacija principa rada termoelektrane može pomoći da se ovo pitanje detaljnije razumije.