Kondenzaciona elektrana.

KONDENZACIJSKA ELEKTRANA (CPP), termoelektrana s parnom turbinom, namjena
što - proizvodnja električnih. korišćenje energije kondenzacije
turbine. Fosilno gorivo se koristi u IES:
čvrsta goriva, uglavnom ugalj različite sorte u prašnjavom stanju
gas, lož ulje itd. Toplota koja se oslobađa pri sagorevanju goriva se prenosi na
kotlovska jedinica (parogenerator) na radni fluid, obično vodenu paru.
Nuklearne elektrane se zovu nuklearna elektrana
(NUKLEARNA STANICA)
ili kondenzaciona nuklearna elektrana (AKES). Toplotna energija vodena para se pretvara
u kondenzacijskoj turbini u mehaničku energiju, a potonju u električnu energiju.
generatora - u električnu energiju. Izduvna para u turbini se kondenzuje
kondenzat pare se prvo pumpa kondenzatom, a zatim dovodom
pumpe do parnog kotla (kotlovska jedinica, generator pare). To. kreiran
zatvoreni put para-voda: parni kotao sa pregrijačem - parovodi
od kotla do turbine - turbina - kondenzator - kondenzat i napojne pumpe - cjevovodi
hraniti. vodeno-parni kotao Šema parovodnog puta je glavna. tehnološke
shema parnoturbinske elektrane i naziva se termička shema IES-a
(Sl. 1).

Za kondenzaciju
izduvnoj pari je potrebna velika količina rashladne vode sa temperaturom
10-20 0 S (cca. 10 m 3/sec za turbine
300 MW ). IES su glavni. izvor električne energije
u SSSR-u i većina industrijskih. zemlje svijeta; IES u SSSR-u čini 2/3
ukupni kapacitet svih termoelektrana u zemlji. IES koji radi u elektroenergetskim sistemima
Sovjetski savez, zvao takođe GRES.

Prvi IES
opremljen parne mašine pojavio 80-ih godina. 19. vek U početku. 20ti vijek
IES je počeo da se oprema parne turbine. Godine 1913. u Rusiji, kapacitet svih IES
bio je 1.1 Gwt. godine počela je izgradnja velikog IES-a (GRES).
prema planu GOELRO; Kashirskaya GRES i Šaturska elektrana
njima.
V. I. Lenjin bili su prvenci elektrifikacije SSSR-a. Godine 1972. kapacitet IES u
SSSR je iznosio 95 Gwt. Povećanje struje. kapaciteta u IES SSSR-a
iznosio cca. osam gwt godišnje. Jedinični kapacitet IES-a je takođe povećan
i jedinice instalirane na njima. Snaga najvećeg IES-a do 1973
dostigao 2,4-2,5 Gwt. CPP sa kapacitetom od
4-5 gwt(vidi tabelu). 1967-68 u Nazarovskoj i Slavjanskoj GRES
prvi parne turbine kapaciteta 500 i 800 MW Stvaraju se
(1973) jednoosovinske turbinske jedinice kapaciteta 1200 MW U inostranstvu
najveće turbinske jedinice (dvohalne) kapaciteta 1300 MW uspostavljena
(1972-73) na IES Cumberland (SAD).

Main tehno-ekonomski
zahtjevi za IES - visoka pouzdanost, upravljivost i efikasnost. Requirement
visoka pouzdanost a upravljivost je zbog činjenice da je proizveden
IES električna energija se troši odmah, tj. e. IES bi trebao proizvoditi
onoliko električne energije koliko je potrebno njenim potrošačima u ovog trenutka.

ekonomija
izgradnja i rad IES-a je određena konkretnim kapitalnim ulaganjima
(110-150 rubalja po instaliranoj kW), trošak električne energije
(0,2-0,7 kop/kWh), generalizirajući indikator - specifično izračunato
troškovi (0,5-1,0 kopeck/kWh). Ove brojke zavise od snage
IES i njegove jedinice, vrsta i cijena goriva, načini rada i efikasnost procesa
konverziju energije i lokaciju elektrane. Troškovi
troškovi goriva obično čine više od polovine cijene proizvedene električne energije.
Stoga je IES podložan, posebno zahtjevima visoke toplinske efikasnosti,
odnosno mali jedinični troškovi toplota i gorivo, visoka efikasnost.

transformacija
energija u IES-u se proizvodi na bazi termodinamike. Rankineov ciklus, u Krom
dovod toplote u vodu i vodenu paru u kotlu i odvođenje toplote rashladnom vodom
u kondenzatoru turbine nastaju pri konstantnom pritisku, a rad pare
u turbini i povećanje pritiska vode u pumpama - konstantno entropija.

Ukupna efikasnost modernog
KES -35-42% i određen je efikasnošću poboljšane termodinamike. ciklus
Rankine (0,5-0,55), lok. odnosi se, efikasnost turbine (0,8-0,9), mehanički. efikasnost
turbine (0,98-0,99), električna efikasnost generator (0,98-0,99), efikasnost cevovoda
pare i vode (0,97-0,99), efikasnost kotlovske jedinice (0,9-0,94).

Povećati
efikasnost IES-a postiže Ch. arr. povećanje početnih parametara (početno
pritisak i temperatura) vodene pare, poboljšanje termodinamike. ciklus,
naime, korištenje međupregrijavanja pare i regenerativnog grijanja
kondenzat i napajanje para iz turbinskih ekstrakcija. U IEN na tehničko-ekonomskim.
baze primenjuju početni pritisak pare na kritične 13-14, 16-17
ili superkritično 24- 25Mn/m g, početna temperatura svježeg
pare, kao i nakon srednjeg pregrijavanja od 540-570 "C. U SSSR-u i inostranstvu
stvorena eksperimentalno-industrijska. instalacije sa početnim parametrima pare 30-35 Mn/m g at
600-650 0 C. Međupregrijavanje pare se obično koristi u jednom stupnju,
kod nekog stranog IES superkritičnog. pritisak - dvostepeni. Broj
regenerativna parna ekstrakcija 7-9, konačna temp. vode
260-300 0 C. Konačni pritisak izduvne pare u kondenzatoru
turbine 0,003-0,005 MN/m 2 .

Dio generiranog
troši se pomoćna električna energija. IES oprema (pumpe, ventilatori,
mlinovi uglja itd.). Potrošnja električne energije za vlastite potrebe
uglja praha IES je do 7%, nafta-gas - do 5%. znači,
dio - oko pola energije za vlastite potrebe troši se na pogon
hraniti. pumpe. Na velikim CPP-ima koristi se pogon parne turbine; pri čemu
potrošnja električne energije za vlastitu potrebe su smanjene. Razlikovati efikasnost IES bruto
(isključujući troškove za sopstvene potrebe) i neto efikasnost IES (uključujući troškove
samostalno potrebe). Energija indikatori ekvivalentni efikasnosti su takođe
specifična (po jedinici električne energije) potrošnja toplote i referentno gorivo
sa kalorijskom vrijednošću 29,3 Mj/kg(7000 kcal/kg), jednak za
IES 8.8 - 10.2 MJ/kWh(2100 - 2450 kcal/kWh) i 300-350
g/kWh.
Podići
efikasnost, ekonomičnost goriva i smanjenje operativne komponente goriva
troškovi su obično praćeni povećanjem troškova opreme i povećanjem kapitalnih ulaganja.
Izbor opreme IES, parametara pare i vode, temperature dimnih gasova
kotlovske jedinice i sl. proizvodi se na osnovu tehničko-ekonomskih. kalkulacije,
uzimajući u obzir i investiciju i rad. troškovi (procijenjeni
troškovi).

Main oprema
KES (kotlovske i turbinske jedinice) se nalaze u Ch. kućište (slika 2),
kotlovi i prah-vit. instalacija (na IES-u, spaljivanje, na primjer, uglja u obliku
prašina) - u kotlarnici, turbinskim jedinicama i njihovoj pomoćnoj opremi
- u strojarnica elektrane. U IES-u instaliraju preim. on
jedan kotao po turbini. Kotao sa turbinskim agregatom i njegovim pomoćnim elementima. oprema
formiraju posebnu dio - mo-poblock elektrana. Za turbine kapaciteta 150-1200
MW potrebni kotlovi kapaciteta 500-3600, respektivno t/h
par.
Ranije su u državnoj elektrani korišćena dva kotla po turbini, odnosno dupli blokovi (vidi Sl.
blok
termoelektrana). Na IES-u bez dogrijavanja pare
sa turbinskim jedinicama kapaciteta 100 MW ili manje u SSSR-u, neblok
centralizovana šema, pri čemu se para iz kotlova preusmjerava u zajedničku paru
liniju, a iz nje se raspoređuje između turbina. Dimenzije Ch. korpusa
određuju se opremom koja je u njoj postavljena i iznose jedan blok,
u zavisnosti od snage, u dužini od 30 do 100 m, u širini
od 70 do 100 m. Visina strojarnice cca. trideset m, kotlovnica
-50 m i više. Profitabilnost rasporeda pogl. trupovi su procijenjeni približno
specifični kubični kapacitet, jednak elektrani na prah, cca. 0,7-0,8 m 3 / kW,
a
na naftni plin - cca. 0,6-0,7 m 3 / kW. Dio pomoći.
oprema kotlovnice (dimovode, ventilatori, sakupljači pepela,
cikloni za prašinu i separatori prašine sistema za pripremu prašine).
izvan zgrade, na otvorenom.

U uslovima
topla klima (na primjer, na Kavkazu, u centralnoj Aziji, na jugu SAD-a, itd.), u odsustvu
znači atm. padavine, prašne oluje, itd., na IES-u, posebno gas-ulje,
koristite otvoreni raspored. Istovremeno se slažu preko kotlova
nadstrešnice, turbinske jedinice štite laganim zaklonima; pomoćni oprema
Turbinska postrojenja se postavljaju u zatvorenu kondenzacionu prostoriju. Specifično
cubature ch. slučaj KES-a sa otvorenim rasporedom je smanjen na 0,2-0,3 m 3/kw,
šta
smanjuje troškove izgradnje IES-a. U prostorijama elektrane postavljeni su trotoari
dizalice itd. mehanizmi za podizanje za ugradnju i popravku energije. oprema.

IES gradi
direktno na izvorima vodosnabdijevanja (rijeka, jezero, more); često u blizini
sa IES-om stvoriti ribnjak-akumulaciju. Na teritoriji IEN, osim glavne zgrade,
postavljaju konstrukcije i tehničke uređaje. vodosnabdijevanje i hemijski tretman vode,
gorivo x-va, el. transformatori, razvodni uređaji,
laboratorije i radionice, skladišta materijala, servisne prostorije za
osoblje koje opslužuje IES. Gorivo se obično isporučuje na teritoriju IES-a
pruga formulacije. Pepeo i šljaka od komora za sagorevanje a sakupljači pepela se uklanjaju
hidraulički-lich. način. Na teritoriji IES-a se postavljaju željeznice. staze i vozila.
putevi, doneti zaključke dalekovodi, inženjersko tlo
i podzemne komunikacije. Područje teritorije koju zauzimaju objekti IES,
je, u zavisnosti od kapaciteta elektrane, vrste goriva itd.
uslovi, 25-70 ha.

Veliki prah uglja
IES u SSSR-u opslužuje osoblje po stopi od 1 osobe. za svaki 3 MW
moć
(približno 1000 ljudi na 3000 MW CPP); osim toga, potrebne su popravke
osoblje.

Snaga
IES je ograničen resursima vode i goriva, kao i zahtjevima
očuvanje prirode; obezbeđivanje normalne čistoće vazduha. i vodenim bazenima.
Emisija čvrstih čestica u zrak sa produktima sagorijevanja goriva u području djelovanja
IES su ograničeni ugradnjom savršenih sakupljača pepela (električni filteri
sa efikasnošću cca. 99%). Preostale nečistoće, oksidi sumpora i dušika su dispergirani strukturom
visoki dimnjaci za uklanjanje štetnih nečistoća u više slojeve atmosfere.
Dimnjaci do 300 m a više su izgrađene od armiranog betona
ili sa 3-4 metalik. debla unutar armirano-betonske ljuske ili zajednička
metalik okvir.

Kontrola
brojne Razna IES oprema je moguća samo na bazi integrisane
automatizacija proizvodnje, procesa. Moderna kondenzacione turbine
automatizovano. Kontrola procesa je automatizovana u kotlovskoj jedinici
sagorijevanje goriva, opskrba bojlera vodom, održavanje temperature pregrijavanja
pare itd. Sprovedena je sveobuhvatna automatizacija ostalih IES procesa,
uključujući održavanje podešenih režima rada, pokretanje i zaustavljanje jedinica,
zaštita opreme tokom nenormalnih i vanrednih uslova. U tu svrhu
u sistemu upravljanja na velikim CPP-ima u SSSR-u i inostranstvu, digitalno,
rjeđe analogni, elektronski upravljački računari, mašine.

U termoelektranama se hemijska energija sagorelog goriva u kotlu pretvara u energiju vodene pare koja pokreće turbinski agregat (parna turbina povezana sa generatorom). Mehaničku energiju rotacije generator pretvara u električnu energiju. Gorivo za elektrane je ugalj, treset, uljni škriljci, kao i gas i mazut. U domaćem energetskom sektoru na njega otpada do 60% proizvodnje električne energije.

Glavne karakteristike IES-a su: udaljenost od potrošača električne energije, koja uglavnom određuje izlaz snage na visokim i ultravisokim naponima, i blok princip izgradnje elektrane. Snaga modernih CPP-a je obično takva da svaki od njih može obezbijediti struju za veliki region zemlje. Otuda i drugi naziv za ovu vrstu elektrane je državna područna elektrana (GRES).

Na slici je prikazan pojednostavljeni šematski dijagram pogonske jedinice . Agregat je, takoreći, zasebna elektrana sa svojom glavnom i pomoćnom opremom i kontrolnim centrom - blok štitom. Veze između susjednih agregata duž tehnoloških vodova obično nisu predviđene.

Osnovna tehnološka šema IES-a:
1 - sistem za skladištenje goriva i dovod goriva; 2 - sistem za pripremu goriva; 3 - kotao; 4 - turbina; 5 - kondenzator; 6- cirkulacijska pumpa; 7 - pumpa za kondenzat; 8 - pumpa za napajanje; 9 - gorionici kotlova; 10 - ventilator; 11 - odvod dima; 12 - grijač zraka; 13 - ekonomajzer vode; 14 - grijač nizak pritisak;
15 - odzračivač; 16 - grijač visokog pritiska

Izgradnja IES prema blok princip daje određene tehničke i ekonomske prednosti, a to su:
1) korišćenje pare visokih i ultravisokih parametara je olakšano zbog jednostavnijeg sistema parovoda, što je posebno važno za razvoj blokova velikog kapaciteta;
2) pojednostavljuje se i postaje jasnija tehnološka šema elektrane, čime se povećava pouzdanost rada i olakšava rad;
3) smanjena, au nekim slučajevima i potpuno odsutna rezervna termička i mehanička oprema;
4) se smanji obim građevinskih i instalaterskih radova;
5) smanjenje kapitalnih troškova za izgradnju elektrane;
6) predviđeno je pogodno proširenje elektrane, a novi agregati, ako je potrebno, mogu se razlikovati od prethodnih po svojim parametrima.

Tehnološka šema IES-a sastoji se od nekoliko sistema: dovod goriva; priprema goriva; glavni krug para-voda zajedno sa generatorom pare i turbinom; opskrba cirkulacijskom vodom; tretman vode; sakupljanje i uklanjanje pepela i, na kraju, električni dio stanice.

Mehanizmi i instalacije koji obezbeđuju normalno funkcionisanje svih ovih elemenata uključeni su u tzv. sistem sopstvenih potreba postrojenja (agregat).

Najveći gubici energije kod CPP-a se dešavaju u glavnom krugu para-voda, odnosno u kondenzatoru, gde ispušna para koja sadrži više veliki broj toplota utrošena tokom isparavanja, daje je cirkulirajuća voda. Toplo sa cirkulirajuća voda odnesen u vodna tijela, odnosno izgubljen. Ovi gubici uglavnom određuju efikasnost elektrane, koja za najsavremenije CPP nije veća od 40-42%.

Električna energija koju proizvodi elektrana isporučuje se na naponu od 110 - 750 kV, a samo dio se uzima za vlastite potrebe preko pomoćnog transformatora spojenog na izlaze generatora.

Generatori i pojačani transformatori se spajaju u pogonske jedinice i spajaju na visokonaponsku rasklopnu jedinicu, koja je obično otvorena (OSG). Opcije za lokaciju glavnih struktura mogu biti različite, kao što je prikazano na slici.

Rice. 1.3. Opcije za lokaciju glavnih struktura IES-a:
1 - glavna zgrada; 2 - skladište goriva; 3 - dimnjaci; 4 - blok transformatori;
5, 6 - razvodni uređaji; 7 - crpne stanice;
8 - srednji nosači električnih vodova

Moderne CPP su uglavnom opremljene agregatima od 200 - 800 MW. Upotreba velikih jedinica omogućava brzo povećanje kapaciteta elektrana, prihvatljivu cijenu električne energije i cijenu instaliranog kilovata snage elektrane.

Najveći IES imaju kapacitet od 4 - 6,4 miliona kW sa agregatima od 500 i 800 MW. Maksimalni kapacitet IES-a je određen uslovima vodosnabdevanja i uticajem emisija iz postrojenja na okruženje.

Savremeni IES imaju veoma aktivan uticaj na životnu sredinu: na atmosferu, hidrosferu i litosferu. Njihov uticaj na atmosferu izražava se u velikoj potrošnji kiseonika u vazduhu za sagorevanje goriva i u oslobađanju značajne količine produkata sagorevanja. To su prvenstveno plinoviti oksidi ugljika, sumpora, dušika, od kojih neki imaju visoku hemijsku aktivnost. Leteći pepeo koji je prošao kroz sakupljače pepela zagađuje vazduh. Najmanje zagađenje atmosfere (za stanice istog kapaciteta) uočava se pri sagorijevanju plina, a najveće - pri sagorijevanju čvrstih goriva niske kalorijske vrijednosti i visokog sadržaja pepela. Takođe je potrebno uzeti u obzir velike gubitke toplote u atmosferu, kao i elektromagnetna polja koja stvaraju električne instalacije visokog i ekstra visokog napona.

IES zagađuje hidrosferu velikim masama toplu vodu ispuštaju se iz turbinskih kondenzatora, kao i industrijski efluenti, iako su temeljno tretirani.

Za litosferu, uticaj IES-a ne utiče samo na činjenicu da se za rad stanice izvlače, otuđuju i izgrađuju velike mase goriva. zemljište, ali i u činjenici da je potrebno dosta prostora za odlaganje velikih masa pepela i šljake (prilikom sagorevanja čvrstih goriva).

Uticaj IES-a na životnu sredinu je izuzetno visok. Na primjer, o skali termičko zagađenje vode i vazduha može se suditi po tome što se oko 60% toplote koja se dobije u kotlu tokom sagorevanja celokupne mase goriva gubi van stanice. S obzirom na veličinu proizvodnje električne energije u CPP, količinu sagorijenog goriva, može se pretpostaviti da oni mogu utjecati na klimu velikih područja zemlje. Istovremeno se rješava i problem iskorištavanja dijela toplinske emisije grijanjem staklenika i stvaranjem grijanih ribnjaka. U proizvodnji se koriste pepeo i šljaka građevinski materijal itd.

kondenzaciona elektrana(CES), termoelektrana s parnom turbinom, čija je namjena proizvodnja električne energije pomoću kondenzacijskih turbina. Fosilno gorivo se koristi u IES: čvrsto gorivo, uglavnom ugalj različitih kvaliteta u prahu, gas, mazut itd. Toplota koja se oslobađa pri sagorevanju goriva prenosi se u kotlovskoj jedinici (parogeneratoru) na radni fluid, najčešće vodenu paru.

Nuklearna elektrana koja radi na nuklearno gorivo naziva se nuklearna elektrana (NPP) ili kondenzacijska NPP (AKES). Toplinska energija vodene pare pretvara se u mehaničku energiju u kondenzacijskoj turbini, a potonja se pretvara u električnu energiju u električnom generatoru. Ispušna para u turbini se kondenzuje, kondenzat pare se prvo pumpa kondenzatom, a zatim napojnim pumpama u parni kotao (kotlovska jedinica, parogenerator). Tako se stvara zatvoreni parovodni put: parni kotao sa pregrijačem - parovodi od kotla do turbine - turbina - kondenzator - kondenzat i napojne pumpe - cjevovodi napojne vode - parni kotao. Šema puta pare i vode je glavna tehnološka šema parnoturbinska elektrana i naziva se termička šema IES-a.

Za kondenzaciju izduvne pare potrebna je velika količina rashladne vode temperature 10-20°C (oko 10 m3/s za turbine od 300 MW). CPP su glavni izvor električne energije u SSSR-u i većini industrijskih zemalja svijeta; IES u SSSR-u čini 2/3 ukupnog kapaciteta svih termoelektrana u zemlji. CPP-ovi koji rade u elektroenergetskim sistemima Sovjetskog Saveza nazivaju se i GRES. Prvi IES opremljeni parnim mašinama pojavili su se 1980-ih. 19. vek Početkom 20. vijeka IES je počeo da se oprema parnim turbinama. Godine 1913. u Rusiji je kapacitet svih CPP bio 1,1 GW. Počela je izgradnja velikog IES-a (GRES) u skladu sa GOELRO planom; Kaširska GRES i Šaturska elektrana po imenu V. I. Lenjin bili su prvenci elektrifikacije SSSR-a. Godine 1972. kapacitet CPP-a u SSSR-u je već bio 95 GW. Rast električna energija na IES-u SSSR-a iznosio je oko 8 GW godišnje. Povećan je i jedinični kapacitet IES-a i jedinica instaliranih na njima. Do 1973. godine kapacitet najvećih CPP je dostigao 2,4-2,5 GW. Projektuju se i grade CPP snage 4-5 GW (vidi tabelu). Godine 1967-68, prve parne turbine kapaciteta 500 i 800 MW postavljene su u državnim okružnim elektranama Nazarovskaya i Slavyanskaya. Stvoreni su jednoosovinski turbinski agregati snage 1200 MW (1973). U inostranstvu, najveće turbinske jedinice (dvoosovinske) snage 1300 MW instalirane su (1972-73) u Cumberland Power Station (SAD). Glavni tehnički i ekonomski zahtjevi za IES su visoka pouzdanost, upravljivost i efikasnost. Zahtjev za visokom pouzdanošću i upravljivošću proizlazi iz činjenice da se električna energija koju proizvodi IES troši odmah, odnosno IES mora proizvesti onoliko električne energije koliko je potrebno njegovim potrošačima u ovom trenutku. Isplativost izgradnje i rada IES-a određena je specifičnim kapitalnim ulaganjima (110-150 rubalja po instaliranom kW), troškom električne energije (0,2-0,7 kopejki / kWh), generalizirajućim indikatorom - specifičnim procijenjenim troškovima (0,5- 1. 0 kop./kWh). Ovi pokazatelji zavise od kapaciteta IES-a i njegovih jedinica, vrste i cijene goriva, načina rada i efikasnosti procesa konverzije energije, kao i lokacije elektrane. Troškovi goriva obično čine više od polovine cijene proizvedene električne energije. Stoga IES podliježe, posebno, zahtjevima visoke termičke efikasnosti, odnosno niske specifične topline i potrošnje goriva, visoke efikasnosti.

Pretvorba energije u CPP-u zasniva se na termodinamičkom Rankineovom ciklusu, u kojem se toplina dovodi vodi i vodenoj pari u kotlu, a toplina se odvodi hlađenjem vode u kondenzatoru turbine pri konstantnom pritisku, a para radi u turbini i vodenom pritisku. povećanje pumpi pri konstantnoj entropiji.

Ukupna efikasnost modernog IES-a je 35-42% i određena je efikasnošću poboljšanog termodinamičkog Rankineovog ciklusa (0,5-0,55), internom relativnom efikasnošću turbine (0,8-0,9), mehaničkom efikasnošću turbine ( 0,98-0,99), efikasnost elektrogeneratora (0,98-0,99), efikasnost cevovoda za paru i vodu (0,97-0,99), efikasnost kotlovske jedinice (0,9-0,94). Povećanje efikasnosti CPP postiže se uglavnom povećanjem početnih parametara (početnog pritiska i temperature) vodene pare, poboljšanjem termodinamičkog ciklusa, odnosno upotrebom međupregrijavanja pare i regenerativnog zagrevanja kondenzata i napojne vode parom iz turbinske ekstrakcije. Iz tehničkih i ekonomskih razloga, CPP koriste početni pritisak pare od subkritičnih 13-14, 16-17 ili superkritičnih 24-25 MN/m2, početnu temperaturu žive pare, kao i nakon međupregrijavanja 540-570 °C. U SSSR-u i inostranstvu stvorena su pilot postrojenja sa početnim parametrima pare od 30–35 MN/m2 na 600–650°C. Međupregrijavanje pare se obično koristi u jednom stupnju, kod nekih stranih CPP-a nadkritičnog pritiska - u dva stupnja. Broj regenerativnih ekstrakcija pare je 7-9, konačna temperatura zagrijavanja napojne vode je 260-300 °C. Konačni pritisak izduvne pare u kondenzatoru turbine je 0,003-0,005 MN/m2.

Dio proizvedene električne energije troši pomoćna oprema IES-a (pumpe, ventilatori, mlinovi za ugalj, itd.). Potrošnja električne energije za sopstvene potrebe CPP-a na ugalj je do 7%, gas-ulje - do 5%. To znači da se dio - oko polovine energije za vlastite potrebe troši na pogon napojnih pumpi. Na velikim CPP-ima koristi se pogon parne turbine; istovremeno se smanjuje potrošnja električne energije za vlastite potrebe. Pravi se razlika između bruto efikasnosti IES-a (bez uzimanja u obzir troškova za sopstvene potrebe) i neto efikasnosti IES-a (uzimajući u obzir troškove za sopstvene potrebe). Energetski pokazatelji ekvivalentni efikasnosti su također specifični (po jedinici

električna energija) potrošnja toplote i konvencionalnog goriva sa kalorijskom vrednošću od 29,3 MJ/kg (7000 kcal/kg), što je jednako 8,8 - 10,2 MJ/kWh (2100 - 2450).

kcal/kWh) i 300-350 g/kWh. Povećanje efikasnosti, ušteda goriva i smanjenje gorivne komponente operativnih troškova obično su praćeni povećanjem troškova opreme i povećanjem kapitalnih ulaganja. Izbor opreme IES-a, parametara pare i vode, temperature dimnih gasova kotlovskih agregata i dr. vrši se na osnovu tehničko-ekonomskih proračuna koji uzimaju u obzir kako kapitalna ulaganja tako i operativne troškove (procijenjene troškove).

Glavna oprema IES-a (kotlarnice i turbinske jedinice) nalazi se u glavnoj zgradi, kotlovima i postrojenju za mljevenje (kod IES-a sagorijeva npr. ugalj u obliku prašine) - u kotlarnici, turbinskim jedinicama i njihova pomoćna oprema - u strojarnici elektrane. U IES-u se ugrađuje uglavnom jedan kotao po turbini. Oblik kotao sa turbinskim agregatom i njihovom pomoćnom opremom poseban dio- monoblok elektrana.

Za turbine kapaciteta 150-1200 MW potrebni su kotlovi kapaciteta 500-3600 m/h pare, respektivno. Ranije su u Državnoj elektrani korišćena dva kotla po turbini, odnosno dupli blokovi (vidi Blok termoelektrane). U CPP-ima bez međupregrijavanja pare s turbinskim jedinicama kapaciteta 100 MW ili manje u SSSR-u, korištena je neblokovska centralizirana shema, u kojoj se para iz 113 kotlova ispušta u zajednički parovod, a iz njega se distribuira između turbina.

Dimenzije glavne zgrade određene su opremom koja se u njoj nalazi i iznose jedan blok, zavisno od njegovog kapaciteta, dužine od 30 do 100 m, širine od 70 do 100 m Visina mašinske prostorije je oko 30 m. m, kotlarnica je 50 m ili više. Isplativost rasporeda glavne zgrade procjenjuje se otprilike specifičnim kubičnim kapacitetom, koji je jednak oko 0,7-0,8 m3/kW u CPP-u na prah, odnosno oko 0,6-0,7 m3/kW u elektrani na plinsko ulje. . dio pomoćna oprema kotlarnica (dimovnici, ventilatori, sakupljači pepela, cikloni za prašinu i separatori prašine sistema

priprema prašine) postavljaju se izvan zgrade, na otvorenom.

U toploj klimi (na primjer, na Kavkazu, u Centralna Azija, na jugu SAD-a i dr.), u nedostatku značajnih padavina, prašnih oluja i sl., na CPP, posebno na plinsko-uljnim postrojenjima, koristi se otvoreni raspored opreme. Istovremeno, iznad kotlova se uređuju šupe, turbinske jedinice su zaštićene laganim zaklonima; Pomoćna oprema turbinskog postrojenja smještena je u zatvorenoj prostoriji za kondenzaciju. Specifični kubični kapacitet glavne zgrade IES-a otvorenog rasporeda je smanjen na 0,2-0,3 m3/kW, što smanjuje troškove izgradnje IES-a. U prostorijama elektrane za montažu i popravku elektroenergetske opreme ugrađuju se mostne dizalice i drugi podizni mehanizmi.

IES se grade direktno na izvorima vodosnabdijevanja (rijeka, jezero, more); Često se u blizini IES-a stvara ribnjak-akumulacija. Na teritoriji IES-a, pored glavne zgrade, nalaze se objekti i uređaji za tehničko vodosnabdevanje i hemijsko prečišćavanje vode, pogoni za gorivo, električni transformatori, razvodne aparature, laboratorije i radionice, magacini materijala, kancelarijski prostor za osoblje u službi IEN. Gorivo se na teritoriju IES-a obično doprema vozom. kompozicije. Pepeo i šljaka iz komore za sagorevanje i sakupljača pepela se uklanjaju hidraulički. Na teritoriji IES-a se postavljaju željezničke pruge. d. način i autoputevi, konstruisati zaključke dalekovoda,

inženjerske zemaljske i podzemne komunikacije. Površina teritorije koju zauzimaju objekti IES je, u zavisnosti od kapaciteta elektrane, vrste goriva i drugih uslova, 25-70 ha.

Velike elektrane na prah u SSSR-u opslužuje osoblje po stopi od 1 osobe. za svaka 3 MW snage (otprilike 1.000 ljudi u CPP-u kapaciteta 3.000 MW); osim toga, potrebno je osoblje za održavanje. Snaga koju daje IES ograničena je resursima vode i goriva, kao i zahtjevima zaštite prirode: obezbjeđivanjem normalne čistoće zraka i vodenih bazena. Ispuštanje čvrstih čestica u vazduh sa produktima sagorevanja goriva u području ​​IES ograničeno je ugradnjom naprednih kolektora pepela (električni filteri sa efikasnošću od oko 99%). Preostale nečistoće, oksidi sumpora i dušika, raspršuju se izgradnjom visokih dimnjaka za uklanjanje štetnih nečistoća u više slojeve atmosfere. Dimnjaci visine do 300 m ili više se izvode od armiranog betona ili sa 3-4 metalna okna unutar armirano-betonske školjke ili zajedničkog metalni okvir. Upravljanje brojnom raznolikom IES opremom moguće je samo na osnovu integrisane automatizacije proizvodni procesi. Moderne kondenzacijske turbine su potpuno automatizirane. U kotlovskoj jedinici automatizirana je kontrola procesa sagorijevanja goriva, snabdijevanja kotlovskog agregata vodom, održavanja temperature pregrijavanja pare i dr. Vrši se složena automatizacija ostalih procesa IES-a, uključujući održavanje specificiranih režimi rada, pokretanje i zaustavljanje jedinica i zaštita opreme u nenormalnim i hitnim režimima. U tu svrhu koriste se digitalni, rjeđe analogni, upravljački elektronski računari u sistemu upravljanja na velikim CPP-ima u SSSR-u i inostranstvu.

1. Glavno kolo treba biti razvijeno na osnovu mogućnosti izlazne snage bez ograničenja u normalnom, remontnom i hitnom režimu, na osnovu dozvoljenih struja kratkog spoja, održavajući statičku i dinamičku stabilnost.

2. U CPP sa jedinicama kapaciteta 300 MW ili više, oštećenje ili kvar bilo kojeg prekidača osim SHCB i CB u glavnom kolu ne bi trebalo da dovede do okidanja više od jedne jedinice. U slučaju oštećenja SHV ili SL, dozvoljen je gubitak najviše dva bloka i dva vodova, ako se održava stabilnost elektroenergetskog sistema.

3. Isključivanje dalekovoda međusistemske komunikacije treba izvršiti najviše dva prekidača, a blokova AT i TSN - najviše tri.

4. Popravak prekidača bi trebao biti moguć bez prekida veze.

5. Visokonaponska rasklopna kola treba da obezbede mogućnost podele stanice na dva nezavisna dela kako bi se ograničile struje kratkog spoja. podjela mora biti stacionarna ili automatska (ASM).

6. Kada se napaja iz jednog rasklopnog uređaja, dva startna rezervna transformatora s.n. mora se isključiti mogućnost gubitka oba transformatora u slučaju oštećenja ili kvara bilo kojeg prekidača.

a) Blok dijagrami IES i NPP

1. Prekidači na naponu generatora, u pravilu, nedostaju (monoblok)

Zahtjevi:

1. Izlazna snaga i komunikacija sa elektroenergetskim sistemom moraju se odvijati na najmanje dva nivoa visokog napona, koji se po pravilu razlikuju za jedan korak 110/330; 220/500; 330/750; 500/1150.

2. Snaga GRES-a i jedinični kapacitet najvećeg bloka ne bi trebalo da prelazi 10% od instalirani kapacitet elektroenergetski sistemi za sprečavanje sistemske nesreće u slučaju nesreće u državnoj centralnoj elektrani.

3. Na nižem naponskom nivou obezbediti napajanje lokalnih i obližnjih potrošača (do 25 - 30% ukupne snage).

4. Na GRES-u treba obezbijediti autotransformatorsku vezu između dva napona komunikacije sa elektroenergetskim sistemom, broj AT je najmanje dva u trofaznoj verziji ili jedan u monofaznoj verziji, ali sa rezervnom fazom. .

5. Trebalo bi razviti visokopouzdanu šemu napajanja SN, koja bi omogućila da se postrojenje od nule okrene iz elektroenergetskog sistema ili neblok termoelektrana ili hidroelektrana.

IES šema (6 x 800) MW

Generatorska kola i energetski transformatori

kod CHPP na blokovima el. Art. GRES

Parne turbine nazivaju se kondenzacijske turbine, u kojima se para nakon iscrpljivanja podvrgava kondenzaciji u specijalnih uređaja- kondenzatori. Shodno tome i termoelektrane, koji potrošača opskrbljuju samo električnom energijom, nazivaju se kondenzacijskim (CES).

Kao i drugi industrijska preduzeća kondenzacione elektrane imaju i proizvodne radionice i prostorije. Glavne radionice obuhvataju kotlarnicu, turbogeneratorsku i distributivnu radionicu. električnih uređaja. Sve ove radionice su opremljene raznovrsnom pomoćnom opremom (prečišćavanje vode, dovod goriva, pumpe, dimovode i mnogo druge opreme).

Pogledajmo shemu proizvodnih procesa kondenzacijske elektrane:

Princip rada kondenzacijske elektrane nije mnogo kompliciran i glasi: grudasto gorivo (obično ugalj) se transporterom dovodi iz skladišta goriva 1 u spremnik goriva 2. Iz bunkera za gorivo gorivo ulazi u drobilicu (kuglični mlin) 3. Nakon usitnjavanja, dobijeno u prahu gorivo se uduvava u gorionike kotla 5 uz pomoć specijalnih ventilatora 4. U cilju poboljšanja procesa sagorevanja gorivne prašine , vazduh usisan iz atmosfere se zagreva u grejaču vazduha 7 dimnih gasova, nakon čega se ventilator ventilatora 8 šalje u kotao. Proces sagorevanja odvija se u kotlu sa temperaturom od 1200 - 1600 C 0. Tokom sagorevanja, cevi unutar kotla se zagrevaju kroz koje teče voda. Rezultat je pojava pare sa temperaturom 540-560 C 0 i pritiskom od 13-25 MPa, koja kroz parni cjevovod ulazi u turbinu 20.

Zbog razlike u temperaturi i pritisku na ulazu i izlazu iz turbine, para prolazeći kroz nju vrši mehanički rad i rotira osovinu turbine, a sa njom i generator 19, koji stvara električnu struju.

Gasovi koji nastaju tokom procesa sagorijevanja na izlazu iz kotla su još uvijek prilično visoke temperature, oko 350-450 S 0 . Za što efikasnije korišćenje njihove toplotne energije duž njihove trase je ugrađen vodeni ekonomajzer 6 koji dodatno zagreva napojnu vodu. Nakon ekonomajzera, plinovi ulaze u kolektor pepela, nakon čega 10 dimnjak 9.

Mehanički rad koji obavlja para će se povećati sa povećanjem razlike između pritiska i temperature ulazne i izlazne pare. Dakle, što se više energije koju proizvede kondenzaciona elektrana koristi, to je veća njena efikasnost. Takođe, uz povećanje pritiska pare koja ulazi u turbinu, pokušavaju paralelno da smanje njen pritisak na izlazu, odnosno na izlazu mora imati pritisak ispod atmosferskog. Nakon obavljenog mehaničkog rada, izduvna para se šalje kroz cijevi do kondenzatora 18. Kondenzator je cilindar unutar kojeg se nalaze cijevi kroz koje cirkuliše hladna voda, a para koja dolazi iz turbine, perući ove cijevi, pretvara se u destilovanu vodu. kao rezultat hlađenja. Preko niskotlačnog grijača 14 kondenzat se pumpom 15 šalje u deaerator 13. Odzračivač služi za čišćenje kondenzata od raznih otopljenih plinova, a posebno od kisika, jer izaziva intenzivnu koroziju kotlovskih cijevi kondenzacijske snage. biljke. Deaerator pohranjuje napojnu vodu, koja služi za nadoknadu gubitaka vode i pare, pa dodatna voda koja ulazi u njega prolazi kroz postrojenje za prečišćavanje vode. Uz pomoć pumpe 12 iz deaeratora, napojna voda se preko visokotlačnog grijača 11 i ekonomajzera vode 6 dovodi do kotla kondenzacijske elektrane.

Hladna voda iz rijeke ili drugog izvora 16 za kondenzaciju pare u kondenzatoru se dovodi pumpom 17 hladnom vodom. Budući da kroz cijevi protiče prilično velika količina vode, njena temperatura na izlazu iz kondenzatora u pravilu ne prelazi 25-36 0 C. Voda s takvom temperaturom ne može se koristiti za opsluživanje kućnih ili industrijskih potrošača, pa ispušta se u ribnjak ili rijeku (slika a):

Ako u blizini nema rezervoara, onda se za hlađenje koriste rashladni tornjevi (rashladni tornjevi) (slika b), odnosno bazeni za prskanje (slika c). Tako se u kondenzacijskim elektranama voda koristi u zatvorenom ciklusu.

generirano električni generatori u stanici se električna energija na naponu od 10 kV dovodi do otvorenog stupnja transformatorska podstanica 21, na kojoj će električni napon generatora 10 kV biti povećan na vrijednosti od 110, 220, 500 kV ili više i napaja se putem dalekovoda do potrošača. Termokondenzacione elektrane imaju vrlo nisku efikasnost od oko 30-40%. Upravo zbog niske efikasnosti rad kondenzacionih elektrana na uvozno gorivo nije ekonomski izvodljiv. U većini slučajeva, velike kondenzacijske elektrane nazivaju se State District elektrane(GRES) i grade se u područjima sa velikim rezervama niskokvalitetnog goriva, dok se snabdevaju električna energija potrošači koji jesu velika udaljenost iz elektrana.