Hvordan elektrisitet produseres i et termisk kraftverk (CHP)

Termiske kraftverk er delt inn i stasjoner:

• i henhold til typen fremdriftsmotor - dampturbin, gassturbin, med forbrenningsmotorer;

• etter type brensel — med fast organisk brensel (kull, ved, torv), flytende brensel (olje, bensin, parafin, diesel), som går på gass.

I termiske kraftverk blir energien til det forbrente brenselet omdannet til termisk energi, som brukes til å varme opp vannet i kjelen og generere damp. Dampenergi driver en dampturbin koblet til en generator.

Termiske kraftverk der damp utelukkende brukes til å produsere elektrisitet kalles kondenskraftverk (CES). Kraftige IES ligger nær drivstoffproduksjonsområder, fjernt fra strømforbrukere, derfor overføres elektrisitet med høy spenning (220 - 750 kV). Kraftverk bygges i blokker.

Kogenerasjonskraftverk eller kombinerte varme- og kraftverk (CHP) er mye brukt i byer.I disse kraftverkene brukes dampen som er delvis uttømt i turbinen til teknologiske behov, samt til oppvarming og varmtvann i bolig- og fellestjenester. Samtidig produksjon av strøm og varme reduserer kostnadene ved å levere strøm og varme sammenlignet med separat produksjon av strøm og varme.

Termiske kraftverk bruker varmen som genereres ved å brenne fossilt brensel som olje, gass, kull eller fyringsolje til å produsere store mengder høytrykksdamp fra vann. Som du kan se, er dampen her, til tross for at den fungerer som kjølevæske fra dampmaskinens tidsalder, fortsatt perfekt i stand til å snu en turbingenerator.

Damp fra kjelen føres til en turbin, med en aksel koblet til en trefaset vekselstrømgenerator. Den mekaniske energien til turbinrotasjonen omdannes til elektrisk energi til generatoren og overføres til forbrukere ved generatorspenning eller ved opptrappingsspenning gjennom opptrappingstransformatorer.

Trykket til den tilførte dampen i turbinen er omtrent 23,5 MPa, mens temperaturen kan nå 560 ° C. Og vannet brukes i et termisk kraftverk nettopp fordi det varmes opp av det fossile organiske brenselet som er typisk for slike anlegg, hvis reserver er i dypet av planeten vår er fortsatt ganske store, selv om de gir et enormt minus i form av skadelige utslipp som forurenser miljøet.

Så den roterende rotoren til turbinen er her koblet til ankeret til en turbingenerator med enorm kraft (flere megawatt) som til slutt genererer elektrisitet i dette termiske kraftverket.

Når det gjelder energieffektivitet, er termiske kraftverk generelt slik at omdanningen av varme til elektrisitet utføres på dem med en virkningsgrad på ca. 40 %, mens en svært stor mengde varme i verste fall rett og slett kastes ut i miljøet og i verste fall - i beste fall tilføres det umiddelbart til oppvarming og varmtvann, vannforsyningen til de nærliggende forbrukerne. Således, hvis varmen som frigjøres i et kraftverk umiddelbart brukes til varmeforsyning, når effektiviteten til et slikt anlegg generelt 80%, og stasjonen kalles et kombinert varme- og kraftverk eller TPP.

Den vanligste generatorturbinen til et termisk kraftverk inneholder på sin aksel et antall hjul med blader fordelt i to separate grupper. Dampen under det høyeste trykket, det som slippes ut fra kjelen, kommer umiddelbart inn i strømningsbanen til generatorsettet, hvor den snur det første settet med skovlhjul. I tillegg varmes den samme dampen videre opp i en dampvarmer, hvoretter den kommer inn i den andre gruppen av hjul som opererer med et lavere damptrykk.

Som et resultat gjør turbinen, koblet direkte til rotoren til generatoren, 50 omdreininger per sekund (det magnetiske feltet til ankeret, som krysser statorviklingen til generatoren, roterer også med tilsvarende frekvens). For å hindre at generatoren overopphetes under drift, har stasjonen et kjølesystem for generatoren som hindrer den i å overopphetes.

En brenner er installert inne i kjelen til et termisk kraftverk, som drivstoffet brennes på, og danner en høytemperaturflamme. For eksempel kan kullstøv brennes med oksygen.Flammen dekker et stort område av et rør med en kompleks konfigurasjon med vann som passerer gjennom det, som når det varmes opp, blir damp som slipper ut til utsiden under høyt trykk.

Vanndamp som strømmer ut under høyt trykk føres til bladene på turbinen, og overfører dens mekaniske energi til den. Turbinen roterer og den mekaniske energien omdannes til elektrisk energi. Ved å overvinne systemet med turbinblader ledes dampen til kondensatoren, hvor den faller på rørene med kaldt vann, kondenserer, det vil si at den blir en væske igjen - vann. Et slikt termisk kraftverk kalles et kondenskraftverk (CES).

Kombinerte varme- og kraftverk (CHP), inneholder, i motsetning til kondenskraftverk (CES), et system for å trekke ut varme fra damp etter at den har gått gjennom turbinen og allerede bidratt til produksjon av elektrisitet.

Dampen tas med forskjellige parametere, som avhenger av typen bestemt turbin, og mengden damp som tas fra turbinen reguleres også. Dampen som tas for å generere varme, kondenseres i nettverkskjelene, hvor den gir sin energi til nettverksvannet, og vannet pumpes til topp varmtvannskjeler og varmepunkter. I tillegg tilføres vann til varmeanlegget.

Om nødvendig kan uttak av varme fra damp i termisk kraftverk slås helt av, da blir kraftvarmeverket en enkel IES. Dermed er det termiske kraftverket i stand til å operere i en av to moduser: i termisk modus - når prioritet er å generere varme, eller i elektrisk modus - når prioritet er elektrisitet, for eksempel om sommeren.