Et kondenskraftværk ( CPP ) er et termisk kraftværk, der primært producerer elektrisk energi ; denne type kraftværk skylder sit navn til funktionerne i driftsprincippet [1] [2] .
Historisk set i USSR modtog IES inkluderet i USSR's forenede energisystem navnet "GRES" - det statslige regionale kraftværk [3] [4] . Navnet kommer fra statstilhørsforholdet og fra brugen af lokale energiressourcer ( tørv , brunkul osv.) og beregningen for den præferentielle strømforsyning i en bestemt energiregion . De første 10 HPP'er og 20 GRES inden for rammerne af GOELRO , for eksempel Shterovskaya , Kashirskaya , Kizelovskaya , Gorkovskaya , Shaturskaya , Chelyabinskaya, blev bygget for at give store virksomheder bygget under industrialiseringen [5] [6] [7] . Senere mistede udtrykket "GRES" sin oprindelige betydning af "distrikt" og betyder i moderne forstand som regel et termisk kraftværk (TPP, bør ikke forveksles med kraftvarmeværk ) med høj effekt (tusindvis af MW), der fungerer i det integrerede energisystem sammen med andre store kraftværker. Derudover blev nogle statsdistriktskraftværker også omdannet til termiske kraftværker, for eksempel Chelyabinsk statsdistriktskraftværk til CHPP-4 . I den post-sovjetiske periode gik den semantiske betydning af "stat" ofte tabt. Nogle gange støder man på udtrykket "hydrorecirkulerende kraftværk" , som svarer til forkortelsen .
Ud over CPP'er på organisk brændsel er kondenskraftværker baseret på deres princip for drift ved hjælp af atombrændsel - et atomkraftværk (NPP eller AKES), geotermisk energi - et geotermisk kraftværk (GeoCPP), termisk energi af solstråling til damp generation - en solenergi CPS [1] [2] .
Det første statslige distriktskraftværk i det russiske imperium er "Electrotransmission", nutidens statsdistriktskraftværk-3 opkaldt efter. R. E. Klasson , bygget nær Moskva i byen Elektrogorsk i 1912 - 1914 på initiativ af ingeniør R. E. Klasson . Hovedbrændstoffet er tørv , effekten er 15 MW. I 1920'erne sørgede GOELRO - planen for opførelsen af flere termiske kraftværker, blandt hvilke de mest berømte er Kashirskaya GRES og Shaturskaya GRES .
Ved hjælp af en fødepumpe tilføres fødevand under højt tryk, brændstof og atmosfærisk luft til forbrænding til kedlen . Forbrændingsprocessen foregår i kedelovnen - brændslets kemiske energi omdannes til termisk energi og strålingsenergi . Fødevand strømmer gennem et rørsystem placeret inde i kedlen. Det brændende brændstof er en kraftig varmekilde , der overføres til fødevandet, som varmes op til kogepunktet og fordamper . Den resulterende damp i den samme kedel overophedes over kogepunktet, op til omkring 540 ° C med et tryk på 13-24 MPa , og føres gennem en eller flere rørledninger til en dampturbine .
Dampturbinen, den elektriske generator og exciteren udgør hele turbinesættet . I en dampturbine udvider dampen sig til et meget lavt tryk (ca. 20 gange mindre end atmosfærisk ), og den potentielle energi af den komprimerede og opvarmede damp omdannes til den kinetiske energi af turbinerotorens rotation . Turbinen driver en elektrisk generator, der omdanner den kinetiske energi fra rotationen af generatorrotoren til elektrisk strøm . Generatoren består af en stator , i hvis elektriske viklinger der genereres strøm, og en rotor, som er en roterende elektromagnet , som drives af en exciter .
Kondensatoren tjener til at kondensere dampen, der kommer fra turbinen og skabe et dybt vakuum , på grund af hvilket dampen udvider sig i turbinen. Det skaber et vakuum ved turbinens udløb, så dampen, der er kommet ind i turbinen med højt tryk, bevæger sig til kondensatoren og udvider sig, hvilket sikrer omdannelsen af dens potentielle energi til mekanisk arbejde [8] .
Takket være denne funktion af den teknologiske proces fik kondenskraftværker deres navn.
IES er et komplekst energikompleks bestående af bygninger, strukturer, strøm og andet udstyr, rørledninger, fittings, instrumentering og automatisering. De vigtigste IES- systemer er:
Under design og konstruktion af IES er dets systemer placeret i kompleksets bygninger og strukturer, primært i hovedbygningen. Under driften af IES kombineres personalet, der administrerer systemerne, som regel i værksteder (kedel-turbine, el, brændstofforsyning, kemisk vandbehandling, termisk automatisering osv.).
Kedelanlægget er placeret i kedelrummet i hovedbygningen. I de sydlige regioner af Rusland kan kedelanlægget være åbent, det vil sige uden vægge og tag. Installationen består af dampkedler ( dampgeneratorer ) og damprørledninger . Dampen fra kedlerne overføres til turbinerne gennem de levende damprørledninger. Damprørene i forskellige kedler er normalt ikke tværbundne. En sådan ordning kaldes "blok".
Dampturbineanlægget er placeret i maskinrummet og i hovedbygningens aflufter (bunker-aflufter). Det omfatter:
Brændstoføkonomien har en forskellig sammensætning afhængigt af det primære brændstof , som IES er designet til. For kulfyrede IES inkluderer brændstoføkonomien:
Pulveriseringssystemet, såvel som kulbunkeren, er placeret i hovedbygningens bunker- og afluftningsrum, resten af brændstofforsyningsanordningerne er uden for hovedbygningen. Af og til arrangeres et centralt støvanlæg. Kullageret er beregnet til 7-30 dages kontinuerlig drift af IES. En del af brændstofforsyningsanordningerne er reserveret.
Brændstoføkonomien for IES, der kører på naturgas, er den enkleste: den inkluderer et gasdistributionspunkt og gasrørledninger. Men på sådanne kraftværker bruges brændselsolie som backup eller sæsonbestemt kilde , så der er også arrangeret en olieøkonomi. Der bygges også olieanlæg på kulfyrede kraftværker, hvor fyringsolie bruges til at antænde kedler. Olieindustrien omfatter:
Systemet til fjernelse af aske og slagger er kun indrettet på kulfyrede kraftværker. Både aske og slagger er ikke-brændbare kulrester, men slagger dannes direkte i kedelovnen og fjernes gennem et hanehul (et hul i slaggeminen), og asken føres væk med røggasser og opfanges allerede ved kedeludtaget. Askepartikler er meget mindre (ca. 0,1 mm) end slaggestykker (op til 60 mm). Askefjernelsessystemer kan være hydrauliske, pneumatiske eller mekaniske. Det mest almindelige system til recirkulerende hydraulisk aske- og slaggefjernelse består af skylleanordninger, kanaler, sækkepumper , gyllerørledninger , aske- og slaggedepoter, pumpe- og rensede vandledninger.
Emission af røggasser til atmosfæren er den farligste påvirkning af et termisk kraftværk på miljøet. For at fange aske fra røggasser installeres filtre af forskellige typer ( cykloner , scrubbere , elektrostatiske udskillere, posestoffiltre) efter blæserne , der tilbageholder 90-99% af faste partikler. De er dog uegnede til at rense røg fra skadelige gasser. I udlandet, og for nylig på indenlandske kraftværker (herunder gas-olie), er der installeret systemer til afsvovling af gasser med kalk eller kalksten (det såkaldte deSO x ) og katalytisk reduktion af nitrogenoxider med ammoniak (deNO x ). Den rensede røggas udstødes af en røgudsugning i en skorsten, hvis højde bestemmes ud fra betingelserne for spredning af de resterende skadelige urenheder i atmosfæren.
Den elektriske del af IES er beregnet til produktion af elektrisk energi og dens distribution til forbrugerne. I IES-generatorer skabes en trefaset elektrisk strøm med en spænding på normalt 6-24 kV. Da energitab i netværk reduceres betydeligt med en stigning i spændingen , installeres transformere umiddelbart efter generatorerne , hvilket øger spændingen til 35, 110, 220, 500 eller mere kV. Transformatorer installeres udendørs. En del af den elektriske energi bruges på kraftværkets eget behov. Tilslutning og frakobling af strømledninger udgående til transformerstationer og forbrugere udføres på åbne eller lukkede koblingsanlæg (OSG, ZRU) udstyret med afbrydere, der er i stand til at forbinde og afbryde det elektriske højspændingskredsløb ved mærkestrøm eller kortslutningsstrømme med dannelse og slukning af en elektrisk lysbue .
Servicevandsforsyningssystemet leverer en stor mængde koldt vand til afkøling af turbinekondensatorerne. Systemer er opdelt i direkte flow, omvendt og blandet. I engangssystemer tages vand af pumper fra en naturlig kilde (normalt fra en flod), og efter at have passeret gennem kondensatoren udledes det tilbage. Samtidig opvarmes vandet med omkring 8-12°C, hvilket i nogle tilfælde ændrer reservoirernes biologiske tilstand . I cirkulationssystemer cirkulerer vand under påvirkning af cirkulationspumper og afkøles med luft. Køling kan udføres på overfladen af kølereservoirer eller i kunstige strukturer: sprøjtebassiner eller køletårne .
I lavvandsområder anvendes i stedet for et teknisk vandforsyningssystem luftkondensanlæg (tørre køletårne), som er en luftradiator med naturligt eller kunstigt træk. Denne beslutning er normalt tvunget, da sådanne systemer er dyrere og mindre effektive med hensyn til køling.
Det kemiske vandbehandlingssystem giver kemisk rensning og dyb afsaltning af vand, der kommer ind i dampkedler og dampturbiner for at undgå aflejringer på udstyrets indvendige overflader. Typisk er filtre, tanke og reagensfaciliteter til vandbehandling placeret i hjælpebygningen til IES.
Desuden skabes flertrinssystemer til behandling af spildevand forurenet med olieprodukter, olier, udstyrsvaske- og vaskevand, storm- og smelteafstrømning på termiske kraftværker.
Under forbrændingen af brændstof forbruges en stor mængde ilt , og en betydelig mængde af forbrændingsprodukter frigives, såsom flyveaske , gasformige oxider af kulstof , svovl og nitrogen , hvoraf nogle har en høj kemisk aktivitet, og radioaktive grundstoffer . indeholdt i det originale brændstof. Der frigives også store mængder tungmetaller, herunder kviksølv og bly .
Først og fremmest udledning af vand fra turbinekondensatorer samt industrielt spildevand.
Der kræves meget plads til at nedgrave store masser af aske. Disse forureninger reduceres ved at bruge aske og slagger som byggematerialer.
| Energi | |||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| struktur efter produkter og brancher | |||||||||||||||||||||||||||
| Elindustri : elektricitet |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Varmeforsyning : varmeenergi |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Brændstofindustri : brændstof _ |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Lovende energi : |
| ||||||||||||||||||||||||||
| Portal: Energi | |||||||||||||||||||||||||||