Hvordan elektricitet produceres i et termisk kraftværk (CHP)

Termiske kraftværker er opdelt i stationer:

• i henhold til typen af ​​fremdrivningsmotor - dampturbine, gasturbine, med forbrændingsmotorer;

• efter brændstoftype — med fast organisk brændsel (kul, brænde, tørv), flydende brændsel (olie, benzin, petroleum, diesel), kørende på gas.

I termiske kraftværker omdannes energien fra det brændte brændsel til termisk energi, som bruges til at opvarme vandet i kedlen og generere damp. Dampenergi driver en dampturbine forbundet til en generator.

Termiske kraftværker, hvor damp udelukkende bruges til at producere elektricitet, kaldes kondenskraftværker (CES). Kraftige IES er placeret i nærheden af ​​brændstofproduktionsområder, fjernt fra elforbrugere, derfor transmitteres elektricitet ved højspænding (220 - 750 kV). Kraftværker bygges i blokke.

Kraftvarmeværker eller kombinerede varme- og kraftværker (CHP) er meget udbredt i byer.I disse kraftværker bruges den delvist udtømte damp i turbinen til teknologiske behov samt til opvarmning og varmt vand i boliger og kommunale tjenester. Den samtidige produktion af el og varme reducerer omkostningerne ved at levere el og varme sammenlignet med separat produktion af el og varme.

Termiske kraftværker bruger den varme, der genereres ved afbrænding af fossile brændstoffer såsom olie, gas, kul eller brændselsolie til at producere store mængder højtryksdamp fra vand. Som du kan se, er dampen her, på trods af at den har fungeret som kølemiddel fra dampmaskinernes tidsalder, stadig perfekt i stand til at dreje en turbinegenerator.

Damp fra kedlen føres til en turbine med en aksel forbundet til en trefaset vekselstrømsgenerator. Den mekaniske energi fra turbinens rotation omdannes til generatorens elektriske energi og overføres til forbrugerne ved generatorspænding eller ved step-up-spænding gennem step-up transformere.

Trykket af den tilførte damp i turbinen er omkring 23,5 MPa, mens dens temperatur kan nå 560 ° C. Og vandet bruges i et termisk kraftværk, netop fordi det opvarmes af det fossile organiske brændsel, der er typisk for sådanne anlæg, hvis reserver er i dybet af vores planet er stadig ret store, selvom de giver et kæmpe minus i form af skadelige emissioner, der forurener miljøet.

Så den roterende rotor på turbinen er her forbundet med ankeret på en turbinegenerator med enorm effekt (adskillige megawatt), som i sidste ende genererer elektricitet i dette termiske kraftværk.

Med hensyn til energieffektivitet er termiske kraftværker generelt sådan, at omdannelsen af ​​varme til el sker på dem med en virkningsgrad på omkring 40 %, mens en meget stor mængde varme i værste fald blot smides ud i miljøet og i værste fald - i bedste fald leveres det straks til varme og varmt vand, vandforsyningen til de nærliggende forbrugere. Hvis varmen, der frigives i et kraftværk, umiddelbart bruges til varmeforsyning, når effektiviteten af ​​et sådant anlæg generelt 80%, og stationen kaldes et kraftvarmeværk eller TPP.

Den mest almindelige generatorturbine i et termisk kraftværk indeholder på sin aksel en flerhed af hjul med vinger fordelt i to separate grupper. Dampen under det højeste tryk, det der udledes fra kedlen, kommer straks ind i strømningsvejen for generatorsættet, hvor den drejer det første sæt skovlhjul. Derudover opvarmes den samme damp yderligere i en dampvarmer, hvorefter den kommer ind i den anden gruppe af hjul, der arbejder ved et lavere damptryk.

Som følge heraf laver turbinen, der er forbundet direkte med generatorens rotor, 50 omdrejninger i sekundet (det magnetiske felt af ankeret, som krydser statorviklingen af ​​generatoren, roterer også med den tilsvarende frekvens). For at forhindre, at generatoren overophedes under drift, har stationen et kølesystem til generatoren, der forhindrer den i at overophedes.

En brænder er installeret inde i kedlen på et termisk kraftværk, hvorpå brændstoffet brændes, hvilket danner en højtemperaturflamme. For eksempel kan kulstøv afbrændes med ilt.Flammen dækker et stort område af et rør med en kompleks konfiguration med vand, der passerer gennem det, som, når det opvarmes, bliver til damp, der undslipper til ydersiden under højt tryk.

Vanddamp, der strømmer ud under højt tryk, føres til turbinens vinger og overfører dens mekaniske energi til den. Turbinen roterer, og den mekaniske energi omdannes til elektrisk energi. Ved at overvinde systemet med turbineblade ledes dampen til kondensatoren, hvor den, falder på rørene med koldt vand, kondenserer, det vil sige, den bliver en væske igen - vand. Et sådant termisk kraftværk kaldes et kondenskraftværk (CES).

Kombinerede varme- og kraftværker (CHP) indeholder i modsætning til kondenskraftværker (CES) et system til at udvinde varme fra damp, efter at den har passeret gennem turbinen og allerede har bidraget til produktionen af ​​elektricitet.

Dampen tages med forskellige parametre, som afhænger af typen af ​​bestemt turbine, og mængden af ​​damp, der tages fra turbinen, reguleres også. Den damp, der tages til at generere varme, kondenseres i netkedlerne, hvor den giver sin energi til netvandet, og vandet pumpes til spidsvandskedler og varmepunkter. Derudover tilføres vand til varmeanlægget.

Hvis det er nødvendigt, kan udvinding af varme fra damp i termisk kraftværk slås helt fra, så bliver kraftvarmeværket til en simpel IES. Det termiske kraftværk er således i stand til at fungere i en af ​​to tilstande: i termisk tilstand - når prioritet er at generere varme, eller i elektrisk tilstand - når prioritet er elektricitet, for eksempel om sommeren.