Принцип работы и устройство тепловой электростанции (ТЭС/ТЭЦ)
Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.
Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.
И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.
Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.
Принцип работы
Для начала стоит определиться с терминами «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Чистая» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана исключительно на производство электроэнергии. Ее другое название «конденсационная электростанция» – КЭС.
Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, помимо генерации электроэнергии, осуществляет подачу горячей воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.
Схема работы ТЭЦ достаточно проста. В топку одновременно поступают топливо и разогретый воздух — окислитель. Наиболее распространенное топливо на российских ТЭЦ – измельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который затем под давлением подается на паровую турбину. Мощный поток пара заставляет ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую.
Далее пар, уже значительно утративший свои первоначальные показатели – температуру и давление – попадает в конденсатор, где после холодного «водяного душа» он опять становится водой. Затем конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и далее — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО2, которые могут вызвать коррозию. После этого вода вновь подогревается от пара и подается обратно в котел.
Теплоснабжение
Вторая, не менее важная функция ТЭЦ – обеспечение горячей водой (паром), предназначенной для систем центрального отопления близлежащих населенных пунктов и бытового использования. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и 120 градусов зимой, после чего сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и далее по системе тепломагистралей поступает к потребителям. Запасы воды на ТЭЦ постоянно пополняются.
Как работают ТЭС на газе
По сравнению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного более компактны и экологичны. Достаточно сказать, что такой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это по сути тот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При этом выбросы продуктов сгорания минимальны.
Новые технологии сжигания угля
КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.
Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.
Чистое сжигание угля (Clean Coal)
Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.
Метод «oxyfuel capture»
Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.
Метод «pre-combustion»
Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.
Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира
Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидеров замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.
Если на свой дом вы поставите ветряк вас линчуют соседи. В Новосибирске есть фанат альтернативной энергии, на участке собрал все варианты. Вот от ветряка ему пришлось отказаться по выше указанной причине.
Короче,владельцы электростанций хают во всю зеленые технологии.Ведь столько денег которые собирают с населения они не дополучат.Но вместо того чтобы сделать по уму как некоторые когда владельцы электростанций которые вкладывают свои средства в производство этих самых солнечных батарей и тем самым отбывают свои доходы.У нас как обычно все по другому.Что например мешает у нас господину Ахматову чтобы вложить деньги в производство и обслуживание солнечных батарей или ветряков вместо того чтобы употреблять свое влияние на противоположные действия. Ведь иностранное оборудование стоит еще очень дорого,а возвращение экономики ВВП Украины к довоенному уровню прогнозируют только через 3-4 года.И то того не факт.
Стоимость киловатта энергии от солнечной панели в 4-5 раз дороже чем из розетки даже с учетом эксплуатации в течении 15 лет. Поэтому ее экономично использовать на удаленных объектах, так как электроэнергия от дизеля будет еще дороже.
Видел в на некоторых ресурсах что российские чиновники хотят отделить российский интернет от мирового,да и границу прикрыть.Так что возможно вам и не будет с кем спорить.Избавитесь от моей прямоты,которая как луч фонарика светит прямо в глаза.Что бывает неудобно.Короче не будет кому высвечивать,светить.
Интересная особенность природы. Порядка 2% от населения нервно нестабильные люди. Даже если их устранить (вспомните, уничтожение психбольных при Гитлере) очень скоро этот процент восстанавливается. Съежают с катушек еще вчера нормальные люди. Так что, как бы вы не хотели, уважаемый «иксперт» массовых расстрелов не будет, а вот с свободным местом в дурдоме будут проблемы.
Напишите комментарий..Я Джурамурод Эшов из таджикистана хочи работу в ТЭЦ
,,Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.»
Автор в курсе,сколько углекислого газа выделяется на ТЭС,работающей на угле?По весу это 48/14=3.42 во столько раз больше,чем вес сожжённого угля.Это не большая ТЭС,мощностью 10000 квт будет производить за год около 30 тысяч тонн углекислоты,которую необходимо сжать и захоронить.И сколько ж будет стоить энергия,полученная таким способом?Автор может привести,хоть один пример ТЭС,работающей подобным образом?
Жил недалеко от такой ТЭЦ. Давно подозреваю что ТЭЦ работают на ядерных таблетках Уран-235 (обогащение 3,3%). Одна такая эквивалентна 400кг каменного угля. Ни черного дыма в больших количествах от ТЭЦ ни длинных процессий грузовиков или вагонов к|от никогда не наблюдал.
Строительство ТЭЦ
Продолжительность строительства ТЭЦ
Теплоэлектроцентраль – один из видов тепловых электростанций. Данные станции не только производят электроэнергию, но и являются источником тепловой энергии для централизованных систем теплоснабжения.
Конструктивно ТЭЦ устраиваются по принципу конденсационных электростанций. Станции имеют возможность отбирать часть тепловой энергии пара после выработки электроэнергии. В зависимости от разновидности главной турбины, существуют различные отборы пара, позволяющие собирать пар с разными параметрами.
На сегодняшний день строительство тепловых электростанций разделяют на два этапа: подготовительный и основной. В подготовительный период создаются все условия для выполнения строительно-монтажных работ в срок. Основной период характеризуется возведением основных сооружений комплекса. Учитывая специфику подобных объектов, обычно основной этап делят еще на три:
Готовые работы на аналогичную тему
Подготовительный период выделяется для подготовительных работ на строительной площадке, без которых невозможно начало основного цикла. На этом этапе сооружаются жилые и культурно-бытовые объекты, предусмотренные проектом организации строительства.
Рисунок 1. Теплоэнергоцентраль. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В основной период до ввода первого блока завершают работы на строительной базе и выполняют строительно-монтажные, электромонтажные и тепломонтажные работы. Помимо этого, обеспечивают задел для последующих агрегатов, предусмотренных проектом. В период ввода энергоблоков завершается строительство промышленных объектов станций, монтируются все остальные агрегаты электростанций. На завершающем этапе должны быть закончены наладочные работы последнего планируемого блока, а также демонтированы все вспомогательные конструкции и сооружения. На данном этапе осуществляют благоустройство территории станции и прилегающего жилого поселка.
Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!
В настоящее время строительство тепловых электростанций ведется путем параллельного возведения основных несущих конструкций объектов электростанции. Обычно технологическая продолжительность строительства складывается из наиболее сложных и трудоемких процессов (как правило, это строительно-монтажные работы, связанные с возведением главного корпуса).
Основываясь на нормы по продолжительности строительства тепловых электростанций, специалисты разрабатывают календарные графики.
В нормальных условиях строительства ТЭЦ увеличение численности рабочих является одним из наиболее эффективных методов сокращения продолжительности строительства. Надо сказать, что снижение сроков строительства конкретной электростанции будет зависеть от экономической целесообразности данного мероприятия. Технологические факторы также будут влиять на возможность рационального использования кадров.
Продолжительность строительства тепловой электростанции будет прямо пропорциональна объемам работ и обратно пропорциональна производительности труда.
Строительство электростанций в России
Отечественная практика строительства ТЭЦ показывает, что полное соблюдение интересов заказчика возможно лишь в одном случае – при заключении ЕРС-контрактов (контрактов на возведение энергетического объекта «под ключ»). В противном случае заказчик становится арбитром среди множества подрядных и субподрядных организаций, занимающихся отдельными видами работ.
Помимо этого, в современной практике многие организации не только стремятся увеличить расходы по смете, но и всячески перекладывают ответственность на смежников. В случаях, когда расчетные параметры готовых объектов не совпадают с реальными, в этом могут быть виноваты:
Кроме того, при участии в строительном процессе большого количества строительных организаций, соблюдение общих сроков строительства «под ключ» значительно осложняется.
В России практика заключения ЕРС-контрактов пока не получила широкого распространения. В первую очередь это может быть связано с тем, что на рынке отсутствуют авторитетные строительные компании, имеющие возможность реализации подобных проектов. Помимо этого, наблюдается тенденция тотальной экономии заказчиков, в этой связи во всех этапах строительства обычно участвуют малоизвестные подрядчики, стоимость работ которых минимальна.
Рисунок 2. ТЭЦ. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В современной России опытом проектирования и строительства могут похвастаться совсем немногие организации. В то же время среди участников тендеров их сотни. Специалисты считают, что организации, не имеющие опыта возведения подобных объектов, не смогут правильно посчитать смету и составить календарный график выполнения строительно-монтажных работ. В конечном итоге заказчику приходится либо соглашаться с фактом некачественно выполненных работ, либо увеличивать бюджет для ликвидации недочетов и ошибок. Крайне редко расходы на устранение недостатков подрядные организации берут на себя.
Требования в области охраны окружающей среды
При проектировании тепловых электростанций должны быть учтены реальные потребности в электроэнергии соответствующих регионов, а также ландшафтные особенности территории строительства. При размещении ТЭЦ должны быть осуществлены меры по сохранению водоемов, земель, почв, лесов и прочей растительности, также необходимо обеспечивать устойчивое функционирование естественных экосистем и сохранение природного рельефа.
При проектировании и вводе в эксплуатацию ядерных установок, должна быть обеспечена охрана окружающей среды от воздействия радиации.
Так и не нашли ответ
на свой вопрос?
Просто напиши с чем тебе
нужна помощь
30 крупнейших теплоэлектростанций России
1. Сургутская ГРЭС-2, расположенная в г. Сургут на реке Чёрная, является самым крупным производителем электроэнергии в России и третьей по мощности тепловой электростанцией в мире. Всего за свою историю она уже выработала около 1 000 млрд. кВт/ч. С 2016 года входит в состав ПАО «Юнипро».
Сургутская ГРЭС-2 (5 657,1 МВт)
Рефтинская ГРЭС (3 800 МВт)
Костромская ГРЭС (3 600 МВт)
4. Пермская ГРЭС находится в 70 километрах от города Перми и в 5 километрах северо-западнее города Добрянка на левом берегу Камского водохранилища. На её долю приходится почти 40% энергомощностей Прикамья. Входит в состав Группы Интер РАО.
Пермская ГРЭС (3 363 МВт)
Сургутская ГРЭС-1 (3 268 МВт)
Рязанская ГРЭС (3 130 МВт)
Киришская ГРЭС (2 595 МВт)
8. Конаковская ГРЭС расположена на берегу реки Волги (город Конаково Тверской области) и является одним из крупнейших поставщиков электроэнергии и тепла в регионе. Входит в состав ПАО «ЭНЕЛ РОССИЯ».
Конаковская ГРЭС (2 520 МВт)
9. Ириклинская ГРЭС расположена в Новоорском районе Оренбургской области, в посёлке Энергетик, на берегу Ириклинского водохранилища на реке Урал. Она является самой мощной электростанцией на Южном Урале. Входит в состав Группы Интер РАО.
Ириклинская ГРЭС (2 444 МВт)
10. Ставропольская ГРЭС расположена в поселке Солнечнодольск, в северной части Ставропольского края. Входит в состав ПАО «ОГК-2».
Ставропольская ГРЭС (2 419 МВт)
Берёзовская ГРЭС (2 400 МВт)
Заинская ГРЭС (2 400 МВт)
13. Новочеркасская ГРЭС расположена в п. Донской Ростовской области в 53 км на юго-восток от г. Ростов-на-Дону. Входит в состав ПАО «ОГК-2».
Новочеркасская ГРЭС (2 258 МВт)
14. Нижневартовская ГРЭС расположена в рабочем поселке Излучинск Нижневартовского района ХМАО, в 15 км от города Нижневартовска, на берегу реки Вах. Нижневартовская ГРЭС является одним из основных поставщиков электроэнергии Уральского федерального округа. Она была построена в первую очередь для нужд нефтегазодобывающих компаний, расположенных в самом большом районе Ханты-Мансийского автономного округа – Югре. Кроме того станция снабжает электричеством и теплом жителей и предприятия посёлка Излучинск. Нижневартовская ГРЭС считается одной из самых экологически чистых электростанций, её технологические процессы имеют высокую степень автоматизации. ЗАО «Нижневартовская ГРЭС» принадлежит совместному предприятию ПАО Интер РАО» и ПАО «Роснефть».
Нижневартовская ГРЭС (2 031 МВт)
15. Каширская ГРЭС имени Г.М. Кржижановского является старейшим и крупнейшим промышленным предприятием Каширского района Московской области. Станция была построена по плану ГОЭЛРО, строительство велось под личным контролем В. И. Ленина. Строилась в 1919-1922 годах, для строительства на месте села Терново возведён рабочий посёлок Новокаширск. Пущена 4 июня 1922 года, стала одной из первых советских районных ТЭС. В 1922 году одновременно с ГРЭС в эксплуатацию была введена воздушная линия электропередачи Кашира-Москва, ставшая первой в стране ЛЭП напряжением 110 кВ. На станции была разработана новая технология сжигания бурого угля, с помощью которой ГРЭС стала лидером в стране по надежности и экономичности оборудования. Зоной социальной ответственности ГРЭС является микрорайон Кашира-2, где проживают около 25 тыс человек. Входит в состав Группы Интер РАО.
Каширская ГРЭС имени Г.М. Кржижановского (1 910 МВт)
ТЭЦ-26 «Южная» (Мосэнерго) (1 840,9 МВт)
Кармановская ГРЭС (1 831,1 МВт)
ТЭЦ-21 (Мосэнерго) (1 765 МВт)
Среднеуральская ГРЭС (1 578 МВт)
20. Невинномысская ГРЭС – это одна из крупнейших тепловых электростанций Северного Кавказа, расположенная в городе Невинномысске Ставропольского края. Входит в состав ПАО «ЭНЕЛ РОССИЯ».
Невинномысская ГРЭС (1 530,2 МВт)
Шатурская ГРЭС имени В.И. Ленина (1 493,4 МВт)
22. Приморская ГРЭС – это самая мощная тепловая электростанция (и вторая по мощности, после Бурейской ГЭС, электростанция в целом) на Дальнем Востоке России. Она находится в посёлке городского типа Лучегорск Приморского края. Входит в Группу «РусГидро».
Приморская ГРЭС (1 467 МВт)
ТЭЦ-23 (Мосэнерго) (1 420 МВт)
24. ТЭЦ-25 (Москва) расположена на территории Западного административного округа города Москвы, это одна из крупнейших ТЭЦ в составе Мосэнерго.Электростанция обеспечивает электрической и тепловой энергией промышленные предприятия, жилые дома и объекты социальной сферы запада и юго-запада Москвы.
ТЭЦ-25 (Мосэнерго) (1 370 МВт)
25. Няганская ГРЭС расположена в городе Нягань (ХМАО-Югра). НГРЭС является крупнейшим проектом, реализованным в рамках инвестиционной программы Fortum в России.
Няганская ГРЭС (1 361 МВт)
26. Томь-Усинская ГРЭС расположена на юге Кемеровской области, в Притомском районе города Мыски, что в 25 км от Новокузнецка. Это самая мощная электростанция Кузбасса. Входит в Группу «Сибирская генерирующая компания».
Томь-Усинская ГРЭС (1 345,4 МВт)
27. Троицкая ГРЭС расположена в городе Троицк Челябинской области. Кстати, новая дымовая труба Троицкой ГРЭС высотой 240 м, построенная в 2013 году, стала самой высокой дымовой трубой в России, полностью построенной после распада СССР. А ещё зола уноса Троицкой ГРЭС является одной из лучших в России, так как содержит очень мало недожога и железа, а форма частиц сферическая. Входит в состав ПАО «ОГК-2».
Троицкая ГРЭС (1 315 МВт)
Назаровская ГРЭС (1 308 МВт)
29. Беловская ГРЭС расположена 2 км восточнее от города Белово между жилыми кварталами посёлка городского типа Инской и деревней Коротково. Она одна из крупнейших угольных электростанций Кузбасса. Сегодня на долю ГРЭС приходится около трети всей вырабатываемой в области электроэнергии. Входит в Группу «Сибирская генерирующая компания».
Беловская ГРЭС (1 260 МВт)
30. Красноярская ГРЭС-2 расположена в г. Зеленогорске в 167 км на восток от г. Красноярска. Входит в состав ПАО «ОГК-2».
Красноярская ГРЭС-2 (1 260 МВт)
Ваш Промблогер №1 Игорь (ZAVODFOTO)! Подписывайтесь на мой канал, я Вам ещё много чего интересного покажу: https://zen.yandex.ru/zavodfoto
На данный момент я уже лично посетил более 400 предприятий, а вот и ссылки на все мои промрепортажи:
Я всегда рад новым друзьям, добавляйтесь и читайте меня в: