Najstarija TE u SSSR-u. Termoelektrane

Energija skrivena u fosilnim gorivima – ugljenu, nafti ili prirodnom plinu – ne može se odmah dobiti u obliku električne energije. Gorivo se prvo sagorijeva. Oslobođena toplina zagrijava vodu i pretvara je u paru. Para rotira turbinu, a turbina je rotor generatora, koji stvara, tj. generira električnu struju.

Shema rada kondenzacijske elektrane.

TE Slavyanskaya. Ukrajina, Donjecka regija.

Cijeli ovaj složeni, višestupanjski proces može se promatrati u termoelektrani (TE) opremljenoj energetskim strojevima koji pretvaraju energiju skrivenu u fosilnim gorivima (uljni škriljevac, ugljen, nafta i njezini proizvodi, prirodni plin) u električnu energiju. Glavni dijelovi TE su kotlovnica, parna turbina i električni generator.

Kotlovnica- skup uređaja za proizvodnju vodene pare pod pritiskom. Sastoji se od peći u kojoj organsko gorivo, prostor peći kroz koji proizvodi izgaranja prolaze u dimnjak i parni kotao u kojem vrije voda. Dio kotla koji dolazi u dodir s plamenom tijekom zagrijavanja naziva se ogrjevna površina.

Postoje 3 vrste kotlova: dimni, vodeni i protočni. Unutar kotlova na vatru postavlja se niz cijevi kroz koje proizvodi izgaranja prolaze u dimnjak. Brojne dimne cijevi imaju ogromnu površinu grijanja, zbog čega dobro iskorištavaju energiju goriva. Voda u ovim kotlovima nalazi se između vatrogasnih cijevi.

Kod vodocijevni bojlera je suprotno: voda se pušta kroz cijevi, a vrući plinovi su između cijevi. Glavni dijelovi kotla su peć, kotlovske cijevi, parni kotao i pregrijač. U cijevima za vrenje odvija se proces isparavanja. U njima nastala para ulazi u parni kotao, gdje se skuplja u njegovom gornjem dijelu, iznad kipuće vode. Iz parnog kotla para prelazi u pregrijač gdje se dodatno zagrijava. Gorivo se u ovaj kotao ubacuje kroz vrata, a zrak potreban za izgaranje goriva se kroz druga vrata dovodi do puhala. Vrući plinovi se podižu i, savijajući se oko pregrada, prolaze putem prikazanom na dijagramu (vidi sliku).

U protočnim kotlovima voda se zagrijava u dugim serpentinskim cijevima. Voda se pumpa u te cijevi. Prolazeći kroz zavojnicu, potpuno isparava, a nastala para se pregrijava na potrebnu temperaturu i zatim izlazi iz zavojnica.

Kotlovnice koje rade s dogrijavanjem pare su sastavni dio instalacija zove jedinica za napajanje"kotao - turbina".

U budućnosti će se, primjerice, za korištenje ugljena iz Kansko-Ačinskog bazena graditi velike termoelektrane snage do 6400 MW s agregatima od po 800 MW, gdje će kotlovnice proizvoditi 2650 tona pare po sat s temperaturom do 565 ° C i tlakom od 25 MPa.

Kotlovnica proizvodi paru visokog tlaka, koja ide u parnu turbinu - glavni motor termoelektrane. U turbini se para širi, tlak joj pada, a latentna energija se pretvara u mehaničku energiju. Parna turbina pokreće rotor generatora koji proizvodi električnu energiju.

U velikim gradovima najčešće grade kombinirane toplinske i elektrane(CHP), a u područjima s jeftinim gorivom - kondenzacijske elektrane(IES).

CHP je termoelektrana koja ne proizvodi samo električnu energiju, već i toplinu u obliku tople vode i pare. Para koja izlazi iz parne turbine još uvijek sadrži mnogo toplinske energije. U kogeneracijskim elektranama ta se toplina koristi na dva načina: ili para nakon turbine šalje se potrošaču i ne vraća se u stanicu, ili prenosi toplinu u izmjenjivaču topline na vodu, koja se šalje potrošaču, a para se vraća natrag u sustav. Stoga CHP ima visoku učinkovitost, koja doseže 50-60%.

Razlikovati CHP grijanje i industrijske vrste. Kogeneracije za grijanje zagrijavaju stambene i javne zgrade i opskrbljuju ih toplom vodom, industrijske opskrbljuju toplinom industrijska poduzeća. Prijenos pare iz CHP-a vrši se na udaljenostima do nekoliko kilometara, a prijenos tople vode - do 30 kilometara ili više. Zbog toga se u blizini velikih gradova grade termoelektrane.

Ogromna količina toplinske energije usmjerava se na daljinsko grijanje ili centralizirano grijanje naših stanova, škola i ustanova. Prije Oktobarske revolucije nije bilo daljinskog grijanja za kuće. Kuće su se grijale na peći, u kojima je gorelo dosta drva i ugljena. Grijanje u našoj zemlji počelo je u prvim godinama sovjetske vlasti, kada je prema planu GOELRO (1920.) počela izgradnja velikih termoelektrana. Ukupni kapacitet kogeneracije početkom 1980-ih premašio 50 milijuna kW.

No, najveći dio električne energije proizvedene u termoelektranama otpada na kondenzacijske elektrane (CPP). Često ih nazivamo državnim područnim elektranama (GRES). Za razliku od termoelektrana, gdje se toplina pare iscrpljene u turbini koristi za zagrijavanje stambenih i industrijskih zgrada, kod CPP-a se para koja se koristi u motorima (parne mašine, turbine) kondenzatorima pretvara u vodu (kondenzat), koja se šalje natrag u kotlove na ponovnu upotrebu. IES se grade izravno na izvorima vodoopskrbe: u blizini jezera, rijeke, mora. Toplina odvedena iz elektrane rashladnom vodom nepovratno se gubi. Učinkovitost IES-a ne prelazi 35-42%.

Po strogom rasporedu danonoćno se na visoki nadvožnjak dopremaju vagoni s fino usitnjenim ugljenom. Specijalni istovarivač prevrće vagone, a gorivo se ulijeva u bunker. Mlinovi ga pažljivo melju u prah za gorivo i zajedno sa zrakom odlijeću u peć parnog kotla. Plameni jezici čvrsto prekrivaju snopove cijevi u kojima ključa voda. Nastaje vodena para. Kroz cijevi – parovode – para se usmjerava na turbinu i kroz mlaznice udara u lopatice rotora turbine. Dajući energiju rotoru, ispušna para odlazi u kondenzator, hladi se i pretvara u vodu. Pumpe ga vraćaju u kotao. A energija nastavlja svoje kretanje od rotora turbine do rotora generatora. U generatoru se odvija njegova konačna transformacija: on postaje električna energija. Ovo je kraj energetskog lanca IES-a.

Za razliku od hidroelektrana, termoelektrane se mogu graditi bilo gdje, te tako približiti izvore električne energije potrošaču i ravnomjerno rasporediti termoelektrane po teritoriju gospodarskih regija zemlje. Prednost termoelektrana je u tome što rade na gotovo sve vrste fosilnih goriva – ugljen, škriljac, tekuće gorivo, prirodni plin.

Reftinskaya ( Sverdlovsk regija), Zaporožje (Ukrajina), Kostroma, Uglegorsk (regija Donjecka, Ukrajina). Kapacitet svakog od njih prelazi 3000 MW.

Naša zemlja je pionir u izgradnji termoelektrana čiju energiju osigurava atomski reaktor(cm.

Prva središnja elektrana, Pearl Street, puštena je u rad 4. rujna 1882. u New Yorku. Stanica je izgrađena uz potporu Edison Illuminating Company, na čijem je čelu bio Thomas Edison. Na njemu je ugrađeno nekoliko Edisonovih generatora ukupne snage preko 500 kW. Stanica je opskrbljivala električnom energijom cijelo područje New Yorka na površini od oko 2,5 četvornih kilometara. Stanica je izgorjela do temelja 1890. i samo je jedan dinamo preživio, sada u Greenfield Village muzeju u Michiganu.

30. rujna 1882. počela je s radom prva hidroelektrana Vulcan Street u Wisconsinu. Autor projekta bio je G.D. Rogers, izvršni direktor Appleton Paper & Pulp. Na stanici je postavljen generator snage cca 12,5 kW. Struje je bilo dovoljno za Rogersovu kuću i dvije njegove tvornice papira.

Elektrana Gloucester Road. Brighton je bio jedan od prvih gradova u Velikoj Britaniji koji je imao kontinuiranu struju. Godine 1882. Robert Hammond je osnovao tvrtku Hammond Electric Light Company, a 27. veljače 1882. otvorio je Gloucester Road Power Station. Stanica se sastojala od dinamo četke koji je korišten za napajanje šesnaest lučnih svjetiljki. Godine 1885. elektranu Gloucester kupila je tvrtka Brighton Electric Light Company. Kasnije je na ovom području izgrađena nova stanica koja se sastojala od tri dinamo-metala s četkom s 40 lampi.

Elektrana Zimskog dvorca

Godine 1886. u jednom od dvorišta Nove Ermitaže, koje se od tada naziva Elektrodvorištem, izgrađena je elektrana prema projektu tehničara uprave palače Vasilija Leontjeviča Paškova. Ova elektrana je 15 godina bila najveća u cijeloj Europi.

Strojarnica elektrane u Zimskom dvoru. 1901. godine

U početku su se svijeće koristile za osvjetljavanje Zimske palače, a od 1861. godine počele su se koristiti plinske svjetiljke. Međutim, očite prednosti električnih svjetiljki potaknule su stručnjake da traže načine za zamjenu plinske rasvjete u zgradama Zimske palače i susjednih zgrada Ermitaža.

Inženjer Vasilij Leontjevič Paškov predložio je, kao pokus, korištenje električne energije za osvjetljavanje dvorana palače tijekom božićnih i novogodišnjih praznika 1885. godine.

Dana 9. studenog 1885. godine, projekt izgradnje "tvornice električne energije" odobrio je car Aleksandar III. Projektom je bila predviđena elektrifikacija Zimskog dvora, zgrada Ermitaža, dvorišta i okolice za tri godine do 1888. godine.
Posao je povjeren Vasiliju Paškovu. Kako bi se isključila mogućnost vibracija zgrade od rada parnih strojeva, elektrana je postavljena u poseban paviljon od stakla i metala. Nalazio se u drugom dvorištu Ermitaža, od tada nazvan "Električnim".

Zgrada kolodvora zauzimala je površinu od 630 m², a sastojala se od strojarnice sa 6 kotlova, 4 parne mašine i 2 lokomobila te prostorije s 36 električnih dinamo-a. Ukupna snaga dostigla je 445 KS. Osvijetljen je prvi dio svečanih prostorija: Predsoblje, Petrovski, Veliki feldmaršal, Grbovnica, Jurjeva dvorana, a uređena je i vanjska rasvjeta. Predložena su tri načina rasvjete: puno (blagdansko) osvjetljenje pet puta godišnje (4888 žarulja sa žarnom niti i 10 svijeća Yablochkov); radni - 230 žarulja sa žarnom niti; dežurstvo (noćno) - 304 žarulje sa žarnom niti. Stanica je godišnje trošila oko 30.000 puda (520 tona) ugljena.

Glavni dobavljač električne opreme bio je Siemens i Halske, najveća elektrotehnička tvrtka tog vremena.

Mreža elektrane stalno se širila i do 1893. već je imala 30 tisuća žarulja sa žarnom niti i 40 lučnih svjetiljki. Osvijetljene su ne samo zgrade kompleksa palače, već i Dvorski trg sa zgradama koje se nalaze na njemu.

Stvaranje elektrane Winter Palace postalo je jasan primjer mogućnosti stvaranja snažnog i ekonomičnog izvora električne energije koji može napajati veliki broj potrošača.

Sustav električne rasvjete zgrada Zimskog dvora i Ermitaža prebačen je na gradsku električnu mrežu nakon 1918. godine. A zgrada elektrane Zimskog dvora postojala je do 1945. godine, nakon čega je demontirana.

Dana 16. srpnja 1886. u St. Petersburgu je registrirano industrijsko i trgovačko društvo za električnu rasvjetu. Ovaj datum se smatra datumom osnutka prvog ruskog energetskog sustava. Među osnivačima bili su Siemens i Halske, Deutsche Bank i ruski bankari. Od 1900. godine tvrtka je dobila naziv Društvo za električnu rasvjetu 1886. godine. Svrha tvrtke bila je određena prema interesima glavnog osnivača Karla Fedoroviča Siemensa: “Osvjetljavati električnom energijom ulice, tvornice, pogone, trgovine i sve vrste drugih mjesta i prostorija” [Ustav..., 1886, str. 3]. Društvo je imalo nekoliko podružnica u različitim gradovima zemlje i dalo je vrlo velik doprinos razvoju elektrotehničkog sektora ruskog gospodarstva.

Većina stanovništva Rusije i drugih zemalja bivšeg SSSR-a zna da je velika elektrifikacija zemlje povezana s provedbom Državnog plana elektrifikacije Rusije (GoElRo) usvojenog 1920. godine.

Pošteno radi, treba napomenuti da izrada ovog plana seže u vrijeme prije Prvog svjetskog rata, što je, zapravo, onemogućilo njegovo donošenje tada.

BARINOV V. A., doktor tehničkih nauka znanosti, ENIN im. G. M. Krzhizhanovsky

U razvoju elektroenergetske industrije SSSR-a može se razlikovati nekoliko faza: povezivanje elektrana za paralelni rad i organizacija prvih elektroenergetskih sustava (EPS); Razvoj EPS-a i formiranje teritorijalnih jedinstvenih elektroenergetskih sustava (IPS); stvaranje jedinstvenog elektroenergetskog sustava (UES) europskog dijela zemlje; formiranje UES-a na razini cijele zemlje (UES SSSR-a) s njegovim uključivanjem u međudržavno energetsko udruženje socijalističkih zemalja.
Prije Prvog svjetskog rata ukupni kapacitet elektrana u predrevolucionarnoj Rusiji iznosio je 1.141.000 kW, a godišnja proizvodnja električne energije iznosila je 2.039 milijuna kWh. Najveća termoelektrana (TE) imala je kapacitet od 58 tisuća kW, najveći kapacitet bloka bio je 10 tisuća kW. Ukupni kapacitet hidroelektrana (HE) bio je 16.000 kW, a najveća je bila HE snage 1.350 kW. Duljina svih mreža s naponom većim od napona generatora procijenjena je na oko 1000 km.
Temelji za razvoj elektroenergetske industrije SSSR-a postavljeni su Državnim planom za elektrifikaciju Rusije (plan GOELRO), razvijenim pod vodstvom V. I. Lenjina, koji predviđa izgradnju velikih elektrana i električnih mreža te integraciju elektrana u EPS. Plan GOELRO usvojen je na VIII Sveruskom kongresu Sovjeta u prosincu 1920. godine.
Već na početno stanje provedbom plana GOELRO obavljeni su značajni radovi na obnovi energetskog gospodarstva zemlje uništene ratom, izgradnji novih elektrana i električnih mreža. Prvi EPS - Moskva i Petrograd - stvoreni su 1921. Godine 1922. pušten je u rad prvi 110 kV vod u moskovskom EPS-u, a kasnije su široko razvijene 110 kV mreže.
Do kraja 15-godišnjeg razdoblja, plan GOELRO-a je značajno preispunjen. Instalirani kapacitet elektrana u zemlji 1935. premašio je 6,9 ​​milijuna kW. Godišnja proizvodnja premašila je 26,2 milijarde kWh. Za proizvodnju električne energije Sovjetski Savez zauzima drugo mjesto u Europi i treće u svijetu.
Intenzivan planski razvoj elektroprivrede prekinut je početkom V Domovinski rat. Premještanje industrije zapadnih regija na Ural i istočne regije zemlje zahtijevalo je ubrzani razvoj energetskog sektora Urala, Sjevernog Kazahstana, Srednjeg Sibira, Srednje Azije, kao i Volge, Zakavkazja i Daleki istok. Energetski sektor Urala dobio je iznimno velik razvoj; proizvodnja električne energije u elektranama na Uralu od 1940. do 1945. godine. povećao se za 2,5 puta i dosegao 281% ukupne proizvodnje u zemlji.
Obnova uništene energetske ekonomije započela je već krajem 1941.; 1942. izvedeni su restauratorski radovi u središnjim regijama europskog dijela SSSR-a, 1943. - u južnim regijama; 1944. - u zapadnim krajevima, a 1945. ti su radovi prošireni na cijelo oslobođeno područje zemlje.
Godine 1946. ukupni kapacitet elektrana u SSSR-u dostigao je predratnu razinu.
Najveći kapacitet termoelektrana 1950. godine iznosio je 400 MW; turbina snage 100 MW krajem 40-ih postala je tipična jedinica uvedena u termoelektrane.
Godine 1953. u Cherepetskaya GRES puštene su u rad elektrane snage 150 MW za tlak pare od 17 MPa. 1954. godine puštena je u rad prva svjetska nuklearna elektrana (NPP) snage 5 MW.
U sklopu novopuštenih proizvodnih kapaciteta povećan je kapacitet HE. Godine 1949.-1950. donesene su odluke o izgradnji moćnih hidroelektrana Volga i izgradnji prvih dalekovoda (VL). 1954.-1955. započela je izgradnja najvećih hidroelektrana Bratsk i Krasnoyarsk.
Do 1955. godine tri odvojeno integrirana elektroenergetska sustava europskog dijela zemlje dobila su značajan razvoj; Centar, Ural i Jug; ukupna proizvodnja ovih IES-a činila je oko polovicu ukupne električne energije proizvedene u zemlji.
Prijelaz na sljedeću fazu razvoja energetskog sektora povezan je s puštanjem u rad Volžskih HE i 400-500 kV nadzemnih vodova. Godine 1956. pušten je u rad prvi nadzemni vod napona 400 kV Kuibyshev - Moskva. Visoke tehničke i ekonomske performanse ovog nadzemnog voda postignute su razvojem i provedbom niza mjera za poboljšanje njegove stabilnosti i propusnosti: cijepanjem faze u tri žice, izgradnjom sklopnih točaka, ubrzanjem rada sklopki i relejne zaštite, korištenjem uzdužna kapacitivna kompenzacija reaktivnosti vodova i poprečna kompenzacija kapaciteta vodova uz pomoć shunt reaktora, uvođenje automatskih regulatora uzbude (ARV) generatora "jakog djelovanja" startne hidroelektrane i moćnih sinkronih kompenzatora prijemnih trafostanica itd.
Kada je 400 kV nadzemni vod Kujbišev-Moskva pušten u rad, paralelno s IPS-om Centra u rad se uključila Kujbiševska EES regije Srednjeg Volga; time je postavljen temelj za ujedinjenje EES-a raznih regija i stvaranje EES-a europskog dijela SSSR-a.
Uvođenjem 1958.-1959. spojeni su dijelovi nadzemne linije Kuibyshev-Ural, EPS Centra, Cis-Ural i Ural.
Godine 1959. pušten je u rad prvi krug 500 kV nadzemnog voda Volgograd-Moskva, a Volgogradska EES postaje dio UES Centra; 1960. Centar EES Centralnog Černozema pridružio se UES-u.
Godine 1957. dovršena je izgradnja HE Volzhskaya nazvana po V.I.Lenjinu s jedinicama od 115 MW, 1960. godine - Volzhskaya HE nazvana po V.I. XXII kongres KPSS. Godine 1950-1960. Također su završene HE Gorkovskaya, Kamskaya, Irkutskaya, Novosibirskaya, Kremenchugskaya, Kakhovskaya i niz drugih HE. Krajem 50-ih pušteni su u pogon prvi serijski agregati za tlak pare od 13 MPa: snage 150 MW na Pridneprovskoj GRES i 200 MW na Zmievskoj GRES.
U drugoj polovici 50-ih godina završeno je ujedinjenje EES-a Transcaucasia; došlo je do procesa ujedinjenja EPS-a Sjeverozapada, Srednje Volge i Sjevernog Kavkaza. Od 1960. počinje formiranje IPS-a Sibira i Srednje Azije.
Izvršena je opsežna izgradnja električnih mreža. Od kraja 50-ih počinje uvođenje napona od 330 kV; mreže ovog napona uvelike su razvijene u južnim i sjeverozapadnim zonama europskog dijela SSSR-a. Godine 1964. dovršen je prijenos 400 kV dalekovoda na 500 kV napon i stvorena je jedinstvena 500 kV mreža, čiji su dijelovi postali glavne okosnice UES-a europskog dijela SSSR-a; Kasnije, u UES-u istočnog dijela zemlje, funkcije okosne mreže počele su se prenositi na mrežu od 500 kV postavljenu na razvijenu mrežu od 220 kV.
Od 60-ih godina karakteristično obilježje razvoj elektroprivrede je dosljedno povećanje udjela energetskih jedinica u sastavu puštenih kapaciteta termoelektrana. Godine 1963. puštene su u pogon prve jedinice snage 300 MW u državnim okružnim elektranama Pridneprovskaya i Cherepetskaya. Godine 1968. pušteni su u rad blok snage 500 MW na Nazarovskoj GRES i 800 MW na Slavjanskoj GRES. Sve ove jedinice radile su pri nadkritičnom tlaku pare (24 MPa).
Prevladavanje puštanja u pogon moćnih jedinica, čiji su parametri nepovoljni u smislu stabilnosti, zakompliciralo je zadatke osiguravanja pouzdanog rada IPS-a i UES-a. Za rješavanje ovih problema postalo je potrebno razviti i implementirati ARV snažnog djelovanja generatora energetskih jedinica; također je zahtijevao korištenje automatskog hitnog istovara moćnih termoelektrana, uključujući automatsku kontrolu snage parnih turbina elektrana u nuždi.
Nastavljena je intenzivna izgradnja hidroelektrana; 1961. puštena je u rad hidraulična jedinica snage 225 MW u HE Bratskaya, a 1967. godine puštene su u pogon prve hidroagregate snage 500 MW u HE Krasnoyarsk. Tijekom 60-ih godina završena je izgradnja Bratskaya, Botkinskaya i niza drugih hidroelektrana.
Izgradnja je počela u zapadnom dijelu zemlje nuklearne elektrane. Godine 1964. puštena je u rad agregat snage 100 MW Beloyarsk NPP i agregat snage 200 MW u NPP Novovoronjež; u drugoj polovici 1960-ih puštene su u pogon druge elektrane u tim NE: 200 MW u Beloyarskaya i 360 MW u Novovoronezhskaya.
Tijekom 60-ih godina nastavljeno je i dovršeno formiranje europskog dijela SSSR-a. Godine 1962. priključeni su nadzemni vodovi 220-110 kV za paralelni rad UES-a južnog i sjevernog Kavkaza. Iste godine završeni su radovi na prvoj fazi eksperimentalnog industrijskog dalekovoda 800 kV istosmjerne struje Volgograd-Donbas, čime su postavljeni temelji međusustavne komunikacije Centar-Jug; Ovaj nadzemni vod je završen 1965. godine.

Godina	Instalirani kapacitet elektrana, milijuna kW	Viša napon, kV*	Duljina nadzemnih vodova*, tisuća km

* Bez nadzemnih vodova 800 kV DC. ** Uključujući 400 kV nadzemne vodove.
Godine 1966., zatvaranjem međusustavnih priključaka 330-110 kV sjeverozapad-centar, UPS Sjeverozapad priključen je na paralelni rad. Godine 1969. organiziran je paralelni rad UES-a Centra i Juga duž distribucijske mreže 330-220-110 kV, a sve elektroenergetske udruge koje su dio UES-a počele su sinkrono raditi. 1970. godine, preko 220-110 kV priključaka, Zakavkaz - Sjeverni Kavkaz pridružio se paralelnom radu IPS Transcaucasia.
Tako je početkom 1970-ih započeo prijelaz na sljedeću fazu razvoja elektroenergetske industrije naše zemlje - formiranje UES-a SSSR-a. U sklopu UES-a europskog dijela zemlje 1970. paralelno su radili UES Centra, Urala, Srednje Volge, Sjeverozapada, Juga, Sjevernog Kavkaza i Zakavkazja, koji je uključivao 63 EES-a. . Tri teritorijalna IPS-a - Kazahstan, Sibir i Srednja Azija radila su odvojeno; IPS Istoka bio je u procesu formiranja.
Godine 1972. UES Kazahstana postao je dio UES-a SSSR-a (dvije EES ove republike - Alma-Ata i Južni Kazahstan - radile su izolirano od ostalih EES-a Kazahstanske SSR-a i bile su dio UES-a Srednje Azije). Godine 1978., završetkom izgradnje tranzitnog nadzemnog voda od 500 kV, Sibir-Kazahstan-Ural pridružio se paralelnom radu IPS-a Sibira.
Iste 1978. dovršena je izgradnja međudržavnog 750 kV nadzemnog voda Zapadna Ukrajina (SSSR) - Albertirsha (Mađarska), a od 1979. započeo je paralelni rad UES-a SSSR-a i IPS-a zemalja članica CMEA. Uzimajući u obzir IPS Sibira, koji je povezan s EES-om Mongolske Narodne Republike, formirana je udruga EES-a socijalističkih zemalja koja pokriva golem teritorij od Ulan Batora do Berlina.
Električna energija se izvozi iz UES mreža SSSR-a u Finsku, Norvešku i Tursku; preko transformatorske trafostanice DC u blizini grada Vyborga, UES SSSR-a povezan je s energetskom interkonekcijom skandinavskih zemalja NORDEL.
Dinamiku strukture proizvodnih kapaciteta 70-ih i 80-ih godina karakterizira povećanje puštanja u pogon kapaciteta nuklearnih elektrana u zapadnom dijelu zemlje; daljnje puštanje u pogon kapaciteta visoko učinkovitih hidroelektrana, uglavnom u istočnom dijelu zemlje; početak radova na stvaranju gorivnog i energetskog kompleksa Ekibastuz; opće povećanje koncentracije proizvodnih kapaciteta i povećanje jediničnog kapaciteta jedinica.

Godine 1971.-1972. puštena su u rad dva reaktora s vodom pod pritiskom od 440 MW svaki (VVER-440) u NE Novovoronjež; 1974. pušten je u rad prvi (glavni) vodeno-grafitni reaktor snage 1000 MW (RBMK-1000) u Lenjingradskoj nuklearnoj elektrani; 1980. godine pušten je u rad reaktor od 600 MW (BN-600) u NEB Beloyarsk; 1980. reaktor VVER-1000 uveden je u NPP Novovoronjež; 1983. pušten je u rad prvi reaktor snage 1500 MW (RBMK-1500) u NE Ignalina.
Godine 1971. pušten je u rad agregat snage 800 MW s jednoosovinskom turbinom u Slavjanskoj GRES; 1972. u Mosenergu su puštene u rad dvije kogeneracijske jedinice od 250 MW; 1980. godine u Kostromskoj GRES puštena je u rad agregat snage 1200 MW za superkritične parametre pare.
1972. puštena je u rad prva akumulirana elektrana u SSSR-u (PSPP) - Kijev; 1978. godine puštena je u rad prva hidraulična jedinica snage 640 MW u HE Sayano-Shushenskaya. Od 1970. do 1986. godine puštene su u puni pogon Krasnojarska, Saratovska, Čeboksarska, Ingurska, Toktogulska, Nurekska, Ust-Ilimska, Sajano-Šušenska, Zejskaja i niz drugih HE.
Godine 1987. dostižu snage najvećih elektrana: nuklearne elektrane - 4000 MW, termoelektrane - 4000 MW, hidroelektrane - 6400 MW. Udio nuklearnih elektrana u ukupnom kapacitetu elektrana UES SSSR-a premašio je 12%; udio kondenzacijskih i toplinskih jedinica od 250-1200 MW približio se 60% ukupnog kapaciteta TE.
Tehnološki napredak u razvoju okosnih mreža karakterizira postupni prijelaz na više naponske razine. Razvoj napona 750 kV započeo je puštanjem u rad 1967. pilot-industrijskog nadzemnog voda 750 kV Konakovskaya GRES-Moskva. Tijekom 1971-1975. izgrađena je autocesta širine 750 kV Donbas-Dnjepar-Vinnitsa-Zapadna Ukrajina; ovaj magistralni vod je zatim nastavljen 750 kV nadzemnim vodom SSSR-Mađarska uvedenom 1978. godine. Godine 1975. izgrađena je međusustavna veza Lenjingrad-Konakovo 750 kV koja je omogućila prijenos viška snage Sjeverozapadnog UPS-a na UPS Centra. Daljnji razvoj 750 kV mreže bio je povezan uglavnom s uvjetima za proizvodnju električne energije iz velikih nuklearnih elektrana i potrebom jačanja međudržavnih veza s IPS-om zemalja članica CMEA. Kako bi se stvorile snažne veze s istočnim dijelom UES-a, gradi se 1150 kV glavni nadzemni vod Kazahstan-Ural; u tijeku su radovi na izgradnji 1500 kV prijenosnika istosmjerne struje Ekibastuz – Centar.
Rast instalirane snage elektrana i duljine električnih mreža 220-1150 kV UES SSSR-a za razdoblje 1960.-1987. karakteriziraju podaci navedeni u tablici.
Jedinstveni energetski sustav zemlje je u razvoju državni plan kompleks međusobno povezanih energetskih objekata ujedinjenih zajedničkim tehnološkim režimom i centraliziranim operativno upravljanje. Objedinjavanje EPS-a omogućuje povećanje stope rasta energetskih kapaciteta i smanjenje troškova energetske izgradnje konsolidacijom elektrana i povećanjem jediničnog kapaciteta blokova. Koncentracija energetskih kapaciteta uz pretežito puštanje u rad najsnažnijih ekonomskih jedinica domaće industrije osigurava povećanje produktivnosti rada i poboljšanje tehničko-ekonomskih pokazatelja proizvodnje energije.
Objedinjavanje EPS-a stvara mogućnosti za racionalnu regulaciju strukture potrošenog goriva, uzimajući u obzir promjenjivu situaciju goriva; to je potrebno stanje rješavanje složenih hidroenergetskih problema uz optimalno korištenje vodnih resursa glavnih rijeka zemlje za nacionalno gospodarstvo u cjelini. Sustavno smanjenje specifične potrošnje referentnog goriva po kilovatsatu oslobođenom iz guma TE osigurava se poboljšanjem strukture proizvodnih kapaciteta i ekonomskom regulacijom općeg energetskog režima UES-a SSSR-a.
Međusobna pomoć EPS-a koji radi paralelno stvara mogućnost značajnog povećanja pouzdanosti napajanja. Dobit u ukupnoj instaliranoj snazi ​​elektrana UES-a uslijed smanjenja godišnjeg maksimalnog opterećenja zbog razlike u vremenu početka EPS maksimuma i smanjenja kapaciteta potrebne rezerve prelazi 15 milijuna kW.
Ukupni ekonomski učinak od stvaranja UES-a SSSR-a na razini njegovog razvoja do sredine 1980-ih (u usporedbi s izoliranim radom UES-a) procjenjuje se smanjenjem kapitalnih ulaganja u elektroenergetsku industriju za 2,5 milijardi rubalja. i smanjenje godišnjih operativnih troškova za oko 1 milijardu rubalja.

Definicija TE, vrste i karakteristike TE. TPP klasifikacija

Definicija TE, vrste i karakteristike TE. TPP klasifikacija, TPP uređaj

Definicija

rashladni toranj

Karakteristike

Klasifikacija

Kombinirana termoelektrana

Uređaj mini-CHP

Namjena mini-CHP

Korištenje topline iz mini-CHP

Gorivo za mini-CHP

Mini-CHP i ekologija

Plinskoturbinski motor

Postrojenje s kombiniranim ciklusom

Princip rada

Prednosti

Širenje

kondenzacijske elektrane

Priča

Princip rada

Glavni sustavi

Utjecaj na okoliš

Trenutna država

Verkhnetagilskaya GRES

Kaširskaja GRES

Pskovskaya GRES

Stavropolskaya GRES

Smolenskaja GRES

Termoelektrana je(ili termoelektrana) - elektrana koja generira električnu energiju pretvaranjem kemijske energije goriva u mehaničku energiju rotacije osovine električnog generatora.

Glavne jedinice termoelektrane su:

Motori - pogonske jedinice termoelektrane

Električni generatori

Izmjenjivači topline termoelektrane

Rashladni tornjevi.

rashladni toranj

Rashladni toranj (njem. gradieren - zgušnjavati slanu vodu; izvorno su rashladni tornjevi služili za ekstrakciju soli isparavanjem) - uređaj za hlađenje velike količine vode usmjerenim strujanjem atmosferskog zraka. Ponekad se rashladni tornjevi nazivaju i rashladni tornjevi.

Trenutno se rashladni tornjevi uglavnom koriste u cirkulacijskim vodoopskrbnim sustavima za hlađenje izmjenjivača topline (u pravilu u termoelektranama, termoelektranama). U niskogradnji se rashladni tornjevi koriste u klimatizaciji, na primjer, za hlađenje kondenzatora rashladnih jedinica, hlađenje generatora za hitne slučajeve. U industriji se rashladni tornjevi koriste za hlađenje rashladnih strojeva, strojeva za oblikovanje plastike i za kemijsko pročišćavanje tvari.

Proces hlađenja nastaje zbog isparavanja dijela vode kada ona teče prema dolje u tankom filmu ili kapne uz posebnu prskalicu, duž koje se dovodi strujanje zraka u smjeru suprotnom kretanju vode. Kada 1% vode ispari, temperatura preostale vode pada za 5,48 °C.

U pravilu se rashladni tornjevi koriste tamo gdje nije moguće koristiti velike rezervoare za hlađenje (jezera, mora). Osim toga, ova metoda hlađenja je ekološki prihvatljivija.

Jednostavna i jeftina alternativa rashladnim tornjevima su jezerca za prskanje, gdje se voda hladi jednostavnim prskanjem.

Karakteristike

Glavni parametar rashladnog tornja je vrijednost gustoće navodnjavanja - specifična vrijednost potrošnje vode po 1 m² površine za navodnjavanje.

Glavni projektni parametri rashladnih tornjeva određuju se tehničko-ekonomskim proračunom ovisno o volumenu i temperaturi ohlađene vode i atmosferskim parametrima (temperatura, vlažnost i sl.) na mjestu ugradnje.

Korištenje rashladnih tornjeva zimi, osobito u oštrim klimatskim uvjetima, može biti opasno zbog mogućnosti smrzavanja rashladnog tornja. To se najčešće događa na mjestu gdje smrznuti zrak dolazi u dodir s malom količinom tople vode. Kako bi se spriječilo smrzavanje rashladnog tornja i, sukladno tome, njegov kvar, potrebno je osigurati ravnomjernu raspodjelu ohlađene vode po površini prskalice i pratiti istu gustoću navodnjavanja u zasebnim dijelovima rashladnog tornja. Puhalice su također često izložene zaleđivanju zbog nepravilne uporabe rashladnog tornja.

Klasifikacija

Ovisno o vrsti prskalice, rashladni tornjevi su:

film;

kapati;

sprej;

Način dovoda zraka:

ventilator (potisak stvara ventilator);

toranj (vuča se stvara pomoću visokog ispušnog tornja);

otvoreni (atmosferski), koristeći snagu vjetra i prirodnu konvekciju kada se zrak kreće kroz prskalicu.

Ventilatorski rashladni tornjevi su tehnički najučinkovitiji jer omogućuju dublje i bolje hlađenje vode, podnose velika specifična toplinska opterećenja (međutim, zahtijevaju potrošnju električne energije za pogon ventilatora).

Vrste

Kotlovsko-turbinske elektrane

kondenzacijske elektrane (GRES)

Kombinirane toplinske i elektrane (kogeneracijske elektrane, termoelektrane)

Plinskoturbinske elektrane

Elektrane na bazi elektrana s kombiniranim ciklusom

Elektrane na bazi klipnih motora

Kompresijsko paljenje (dizel)

S paljenjem iskricom

kombinirani ciklus

Kombinirana termoelektrana

Termoelektrana (CHP) je vrsta termoelektrane koja ne proizvodi samo električnu energiju, već je i izvor toplinske energije u centralizirani sustavi opskrba toplinom (u obliku pare i tople vode, uključujući za opskrbu toplom vodom i grijanje stambenih i industrijskih objekata). U pravilu, CHP postrojenje mora raditi po planu grijanja, odnosno proizvodnja električne energije ovisi o proizvodnji toplinske energije.

Prilikom postavljanja CHP-a uzima se u obzir blizina potrošača topline u obliku tople vode i pare.

Mini CHP

Mini-CHP - mala kombinirana toplinska i elektrana.

Uređaj mini-CHP

Mini-CHP su termoelektrane koje služe za zajedničku proizvodnju električne i toplinske energije u jedinicama jedinične snage do 25 MW, bez obzira na vrstu opreme. Trenutno su sljedeće instalacije našle široku primjenu u inozemnoj i domaćoj termoenergetici: parne turbine, kondenzacijske parne turbine s ekstrakcijom pare, plinske turbine s povratom toplinske energije vode ili pare, plinski klipni, plinsko-dizel i dizel agregati s povratom topline razni sustavi ove jedinice. Pojam kogeneracijska postrojenja koristi se kao sinonim za pojmove mini-CHP i CHP, međutim, širi je po značenju, jer uključuje zajedničku proizvodnju (ko-zajednička, proizvodnja-proizvodnja) različitih proizvoda, koji mogu biti i električni. i toplinske energije, i drugih proizvoda, kao što su toplina i ugljični dioksid, električna energija i hladnoća itd. Zapravo, pojam trigeneracije, koji podrazumijeva proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, također je poseban slučaj kogeneracije. Posebnost mini-CHP je ekonomičnija upotreba goriva za proizvedene vrste energije u usporedbi s općeprihvaćenim zasebnim metodama njihove proizvodnje. To je zbog činjenice da se električna energija u cijeloj zemlji proizvodi uglavnom u kondenzacijskim ciklusima termoelektrana i nuklearnih elektrana, koje imaju električnu učinkovitost od 30-35% u odsutnosti potrošača topline. Naime, ovakvo stanje uvjetovano je postojećim omjerom električnih i toplinskih opterećenja naselja, njihovom različitom prirodom promjene tijekom godine, kao i nemogućnošću prijenosa toplinske energije na velike udaljenosti, za razliku od električne energije.

Mini-CHP modul uključuje plinski klipni, plinskoturbinski ili dizel motor, generator električne energije, izmjenjivač topline za iskorištavanje topline iz vode pri hlađenju motora, ulja i ispušnih plinova. Kotao za toplu vodu obično se dodaje mini-CHP-u kako bi se kompenziralo toplinsko opterećenje u vršnim trenucima.

Namjena mini-CHP

Glavna svrha mini-CHP je proizvodnja električne i toplinske energije iz razne vrste gorivo.

Koncept izgradnje mini-CHP-a u neposrednoj blizini potrošača ima niz prednosti (u usporedbi s velikim CHP-ovima):

izbjegava troškove izgradnje skupih i opasnih visokonaponskih dalekovoda (TL);

gubici tijekom prijenosa energije su isključeni;

nema potrebe financijski troškovi za izvršenje tehnički podaci za spajanje na mreže

centralizirano napajanje;

neprekidno napajanje potrošača;

napajanje visokokvalitetnom električnom energijom, usklađenost s navedenim vrijednostima napona i frekvencije;

eventualno ostvarivanje dobiti.

U suvremenom svijetu, izgradnja mini-CHP-a dobiva na zamahu, prednosti su očite.

Korištenje topline iz mini-CHP

Značajan dio energije izgaranja goriva u proizvodnji električne energije čini toplinska energija.

Postoje opcije za korištenje topline:

izravno korištenje toplinske energije krajnjim potrošačima (kogeneracija);

opskrba toplom vodom (PTV), grijanje, tehnološke potrebe (para);

djelomična pretvorba toplinske energije u hladnu (trigeneracija);

hladnoću proizvodi apsorpcijski rashladni stroj koji ne troši električnu, već toplinsku energiju, što omogućuje prilično učinkovito korištenje topline ljeti za klimatizaciju ili za tehnološke potrebe;

Gorivo za mini-CHP

Vrste korištenog goriva

plin: glavni prirodni plin, ukapljeni prirodni plin i drugi zapaljivi plinovi;

tekuće gorivo: ulje, loživo ulje, dizel gorivo, biodizel i druge zapaljive tekućine;

kruto gorivo: ugljen, drvo, treset i druge vrste biogoriva.

Najučinkovitije i najjeftinije gorivo u Rusiji je glavni prirodni plin, kao i prateći plin.

Mini-CHP i ekologija

Korištenje otpadne topline iz motora elektrana u praktične svrhe karakteristično je obilježje mini-CHP i naziva se kogeneracija (kogeneracija).

Kombinirana proizvodnja dvije vrste energije u mini-CHP pridonosi mnogo ekološki prihvatljivijoj upotrebi goriva u usporedbi s odvojenom proizvodnjom električne i toplinske energije u kotlovnicama.

Zamjenjujući kotlovnice koje neracionalno troše gorivo i zagađuju atmosferu gradova i mjesta, mini-CHP doprinosi ne samo značajnoj uštedi goriva, već i povećanju čistoće zračnog bazena, te poboljšanju općeg ekološkog stanja.

Izvor energije za plinske klipne i plinskoturbinske mini-CHP je u pravilu prirodni plin. Prirodni ili povezani plin organsko gorivo koje ne zagađuje atmosferu čvrstim emisijama

Plinskoturbinski motor

Plinskoturbinski motor (GTE, TRD) je toplinski stroj u kojem se plin komprimira i zagrijava, a zatim se energija stlačenog i zagrijanog plina pretvara u mehanički rad na osovini plinske turbine. Za razliku od klipnog motora, procesi u plinskoturbinskom motoru odvijaju se u struji plina koji se kreće.

Komprimirani atmosferski zrak iz kompresora ulazi u komoru za izgaranje, tamo se također dovodi gorivo koje, kada izgori, stvara veliku količinu proizvoda izgaranja pod visokim tlakom. Zatim se u plinskoj turbini energija plinovitih produkata izgaranja pretvara u mehanički rad zbog rotacije lopatica plinskog mlaza, čiji se dio troši na komprimiranje zraka u kompresoru. Ostatak rada prenosi se na pogonsku jedinicu. Rad koji troši ova jedinica je koristan rad plinskoturbinskog motora. Plinskoturbinski motori imaju najveću specifičnu snagu među motorima s unutarnjim izgaranjem, do 6 kW/kg.

Protozoa plinskoturbinski motor ima samo jednu turbinu, koja pokreće kompresor i ujedno je izvor korisne snage. To nameće ograničenje na načine rada motora.

Ponekad je motor višeosovinski. U ovom slučaju postoji nekoliko serijskih turbina, od kojih svaka pokreće svoje vratilo. Visokotlačna turbina (prva nakon komore za izgaranje) uvijek pokreće kompresor motora, a sljedeće mogu pokretati i vanjsko opterećenje (helikopterski ili brodski propeleri, snažni električni generatori itd.) i dodatne kompresore motora smještene ispred od glavnog.

Prednost motora s više osovina je u tome što svaka turbina radi pri optimalnoj brzini i opterećenju. S opterećenjem koje pokreće osovina motora s jednom osovinom, odziv motora na gas, odnosno sposobnost brzog okretanja, bio bi vrlo loš, budući da turbina treba snabdjeti i jedno i drugo kako bi osigurala motor s velika količina zraka (snaga je ograničena količinom zraka) i za ubrzanje opterećenja. Sa shemom s dvije osovine, lagani visokotlačni rotor brzo ulazi u režim, opskrbljujući motor zrakom, a turbinu niski pritisak dosta gasa za ubrzanje. Također je moguće koristiti manje snažan starter za ubrzanje kada se pokreće samo visokotlačni rotor.

Postrojenje s kombiniranim ciklusom

Postrojenje s kombiniranim ciklusom - električna generacijska stanica koja služi za proizvodnju toplinske i električne energije. Razlikuje se od postrojenja na parni pogon i plinskih turbina po povećanju učinkovitosti.

Princip rada

Postrojenje s kombiniranim ciklusom sastoji se od dvije odvojene jedinice: parne i plinske turbine. U plinskoturbinskom postrojenju turbina se okreće plinovitim produktima izgaranja goriva. Gorivo može biti i prirodni plin i proizvodi naftna industrija(loživo ulje, dizel gorivo). Na istoj osovini s turbinom nalazi se i prvi generator, koji zbog rotacije rotora stvara električnu struju. Prolazeći kroz plinsku turbinu, produkti izgaranja joj daju samo dio svoje energije i još uvijek imaju visoku temperaturu na izlazu iz plinske turbine. Iz izlaza plinske turbine produkti izgaranja ulaze u paroelektranu, u kotao otpadne topline, gdje zagrijavaju vodu i nastalu paru. Temperatura produkata izgaranja dovoljna je da se para dovede u stanje potrebno za korištenje u parnoj turbini (temperatura dimnih plinova od oko 500 stupnjeva Celzija omogućuje dobivanje pregrijane pare pri tlaku od oko 100 atmosfera). Parna turbina pokreće drugi električni generator.

Prednosti

Postrojenja s kombiniranim ciklusom imaju električnu učinkovitost od oko 51-58%, dok za postrojenja na parni pogon ili plinske turbine koja rade odvojeno, ona varira oko 35-38%. To ne samo da smanjuje potrošnju goriva, već i smanjuje emisije stakleničkih plinova.

Budući da postrojenje s kombiniranim ciklusom učinkovitije izvlači toplinu iz produkata izgaranja, moguće je sagorijevanje goriva na više visoke temperature, kao rezultat toga, razina emisije dušikovih oksida u atmosferu je niža od razine drugih vrsta biljaka.

Relativno niska cijena proizvodnje.

Širenje

Unatoč činjenici da je prednosti parno-plinskog ciklusa prvi dokazao još 1950-ih sovjetski akademik Kristianovich, ova vrsta postrojenja za proizvodnju energije nije bila široko korištena u Rusiji. U SSSR-u je izgrađeno nekoliko eksperimentalnih CCGT-ova. Primjer su elektrane snage 170 MW na Nevinnomysskaya GRES i s kapacitetom od 250 MW na Moldavskaya GRES. NA posljednjih godina U Rusiji je pušten u rad niz moćnih pogonskih jedinica s kombiniranim ciklusom. Među njima:

2 elektrane snage 450 MW svaki u TE Severo-Zapadnaya u Sankt Peterburgu;

1 elektrana snage 450 MW u Kalinjingradskoj CHPP-2;

1 CCGT jedinica s kapacitetom od 220 MW u Tyumen CHPP-1;

2 CCGT-a snage 450 MW na CHPP-27 i 1 CCGT na CHPP-21 u Moskvi;

1 CCGT jedinica snage 325 MW na Ivanovskoj GRES;

2 elektrane snage 39 MW svaka u TE Sochinskaya

Od rujna 2008. nekoliko je CCGT-ova u različitim fazama projektiranja ili izgradnje u Rusiji.

U Europi i SAD-u slične instalacije rade u većini termoelektrana.

kondenzacijske elektrane

Kondenzacijska elektrana (KPP) je termoelektrana koja proizvodi samo električnu energiju. Povijesno gledano, dobila je ime "GRES" - državna regionalna elektrana. S vremenom je izraz "GRES" izgubio svoje izvorno značenje ("okrug") i u moderno razumijevanje označava u pravilu kondenzacijsku elektranu (CPP) velikog kapaciteta (tisuće MW) koja radi u međusobno povezanom energetskom sustavu zajedno s drugim velikim elektranama. No, treba imati na umu da nisu sve stanice koje u nazivu imaju kraticu "GRES" kondenzacijske, neke od njih rade kao termoelektrane.

Priča

Prvi GRES "Electropedachi", današnji "GRES-3", izgrađen je u blizini Moskve u gradu Elektrogorsku 1912.-1914. na inicijativu inženjera R. E. Klassona. Glavno gorivo je treset, snage 15 MW. Dvadesetih godina 20. stoljeća plan GOELRO predviđao je izgradnju nekoliko termoelektrana, među kojima je najpoznatija Kaširska GRES.

Princip rada

Voda zagrijana u parnom kotlu do stanja pregrijane pare (520-565 stupnjeva Celzija) rotira parnu turbinu koja pokreće turbogenerator.

Višak topline ispušta se u atmosferu (obližnje vodene površine) preko kondenzacijskih jedinica, za razliku od termoelektrana koje prenose višak topline za potrebe obližnjih objekata (primjerice, grijanja kuća).

Kondenzacijska elektrana obično radi po Rankineovom ciklusu.

Glavni sustavi

IES je složen energetski kompleks koji se sastoji od zgrada, građevina, energetske i druge opreme, cjevovoda, armature, instrumentacije i automatike. Glavni IES sustavi su:

kotlovnica;

postrojenje s parnom turbinom;

ekonomičnost goriva;

sustav za uklanjanje pepela i troske, čišćenje dimnih plinova;

električni dio;

opskrba tehničkom vodom (za uklanjanje viška topline);

sustav kemijske obrade i obrade vode.

Tijekom projektiranja i izgradnje IES-a njegovi se sustavi nalaze u zgradama i strukturama kompleksa, prvenstveno u glavnoj zgradi. Tijekom rada IES-a, osoblje koje upravlja sustavima u pravilu se objedinjuje u radionice (kotlovsko-turbinske, elektrotehničke, opskrbe gorivom, kemijske obrade vode, toplinske automatike itd.).

Kotlovnica se nalazi u kotlovnici glavne zgrade. U južnim regijama Rusije kotlovnica može biti otvorena, odnosno bez zidova i krova. Instalacija se sastoji od parnih kotlova (parogeneratora) i parnih cjevovoda. Para iz kotlova se putem cjevovoda za paru pod naponom prenosi do turbina. Cijevi za paru različitih kotlova obično nisu umrežene. Takva se shema naziva "blok".

Parnoturbinsko postrojenje nalazi se u strojarnici i u odzračivanju (bunker-deaerator) glavne zgrade. Uključuje:

parne turbine sa električni generator na jednoj osovini;

kondenzator u kojem se para koja je prošla kroz turbinu kondenzira u vodu (kondenzat);

kondenzatne i napojne pumpe koje vraćaju kondenzat (napojnu vodu) u parne kotlove;

niskotlačni i visokotlačni rekuperativni grijači (LPH i HPH) - izmjenjivači topline u kojima se napojna voda zagrijava ekstrakcijom pare iz turbine;

deaerator (koji služi i kao HDPE), u kojem se voda pročišćava od plinovitih nečistoća;

cjevovodi i pomoćni sustavi.

Ušteda goriva ima različit sastav ovisno o glavnom gorivu za koje je IES dizajniran. Za IES na ugljen, ekonomičnost goriva uključuje:

uređaj za odmrzavanje (tzv. "teplyak" ili "šupa") za odmrzavanje ugljena u otvorenim gondolama;

uređaj za istovar (obično demper za vagone);

skladište ugljena koje opslužuje grajferska dizalica ili poseban stroj za pretovar;

postrojenje za drobljenje za prethodno mljevenje ugljena;

transporteri za premještanje ugljena;

sustavi aspiracije, blokiranje i drugi pomoćni sustavi;

sustav za usitnjavanje, uključujući mlinove s kuglicama, valjcima ili čekićima.

Sustav za usitnjavanje, kao i bunker za ugljen, smješteni su u bunkersko-deaeratorskom odjeljku glavne zgrade, ostali uređaji za dovod goriva su izvan glavne zgrade. Povremeno se uređuje centralno postrojenje za prašinu. Skladište ugljena se obračunava za 7-30 dana kontinuirani rad IES. Dio uređaja za dovod goriva je rezerviran.

Ušteda goriva IES-a koji radi na prirodni plin je najjednostavnija: uključuje distribucijsku točku plina i plinovode. No, kod ovakvih elektrana loživo ulje se koristi kao rezervni ili sezonski izvor, pa je uređena i ekonomičnost loživog ulja. Naftni pogoni grade se i u termoelektranama na ugljen, gdje se loživo ulje koristi za paljenje kotlova. Naftna industrija uključuje:

uređaj za prihvat i odvod;

skladište loživog ulja s čeličnim ili armiranobetonskim spremnicima;

lož ulje crpne stanice s grijačima i filterima loživog ulja;

cjevovodi sa zapornim i kontrolnim ventilima;

vatrogasni i drugi pomoćni sustavi.

Sustav uklanjanja pepela i troske uređen je samo u termoelektranama na ugljen. I pepeo i troska su negorivi ostaci ugljena, ali troska nastaje izravno u kotlovskoj peći i uklanja se kroz slavinu (rupa u rudniku troske), a pepeo se odvodi s dimnim plinovima i već se hvata na izlazu kotla. Čestice pepela su mnogo manje (oko 0,1 mm) od komada troske (do 60 mm). Sustavi za uklanjanje pepela mogu biti hidraulički, pneumatski ili mehanički. Najčešći sustav recirkulacijskog hidrauličkog uklanjanja pepela i troske čine uređaji za ispiranje, kanali, bager pumpe, cjevovodi za gnojnicu, odlagališta pepela i troske, crpni i kanali za pročišćenu vodu.

Emisija dimnih plinova u atmosferu najopasniji je utjecaj termoelektrane na okoliš. Za hvatanje pepela iz dimnih plinova, nakon puhala ugrađuju se razne vrste filtera (cikloni, scruberi, elektrofilteri, vrećasti platneni filteri) koji zadržavaju 90-99% čvrstih čestica. Međutim, oni su neprikladni za čišćenje dima od štetnih plinova. U inozemstvu i u novije vrijeme a u domaćim elektranama (uključujući plinsko ulje) ugraditi sustave za odsumporavanje plina vapnom ili vapnencem (tzv. deSOx) i katalitičku redukciju dušikovih oksida amonijakom (deNOx). Očišćeni dimni plin izbacuje se dimovodom u dimnjak čija se visina određuje iz uvjeta raspršivanja preostalih štetnih nečistoća u atmosferi.

Električni dio IES-a namijenjen je proizvodnji električne energije i njezinoj distribuciji potrošačima. U IES generatorima stvara se trofazna električna struja napona obično 6-24 kV. Budući da se povećanjem napona gubici energije u mrežama značajno smanjuju, odmah nakon generatora ugrađuju se transformatori koji povećavaju napon na 35, 110, 220, 500 ili više kV. Transformatori se postavljaju na otvorenom. Dio električne energije troši se na vlastite potrebe elektrane. Priključivanje i isključivanje dalekovoda koji izlaze na trafostanice i potrošače obavljaju se na otvorenim ili zatvorenim rasklopnim uređajima (OSG, ZRU) opremljenim sklopkama koje mogu spojiti i prekinuti visokonaponski električni krug bez stvaranja električnog luka.

Sustav opskrbe servisnom vodom osigurava veliku količinu hladne vode za hlađenje kondenzatora turbine. Sustavi se dijele na izravni, obrnuti i mješoviti. U protočnim sustavima voda se crpkama uzima iz prirodnog izvora (obično iz rijeke) i nakon prolaska kroz kondenzator se ispušta natrag. Istodobno se voda zagrijava za oko 8-12 °C, što u nekim slučajevima mijenja biološko stanje rezervoara. U cirkulacijskim sustavima voda kruži pod utjecajem cirkulacijskih pumpi i hladi se zrakom. Hlađenje se može provoditi na površini rashladnih rezervoara ili u umjetnim strukturama: prskalice ili rashladni tornjevi.

U slabovodnim područjima umjesto tehničkog vodoopskrbnog sustava koriste se zračno-kondenzacijski sustavi (suhi rashladni tornjevi) koji su zračni radijator s prirodnim ili umjetnim propuhom. Ova odluka je obično iznuđena, jer su skuplji i manje učinkoviti u smislu hlađenja.

Sustav kemijske obrade vode osigurava kemijsko pročišćavanje i dubinsku desalinizaciju vode koja ulazi u parne kotlove i parne turbine kako bi se izbjegle naslage na unutarnjim površinama opreme. U pomoćnoj zgradi IES-a obično se nalaze filtri, spremnici i postrojenja za reagens za pročišćavanje vode. Osim toga, termoelektrane stvaraju višestupanjske sustave za pročišćavanje otpadnih voda kontaminiranih naftnim derivatima, uljima, vodama za pranje i pranje opreme, oborinskim otjecanjem i otjecanjem taline.

Utjecaj na okoliš

Utjecaj na atmosferu. Prilikom izgaranja goriva troši se velika količina kisika, a oslobađa se značajna količina produkata izgaranja, poput letećeg pepela, plinovitih sumpornih oksida dušika, od kojih neki imaju visoku kemijsku aktivnost.

Utjecaj na hidrosferu. Prije svega, ispuštanje vode iz turbinskih kondenzatora, kao i industrijskih otpadnih voda.

Utjecaj na litosferu. Za zakopavanje velikih masa pepela potrebno je puno prostora. Ta se onečišćenja smanjuju korištenjem pepela i troske kao Građevinski materijal.

Trenutna država

Trenutno u Rusiji rade tipični GRES-ovi kapaciteta 1000-1200, 2400, 3600 MW i nekoliko jedinstvenih; koriste se jedinice od 150, 200, 300, 500, 800 i 1200 MW. Među njima su sljedeći GRES (koji su dio WGC-a):

Verkhnetagilskaya GRES - 1500 MW;

Iriklinskaya GRES - 2430 MW;

Kashirskaya GRES - 1910 MW;

Nizhnevartovskaya GRES - 1600 MW;

Permskaya GRES - 2400 MW;

Urengojskaja GRES - 24 MW.

Pskovskaya GRES - 645 MW;

Serovskaya GRES - 600 MW;

Stavropolskaya GRES - 2400 MW;

Surgutskaya GRES-1 - 3280 MW;

Troitskaya GRES - 2060 MW.

Gusinoozyorskaya GRES - 1100 MW;

Kostromskaya GRES - 3600 MW;

Pechorskaya GRES - 1060 MW;

Kharanorskaya GRES - 430 MW;

Cherepetskaya GRES - 1285 MW;

Yuzhnouralskaya GRES - 882 MW.

Berezovskaja GRES - 1500 MW;

Smolenskaya GRES - 630 MW;

Surgutskaya GRES-2 - 4800 MW;

Shaturskaya GRES - 1100 MW;

Yaivinskaya GRES - 600 MW.

Konakovskaja GRES - 2400 MW;

Nevinnomysskaya GRES - 1270 MW;

Reftinskaya GRES - 3800 MW;

Sredneuralskaya GRES - 1180 MW.

Kirishskaya GRES - 2100 MW;

Krasnojarsk GRES-2 - 1250 MW;

Novocherkasskaya GRES - 2400 MW;

Ryazanskaya GRES (agregati br. 1-6 - 2650 MW i blok br. 7 (bivši GRES-24, koji je postao dio Ryazanskaya GRES - 310 MW) - 2960 MW);

Cherepovetskaya GRES - 630 MW.

Verkhnetagilskaya GRES

Verkhnetagilskaya GRES je termoelektrana u Verkhny Tagilu (Sverdlovsk regija), koja radi u sklopu OGK-1. U pogonu od 29. svibnja 1956. godine.

Stanica uključuje 11 agregata električne snage 1497 MW i termoenergetsku jedinicu od 500 Gcal/h. Stanično gorivo: prirodni plin (77%), ugljen (23%). Broj osoblja je 1119 ljudi.

Gradnja stanice projektne snage 1600 MW započela je 1951. godine. Svrha izgradnje bila je opskrba toplinskom i električnom energijom Novouralske elektrokemijske tvornice. Godine 1964. elektrana je dostigla projektni kapacitet.

Kako bi se poboljšala opskrba toplinom u gradovima Verkhny Tagil i Novouralsk, stanica je modernizirana:

Četiri kondenzacijske turbinske jedinice K-100-90(VK-100-5) LMZ zamijenjene su kogeneracijskim turbinama T-88/100-90/2,5.

TG-2,3,4 opremljeni su mrežnim grijačima tipa PSG-2300-8-11 za grijanje vode iz mreže u shemi opskrbe toplinom Novouralska.

TG-1.4 je opremljen mrežnim grijačima za opskrbu toplinom Verkhny Tagil i industrijskog mjesta.

Svi radovi izvedeni su prema projektu KhF TsKB.

U noći s 3. na 4. siječnja 2008. dogodila se nesreća na Surgutskaya GRES-2: djelomično urušavanje krova nad šestom elektranom snage 800 MW dovelo je do gašenja dvaju elektrana. Situacija je bila komplicirana činjenicom da je još jedan agregat (br. 5) bio u popravku: zbog toga su zaustavljeni agregati br. 4, 5, 6. Ova nesreća je lokalizirana do 8. siječnja. Kroz to vrijeme GRES je radio posebno intenzivno.

U razdoblju do 2010. odnosno 2013. godine planirana je izgradnja dva nova elektrana (gorivo - prirodni plin).

Na GRES-u postoji problem emisija u okoliš. OGK-1 potpisao je ugovor s Energetskim inženjerskim centrom Urala za 3,068 milijuna rubalja, koji predviđa razvoj projekta za rekonstrukciju kotla na Verkhnetagilskaya GRES, što će dovesti do smanjenja emisija u skladu sa standardima MPE .

Kaširskaja GRES

Kashirskaya GRES nazvana po G. M. Krzhizhanovskom u gradu Kašira, Moskovska oblast, na obali Oke.

Povijesna postaja, izgrađena pod osobnim nadzorom V. I. Lenjina prema planu GOELRO. U trenutku puštanja u pogon, elektrana od 12 MW bila je druga najveća elektrana u Europi.

Stanica je izgrađena prema planu GOELRO, gradnja je izvedena pod osobnim nadzorom V. I. Lenjina. Izgrađena je 1919-1922, za izgradnju na mjestu sela Ternovo podignuto je radno naselje Novokashirsk. Pokrenuta 4. lipnja 1922. godine, postala je jedna od prvih sovjetskih regionalnih termoelektrana.

Pskovskaya GRES

Pskovskaya GRES je državna okružna elektrana, koja se nalazi 4,5 kilometara od naselja urbanog tipa Dedoviči, okružnog središta regije Pskov, na lijevoj obali rijeke Shelon. Od 2006. je podružnica OAO OGK-2.

Visokonaponski dalekovodi povezuju Pskovskaya GRES s Bjelorusijom, Latvijom i Litvom. Matična tvrtka to smatra prednošću: postoji kanal za izvoz energije koji se aktivno koristi.

Instalirani kapacitet GRES-a je 430 MW, a uključuje dva visoko manevarska bloka od po 215 MW. Ovi agregati izgrađeni su i pušteni u rad 1993. i 1996. godine. Početni projekt prve faze uključivao je izgradnju triju elektrana.

Glavna vrsta goriva je prirodni plin, u stanicu ulazi kroz krak glavnog izvoznog plinovoda. Pogonske jedinice su izvorno dizajnirane za rad na mljevenom tresetu; rekonstruirani su prema VTI projektu za spaljivanje prirodnog plina.

Potrošnja električne energije za vlastite potrebe iznosi 6,1%.

Stavropolskaya GRES

Stavropolskaya GRES je termoelektrana u Rusiji. Smješten u gradu Solnechnodolsk, Stavropolski teritorij.

Opterećenje elektrane omogućuje izvozne isporuke električne energije u inozemstvo: u Gruziju i Azerbajdžan. Istodobno je zajamčeno održavanje tokova u sustavotvornoj električnoj mreži Jedinstvenog energetskog sustava Juga na prihvatljivim razinama.

Dio veleprodajnog proizvodnog poduzeća br. 2 (JSC OGK-2).

Potrošnja električne energije za vlastite potrebe stanice iznosi 3,47%.

Glavno gorivo stanice je prirodni plin, ali se loživo ulje može koristiti kao rezervno i gorivo za hitne slučajeve. Stanje goriva od 2008.: plin - 97%, loživo ulje - 3%.

Smolenskaja GRES

Smolenskaya GRES je termoelektrana u Rusiji. Od 2006. godine je dio Veleprodajnog proizvodnog poduzeća broj 4 (JSC OGK-4).

12. siječnja 1978. pušten je u rad prvi blok državne okružne elektrane, čiji je projekt započeo 1965., a gradnja 1970. Stanica se nalazi u selu Ozerny, Dukhovshchinsky District, Smolensk Region. U početku je trebao koristiti treset kao gorivo, ali zbog zaostatka u izgradnji poduzeća za iskopavanje treseta, korištene su i druge vrste goriva (ugljen u blizini Moskve, ugljen Inta, škriljac, hakaski ugljen). Ukupno je promijenjeno 14 vrsta goriva. Od 1985. godine konačno je ustanovljeno da će se energija dobivati ​​iz prirodnog plina i ugljena.

8.16. Smolenskaja GRES

Izvori

Ryzhkin V. Ya. Termoelektrane. Ed. V. Ya. Girshfeld. Udžbenik za srednje škole. 3. izd., prerađeno. i dodatni - M.: Energoatomizdat, 1987. - 328 str.

Termoelektrane proizvode električnu energiju pretvaranjem toplinske energije koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva. Glavne vrste goriva za termoelektranu su prirodni resursi - plin, loživo ulje, rjeđe ugljen i treset.
Vrsta termoelektrane (TE) je kombinirana toplinska i elektrana (CHP) - termoelektrana koja proizvodi ne samo električnu energiju, već i toplinu, koja u obliku tople vode kroz toplinske mreže dolazi do naših baterija.Na sl. put energije od elektrane do stana.

U strojarnici termoelektrane postavljen je bojler s vodom. Kada se gorivo izgori, voda u kotlu zagrijava se do nekoliko stotina stupnjeva i pretvara se u paru. Para pod pritiskom rotira lopatice turbine, a turbina zauzvrat rotira generator. Generator proizvodi električnu energiju. Električna struja ulazi u električne mreže i kroz njih dolazi do gradova i sela, ulazi u tvornice, škole, domove, bolnice. Prijenos električne energije iz elektrana putem dalekovoda vrši se na naponima od 110-500 kilovolti, odnosno znatno višim od napona generatora. Za prijenos električne energije na velike udaljenosti potrebno je povećanje napona. Zatim je potrebno preokrenuti pad napona na razinu prikladnu za potrošača. Pretvorba napona događa se u električnim trafostanicama pomoću transformatora. Kroz brojne kablove položene ispod zemlje i žice razvučene visoko iznad zemlje, struja teče do domova ljudi. A toplina u obliku tople vode dolazi iz CHP kroz grijanje, također smješteno pod zemljom.

Oznake na slici:
rashladni toranj- uređaj za hlađenje vode u elektrani atmosferskim zrakom.
Parni kotao- zatvorena jedinica za proizvodnju pare u elektrani zagrijavanjem vode. Grijanje vode vrši se sagorijevanjem goriva (u Saratovskim termoelektranama - plin).
električni vodovi- Dalekovod. Dizajniran za prijenos električne energije. Postoje nadzemni dalekovodi (žice razvučene iznad zemlje) i podzemni (kablovi za napajanje).

Prva se pojavila krajem 19. stoljeća u New Yorku (1882.), a 1883. izgrađena je prva termoelektrana u Rusiji (Sankt Peterburg). Od trenutka svoje pojave, upravo su TE postale najraširenije s obzirom na sve veće potrebe za energijom u nadolazećem tehnogenom dobu. Sve do sredine 70-ih godina prošlog stoljeća upravo je rad termoelektrana bio dominantan način proizvodnje električne energije. Na primjer, u SAD-u i SSSR-u udio termoelektrana među cjelokupnom primljenom električnom energijom iznosio je 80%, a diljem svijeta - oko 73-75%.

Gornja definicija, iako opširna, nije uvijek jasna. Pokušajmo objasniti svojim riječima opći princip rad termoelektrana bilo koje vrste.

Proizvodnja električne energije u termoelektranama odvijaju se uz sudjelovanje mnogih uzastopnih faza, ali opći princip njegovog rada je vrlo jednostavan. Prvo se gorivo sagorijeva u posebnoj komori za izgaranje (parni kotao), a pritom se oslobađa velika količina topline koja vodu koja cirkulira kroz posebne cijevne sustave smještene unutar kotla pretvara u paru. Stalno rastući tlak pare zakreće rotor turbine, koji prenosi energiju rotacije na osovinu generatora, te se kao rezultat stvara električna struja.

Sustav para/voda je zatvoren. Para se nakon prolaska kroz turbinu kondenzira i ponovno pretvara u vodu, koja dodatno prolazi kroz sustav grijača i ponovno ulazi u parni kotao.

Postoji nekoliko vrsta termoelektrana. Trenutno, među termoelektranama, najviše termoelektrane s parnom turbinom (TPES). U elektranama ovog tipa toplinska energija sagorijenog goriva koristi se u parogeneratoru, gdje se postiže vrlo visok tlak vodene pare koja pokreće rotor turbine i, sukladno tome, generator. Kao gorivo takve termoelektrane koriste loživo ulje ili dizel, kao i prirodni plin, ugljen, treset, škriljac, odnosno sve vrste goriva. Faktor učinkovitosti TPES-a je oko 40%, a njihova snaga može doseći 3-6 GW.

GRES (državna elektrana)- prilično poznato i poznato ime. Ovo nije ništa drugo do termoelektrana s parnim turbinama opremljena posebnim kondenzacijskim turbinama koje ne iskorištavaju energiju ispušnih plinova i ne pretvaraju je u toplinu, na primjer, za grijanje zgrada. Takve se elektrane nazivaju i kondenzacijske elektrane.

U istom slučaju, ako TPES opremljeni su posebnim turbinama za grijanje koje sekundarnu energiju ispušne pare pretvaraju u toplinsku energiju koja se koristi za potrebe komunalnih ili industrijskih usluga, tada su to termoelektrane ili termoelektrane. Na primjer, u SSSR-u, GRES je činio oko 65% električne energije proizvedene u parnim turbinskim elektranama, i, sukladno tome, 35% - za udio termoelektrana.

Postoje i druge vrste termoelektrana. U plinskoturbinskim elektranama, odnosno GTPP, generator se okreće plinskom turbinom. Kao gorivo za takve termoelektrane koristi se prirodni plin ili tekuće gorivo (dizel, loživo ulje). Međutim, učinkovitost takvih elektrana nije jako visoka, oko 27-29%, pa se koriste uglavnom kao rezervni izvori električne energije za pokrivanje vršnog opterećenja na električna mreža, odnosno za opskrbu električnom energijom malih naselja.

Termoelektrane s plinskim turbinskim postrojenjem s kombiniranim ciklusom (PGPP). To su elektrane kombinirani tip. Opremljeni su parnim turbinskim i plinoturbinskim mehanizmima, a njihova učinkovitost doseže 41-44%. Ove elektrane također omogućuju povrat topline i pretvaranje u toplinsku energiju koja se koristi za grijanje zgrada.

Glavni nedostatak svih termoelektrana je vrsta goriva koje se koristi. Sve vrste goriva koje se koriste u termoelektranama nezamjenjivi su prirodni resursi koji polako, ali postojano nestaju. Zato je trenutno, uz korištenje nuklearnih elektrana, u tijeku i razvoj mehanizma za proizvodnju električne energije iz obnovljivih ili drugih alternativnih izvora energije.