Najstarejša termoelektrarna v ZSSR. Termoelektrarne

Energije, skrite v fosilnih gorivih – premogu, nafti ali zemeljskem plinu – ni mogoče takoj pridobiti v obliki električne energije. Gorivo se najprej sežge. Sproščena toplota segreje vodo in jo spremeni v paro. Para vrti turbino, turbina pa rotor generatorja, ki generira, torej generira električni tok.

Shema delovanja kondenzacijske elektrarne.

TE Slavyanskaya. Ukrajina, regija Donetsk.

Celoten ta kompleksen, večstopenjski proces lahko opazujemo v termoelektrarni (TE), opremljeni z močnimi stroji, ki pretvarjajo latentno energijo v fosilnih gorivih (oljni skrilavec, premog, nafta in njeni predelani proizvodi, zemeljski plin) v električno energijo. Glavni deli TE so kotlovnica, parna turbina in električni generator.

Kotlovnica- komplet naprav za proizvodnjo vodne pare pod tlakom. Sestavljen je iz peči, v kateri se kurijo fosilno gorivo, zgorevalna komora, skozi katero produkti zgorevanja prehajajo v dimnik, in parni kotel, v katerem vre voda. Del kotla, ki pride med segrevanjem v stik s plamenom, se imenuje grelna površina.

Obstajajo 3 vrste kotlov: dimni, vodni in direktni. V notranjosti dimnih kotlov je vrsta cevi, skozi katere produkti zgorevanja prehajajo v dimnik. Številne ognjevarne cevi imajo ogromno ogrevalno površino, zaradi česar dobro izkoristijo energijo goriva. Voda v teh kotlih je med dimnimi cevmi.

Pri vodnih cevnih kotlih velja ravno nasprotno: voda teče skozi cevi, vroči plini pa prehajajo med cevmi. Glavni deli kotla so kurišče, vrelne cevi, parni kotel in pregrelnik. Proces uparjanja poteka v vrelih ceveh. V njih ustvarjena para vstopi v parni kotel, kjer se zbira v njegovem zgornjem delu, nad vrelo vodo. Iz parnega kotla para prehaja v pregrelnik in se tam dodatno segreva. Gorivo se v ta kotel vrže skozi vrata, zrak, potreben za zgorevanje goriva, pa se dovaja skozi druga vrata v pepelnik. Vroči plini se dvignejo navzgor in se upognejo okoli predelnih sten preidejo po poti, ki je prikazana na diagramu (glej sliko).

V pretočnih kotlih se voda segreva v dolgih tuljavnih ceveh. Voda se črpa v te cevi. Ko prehaja skozi tuljavo, popolnoma izhlapi, ustvarjena para pa se pregreje na zahtevano temperaturo in nato zapusti tuljave.

Kotlovski sistemi, ki delujejo s ponovnim segrevanjem pare, so del namestitev klica napajalna enota"Kotel - turbina".

V prihodnosti bodo na primer za uporabo premoga iz Kansko-Ačinske kotline zgrajene velike termoelektrarne z močjo do 6400 MW z 800 MW agregati, kjer bodo kotlovnice proizvedle 2650 ton pare na uro s temperaturo do 565 ° C in tlakom 25 MPa.

Kotlovnica proizvaja visokotlačno paro, ki gre v parno turbino – glavni motor termoelektrarne. V turbini se para širi, njen tlak pade, latentna energija pa se pretvori v mehansko energijo. Parna turbina poganja rotor generatorja, ki ustvarja električni tok.

V velikih mestih najpogosteje gradijo kombinirane toplotne in elektrarne(CHP), in na območjih s poceni gorivom - kondenzacijske elektrarne(IES).

SPTE je termoelektrarna, ki ne proizvaja le električne energije, temveč tudi toploto v obliki tople vode in pare. Para, ki zapušča parno turbino, še vedno vsebuje veliko toplotne energije. V SPTE se ta toplota uporablja na dva načina: ali para po turbini pošlje porabniku in se ne vrne nazaj v postajo, ali pa toploto v toplotnem izmenjevalniku prenese na vodo, ki se pošlje porabniku. , in para se vrne nazaj v sistem. Zato ima SPTE visoko učinkovitost, ki doseže 50-60%.

Obstajajo SPTE naprave za ogrevanje in industrijske vrste. Ogrevalne SPTE ogrevajo stanovanjske in javne zgradbe in jih oskrbujejo s toplo vodo, industrijske oskrbujejo s toploto industrijska podjetja. Prenos pare iz SPTE se izvaja na razdaljah do nekaj kilometrov, prenos tople vode pa do 30 kilometrov ali več. Posledično se v bližini velikih mest gradijo termoelektrarne.

Ogromno toplotne energije je usmerjeno v daljinsko ogrevanje oziroma centralno ogrevanje naših stanovanj, šol, institucij. Pred oktobrsko revolucijo v hišah ni bilo centraliziranega ogrevanja. Hiše so ogrevali s pečmi, v katerih je zgorelo veliko drv in premoga. Ogrevanje pri nas se je začelo v prvih letih sovjetske oblasti, ko se je po načrtu GOELRO (1920) začela gradnja velikih termoelektrarn. Skupna zmogljivost SPTE v zgodnjih osemdesetih letih. presegla 50 milijonov kW.

Toda večina električne energije, ki jo proizvedejo termoelektrarne, pade na kondenzacijske elektrarne (CES). Pri nas jih pogosto imenujemo državne regionalne elektrarne (GRES). Za razliko od SPTE, kjer se toplota pare, porabljene v turbini, uporablja za ogrevanje stanovanjskih in industrijskih objektov, se na IES paro, porabljeno v motorjih (parni stroji, turbine), s kondenzatorji pretvori v vodo (kondenzat), ki se pošlje nazaj v kotle za ponovno uporabo. IES se gradijo neposredno na virih oskrbe z vodo: ob jezeru, reki, morju. Toplota, odvzeta iz elektrarne za hladilno vodo, je nepovratno izgubljena. Učinkovitost IES ne presega 35–42%.

Vagoni z drobno zdrobljenim premogom se dan in noč pripeljejo na visoki nadvoz po strogem urniku. Poseben razkladalnik prevrne vagone in gorivo se zlije v bunker. Mlini ga temeljito zmeljejo v kurilni prah in skupaj z zrakom odleti v peč parnega kotla. Plamenski jeziki tesno pokrivajo snope cevi, v katerih voda vre. Nastane vodna para. Skozi cevi - parovodi - se para usmerja v turbino in skozi šobe zadene na lopatice rotorja turbine. Po dajanju energije rotorju odpadna para gre v kondenzator, se ohladi in spremeni v vodo. Črpalke ga vračajo v kotel. In energija se še naprej premika od rotorja turbine do rotorja generatorja. V generatorju se zgodi njegova končna transformacija: postane elektrika. Tu se konča energetska veriga IES.

Termoelektrarne je za razliko od hidroelektrarn mogoče zgraditi kjerkoli in s tem približati vire proizvodnje električne energije potrošniku in enakomerno razporediti termoelektrarne po ozemlju gospodarskih regij države. Prednost TE je v tem, da delujejo na skoraj vse vrste fosilnih goriv – premog, skrilavec, tekoče gorivo, zemeljski plin.

Največje kondenzacijske termoelektrarne v Rusiji so Reftinskaya ( Regija Sverdlovsk), Zaporožje (Ukrajina), Kostroma, Uglegorsk (regija Donetsk, Ukrajina). Zmogljivost vsakega od njih presega 3000 MW.

Naša država je pionir pri gradnji termoelektrarn, katerih energijo zagotavljajo jedrski reaktor(cm.

Prva centralna elektrarna, Pearl Street, je bila zagnana 4. septembra 1882 v New Yorku. Postaja je bila zgrajena s podporo podjetja Edison Illuminating Company, ki ga vodi Thomas Edison. Na njem je bilo nameščenih več Edisonovih generatorjev s skupno močjo nad 500 kW. Postaja je oskrbovala z električno energijo celotno območje New Yorka, ki meri približno 2,5 kvadratnih kilometrov. Postaja je pogorela do tal leta 1890, tako da je ostal le en dinamo, ki je zdaj v Greenfield Villageu v Michiganu.

30. septembra 1882 je začela delovati prva hidroelektrarna Vulcan Street v Wisconsinu. Avtor projekta je bil G.D. Rogers, izvršni direktor Appleton Paper & Pulp. Na postaji je bil nameščen generator z močjo približno 12,5 kW. Elektrike je bilo dovolj za Rogersovo hišo in dve njegovi papirnici.

Elektrarna Gloucester Road. Brighton je bilo eno prvih mest v Združenem kraljestvu z neprekinjeno oskrbo z električno energijo. Leta 1882 je Robert Hammond ustanovil podjetje Hammond Electric Light Company, 27. februarja 1882 pa je odprl cestno elektrarno Gloucester. Postaja je bila sestavljena iz dinamo krtače, ki je bila uporabljena za napajanje šestnajstih obločnih svetilk. Leta 1885 je elektrarno Gloucester kupilo podjetje Brighton Electric Light Company. Kasneje je bila na tem mestu zgrajena nova postaja, sestavljena iz treh dinamo ščetk s 40 svetilkami.

Elektrarna Zimske palače

Leta 1886 je bila na enem od dvorišč Nove Ermitaže, ki se od takrat imenuje Elektrodvor, zgrajena elektrarna po projektu tehnika palačne uprave Vasilija Leontijeviča Paškova. Ta elektrarna je bila 15 let največja v vsej Evropi.

Turbinska soba elektrarne v Zimski palači. 1901 g.

Sprva so za osvetlitev Zimske palače uporabljale sveče, od leta 1861 pa so uporabljale plinske svetilke. Vendar pa so očitne prednosti električnih svetilk spodbudile strokovnjake, da so iskali načine za zamenjavo plinske razsvetljave v stavbah Zimske palače in sosednjih stavb Ermitaža.

Inženir Vasilij Leontijevič Paškov je predlagal uporabo električne energije kot poskus za osvetlitev dvoran palače med božično-novoletnimi prazniki leta 1885.

9. novembra 1885 je cesar Aleksander III odobril projekt za gradnjo "tovarne električne energije". Projekt je predvidel elektrifikacijo Zimske palače, stavb Ermitaža, dvorišča in sosednjega ozemlja za tri leta do leta 1888.
Delo je bilo zaupano Vasiliju Paškovu. Da bi izključili možnost vibracij stavbe pri delovanju parnih strojev, je bila elektrarna nameščena v ločenem steklenem in kovinskem paviljonu. Nahajala se je na drugem dvorišču Ermitaža, ki se je od takrat imenovala "Električna".

Stavbna stavba je obsegala površino 630 m², sestavljala jo je strojnica s 6 kotli, 4 parni stroji in 2 lokomotiva ter soba s 36 električnimi dinamo. Skupna moč je dosegla 445 KM. Prvi je osvetlil del slavnostnih prostorov: Avanzal, Petrovsky, Veliki feldmaršal, Grbovnico, dvorane Georgievsky in uredil zunanjo osvetlitev. Predlagani so bili trije načini osvetlitve: polno (praznično) za vklop petkrat na leto (4888 žarnic z žarilno nitko in 10 sveč Yablochkov); delovno - 230 žarnic z žarilno nitko; dežurstvo (noč) - 304 žarnice z žarilno nitko. Postaja je porabila približno 30 tisoč pudov (520 ton) premoga na leto.

Glavni dobavitelj električne opreme je bil Siemens & Halske, takrat največje elektrotehnično podjetje.

Omrežje elektrarn se je nenehno širilo in je do leta 1893 znašalo 30 tisoč žarnic in 40 obločnih žarnic. Osvetljene niso bile le stavbe palačnega kompleksa, temveč tudi palačni trg z zgradbami, ki se nahajajo na njem.

Ustanovitev elektrarne Zimske palače je postala jasen primer možnosti za ustvarjanje močnega in ekonomičnega vira električne energije, ki je sposoben oskrbeti veliko število potrošnikov.

Sistem električne razsvetljave stavbe Zimske palače in Ermitaža je bil po letu 1918 preklopljen na mestno električno omrežje. In stavba elektrarne Zimske palače je obstajala do leta 1945, nato pa je bila razstavljena.

16. julija 1886 je bilo v Sankt Peterburgu registrirano industrijsko in trgovsko »Electric Lighting Society«. Ta datum velja za datum ustanovitve prvega ruskega energetskega sistema. Med ustanovitelji so bili Siemens & Halske, Deutsche Bank in ruski bankirji. Od leta 1900 se podjetje imenuje Electric Lighting Society of 1886. Namen podjetja je bil določen v skladu z interesi glavnega ustanovitelja Karla Fedoroviča Siemensa: "Za razsvetljavo ulic, tovarn, tovarn, trgovin in vseh vrst drugih krajev in prostorov z električno energijo" [Lista ..., 1886, str. 3]. Podjetje je imelo več podružnic v različnih mestih države in je zelo veliko prispevalo k razvoju električnega sektorja ruskega gospodarstva.

Večina prebivalstva Rusije in drugih držav nekdanje ZSSR ve, da je obsežna elektrifikacija države povezana z izvajanjem načrta državne elektrifikacije Rusije (GoElRo), sprejetega leta 1920.

Po pravici povedano je treba omeniti, da razvoj tega načrta sega v čas na predvečer prve svetovne vojne, kar je dejansko preprečilo njegovo sprejetje takrat.

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

V razvoju elektroenergetike v ZSSR je mogoče razlikovati več stopenj: priključitev elektrarn za vzporedno delovanje in organizacija prvih elektroenergetskih sistemov (EPS); razvoj EPS in oblikovanje teritorialno povezanih elektroenergetskih sistemov (UES); vzpostavitev enotnega elektroenergetskega sistema (EES) evropskega dela države; oblikovanje UES na nacionalni ravni (UES ZSSR) z vključitvijo v meddržavno elektroenergetsko povezavo socialističnih držav.
Pred prvo svetovno vojno je bila skupna moč elektrarn v predrevolucionarni Rusiji 1.141.000 kW, letna proizvodnja električne energije pa 2.039 milijonov kWh. Največja termoelektrarna (TE) je imela moč 58 tisoč kW, največja enotna moč je bila 10 tisoč kW. Skupna moč hidroelektrarn (HE) je bila 16 tisoč kW, največja je bila HE z močjo 1350 kW. Dolžina vseh omrežij z napetostjo nad generatorsko napetostjo je bila ocenjena na približno 1000 km.
Temelje za razvoj elektroenergetike v ZSSR je postavil državni načrt za elektrifikacijo Rusije (Načrt GOELRO), ki je bil razvit pod vodstvom V.I. Načrt GOELRO je bil sprejet na VIII vseruskem kongresu Sovjetov decembra 1920.
Že na začetna faza Pri izvajanju načrta GOELRO je bilo opravljeno veliko delo za obnovo v vojni uničene energetske ekonomije države ter za izgradnjo novih elektrarn in električnih omrežij. Prvi EES - Moskva in Petrogradska - sta bili ustanovljeni leta 1921. Leta 1922 je bil v moskovskem EES zagnan prvi 110 kV daljnovod, 110 kV omrežja pa so se nadalje razvijala v širokem obsegu.
V zadnjem 15-letnem obdobju je bil načrt GOELRO bistveno presežen. Instalirana moč elektrarn v državi je leta 1935 presegla 6,9 milijona kW. Letna proizvodnja je presegla 26,2 milijarde kWh. Proizvodnja električne energije Sovjetska zveza na drugem mestu v Evropi in na tretjem mestu na svetu.
Intenziven načrtni razvoj elektroenergetike je prekinil začetek velikega domovinska vojna... Premestitev industrije zahodnih regij na Ural in v vzhodne regije države je zahtevala pospešen razvoj energetskega gospodarstva Urala, Severnega Kazahstana, Srednje Sibirije, Srednje Azije, pa tudi regije Volge, Zakavkazja in Z Daljnega vzhoda... Energetski sektor Urala je doživel izjemno velik razvoj; proizvodnja električne energije v elektrarnah na Uralu od 1940 do 1945 povečala za 2,5-krat in dosegla 281 % celotne proizvodnje v državi.
Obnova uničenega energetskega gospodarstva se je začela že konec leta 1941; leta 1942 so bila izvedena obnovitvena dela v osrednjih regijah evropskega dela ZSSR, leta 1943 - v južnih regijah; leta 1944 - v zahodnih regijah, leta 1945 pa so bila ta dela razširjena na celotno osvobojeno ozemlje države.
Leta 1946 je skupna zmogljivost elektrarn v ZSSR dosegla predvojno raven.
Največja moč TE je bila leta 1950 400 MW; turbina z močjo 100 MW je konec 40. let postala standardna enota, ki so jo zagnali v termoelektrarnah.
Leta 1953 so bile v HE Cherepetskaya zagnane elektrarne z zmogljivostjo 150 MW in tlakom pare 17 MPa. Leta 1954 je začela obratovati prva jedrska elektrarna (NPP) na svetu z močjo 5 MW.
V okviru na novo zagnanih proizvodnih zmogljivosti se je povečala zmogljivost hidroelektrarne. V letih 1949-1950. sprejete so bile odločitve o gradnji močnih hidroelektrarn Volga in izgradnji prvih daljinskih daljnovodov (VL). V letih 1954-1955 se je začela gradnja največjih hidroelektrarn Bratsk in Krasnoyarsk.
Do leta 1955 so se v evropskem delu države močno razvili trije ločeni, medsebojno povezani elektroenergetski sistemi; Center, Ural in jug; skupna proizvodnja teh IES je bila približno polovica vse proizvedene električne energije v državi.
Prehod na naslednjo stopnjo razvoja energetike je bil povezan z zagonom Volžskih HE in nadzemnih vodov 400-500 kV. Leta 1956 je začel obratovati prvi nadzemni vod 400 kV Kuibyshev - Moskva. Visoke tehnične in ekonomske kazalnike tega daljnovoda smo dosegli z razvojem in izvajanjem številnih ukrepov za povečanje njegove stabilnosti in prepustnosti: razdelitev faze na tri žice, izgradnja stikalnih mest, pospeševanje delovanja stikal in relejnih zaščit, uporaba vzdolžne kapacitivna kompenzacija reaktivnosti linije in bočne kompenzacijske zmogljivosti linije s pomočjo shunt reaktorjev, uvedba avtomatskih vzbujevalnih regulatorjev (ARV), "močno delovanje" generatorjev začetne hidroelektrarne in močnih sinhronih kompenzatorjev sprejemnih postaj itd. .
Ko je bil daljnovod 400 kV Kuibyshev-Moskva začel obratovati, se je Kuibyshevskaya EES regije Srednje Volge pridružila vzporednemu delovanju z IES Centra; to je postavilo temelje za združitev EES različnih regij in oblikovanje EES evropskega dela ZSSR.
Z uvedbo v letih 1958-1959. odseki zračnega voda Kuibyshev-Ural, EPS Centra, Cis-Ural in Ural so bili združeni.
Leta 1959 je začel obratovati prvi krog 500 kV daljnovoda Volgograd-Moskva, Volgogradska EES pa je postala del Centra IES; leta 1960 se je osrednječrnozemska regija pridružila IES Centra EES.
Leta 1957 je bila končana gradnja Volške HE po V. I. Leninu s 115 MW enotami, leta 1960 - Volžska HE po V. I. XXII kongres CPSU. V letih 1950-1960. Dokončane so bile tudi hidroelektrarne Gorkovskaya, Kamskaya, Irkutsk, Novosibirskaya, Kremenchugskaya, Kakhovskaya in številne druge hidroelektrarne. Konec petdesetih let prejšnjega stoletja so bile zagnane prve serijske enote za parni tlak 13 MPa: z zmogljivostjo 150 MW v TE Pridneprovskaya in 200 MW v TE Zmievskaya.
V drugi polovici 50-ih let je bila končana združitev EES Zakavkazja; prišlo je do procesa združitve EES severozahoda, Srednje Volge in Severnega Kavkaza. Od leta 1960 se je začelo oblikovanje UES Sibirije in Srednje Azije.
Izvedena je bila obsežna gradnja električnih omrežij. Uvedba 330 kV napetosti se je začela v poznih petdesetih letih; omrežja te napetosti so bila obsežno razvita v južnih in severozahodnih conah evropskega dela ZSSR. Leta 1964 je bil dokončan prenos daljinskih daljnovodov 400 kV na napetost 500 kV in ustvarjeno je bilo enotno omrežje 500 kV, katerega odseki so postali glavne hrbtenične povezave UES evropskega dela ZSSR. ; Kasneje so se v IES vzhodnega dela države funkcije hrbtenične mreže začele prenašati na 500 kV omrežje, nadgrajeno na razvito 220 kV omrežje.
Od 60. let dalje značilna lastnost Razvoj elektroenergetike je bil dosledno povečevanje deleža energetskih enot v sestavi naročenih zmogljivosti TE. Leta 1963 so bile prve elektrarne z močjo 300 MW zagnane v TE Pridneprovskaya in Cherepetskaya. Leta 1968 so začeli obratovati 500 MW elektrarna na Nazarovskaya GRES in 800 MW elektrarna na Slavyanskaya GRES. Vse te enote so delovale pri nadkritičnem tlaku pare (24 MPa).
Prevladujoči zagon močnih enot, katerih parametri so glede na pogoje stabilnosti neugodni, je otežilo naloge zagotavljanja zanesljivega delovanja IES in UES. Za rešitev teh problemov je bilo potrebno razviti in implementirati ARV močnega delovanja generatorjev pogonskih enot; zahtevala je tudi uporabo avtomatskega zasilnega razkladanja močnih termoelektrarn, vključno s samodejnim nadzorom moči parnih turbin elektrarn v sili.
Nadaljevala se je intenzivna gradnja hidroelektrarne; Leta 1961 je bila v HE Bratsk zagnana 225 MW hidroelektrarna, leta 1967 pa prve 500 MW hidroelektrarne v Krasnojarski HE. V 60. letih je bila dokončana gradnja Bratsk, Botkinskaya in številnih drugih hidroelektrarn.
Gradnja se je začela v zahodnem delu države jedrske elektrarne... Leta 1964 je začel obratovati 100 MW agregat. NEK Beloyarsk in 200 MW elektrarna v jedrski elektrarni Novovoronež; v drugi polovici 60. let prejšnjega stoletja so bile v teh elektrarnah zagnane druge elektrarne: 200 MW v Beloyarskiya in 360 MW v Novovoronezhskaya.
V šestdesetih letih se je oblikovanje evropskega dela ZSSR nadaljevalo in končalo. Leta 1962 so bili priključeni zračni vodi 220-110 kV za vzporedno delovanje UPS Južnega in Severnega Kavkaza. Istega leta so bila zaključena dela na prvi stopnji eksperimentalno-industrijskega 800 kV enosmernega daljnovoda Volgograd-Donbas, ki je postavila temelje za medsebojno povezavo Center-Jug; gradnja tega nadzemnega voda je bila končana leta 1965.

Leto	Instalirana moč elektrarn, mio ​​kW	višje Napetost, kV *	Dolžina zračnih vodov *, tisoč km

* Brez nadzemnih vodov 800 kV DC. ** Vključno z zračnimi vodi 400 kV.
Leta 1966 je bil z zaprtjem medsistemskih povezav 330-110 kV severozahod-center IES Severozahod priključen na vzporedno obratovanje. Leta 1969 je bilo vzporedno delovanje IES Center in Jug organizirano vzdolž distribucijskega omrežja 330-220-110 kV in vse elektroenergetske povezave, ki so del UES, so začele delovati sinhrono. Leta 1970 se je na 220-110 kV povezavah Zakavkaz - Severni Kavkaz pridružilo vzporednemu delovanju UPS Zakavkazja.
Tako se je v začetku 70. let prejšnjega stoletja začel prehod na naslednjo stopnjo v razvoju elektroenergetike v naši državi - oblikovanje UES ZSSR. Leta 1970 je UPS evropskega dela države deloval vzporedno z UPS centra, Urala, Srednje Volge, severozahoda, juga, severnega Kavkaza in Zakavkazja, ki je vključeval 63 EPS. Trije teritorialni IES - Kazahstan, Sibirija in Srednja Azija so delovali ločeno; IES vzhoda je bil v fazi oblikovanja.
Leta 1972 je UES ZSSR postal del UES Kazahstana (dve EES te republike - Alma-Ata in Južnokazahstan - sta delovali ločeno od drugih EES Kazahstanske SSR in sta bili del UES Srednje Azije). Leta 1978 se je z zaključkom gradnje 500 kV tranzitne daljnovode Sibirija-Kazahstan-Ural pridružil vzporednemu delovanju UPS Sibirije.
Istega leta 1978 je bila končana gradnja meddržavnega daljnovoda 750 kV Zahodna Ukrajina (ZSSR) - Albertirsha (Madžarska), leta 1979 pa se je začelo vzporedno delovanje UPS ZSSR in UPS držav članic CMEA. Ob upoštevanju UES Sibirije, ki je povezan z EES Ljudske republike Mongolije, je nastala združitev EES socialističnih držav, ki pokriva veliko ozemlje od Ulan Batorja do Berlina.
Električna energija se iz omrežij UES ZSSR izvaža na Finsko, Norveško, Turčijo; prek postaje za enosmerni pretvornik blizu Vyborga je UES ZSSR priključen na elektroenergetsko povezavo skandinavskih držav NORDEL.
Za dinamiko strukture proizvodnih zmogljivosti v 70. in 80. letih je značilno naraščanje zagona zmogljivosti jedrskih elektrarn v zahodnem delu države; nadaljnji zagon zmogljivosti visoko učinkovitih hidroelektrarn, predvsem v vzhodnem delu države; začetek dela na ustvarjanju gorivnega in energetskega kompleksa Ekibastuz; splošno povečanje koncentracije proizvodnih zmogljivosti in povečanje enotne zmogljivosti enot.

V letih 1971-1972. v jedrski elektrarni Novovoronež sta bila zagnana dva tlačna vodna reaktorja z močjo po 440 MW (VVER-440); leta 1974 je bil v NEK Leningrad zagnan prvi (glavni) vodno-grafitni reaktor z močjo 1000 MW (RBMK-1000); leta 1980 je bil v jedrski elektrarni Beloyarsk začel obratovati reaktor z močjo 600 MW (BN-600); leta 1980 je bil reaktor VVER-1000 zagnan v NPP Novovoronež; Leta 1983 je bil v NEK Ignalina zagnan prvi reaktor z močjo 1500 MW (RBMK-1500).
Leta 1971 je bil na Slavjanski GRES zagnan 800 MW agregat z enogrsko turbino; leta 1972 je Mosenergo zagnal dve kogeneracijski enoti moči 250 MW; Leta 1980 je bila v HE Kostromskaya v obratovanju 1200 MW agregat za superkritične parametre pare.
Leta 1972 je bila zagnana prva črpalna elektrarna (PSPP) v ZSSR, Kievskaya; Leta 1978 je bila v obratovanju HE Sayano-Shushenskaya prva hidroelektrarna z močjo 640 MW. Od leta 1970 do 1986 so s polno zmogljivostjo začele obratovati Krasnojarsk, Saratov, Čeboksarska, Ingurskaya, Toktogulskaya, Nurekskaya, Ust-Ilimskaya, Sayano-Shushenskaya, Zeiskaya in številne druge hidroelektrarne.
Leta 1987 so dosegle zmogljivosti največjih elektrarn: NEK - 4000 MW, TE - 4000 MW, HE - 6400 MW. Delež jedrskih elektrarn v skupni zmogljivosti elektrarn UES ZSSR je presegel 12%; delež kondenzacijskih in kogeneracijskih blokov 250-1200 MW se je približal 60 % skupne zmogljivosti TE.
Za tehnološki napredek pri razvoju hrbteničnih omrežij je značilen postopen prehod na višje napetostne nivoje. Obvladovanje napetosti 750 kV se je začelo z zagonom leta 1967 pilotnega industrijskega nadzemnega voda 750 kV Konakovskaya GRES-Moskva. V letih 1971-1975. zgrajena je bila 750 kV širinska avtocesta Donbas-Dnepr-Vinnitsa-Zahodna Ukrajina; Ta magistralni vod je nato nadaljeval 750 kV nadzemni vod ZSSR-VNR, ki je bil zagnan leta 1978. Leta 1975 je bila zgrajena 750 kV medsistemska povezava Leningrad-Konakovo, ki je omogočila prenos presežne zmogljivosti Severozahodne IES na IES Centra. Nadaljnji razvoj 750 kV omrežja je bil povezan predvsem s pogoji za oskrbo velikih jedrskih elektrarn in potrebo po krepitvi meddržavnih odnosov z IES držav članic CMEA. Za ustvarjanje močnih povezav z vzhodnim delom UES se gradi glavni nadzemni vod 1150 kV Kazahstan-Ural; V teku so dela na izgradnji daljnovoda 1500 kV DC Ekibastuz – Center.
Rast inštalirane zmogljivosti elektrarn in dolžine električnih omrežij 220-1150 kV UES ZSSR za obdobje 1960-1987 označujejo podatki, navedeni v tabeli.
Enotni energetski sistem države - razvoj programske opreme državni načrt kompleks medsebojno povezanih energetskih objektov, ki jih združuje skupni tehnološki režim in centraliziran operativno upravljanje... Kombinacija EPS omogoča povečanje stopnje rasti energetskih kapacitet in znižanje stroškov energetske gradnje zaradi širitve elektrarn in povečanja enotne zmogljivosti blokov. Koncentracija energetskih zmogljivosti s prevladujočim zagonom najmočnejših ekonomičnih enot, ki jih proizvaja domača industrija, zagotavlja povečanje produktivnosti dela in izboljšanje tehničnih in ekonomskih kazalnikov proizvodnje energije.
Kombinacija EES ustvarja možnosti za racionalno regulacijo strukture porabljenega goriva ob upoštevanju spreminjajočega se stanja goriva; je nujen pogoj reševanje kompleksnih problemov hidroenergije z optimalno uporabo vodnih virov glavnih rek države za nacionalno gospodarstvo kot celoto. Sistematično zmanjšanje specifične porabe enakovrednega goriva na kilovatno uro, sproščeno iz pnevmatik TE, je zagotovljeno z izboljšanjem strukture proizvodnih zmogljivosti in ekonomsko regulacijo splošnega energetskega režima UES ZSSR.
Medsebojna pomoč pri vzporednem delovanju EPS ustvarja možnost občutnega povečanja zanesljivosti oskrbe z električno energijo. Povečanje skupne inštalirane moči elektrarn UES zaradi zmanjšanja letne maksimalne obremenitve zaradi razlike v času nastopa vrhov EPS in zmanjšanja zahtevane rezervne zmogljivosti presega 15 milijonov kW.
Celoten gospodarski učinek nastanka UES ZSSR na ravni njenega razvoja, dosežene sredi 80. let prejšnjega stoletja (v primerjavi z izoliranim delovanjem UES), je ocenjen z zmanjšanjem kapitalskih naložb v elektroenergetsko industrijo za 2,5 milijarde rubljev. in zmanjšanje letnih operativnih stroškov za približno 1 milijardo rubljev.

Opredelitev TPP, vrste in značilnosti TPP. Klasifikacija TPP

Opredelitev TPP, vrste in značilnosti TPP. TPP klasifikacija, TPP naprava

Opredelitev

Hladilni stolp

Specifikacije

Razvrstitev

Ogrevanje in elektrarna

Mini SPTE naprava

Imenovanje mini SPTE

Izkoriščanje toplote mini SPTE

Gorivo za mini SPTE

Mini SPTE in ekologija

Plinskoturbinski motor

Obrat s kombiniranim ciklom

Načelo delovanja

Prednosti

Širjenje

Kondenzacijske elektrarne

Zgodba

Načelo delovanja

Osnovni sistemi

Vpliv na okolje

Stanje tehnike

Verkhnetagilskaya GRES

Kaširska GRES

Državna okrožna elektrarna Pskov

Stavropolskaya GRES

Smolenskaja GRES

Termoelektrarna je(ali termoelektrarna) - elektrarna, ki proizvaja električno energijo s pretvarjanjem kemične energije goriva v mehansko energijo vrtenja gredi električnega generatorja.

Glavne enote termoelektrarne so:

Motorji - pogonske enote termoelektrarne

Generatorji električne energije

Toplotni izmenjevalniki termoelektrarne

Hladilni stolpi.

Hladilni stolp

Gradient (nemško gradieren - zgostiti slanico; prvotno so za pridobivanje soli z izhlapevanjem uporabljali hladilne stolpe) - naprava za hlajenje velike količine vode z usmerjenim tokom atmosferskega zraka. Hladilni stolpi se včasih imenujejo tudi hladilni stolpi.

Trenutno se hladilni stolpi uporabljajo predvsem v sistemih za oskrbo z reciklažno vodo za hlajenje toplotnih izmenjevalnikov (praviloma v termoelektrarnah, termoelektrarnah). V gradbeništvu se hladilni stolpi uporabljajo za klimatizacijo, na primer za hlajenje kondenzatorjev v hladilnih napravah, hlajenje zasilnih generatorjev električne energije. V industriji se hladilni stolpi uporabljajo za hlajenje hladilnih strojev, strojev za oblikovanje plastike in kemičnega čiščenja snovi.

Postopek hlajenja nastane zaradi izhlapevanja dela vode, ko ta odteče v tankem filmu ali pade skozi posebno brizgalno, po kateri se dovaja zračni tok v nasprotni smeri od gibanja vode. Ko izhlapi 1% vode, se temperatura preostale vode zniža za 5,48 °C.

Hladilni stolpi se praviloma uporabljajo tam, kjer za hlajenje ni mogoče uporabiti velikih rezervoarjev (jezer, morja). Poleg tega je ta način hlajenja okolju prijaznejši.

Preprosta in poceni alternativa hladilnim stolpom so pršilni bazeni, kjer se voda ohlaja s preprostim razpršilom.

Specifikacije

Glavni parameter hladilnega stolpa je vrednost gostote namakanja - specifična vrednost porabe vode na 1 m² namakane površine.

Glavni projektni parametri hladilnih stolpov so določeni s tehnično-ekonomskim izračunom glede na prostornino in temperaturo ohlajene vode ter parametre ozračja (temperatura, vlaga itd.) na mestu namestitve.

Uporaba hladilnih stolpov pozimi, zlasti v ostrem podnebju, je lahko nevarna zaradi možnosti zmrzovanja hladilnega stolpa. Najpogosteje se to zgodi na mestu, kjer mrzli zrak pride v stik z majhno količino tople vode. Da bi preprečili zmrzovanje hladilnega stolpa in s tem njegovo okvaro, je treba zagotoviti enakomerno porazdelitev ohlajene vode po površini brizgalke in spremljati enako gostoto namakanja v posameznih odsekih hladilnega stolpa. Ventilatorji puhalcev so tudi zaradi nepravilne uporabe hladilnega stolpa pogosto nagnjeni k zaledenitvi.

Razvrstitev

Odvisno od vrste brizgalke so hladilni stolpi:

film;

kapljanje;

brizganje;

Po načinu dovoda zraka:

ventilator (prepih ustvari ventilator);

stolp (potisk se ustvari z visokim izpušnim stolpom);

odprto (atmosfersko), z uporabo sile vetra in naravne konvekcije, ko se zrak premika skozi brizgalno.

Ventilatorski hladilni stolpi so s tehničnega vidika najučinkovitejši, saj zagotavljajo globlje in boljše hlajenje vode, prenesejo visoke specifične toplotne obremenitve (za pogon ventilatorjev pa zahtevajo porabo električne energije).

Vrste

Kotlovske in turbinske elektrarne

Kondenzacijske elektrarne (GRES)

Kombinirane toplotne in elektrarne (kombinirane toplotne in elektrarne, SPTE)

Plinskoturbinske elektrarne

Elektrarne na osnovi plinskih elektrarn s kombiniranim ciklom

Batne elektrarne

Kompresijski vžig (dizel)

Vžig s svečko

Kombinirani cikel

Ogrevanje in elektrarna

Kombinirana toplotna in elektrarna (SPTE) je vrsta termoelektrarne, ki ne proizvaja le električne energije, ampak je tudi vir toplotne energije v centralizirani sistemi oskrba s toploto (v obliki pare in tople vode, tudi za oskrbo s toplo vodo in ogrevanje stanovanjskih in industrijskih objektov). SPTE naprava mora praviloma obratovati po ogrevalnem načrtu, torej je proizvodnja električne energije odvisna od proizvodnje toplotne energije.

Pri postavitvi SPTE se upošteva bližina porabnikov toplote v obliki tople vode in pare.

Mini SPTE

Mini SPTE je majhna kombinirana toplotna in elektrarna.

Mini SPTE naprava

Mini SPTE so toplotne elektrarne, ki služijo za kombinirano proizvodnjo električne in toplotne energije v enotah z enotno močjo do 25 MW, ne glede na vrsto opreme. Trenutno so v tuji in domači toplotni elektrotehniki široko uporabo našle naslednje inštalacije: protitlak parne turbine, kondenzacijske parne turbine z odvzemom pare, plinske turbine z vodno ali parno rekuperacijo toplotne energije, plinsko batne, plinsko-dizelske in dizelske enote z rekuperacijo toplotne energije različni sistemi te enote. Izraz kogeneracijske naprave se uporablja kot sinonim za izraza mini SPTE in SPTE, vendar je širšega pomena, saj gre za skupno proizvodnjo (so-skupna, proizvodnja-proizvodnja) različnih izdelkov, ki so lahko tako električni. in toplotne energije, pa tudi drugih produktov, na primer toplotne energije in ogljikovega dioksida, električne energije in mraza itd. Pravzaprav je poseben primer tudi izraz trigeneracija, ki pomeni proizvodnjo električne energije, toplote in mraza. soproizvodnje. Posebnost mini SPTE je bolj ekonomična poraba goriva za proizvedene vrste energije v primerjavi s splošno sprejetimi ločenimi metodami njihove proizvodnje. To je posledica dejstva, da se električna energija v nacionalnem merilu proizvaja predvsem v kondenzacijskih ciklih termoelektrarn in jedrskih elektrarn z električnim izkoristkom 30-35 % brez porabnika toplote. Dejansko je takšno stanje določeno s prevladujočim razmerjem med električnimi in toplotnimi obremenitvami v naseljih, z njihovo različno naravo spreminjanja med letom, pa tudi z nezmožnostjo prenosa toplotne energije na velike razdalje, v nasprotju z električno energijo.

Mini-CHP modul vključuje plinski bat, plinskoturbinski ali dizelski motor, generator električne energije, toplotni izmenjevalec za pridobivanje toplote iz vode pri hlajenju motorja, olja in izpušnih plinov. Kotel za toplo vodo se običajno doda mini SPTE za kompenzacijo toplotne obremenitve v konicah.

Imenovanje mini SPTE

Glavni namen mini SPTE je proizvodnja električne energije in toplote iz različni tipi gorivo.

Koncept izgradnje mini SPTE v neposredni bližini potrošnika ima številne prednosti (v primerjavi z velikimi SPTE elektrarnami):

vam omogoča, da se izognete stroškom gradnje dragih in nevarnih visokonapetostnih daljnovodov (daljnovodov);

izgube pri prenosu energije so izključene;

ni potrebe finančni stroški izvesti tehnični pogoji za povezovanje z omrežji

centralizirano napajanje;

neprekinjena dobava električne energije potrošniku;

kakovostna oskrba z električno energijo, skladnost z nastavljenimi vrednostmi napetosti in frekvence;

morda dobiček.

V sodobnem svetu gradnja mini SPTE pridobiva na zagonu, prednosti so očitne.

Izkoriščanje toplote mini SPTE

Toplotna energija predstavlja pomemben del energije zgorevanja goriva med proizvodnjo električne energije.

Obstajajo možnosti za uporabo toplote:

neposredna raba toplotne energije s strani končnih uporabnikov (soproizvodnja);

oskrba s toplo vodo (STV), ogrevanje, tehnološke potrebe (para);

delna transformacija toplotne energije v hladno energijo (trigeneracija);

mraz ustvarja absorpcijski hladilni stroj, ki ne porablja električne, temveč toplotne energije, kar omogoča dokaj učinkovito izrabo toplote poleti za klimatizacijo prostorov ali za tehnološke potrebe;

Gorivo za mini SPTE

Vrste uporabljenih goriv

plin: glavni zemeljski plin, utekočinjen zemeljski plin in drugi gorljivi plini;

tekoče gorivo: olje, kurilno olje, dizelsko gorivo, biodizel in druge vnetljive tekočine;

trdo gorivo: premog, les, šota in druge vrste biogoriv.

Najučinkovitejše in najcenejše gorivo v Rusiji je zemeljski plin iz električnega omrežja, pa tudi povezani plin.

Mini SPTE in ekologija

Uporaba odpadne toplote iz motorjev elektrarn v praktične namene je značilnost mini SPTE in se imenuje soproizvodnja (daljinsko ogrevanje).

Kombinirana proizvodnja dveh vrst energije v mini SPTE prispeva k veliko bolj okolju prijazni rabi goriva v primerjavi z ločeno proizvodnjo električne energije in toplote v kotlovnicah.

Zamenjava kotlovnic, ki neracionalno porabljajo gorivo in onesnažujejo ozračje mest in mest, mini SPTE prispeva ne le k znatnim prihrankom goriva, temveč tudi k povečanju čistoče zračnega bazena in izboljšanju splošnega ekološkega stanja.

Vir energije za plinsko batne in plinskoturbinske mini SPTE naprave je praviloma zemeljski plin. Naravna ali sorodna plinska fosilna goriva, ki ne onesnažujejo ozračja s trdnimi emisijami

Plinskoturbinski motor

Plinskoturbinski motor (GTE, TRD) je toplotni motor, pri katerem se plin stisne in segreje, nato pa se energija stisnjenega in segretega plina pretvori v mehansko delo na gredi plinske turbine. Za razliko od batnega motorja se pri plinskoturbinskem motorju procesi pojavljajo v toku gibljivega plina.

Stisnjen atmosferski zrak iz kompresorja vstopi v zgorevalno komoro, kamor se dovaja gorivo, ki pri gorenju tvori veliko količino produktov zgorevanja pod visokim tlakom. Nato se v plinski turbini energija plinastih produktov zgorevanja pretvori v mehansko delo zaradi vrtenja lopatic s plinskim curkom, katerega del se porabi za stiskanje zraka v kompresorju. Preostanek dela se prenese na gnano enoto. Delo, ki ga porabi ta enota, je koristno delo GTE. Plinskoturbinski motorji imajo največjo gostoto moči med motorji z notranjim zgorevanjem, do 6 kW/kg.

Najpreprostejši plinskoturbinski motor ima samo eno turbino, ki poganja kompresor in je hkrati vir uporabne moči. To omejuje načine delovanja motorja.

Včasih je motor z več gredi. V tem primeru je v seriji več turbin, od katerih vsaka poganja svojo gred. Visokotlačna turbina (prva za zgorevalno komoro) vedno poganja kompresor motorja, naslednje pa lahko poganjajo tako zunanjo obremenitev (helikopterski ali ladijski propelerji, močni električni generatorji ipd.) kot dodatne kompresorje samega motorja , ki se nahaja pred glavnim.

Prednost motorja z več gredi je, da vsaka turbina deluje z optimalno hitrostjo in obremenitvijo. Z obremenitvijo, ki jo poganja gred enogrednega motorja, bi bila odzivnost motorja na plin, to je zmožnost hitrega vrtenja, zelo slaba, saj mora turbina napajati oba, da zagotovi motorju velika količina zraka (moč je omejena s količino zraka) in za pospeševanje obremenitve. Z zasnovo z dvema gredi hitro začne delovati lahek visokotlačni rotor, ki oskrbuje motor z zrakom in turbino nizek pritisk veliko plinov za pospeševanje. Možna je tudi uporaba manj močnega zaganjalnika za pospeševanje pri zagonu samo visokotlačnega rotorja.

Obrat s kombiniranim ciklom

Plinarna s kombiniranim ciklom je elektrarna, ki služi za proizvodnjo toplote in električne energije. Od parnih in plinskoturbinskih enot se razlikuje po povečani učinkovitosti.

Načelo delovanja

Obrat s kombiniranim ciklom je sestavljen iz dveh ločenih enot: parne energije in plinske turbine. V plinskoturbinski napravi se turbina vrti zaradi plinastih produktov zgorevanja goriva. Kot gorivo lahko služijo tako zemeljski plin kot proizvodi naftna industrija(kurilno olje, dizelsko gorivo). Prvi generator se nahaja na isti gredi s turbino, ki zaradi vrtenja rotorja ustvarja električni tok. Ko gredo skozi plinsko turbino, ji produkti zgorevanja dajejo le del svoje energije in na izhodu iz plinske turbine imajo še vedno visoko temperaturo. Produkti zgorevanja iz izhoda plinske turbine vstopijo v parno elektrarno, v kotel na odpadno toploto, kjer se segrevata voda in nastala vodna para. Temperatura produktov zgorevanja zadostuje, da paro spravimo v stanje, potrebno za uporabo v parni turbini (temperatura dimnih plinov približno 500 stopinj Celzija omogoča pridobivanje pregrete pare pri tlaku približno 100 atmosfer). Parna turbina poganja drugi generator.

Prednosti

Kombinirane elektrarne imajo električni izkoristek reda 51-58%, medtem ko za parne ali plinskoturbinske elektrarne, ki delujejo ločeno, niha v območju 35-38%. To ne le zmanjša porabo goriva, ampak tudi zmanjša izpuste toplogrednih plinov.

Ker obrat s kombiniranim ciklom učinkoviteje odvaja toploto iz produktov zgorevanja, je možno gorivo zgorevati pri več visoke temperature, zato je raven izpustov dušikovih oksidov v ozračje nižja kot pri drugih vrstah naprav.

Relativno nizki proizvodni stroški.

Širjenje

Kljub temu, da je prednosti parno-plinskega cikla prvi dokazal že v petdesetih letih prejšnjega stoletja sovjetski akademik Kristianovič, ta tip elektrarn v Rusiji ni bil široko uporabljen. V ZSSR je bilo zgrajenih več eksperimentalnih CCGT. Primer so elektrarne z zmogljivostjo 170 MW v TE Nevinnomysskaya in zmogljivostjo 250 MW v TE Moldavskaya. V Zadnja leta v Rusiji so bile zagnane številne močne pogonske enote s kombiniranim ciklom. Med njimi:

2 elektrarni z močjo 450 MW vsaka v severozahodni TE v Sankt Peterburgu;

1 elektrarna z zmogljivostjo 450 MW v Kaliningradski SPTE-2;

1 enota CCGT z zmogljivostjo 220 MW v Tjumenski CHPP-1;

2 enoti CCGT z zmogljivostjo 450 MW v SPTE-27 in 1 enoti CCGT v SPTE-21 v Moskvi;

1 enota CCGT z zmogljivostjo 325 MW v HE Ivanovskaya;

2 agregata z močjo 39 MW vsaka v TE Sochinskaya

Od septembra 2008 je več enot CCGT v različnih fazah načrtovanja ali gradnje v Rusiji.

V Evropi in ZDA podobne naprave obratujejo v večini termoelektrarn.

Kondenzacijske elektrarne

Kondenzacijska elektrarna (KES) je termoelektrarna, ki proizvaja samo električno energijo. Zgodovinsko je dobil ime "GRES" - državna regionalna elektrarna. Sčasoma je izraz "GRES" izgubil svoj prvotni pomen ("okrožje") in v sodobnega razumevanja pomeni praviloma kondenzacijsko elektrarno (CPP) velike moči (tisoče MW), ki deluje v medsebojno povezanem elektroenergetskem sistemu skupaj z drugimi velikimi elektrarnami. Vendar je treba upoštevati, da niso vse postaje z okrajšavo "GRES" v svojem imenu kondenzacijske, nekatere od njih delujejo kot kombinirane toplotne in elektrarne.

Zgodba

Prvi GRES "Elektroperečaja", današnji "GRES-3", je bil zgrajen blizu Moskve v mestu Elektrogorsk v letih 1912-1914. na pobudo inženirja R.E.Klassona. Glavno gorivo je šota, z zmogljivostjo 15 MW. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je načrt GOELRO predvideval gradnjo več termoelektrarn, med katerimi je najbolj znana Kaširska GRES.

Načelo delovanja

Voda, segreta v parnem kotlu do stanja pregrete pare (520-565 stopinj Celzija), vrti parno turbino, ki poganja turbinski generator.

Odvečna toplota se v ozračje (bližnja vodna telesa) odvaja s kondenzacijskimi enotami, za razliko od toplotnih elektrarn, ki oddajajo odvečno toploto za potrebe bližnjih objektov (na primer ogrevalnih hiš).

Kondenzacijska elektrarna na splošno deluje po Rankineovem ciklu.

Osnovni sistemi

IES je kompleksen energetski kompleks, sestavljen iz zgradb, objektov, energetske in druge opreme, cevovodov, armatur, instrumentov in avtomatizacije. Glavni sistemi IES so:

kotlovnica;

parna turbina;

ekonomičnost porabe goriva;

sistem za odstranjevanje pepela in žlindre, čiščenje dimnih plinov;

električni del;

tehnična oskrba z vodo (za odstranjevanje odvečne toplote);

sistem kemične obdelave in čiščenja vode.

Med projektiranjem in gradnjo IES se njegovi sistemi nahajajo v zgradbah in objektih kompleksa, predvsem v glavni stavbi. V času delovanja IES je osebje, ki upravlja sisteme, praviloma združeno v delavnice (kotlovsko-turbinske, elektro, oskrba z gorivom, kemična obdelava vode, termična avtomatika itd.).

Kotlovnica se nahaja v kotlovnici glavne stavbe. V južnih regijah Rusije je lahko kotlovnica odprta, torej morda nima sten in strehe. Inštalacijo sestavljajo parni kotli (parogeneratorji) in parovodi. Para iz kotlov se po cevovodih za paro pod napetostjo prenaša v turbine. Parni vodi različnih kotlov praviloma niso zamreženi. Takšna shema se imenuje "blok".

Parna turbinska enota se nahaja v strojnici in v deaeratorju (bunker-deaerator) glavnega objekta. Vključuje:

parne turbine z električni generator na eni gredi;

kondenzator, v katerem se para, ki je prešla skozi turbino, kondenzira v vodo (kondenzat);

kondenzatne in napajalne črpalke, ki zagotavljajo vračanje kondenzata (napajalne vode) v parne kotle;

rekuperacijski nizkotlačni in visokotlačni grelniki (HDPE in HPH) - toplotni izmenjevalniki, v katerih se napajalna voda segreva z ekstrakcijo pare iz turbine;

deaerator (ki služi tudi kot HDPE), v katerem se voda očisti iz plinastih nečistoč;

cevovodi in pomožni sistemi.

Varčnost porabe goriva ima različno sestavo, odvisno od glavnega goriva, za katerega je IES zasnovan. Za IES na premog ekonomičnost porabe goriva vključuje:

naprava za odtaljevanje (tako imenovani "teplyak" ali "skedenj") za odmrzovanje premoga v odprtih kabinskih vagonih;

naprava za razkladanje (običajno avtomobilski demper);

skladišče premoga, ki ga oskrbuje grabni žerjav ali poseben transportni stroj;

drobilna naprava za predhodno drobljenje premoga;

transporterji za premikanje premoga;

aspiracijski sistemi, blokirni in drugi pomožni sistemi;

sistem za mletje, vključno z mlini s kroglami, valji ali kladivi.

Sistem za pripravo prahu, kot tudi bunker za premog, se nahajata v oddelku bunkerja in deaeratorja glavne stavbe, ostale naprave za dovod goriva se nahajajo zunaj glavne stavbe. Občasno se vzpostavi centralna tovarna prahu. Skladišče premoga je izračunano za 7-30 dni neprekinjeno delo IES. Nekatere naprave za dovod goriva so rezervirane.

Ekonomičnost porabe goriva IES z zemeljskim plinom je najpreprostejša: vključuje distribucijsko točko plina in plinovode. Vendar se pri takšnih elektrarnah kurilno olje uporablja kot rezerva ali sezonski vir, zato se vzpostavlja tudi gospodarstvo kurilnega olja. Naprave na kurilno olje se gradijo tudi v elektrarnah na premog, kjer se kurilno olje uporablja za prižiganje kotlov. Ekonomičnost kurilnega olja vključuje:

sprejemna in drenažna naprava;

skladiščenje kurilnega olja z jeklenimi ali armiranobetonskimi rezervoarji;

kurilno olje črpalna postaja z grelci in filtri za kurilno olje;

cevovodi z zapornimi in regulacijskimi ventili;

gasilski in drugi pomožni sistemi.

Sistem odstranjevanja pepela in žlindre je urejen le v elektrarnah na premog. Tako pepel kot žlindra sta negorljivi ostanki premoga, vendar žlindra nastaja neposredno v kotlovski peči in se odvaja skozi zračnik (luknja v rudniku žlindre), pepel pa se odvaja z dimnimi plini in se zajame že na izhodu kotla. . Delci pepela so veliko manjši (približno 0,1 mm) kot kosi žlindre (do 60 mm). Sistemi za odstranjevanje pepela in žlindre so lahko hidravlični, pnevmatski ali mehanski. Najpogostejši sistem povratnega hidravličnega odstranjevanja pepela in žlindre je sestavljen iz splakovalnih naprav, kanalov, poglabljalnih črpalk, cevovodov za gnojevko, odlagališč pepela, črpanja in cevovodov za prečiščeno vodo.

Emisija dimnih plinov v ozračje je najnevarnejši vpliv termoelektrarne na okolje. Za zbiranje pepela iz dimnih plinov so po ventilatorjih vgrajeni filtri različnih vrst (cikloni, čistilniki, elektrofiltri, vrečasti filtri), ki zadržijo 90-99 % trdnih delcev. Niso pa primerni za čiščenje dima iz škodljivih plinov. V tujini in v Zadnje čase v domačih elektrarnah (tudi plinsko kurilno olje) vgrajujejo sisteme za razžveplanje plinov z apnom ali apnencem (t.i. deSOx) in katalitsko redukcijo dušikovih oksidov z amoniakom (deNOx). Očiščeni dimni plin se z odvodom dima odvaja v dimnik, katerega višina je določena iz pogojev razpršenosti preostalih škodljivih nečistoč v ozračju.

Električni del IES je namenjen proizvodnji električne energije in njeni distribuciji do odjemalcev. V generatorjih KES se generira trifazni električni tok z napetostjo običajno 6-24 kV. Ker se s povečanjem napetosti izgube energije v omrežjih znatno zmanjšajo, so takoj za generatorji nameščeni transformatorji, ki povečajo napetost na 35, 110, 220, 500 in več kV. Transformatorji so nameščeni na prostem. Del električne energije se porabi za lastne potrebe elektrarne. Priključitev in odklop daljnovodov, ki odhajajo do transformatorskih postaj in porabnikov, se izvaja na odprtih ali zaprtih stikalnih napravah (zunanje stikalne naprave, notranje stikalne naprave), opremljenih s stikali, ki lahko povežejo in prekinejo visokonapetostni električni tokokrog brez tvorjenja električnega loka.

Sistem za oskrbo s servisno vodo dovaja veliko količino hladne vode za hlajenje turbinskih kondenzatorjev. Sisteme delimo na direktne, povratne in mešane. V sistemih z neposrednim tokom vodo črpajo črpalke iz naravnega vira (običajno iz reke) in se po prehodu skozi kondenzator odvaja nazaj. Hkrati se voda segreje za približno 8-12 ° C, kar v nekaterih primerih spremeni biološko stanje vodnih teles. V obtočnih sistemih voda kroži pod vplivom obtočnih črpalk in se hladi z zrakom. Hlajenje se lahko izvaja na površini hladilnih rezervoarjev ali v umetnih konstrukcijah: razpršilnih bazenih ali hladilnih stolpih.

V suhih prostorih se namesto tehničnega vodovoda uporabljajo zračni kondenzacijski sistemi (suhi hladilni stolpi), ki so zračni radiator z naravnim ali umetnim vlekom. Ta odločitev je običajno prisiljena, saj so dražji in manj učinkoviti glede hlajenja.

Sistem kemične obdelave vode zagotavlja kemično obdelavo in globoko demineralizacijo vode, ki se dovaja v parne kotle in parne turbine, da se izognemo usedlinam na notranjih površinah opreme. Običajno se filtri, posode in čistilne naprave z reagenti nahajajo v pomožni zgradbi IES. Poleg tega se v termoelektrarnah ustvarjajo večstopenjski sistemi za čiščenje odpadne vode, onesnažene z naftnimi derivati, olji, pralnimi in pralnimi vodami, meteornimi in talilnimi odtoki.

Vpliv na okolje

Vpliv na ozračje. Pri zgorevanju goriva se porabi velika količina kisika in oddaja se znatna količina produktov zgorevanja, kot so leteči pepel, plinasti žveplovi in ​​dušikovi oksidi, od katerih so nekateri zelo reaktivni.

Vpliv na hidrosfero. Najprej izpust vode iz turbinskih kondenzatorjev, pa tudi industrijskih odplak.

Vpliv na litosfero. Odlaganje velikih mas pepela zahteva veliko prostora. To onesnaževanje zmanjšamo z uporabo pepela in žlindre kot gradbeni materiali.

Stanje tehnike

Trenutno v Rusiji obstajajo tipični GRES z zmogljivostjo 1000-1200, 2400, 3600 MW in več edinstvenih, uporabljajo se enote 150, 200, 300, 500, 800 in 1200 MW. Med njimi so naslednji GRES (del WGC):

Verkhnetagilskaya GRES - 1500 MW;

Iriklinskaja GRES - 2.430 MW;

Kaširska GRES - 1.910 MW;

Nizhnevartovskaya GRES - 1600 MW;

Permska GRES - 2.400 MW;

Urengojska GRES - 24 MW.

Pskovskaya GRES - 645 MW;

Serovskaya GRES - 600 MW;

Stavropolskaya GRES - 2.400 MW;

Surgutskaya GRES-1 - 3280 MW;

Troitskaya GRES - 2060 MW.

Gusinoozyorskaya GRES - 1100 MW;

Kostromskaya GRES - 3600 MW;

HE Pechora - 1060 MW;

Kharanorskaya GRES - 430 MW;

Cherepetskaya GRES - 1285 MW;

Juzhnouralskaya GRES - 882 MW.

Berezovska GRES - 1500 MW;

Smolenskaja GRES - 630 MW;

Surgutskaya GRES-2 - 4800 MW;

Shaturskaya GRES - 1100 MW;

Yaivinskaya GRES - 600 MW.

Konakovska GRES - 2.400 MW;

Nevinnomysskaya GRES - 1270 MW;

Reftinskaya GRES - 3800 MW;

Sredneuralskaya GRES - 1180 MW.

Kirishskaya GRES - 2.100 MW;

Krasnojarska GRES-2 - 1250 MW;

Novocherkasskaya GRES - 2.400 MW;

Ryazanskaya GRES (enote št. 1-6 - 2650 MW in blok št. 7 (ki je bil del Ryazanske GRES, nekdanji GRES-24 - 310 MW) - 2960 MW;

Cherepovets GRES - 630 MW.

Verkhnetagilskaya GRES

Verkhnetagilskaya GRES je termoelektrarna v Verkhniy Tagilu (regija Sverdlovsk), ki deluje kot del OGK-1. Deluje od 29. maja 1956.

Postaja vključuje 11 napajalnih enot z električno zmogljivostjo 1497 MW in toplotno - 500 Gcal / h. Gorivo postaje: zemeljski plin (77 %), premog (23 %). Število zaposlenih je 1119 ljudi.

Gradnja postaje z projektno močjo 1600 MW se je začela leta 1951. Namen gradnje je bil zagotoviti toploto in električno energijo Novouralskemu elektrokemijskemu obratu. Leta 1964 je elektrarna dosegla projektno zmogljivost.

Da bi izboljšali oskrbo s toploto v mestih Verkhniy Tagil in Novouralsk, je bila postaja posodobljena:

Štiri kondenzacijske turbinske enote K-100-90 (VK-100-5) LMZ so bile zamenjane z ogrevalnimi turbinami T-88 / 100-90 / 2.5.

Na omrežnih grelnikih TG-2,3,4 tipa PSG-2300-8-11 so nameščeni za ogrevanje omrežne vode v toplotnem krogu Novouralska.

TG-1.4 je opremljen z omrežnimi grelniki za oskrbo s toploto v Verkhniy Tagil in industrijski lokaciji.

Vsa dela so bila izvedena po projektu KhF TsKB.

V noči s 3. na 4. januar 2008 se je na Surgutski GRES-2 zgodila nesreča: delno zrušitev strehe nad šesto elektrarno z močjo 800 MW je povzročila zaustavitev dveh elektrarn. Situacijo je zapletlo dejstvo, da so popravljali še en agregat (št. 5): Posledično so bili ugasnjeni bloki št. 4, 5, 6. Ta nesreča je bila lokalizirana do 8. januarja. V celotnem tem času je GRES deloval še posebej intenzivno.

V obdobju do 2010 oziroma 2013 je predvidena izgradnja dveh novih blokov (gorivo – zemeljski plin).

Na GRES-u je problem emisij v okolje. OGK-1 je podpisal pogodbo z Uralskim energetskim inženirskim centrom za 3,068 milijona rubljev, ki predvideva razvoj projekta za rekonstrukcijo kotla na Verkhnetagilskaya GRES, kar bo privedlo do zmanjšanja emisij, da bi izpolnili Standardi MPE.

Kaširska GRES

Kashirskaya GRES poimenovana po G. M. Krzhizhanovsky v mestu Kašira v Moskovski regiji, na bregovih Oke.

Zgodovinska postaja, zgrajena pod osebnim nadzorom V.I.Lenina po načrtu GOELRO. Ob zagonu je bila elektrarna z močjo 12 MW druga največja elektrarna v Evropi.

Postaja je bila zgrajena po načrtu GOELRO, gradnja je potekala pod osebnim nadzorom V.I.Lenina. Zgrajena je bila v letih 1919-1922, za gradnjo na mestu vasi Ternovo je bilo postavljeno delovno naselje Novokaširsk. Zagnana 4. junija 1922, je postala ena prvih sovjetskih okrajnih termoelektrarn.

Državna okrožna elektrarna Pskov

Pskovskaya GRES je državna regionalna elektrarna, ki se nahaja 4,5 kilometra od naselja mestnega tipa Dedovichi - regionalnega središča regije Pskov, na levem bregu reke Shelon. Od leta 2006 je podružnica OGK-2.

Visokonapetostni daljnovodi povezujejo Pskov SDPP z Belorusijo, Latvijo in Litvo. Matična družba meni, da je to prednost: obstaja kanal za izvoz energije, ki se aktivno uporablja.

Instalirana moč GRES je 430 MW, vključuje pa dve visoko vodljivi agregati po 215 MW. Ti agregati so bili zgrajeni in zagnani v letih 1993 in 1996. Začetni projekt prve faze je vključeval izgradnjo treh elektrarn.

Glavna vrsta goriva je zemeljski plin, ki se na postajo dovaja po odcepu glavnega izvoznega plinovoda. Napajalne enote so bile prvotno zasnovane za delovanje na brušeni šoti; rekonstruirani so bili po projektu VTI za izgorevanje zemeljskega plina.

Poraba električne energije za lastne potrebe je 6,1 %.

Stavropolskaya GRES

Stavropolskaya GRES je termoelektrarna v Rusiji. Nahaja se v mestu Solnechnodolsk, Stavropolsko ozemlje.

Nakladanje elektrarne omogoča izvozne dobave električne energije v tujino: v Gruzijo in Azerbajdžan. Hkrati je zagotovljeno vzdrževanje pretokov v hrbteničnem električnem omrežju Združenega energetskega sistema juga na dopustnih ravneh.

Je del veleprodajne proizvodne družbe št. 2 (JSC OGK-2).

Poraba električne energije za lastne potrebe postaje je 3,47 %.

Glavno gorivo postaje je zemeljski plin, vendar lahko postaja kurilno olje uporablja kot rezervno in zasilno gorivo. Bilanca goriva od leta 2008: plin - 97%, kurilno olje - 3%.

Smolenskaja GRES

Smolenskaya GRES je termoelektrarna v Rusiji. Od leta 2006 je del Veleprodajne proizvodne družbe št. 4 (OAO OGK-4).

12. januarja 1978 je začel obratovati prvi blok GRES, katerega načrtovanje se je začelo leta 1965, gradnja pa leta 1970. Postaja se nahaja v vasi Ozerny, okrožje Dukhovshchinsky, regija Smolensk. Sprva naj bi kot gorivo uporabljal šoto, vendar so zaradi zaostanka pri gradnji podjetij za pridobivanje šote uporabljali druge vrste goriva (premog v bližini Moskve, premog Inta, skrilavec, premog Khakass). Skupno je bilo zamenjanih 14 vrst goriva. Od leta 1985 je dokončno ugotovljeno, da se bo energija pridobivala iz zemeljskega plina in premoga.

8.16. Smolenskaja GRES

Viri oz

Ryzhkin V. Ya. Termoelektrarne. Ed. V. Ya. Girshfeld. Učbenik za univerze. 3. izd., Rev. in dodaj. - M .: Energoatomizdat, 1987 .-- 328 str.

Termoelektrarna proizvaja električno energijo kot rezultat pretvorbe toplotne energije, ki se sprosti pri zgorevanju goriva. Glavne vrste goriva za termoelektrarno so naravni viri - plin, kurilno olje, manj pogosto premog in šota.
Vrsta termoelektrarne (TE) je soproizvodnja toplote in elektrarne (SPTE) - termoelektrarna, ki ne proizvaja le električne energije, ampak tudi toploto, ki v obliki tople vode skozi ogrevalna omrežja vstopa v naše baterije.Na sl. pot energije od elektrarne do stanovanja.

V turbinskem prostoru termoelektrarne je nameščen kotel z vodo. Ko gorivo zgori, se voda v kotlu segreje na nekaj sto stopinj in se spremeni v paro. Para pod pritiskom vrti lopatice turbine, turbina pa vrti generator. Generator proizvaja električni tok. Električni tok vstopi v električna omrežja in preko njih doseže mesta in vasi, vstopi v tovarne, šole, hiše, bolnišnice. Prenos električne energije iz elektrarn preko daljnovodov se izvaja pri napetostih 110-500 kilovoltov, kar je bistveno večje od napetosti generatorjev. Povečanje napetosti je potrebno za prenos električne energije na dolge razdalje. Nato je treba napetost znižati nazaj na raven, ki je primerna za potrošnika. Pretvorba napetosti poteka v električnih postajah z uporabo transformatorjev. Po številnih kablih, položenih pod zemljo, in žicah, razpetih visoko nad tlemi, teče tok v domove ljudi. In toplota v obliki tople vode prihaja iz SPTE po toplovodih, ki so tudi pod zemljo.

Oznake na sliki:
Hladilni stolp- naprava za hlajenje vode v elektrarni z atmosferskim zrakom.
Parni kotel- zaprta enota za proizvodnjo pare v elektrarni s segrevanjem vode. Voda se segreva z zgorevanjem goriva (v saratskih SPTE - plin).
Daljnovodi- daljnovod. Zasnovan za prenos električne energije. Razlikujte med nadzemnimi električnimi vodi (žice, raztegnjene nad tlemi) in podzemnimi (napajalni kabli).

Prve so se pojavile konec 19. stoletja v New Yorku (1882), leta 1883 pa je bila zgrajena prva termoelektrarna v Rusiji (Sankt Peterburg). Od svojih začetkov so prav termoelektrarne postale najbolj razširjene ob upoštevanju vedno večjih potreb po energiji v prihajajoči tehnogeni dobi. Do sredine 70-ih let prejšnjega stoletja je bilo delovanje termoelektrarn prevladujoč način pridobivanja električne energije. Na primer, v ZDA in ZSSR je bil delež termoelektrarn med vso prejeto električno energijo 80%, po vsem svetu pa približno 73-75%.

Zgornja definicija, čeprav obsežna, ni vedno jasna. Poskusimo razložiti z lastnimi besedami splošno načelo delo termoelektrarn vseh vrst.

Proizvodnja električne energije v termoelektrarnah poteka ob sodelovanju številnih zaporednih stopenj, vendar je splošno načelo njegovega delovanja zelo preprosto. Najprej se gorivo zgori v posebni zgorevalni komori (parni kotel), medtem ko se sprosti velika količina toplote, ki vodo, ki kroži po posebnih cevnih sistemih, ki se nahajajo znotraj kotla, spremeni v paro. Nenehno naraščajoči tlak pare vrti rotor turbine, ki prenaša rotacijsko energijo na gred generatorja in posledično nastane električni tok.

Sistem za paro/vodo je zaprt. Para po prehodu skozi turbino kondenzira in se spet spremeni v vodo, ki dodatno prehaja skozi grelni sistem in ponovno vstopi v parni kotel.

Obstaja več vrst termoelektrarn. Trenutno med TE najbolj termoparne turbinske elektrarne (TEP)... Pri tovrstnih elektrarnah se toplotna energija zgorelega goriva uporablja v parnem generatorju, kjer se doseže zelo visok tlak vodne pare, ki poganja rotor turbine in s tem tudi generator. Kot gorivo takšne termoelektrarne uporabljajo kurilno olje ali dizelsko gorivo, pa tudi zemeljski plin, premog, šoto, skrilavec, z drugimi besedami, vse vrste goriva. Učinkovitost TPES je približno 40 %, njihova zmogljivost pa lahko doseže 3-6 GW.

GRES (državna okrajna elektrarna) je dokaj dobro znano in znano ime. To ni nič drugega kot termoelektrarna s parno turbino, opremljena s posebnimi kondenzacijskimi turbinami, ki ne obnavljajo energije izpušnih plinov in je ne pretvarjajo v toploto, na primer za ogrevanje stavb. Takšne elektrarne imenujemo tudi kondenzacijske elektrarne.

V istem primeru, če TPES opremljena s posebnimi kogeneracijskimi turbinami, ki pretvarjajo sekundarno energijo odpadne pare v toplotno energijo, ki se uporablja za potrebe komunalnih ali industrijskih storitev, potem je to soproizvodnja toplote in elektrarne ali SPTE. Na primer, v ZSSR je GRES predstavljal približno 65% električne energije, proizvedene s parnimi turbinskimi elektrarnami, in s tem 35% - za SPTE.

Obstajajo tudi druge vrste termoelektrarn. V plinskoturbinskih elektrarnah ali plinskoturbinskih elektrarnah se generator vrti s pomočjo plinske turbine. Te TE kot gorivo uporabljajo zemeljski plin ali tekoče gorivo (dizel, kurilno olje). Vendar pa izkoristek takšnih elektrarn ni zelo visok, okoli 27-29 %, zato se uporabljajo predvsem kot rezervni viri električne energije za pokrivanje konic obremenitve na električno omrežje, oziroma za oskrbo z električno energijo manjših naselij.

Termoelektrarne s kombinirano plinsko turbino (PGPP)... To so elektrarne kombinirani tip... Opremljeni so s parnimi turbinskimi in plinskoturbinskimi mehanizmi, njihov izkoristek pa doseže 41-44%. Te elektrarne omogočajo tudi rekuperacijo toplote in njeno pretvarjanje v toplotno energijo, ki se uporablja za ogrevanje stavb.

Glavna pomanjkljivost vseh termoelektrarn je vrsta uporabljenega goriva. Vse vrste goriv, ​​ki se uporabljajo v termoelektrarnah, so nenadomestljivi naravni viri, ki jih počasi, a vztrajno zmanjkuje. Zato se trenutno poleg uporabe jedrskih elektrarn razvija tudi mehanizem za proizvodnjo električne energije iz obnovljivih ali drugih alternativnih virov energije.