Hur el produceras i ett värmekraftverk (CHP)

Termiska kraftverk är indelade i stationer:

• beroende på typen av framdrivningsmotor — ångturbin, gasturbin, med förbränningsmotorer;

• efter typ av bränsle — med fast organiskt bränsle (kol, ved, torv), flytande bränsle (olja, bensin, fotogen, diesel), drivs på gas.

I värmekraftverk omvandlas energin från det förbrända bränslet till värmeenergi, som används för att värma upp vattnet i pannan och generera ånga. Ångenergi driver en ångturbin kopplad till en generator.

Termiska kraftverk där ånga helt och hållet används för att producera el kallas kondenskraftverk (CES). Kraftfulla IES är belägna nära bränsleproduktionsområden, långt från elkonsumenter, därför överförs elektricitet med hög spänning (220 — 750 kV). Kraftverk byggs i block.

Kraftvärmeverk eller kraftvärmeverk (CHP) används i stor utsträckning i städer.I dessa kraftverk används den delvis uttömda ångan i turbinen för tekniska behov, såväl som för uppvärmning och varmvatten i bostäder och kommunala tjänster. Samtidig produktion av el och värme minskar kostnaderna för att leverera el och värme jämfört med separat produktion av el och värme.

Värmekraftverk använder värmen som genereras genom förbränning av fossila bränslen som olja, gas, kol eller eldningsolja för att producera stora mängder högtrycksånga från vatten. Som du kan se är ångan här, trots att den fungerar som kylvätska från ångmotorernas ålder, fortfarande perfekt kapabel att vrida en turbingenerator.

Ånga från pannan matas till en turbin, med en axel ansluten till en trefas växelströmsgenerator. Den mekaniska energin från turbinens rotation omvandlas till generatorns elektriska energi och överförs till konsumenterna vid generatorspänning eller vid stegspänning genom step-up transformatorer.

Trycket från den tillförda ångan i turbinen är cirka 23,5 MPa, medan dess temperatur kan nå 560 ° C. Och vattnet används i ett termiskt kraftverk just för att det värms upp av det fossila organiska bränslet som är typiskt för sådana anläggningar, vars reserver finns i djupet av vår planet är fortfarande ganska stora, även om de ger ett enormt minus i form av skadliga utsläpp som förorenar miljön.

Så turbinens roterande rotor är här ansluten till ankaret på en turbingenerator med enorm effekt (flera megawatt) som i slutändan genererar elektricitet i detta värmekraftverk.

När det gäller energieffektivitet är termiska kraftverk i allmänhet sådana att omvandlingen av värme till el sker på dem med en verkningsgrad på cirka 40 %, medan en mycket stor mängd värme i värsta fall helt enkelt slängs ut i miljön och i värsta fall - i bästa fall levereras det omedelbart till värme och varmvatten, vattenförsörjningen till de närliggande konsumenterna. Således, om värmen som frigörs i ett kraftverk omedelbart används för värmeförsörjning, når effektiviteten hos en sådan anläggning i allmänhet 80%, och stationen kallas ett kraftvärmeverk eller TPP.

Den vanligaste generatorturbinen i ett värmekraftverk innehåller på sin axel ett flertal hjul med blad åtskilda i två separata grupper. Ångan under det högsta trycket, den som släpps ut från pannan, kommer omedelbart in i generatoraggregatets flödesbana, där den vrider den första uppsättningen skovelhjul. Dessutom värms samma ånga ytterligare i en ångvärmare, varefter den kommer in i den andra gruppen av hjul som arbetar med ett lägre ångtryck.

Som ett resultat gör turbinen, ansluten direkt till generatorns rotor, 50 varv per sekund (ankarets magnetfält, som korsar generatorns statorlindning, roterar också med motsvarande frekvens). För att förhindra att generatorn överhettas under drift har stationen ett kylsystem för generatorn som förhindrar att den överhettas.

En brännare är installerad inuti pannan i ett värmekraftverk, på vilket bränslet förbränns och bildar en låga med hög temperatur. Till exempel kan koldamm brännas med syre.Lågan täcker ett stort område av ett rör med en komplex konfiguration med vatten som passerar genom den, som, när den värms upp, blir ånga som strömmar ut till utsidan under högt tryck.

Vattenånga som strömmar ut under högt tryck matas till turbinens blad och överför dess mekaniska energi till den. Turbinen roterar och den mekaniska energin omvandlas till elektrisk energi. Genom att övervinna systemet med turbinblad riktas ångan till kondensorn, där den, faller på rören med kallt vatten, kondenserar, det vill säga den blir en vätska igen - vatten. Ett sådant värmekraftverk kallas för kondenskraftverk (CES).

Kraftvärmeverk (CHP) innehåller, till skillnad från kondenskraftverk (CES), ett system för att utvinna värme från ånga efter att den har passerat genom turbinen och redan bidragit till elproduktionen.

Ångan tas med olika parametrar, vilket beror på vilken typ av speciell turbin, och mängden ånga som tas från turbinen regleras också. Ångan som tas för att generera värme kondenseras i nätpannorna, där den ger sin energi till nätvattnet, och vattnet pumpas till toppvarmvattenpannorna och värmepunkterna. Dessutom tillförs vatten till värmesystemet.

Vid behov kan utvinning av värme från ånga i värmekraftverket stängas av helt, då kommer kraftvärmeverket att bli en enkel IES. Det termiska kraftverket kan alltså fungera i ett av två lägen: i termiskt läge - när prioritet är att generera värme, eller i elektriskt läge - när prioritet är el, till exempel på sommaren.