Principe de fonctionnement du schéma d'une centrale thermique. Comment fonctionne une centrale thermique (CHP) ?

Une centrale électrique est un ensemble d'équipements destinés à convertir l'énergie de n'importe quel source naturelle en électricité ou en chaleur. Il existe plusieurs variétés de ces objets. Par exemple, les centrales thermiques sont souvent utilisées pour produire de l’électricité et de la chaleur.

Définition

Une centrale thermique est une centrale électrique qui utilise n’importe quel combustible fossile comme source d’énergie. Ce dernier peut être utilisé par exemple avec du pétrole, du gaz, du charbon. Actuellement, les complexes thermiques constituent le type de centrale électrique le plus répandu dans le monde. La popularité des centrales thermiques s’explique principalement par la disponibilité des combustibles fossiles. Le pétrole, le gaz et le charbon sont disponibles dans de nombreuses régions de la planète.

Le TPP est (transcription de Mon abréviation ressemble à " centrale thermique"), entre autres, un complexe avec un rendement assez élevé. Selon le type de turbines utilisé, ce chiffre dans les stations de ce type peut être égal à 30 à 70 %.

Quels types de centrales thermiques existe-t-il ?

Les stations de ce type peuvent être classées selon deux critères principaux :

• but;
• type d'installations.

Dans le premier cas, une distinction est faite entre les centrales électriques de district et les centrales thermiques.Une centrale électrique de district d'État est une centrale qui fonctionne en faisant tourner une turbine sous la puissante pression d'un jet de vapeur. Le déchiffrement de l'abréviation GRES - centrale électrique de district d'État - a actuellement perdu de sa pertinence. Par conséquent, ces complexes sont souvent également appelés CES. Cette abréviation signifie « centrale électrique à condensation ».

La cogénération est également un type assez courant de centrale thermique. Contrairement aux centrales électriques de district d'État, ces centrales ne sont pas équipées de condensation, mais turbines de chauffage. CHP signifie « centrale thermique et électrique ».

En plus des installations de condensation et de chauffage (turbine à vapeur), les centrales thermiques peuvent utiliser types suivantséquipement:

• vapeur-gaz.

TPP et CHP : différences

Souvent, les gens confondent ces deux concepts. En fait, comme nous l'avons découvert, la cogénération est l'un des types de centrales thermiques. Une telle centrale se distingue des autres types de centrales thermiques principalement par le fait queune partie de l'énergie thermique qu'elle génère est destinée aux chaudières installées dans les pièces pour les chauffer ou pour obtenir eau chaude.

En outre, les gens confondent souvent les noms des centrales hydroélectriques et des centrales électriques de district. Cela est principalement dû à la similitude des abréviations. Cependant, une centrale hydroélectrique est fondamentalement différente d’une centrale électrique de district. Ces deux types de stations sont construites sur des rivières. Cependant, dans une centrale hydroélectrique, contrairement aux centrales électriques régionales de l'État, ce n'est pas la vapeur qui est utilisée comme source d'énergie, mais le débit d'eau lui-même.

Quelles sont les exigences pour les centrales thermiques ?

Une centrale thermique est une centrale thermique où l'électricité est produite et consommée simultanément. Par conséquent, un tel complexe doit pleinement répondre à un certain nombre d'objectifs économiques et exigences technologiques. Cela garantira un approvisionnement ininterrompu et fiable en électricité aux consommateurs. Donc:

• les locaux des centrales thermiques doivent être bien éclairés, ventilés et aérés ;
• l'air à l'intérieur et autour de l'usine doit être protégé de la contamination par des particules solides, de l'azote, de l'oxyde de soufre, etc. ;
• les sources d'approvisionnement en eau doivent être soigneusement protégées de la pénétration des eaux usées ;
• les systèmes de traitement de l'eau dans les stations doivent être équipéssans déchets.

Principe de fonctionnement des centrales thermiques

TPP est une centrale électrique, sur quelles turbines peuvent être utilisées différents types. Nous examinerons ensuite le principe de fonctionnement des centrales thermiques en utilisant l'exemple de l'un de ses types les plus courants - les centrales thermiques. L'énergie est générée dans ces stations en plusieurs étapes :

Le combustible et le comburant entrent dans la chaudière. La poussière de charbon est généralement utilisée en premier en Russie. Parfois, le combustible des centrales thermiques peut également être de la tourbe, du fioul, du charbon, des schistes bitumineux et du gaz. Agent oxydant dans dans ce cas de l'air chauffé sort.

La vapeur générée par la combustion du combustible dans la chaudière pénètre dans la turbine. Cette dernière a pour but de convertir l’énergie de la vapeur en énergie mécanique.

Les arbres rotatifs de la turbine transmettent l'énergie aux arbres du générateur, qui la convertit en électricité.

La vapeur refroidie qui a perdu une partie de son énergie dans la turbine entre dans le condenseur.Ici, elle se transforme en eau, qui est introduite dans le dégazeur via des radiateurs.

Deae L'eau purifiée est chauffée et fournie à la chaudière.



Avantages du TPP

Une centrale thermique est ainsi une centrale dont le principal type d'équipement est constitué de turbines et de générateurs. Les avantages de tels complexes comprennent principalement :

• faible coût de construction par rapport à la plupart des autres types de centrales électriques ;
• le bon marché du carburant utilisé ;
• faible coût de production d’électricité.

Aussi un gros plus ces stations sont considérées comme pouvant être construites dans n'importe quel dans la bonne place, quelle que soit la disponibilité du carburant. Le charbon, le fioul, etc. peuvent être transportés jusqu'à la gare par route ou par train.

Un autre avantage des centrales thermiques est qu’elles occupent une très petite surface par rapport aux autres types de centrales.

Inconvénients des centrales thermiques

Bien entendu, de telles stations ne présentent pas que des avantages. Ils présentent également un certain nombre d'inconvénients. Les centrales thermiques sont des complexes malheureusement très polluants environnement. Les stations de ce type peuvent émettre d’énormes quantités de suie et de fumée dans l’air. En outre, les inconvénients des centrales thermiques comprennent des les coûts d'exploitation. De plus, tous les types de carburant utilisés dans ces stations sont considérés comme des ressources naturelles irremplaçables.

Quels autres types de centrales thermiques existent ?

Outre les centrales thermiques à turbine à vapeur et les centrales thermiques (GRES), les centrales suivantes fonctionnent en Russie :

Turbine à gaz (GTPP). Dans ce cas, les turbines ne tournent pas à la vapeur, mais au gaz naturel. En outre, du mazout ou du carburant diesel peuvent être utilisés comme carburant dans ces stations. L'efficacité de ces stations n'est malheureusement pas trop élevée (27 à 29 %). Par conséquent, ils sont principalement utilisés uniquement comme sources de sauvegardeélectricité ou destinés à alimenter en tension le réseau des petites agglomérations.

Turbine vapeur-gaz (SGPP). Le rendement de ces stations combinées est d'environ 41 à 44 %. Dans les systèmes de ce type, les turbines à gaz et à vapeur transmettent simultanément de l'énergie au générateur. Comme les centrales thermiques, les centrales hydroélectriques combinées peuvent être utilisées non seulement pour la production proprement dite d'électricité, mais également pour chauffer des bâtiments ou fournir de l'eau chaude aux consommateurs.

Exemples de gares

Ainsi, tout objet peut être considéré comme assez productif et, dans une certaine mesure, même universel. Je suis une centrale thermique, une centrale électrique. Exemples Nous présentons ces complexes dans la liste ci-dessous.

Centrale thermique de Belgorod. La puissance de cette centrale est de 60 MW. Ses turbines fonctionnent au gaz naturel.

Centrale de production de Michurinskaya (60 MW). Cette installation est également située dans la région de Belgorod et fonctionne au gaz naturel.

Tcherepovets GRES. Le complexe est situé dans la région de Volgograd et peut fonctionner à la fois au gaz et au charbon. La puissance de cette centrale atteint 1051 MW.

Lipetsk CHPP-2 (515 MW). Alimenté au gaz naturel.

CHPP-26 "Mosenergo" (1800 MW).

Cherepetskaya GRES (1735 MW). La source de combustible des turbines de ce complexe est le charbon.

Au lieu d'une conclusion

Ainsi, nous avons découvert ce que sont les centrales thermiques et quels types de tels objets existent. Le premier complexe de ce type a été construit il y a longtemps, en 1882 à New York. Un an plus tard, un tel système a commencé à fonctionner en Russie, à Saint-Pétersbourg. Aujourd'hui, les centrales thermiques sont un type de centrale électrique qui représente environ 75 % de toute l'électricité produite dans le monde. Et apparemment, malgré un certain nombre d'inconvénients, les centrales de ce type fourniront longtemps à la population de l'électricité et du chauffage. Après tout, les avantages de tels complexes sont bien supérieurs aux inconvénients.

Les aubes de la turbine à vapeur sont clairement visibles.

Une centrale thermique (CHP) utilise l'énergie libérée par la combustion de combustibles fossiles - charbon, pétrole et gaz naturel- pour transformer l'eau en vapeur à haute pression. Cette vapeur, ayant une pression d'environ 240 kilogrammes par centimètre carré et une température de 524°C (1000°F), entraîne la turbine. La turbine fait tourner un aimant géant à l’intérieur d’un générateur qui produit de l’électricité.

Les centrales thermiques modernes convertissent environ 40 % de la chaleur dégagée lors de la combustion du combustible en électricité, le reste étant rejeté dans l'environnement. En Europe, de nombreuses centrales thermiques utilisent la chaleur résiduelle pour chauffer les habitations et les entreprises à proximité. La production combinée de chaleur et d'électricité augmente la production d'énergie de la centrale électrique jusqu'à 80 pour cent.

Centrale à turbine à vapeur avec générateur électrique

Une turbine à vapeur typique contient deux jeux de pales. La vapeur à haute pression provenant directement de la chaudière pénètre dans le chemin d'écoulement de la turbine et fait tourner les roues avec le premier groupe de pales. La vapeur est ensuite chauffée dans le surchauffeur et entre à nouveau dans le circuit d'écoulement de la turbine pour faire tourner les turbines dotées d'un deuxième groupe de pales, qui fonctionnent à une pression de vapeur inférieure.

Vue fragmentée

Un générateur typique de centrale thermique (CHP) est entraîné directement par une turbine à vapeur, qui tourne à 3 000 tours par minute. Dans les générateurs de ce type, l’aimant, également appelé rotor, tourne, mais les enroulements (stator) sont fixes. Le système de refroidissement empêche la surchauffe du générateur.

Production d'électricité à l'aide de vapeur

Dans une centrale thermique, le combustible brûle dans une chaudière, produisant une flamme à haute température. L'eau traverse les tubes à travers la flamme, est chauffée et se transforme en vapeur à haute pression. La vapeur fait tourner une turbine, produisant de l'énergie mécanique, qu'un générateur convertit en électricité. Après avoir quitté la turbine, la vapeur entre dans le condenseur, où elle lave les tubes à l'eau froide. eau courante, et par conséquent redevient liquide.

Chaudière fioul, charbon ou gaz

A l'intérieur de la chaudière

La chaudière est remplie de tubes aux courbes complexes à travers lesquels passe l’eau chauffée. La configuration complexe des tubes permet d'augmenter considérablement la quantité de chaleur transférée à l'eau et, par conséquent, de produire beaucoup plus de vapeur.

Dans les centrales thermiques, les gens reçoivent presque toute l’énergie dont ils ont besoin sur la planète. Les gens ont appris à recevoir électricité sinon, mais toujours pas accepté options alternatives. Même s’il n’est pas rentable pour eux d’utiliser du carburant, ils ne le refusent pas.

Quel est le secret des centrales thermiques ?

Centrales thermiques Ce n’est pas un hasard s’ils restent indispensables. Leur turbine produit de l'énergie de la manière la plus simple, grâce à la combustion. De ce fait, il est possible de minimiser les coûts de construction, qui sont considérés comme tout à fait justifiés. Il existe de tels objets dans tous les pays du monde, il ne faut donc pas être surpris de leur propagation.

Principe de fonctionnement des centrales thermiques construit sur la combustion d’énormes volumes de carburant. En conséquence, l'électricité apparaît, qui est d'abord accumulée puis distribuée dans certaines régions. Les tendances des centrales thermiques restent presque constantes.

Quel carburant est utilisé à la station ?

Chaque station utilise un carburant distinct. Il est spécialement fourni pour que le flux de travail ne soit pas perturbé. Ce point reste un des problématiques, car il apparaît tarif. Quels types d’équipements utilise-t-il ?

• Charbon;
• schistes bitumineux ;
• Tourbe;
• Essence;
• Gaz naturel.

Les circuits thermiques des centrales thermiques sont construits avec un certain type de combustible. De plus, des modifications mineures y sont apportées pour garantir le coefficient maximum action utile. Si cela n’est pas fait, la consommation principale sera excessive et le courant électrique qui en résultera ne sera donc pas justifié.

Types de centrales thermiques

Types de centrales thermiques - question importante. La réponse vous dira comment l'énergie nécessaire apparaît. Aujourd'hui, de sérieux changements sont progressivement introduits, dont la principale source sera vues alternatives, mais jusqu'à présent, leur utilisation reste inappropriée.

1. Condensation (IES);
2. Centrales de production combinée de chaleur et d'électricité (CHP) ;
3. Centrales électriques de district d'État (GRES).

La centrale thermique nécessitera Description détaillée. Les types sont différents, donc seule une considération expliquera pourquoi la construction d'une telle échelle est réalisée.

Condensation (KES)

Les types de centrales thermiques commencent par celles à condensation. Ces centrales thermiques sont utilisées exclusivement pour produire de l’électricité. Le plus souvent, elle s’accumule sans se propager immédiatement. La méthode de condensation offre une efficacité maximale, des principes similaires sont donc considérés comme optimaux. Aujourd’hui, dans tous les pays, il existe des installations distinctes à grande échelle qui approvisionnent de vastes régions.

Les centrales nucléaires apparaissent progressivement, remplaçant le combustible traditionnel. Seul le remplacement reste un processus coûteux et long, car le travail avec des combustibles fossiles diffère des autres méthodes. De plus, il est impossible de fermer une seule centrale, car dans de telles situations, des régions entières se retrouvent privées d’une précieuse électricité.

Centrales de production combinée de chaleur et d'électricité (CHP)

Les installations de cogénération sont utilisées à plusieurs fins à la fois. Ils sont principalement utilisés pour produire de l’électricité précieuse, mais la combustion de combustibles reste également utile pour produire de la chaleur. C’est pour cette raison que les centrales de cogénération continuent d’être utilisées dans la pratique.

Caractéristique importante est que ces centrales thermiques sont supérieures aux autres types de puissance relativement faible. Ils approvisionnent des zones spécifiques, il n’y a donc pas besoin de fournitures en gros. La pratique montre à quel point une telle solution est bénéfique en raison de la pose de lignes électriques supplémentaires. Le principe de fonctionnement d’une centrale thermique moderne n’est inutile qu’en raison de l’environnement.

Centrales électriques de district d'État

informations générales sur les centrales thermiques modernes GRES n’est pas noté. Peu à peu, ils restent au second plan et perdent de leur pertinence. Bien que les centrales électriques de district appartenant à l’État restent utiles en termes de production d’énergie.

Différents types Les centrales thermiques soutiennent de vastes régions, mais leur capacité est encore insuffisante. À l'époque soviétique, des projets à grande échelle ont été réalisés, qui sont aujourd'hui en cours de clôture. La raison en était une utilisation inappropriée du carburant. Bien que leur remplacement reste problématique, puisque les avantages et les inconvénients des centrales thermiques modernes se notent avant tout dans les grands volumes d'énergie.

Quelles centrales électriques sont thermiques ? Leur principe est basé sur la combustion du carburant. Ils restent indispensables, même si des calculs sont activement en cours pour un remplacement équivalent. Les centrales thermiques continuent de prouver dans la pratique leurs avantages et leurs inconvénients. C’est pourquoi leur travail reste nécessaire.

Faisons le tour du Cheboksary CHPP-2 et voyons comment l'électricité et la chaleur sont générées :

Permettez-moi d'ailleurs de vous rappeler que la canalisation est la plus haute structure industrielle de Cheboksary. Jusqu'à 250 mètres !

Commençons avec questions générales, qui incluent avant tout la sécurité.
Bien entendu, une centrale thermique, comme une centrale hydroélectrique, est une entreprise sensible, et elles ne sont pas autorisées à y entrer comme ça.
Et si vous êtes autorisé à entrer, même en visite, vous devrez quand même vous soumettre à un briefing de sécurité :

Eh bien, ce n'est pas inhabituel pour nous (tout comme la centrale thermique elle-même n'est pas inhabituelle, j'y ai travaillé il y a environ 30 ans ;)).
Oui, un autre avertissement sévère, je ne peux pas l'ignorer :

Technologie

Curieusement, la principale substance active dans toutes les centrales thermiques est l’eau.
Parce qu'il se transforme facilement en vapeur et vice-versa.
La technologie est la même pour tout le monde : il faut obtenir de la vapeur qui fera tourner la turbine. Un générateur est placé sur l'axe de la turbine.
DANS centrales nucléaires L'eau est chauffée par le dégagement de chaleur lors de la désintégration du combustible radioactif.
Et en thermique - en raison de la combustion du gaz, du fioul et même, jusqu'à récemment, du charbon.

Où mettre la vapeur résiduaire ? Cependant, retour dans l’eau et retour dans le chaudron !
Où mettre la chaleur de la vapeur d’échappement ? Oui pour chauffer l'eau entrant dans la chaudière - pour Efficacité accrue l'ensemble de l'installation dans son ensemble.
Et pour chauffer l'eau du réseau de chaleur et l'adduction d'eau (eau chaude) !
Donc dans saison de chauffage La centrale thermique procure des avantages doubles : électricité et chaleur. En conséquence, une telle production combinée est appelée centrale de cogénération (CHP).

Mais en été, il n'est pas possible d'utiliser toute la chaleur de manière rentable, c'est pourquoi la vapeur sortant de la turbine est refroidie, se transformant en eau, dans des tours de refroidissement, après quoi l'eau est renvoyée dans le cycle de production fermé. Et dans les bassins chauds des tours de refroidissement, ils élèvent aussi des poissons ;)

Pour éviter l'usure des réseaux de chaleur et de la chaudière, l'eau fait l'objet d'une préparation particulière en atelier chimique :

Et partout cercle vicieux les pompes de circulation font circuler l'eau :

Nos chaudières peuvent fonctionner aussi bien au gaz (canalisations jaunes) qu'au fioul (noir). Depuis 1994, ils fonctionnent au gaz. Oui, nous avons 5 chaudières !
Pour la combustion, les brûleurs nécessitent une alimentation en air (tuyaux bleus).
L'eau bout et de la vapeur (conduites de vapeur rouges) passe à travers échangeurs de chaleur spéciaux- des surchauffeurs à vapeur, qui augmentent la température de la vapeur jusqu'à 565 degrés et la pression, respectivement, jusqu'à 130 atmosphères. Ce n’est pas une cocotte minute dans la cuisine ! Un petit trou dans la conduite de vapeur entraînera un gros accident ; un mince filet de vapeur surchauffée coupe le métal comme du beurre !

Et cette vapeur est déjà fournie aux turbines (en grandes gares plusieurs chaudières peuvent fonctionner sur un collecteur de vapeur commun, à partir duquel plusieurs turbines sont alimentées).

La chaufferie est toujours bruyante, car la combustion et l'ébullition sont des processus très violents.
Et les chaudières elles-mêmes (TGME-464) sont bâtiments grandioses la hauteur d'un immeuble de vingt étages, et ils ne peuvent être montrés dans leur intégralité que dans un panorama composé de nombreux cadres :

Autre vue du sous-sol :

Le panneau de commande de la chaudière ressemble à ceci :

Sur le mur du fond se trouve un schéma mnémotechnique de l'ensemble du processus technique avec des voyants indiquant l'état des vannes, des instruments classiques avec des enregistreurs allumés bande de papier, tableaux d'alarme et autres indicateurs.
Et sur la télécommande elle-même, les boutons et touches classiques sont adjacents à un écran d'ordinateur sur lequel tourne le système de contrôle (SCADA). On y trouve également les interrupteurs les plus importants, protégés par des boîtiers rouges : « Arrêt chaudière » et « Vanne vapeur principale » (MSV) :

Turbines

Nous avons 4 turbines.
Ils ont très conception complexe pour ne rien rater énergie cinétique vapeur surchauffée.
Mais rien n'est visible de l'extérieur, tout est recouvert d'un boîtier vierge :

Sérieux couvercle de protection nécessaire - la turbine tourne avec grande vitesse 3000 tr/min. De plus, de la vapeur surchauffée le traverse (j'ai dit plus haut à quel point c'était dangereux !). Et il y a de nombreuses conduites de vapeur autour de la turbine :

Dans ces échangeurs de chaleur, l'eau du réseau est chauffée avec de la vapeur résiduaire :

D'ailleurs, sur la photo j'ai la plus ancienne turbine du CHPP-2, alors ne soyez pas surpris par l'apparence brutale des appareils qui seront présentés ci-dessous :

Il s'agit du mécanisme de contrôle de la turbine (TCM), qui régule l'alimentation en vapeur et, par conséquent, contrôle la charge. Autrefois, on le tournait à la main :

Et voici la vanne d'arrêt (elle doit être armée manuellement pendant longtemps après avoir été activée) :

Les petites turbines sont constituées d'un soi-disant cylindre (un ensemble de pales), les moyennes - de deux, les grandes - de trois (cylindres haute, moyenne et basse pression).
De chaque cylindre, la vapeur passe dans des extractions intermédiaires et est envoyée vers des échangeurs de chaleur - chauffe-eau :

Et il doit y avoir un vide dans la queue de la turbine - mieux c'est, plus l'efficacité de la turbine est élevée :

Le vide se forme en raison de la condensation de la vapeur restante dans l'unité de condensation.
Nous avons donc parcouru tout le chemin de l’eau jusqu’à la centrale thermique. Faites également attention à la partie de la vapeur qui va au chauffage de l'eau du réseau destinée au consommateur (PSG) :

Une autre vue avec un tas de points de contrôle. N'oubliez pas qu'il faut contrôler beaucoup de pressions et de températures sur la turbine, non seulement la vapeur, mais aussi l'huile dans les roulements de chaque pièce :

Oui, et voici la télécommande. Il est généralement situé dans la même pièce que les chaudières. Malgré le fait que les chaudières et les turbines elles-mêmes soient situées dans différentes pièces, la gestion d'un atelier chaudière-turbine ne peut être divisée en morceaux séparés - tout est trop relié par de la vapeur surchauffée !

Sur la télécommande, nous voyons d'ailleurs une paire de turbines moyennes à deux cylindres.

Automatisation

En revanche, les processus dans les centrales thermiques sont plus rapides et plus responsables (d'ailleurs, tout le monde se souvient-il du bruit fort entendu dans toutes les parties de la ville, semblable à celui d'un avion ? Il s'agit donc de la vanne de vapeur qui fonctionne de temps en temps, libérant un excès de pression de vapeur. Imaginez comment vous entendez cela de près !).
Par conséquent, l’automatisation est encore tardive et se limite principalement à la collecte de données. Et sur les panneaux de contrôle, nous voyons un mélange de divers contrôleurs SCADA et industriels impliqués dans la réglementation locale. Mais le processus est en cours !

Électricité

Voyons encore Forme générale atelier de turbine :

Veuillez noter qu'à gauche, sous le boîtier jaune, se trouvent des générateurs électriques.
Qu’arrive-t-il ensuite à l’électricité ?
Il est acheminé vers les réseaux fédéraux via un certain nombre d'appareils de distribution :

L'atelier d'électricité est un endroit très difficile. Il suffit de regarder le panorama du panneau de contrôle :

La protection des relais et l'automatisation sont notre tout !

Sur ce visite touristique Vous pouvez terminer tout en disant quelques mots sur des problèmes urgents.

Technologies de chauffage et de services publics

Nous avons donc découvert que la cogénération produit de l'électricité et de la chaleur. Bien entendu, les deux sont fournis aux consommateurs. Désormais, nous allons nous intéresser principalement à la chaleur.
Après la perestroïka, la privatisation et la division de l’ensemble de l’industrie soviétique unifiée en plusieurs parties, il s’est avéré que, dans de nombreux endroits, les centrales électriques restaient sous la tutelle du département de Tchoubaïs et que les réseaux de chauffage urbains devenaient municipaux. Et ils ont formé un intermédiaire qui prend de l'argent pour transporter la chaleur. Et il n’est guère utile de dire comment cet argent est dépensé pour les réparations annuelles de systèmes de chauffage usés à 70 %.

Ainsi, en raison des dettes de plusieurs millions de dollars de l'intermédiaire NOVEK à Novocheboksarsk, TGK-5 est déjà passée à des contrats directs avec les consommateurs.
Ce n’est pas encore le cas à Cheboksary. De plus, Cheboksary "Utility Technologies" a actuellement un projet de développement de ses chaufferies et de ses réseaux de chaleur pouvant atteindre 38 milliards (TGK-5 pourrait le réaliser en seulement trois).

Tous ces milliards seront d'une manière ou d'une autre inclus dans les tarifs de chauffage fixés par Administration municipale"pour des raisons de justice sociale". Pendant ce temps, le coût de la chaleur générée par CHPP-2 est désormais 1,5 fois inférieur à celui des chaufferies KT. Et cette situation devrait perdurer à l’avenir, car plus la centrale est grande, plus elle est performante (notamment baisse des coûts d’exploitation + récupération de chaleur due à la production d’électricité).

Qu’en est-il d’un point de vue environnemental ?
Bien sûr, une grande centrale thermique avec grand tuyau mieux sur le plan environnemental qu'une douzaine de petites chaufferies équipées de petits tuyaux, dont les fumées resteront pratiquement dans la ville.
Le pire en termes d'écologie, c'est la popularité actuelle chauffage individuel.
Les petites chaudières domestiques ne permettent pas une combustion aussi complète du combustible que les grandes centrales thermiques, et tous les gaz d'échappement restent non seulement dans la ville, mais littéralement au-dessus des fenêtres.
De plus, peu de gens pensent à danger accru supplémentaire équipement à gaz situé dans chaque appartement.

Quelle sortie ?
Dans de nombreux pays, des régulateurs installés dans les appartements sont utilisés pour le chauffage central, ce qui permet une consommation de chaleur plus économique.
Malheureusement, compte tenu de l'appétit actuel des intermédiaires et de la dégradation des réseaux de chaleur, les avantages chauffage central sont en train de disparaître. Mais néanmoins, d'un point de vue global, le chauffage individuel est plus adapté dans les cottages.

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De quoi s’agit-il et quels sont les principes de fonctionnement des centrales thermiques ? Définition générale de tels objets ressemble à peu près à ce qui suit - ceci centrales électriques, qui sont engagés dans la transformation de l'énergie naturelle en énergie électrique. Des combustibles d'origine naturelle sont également utilisés à ces fins.

Le principe de fonctionnement des centrales thermiques. Brève description

À ce jour plus grande distribution reçu précisément sur de tels objets, il est brûlé, ce qui libère de l'énergie thermique. La tâche des centrales thermiques est d’utiliser cette énergie pour produire de l’énergie électrique.

Le principe de fonctionnement des centrales thermiques n'est pas seulement la production mais aussi la production d'énergie thermique, qui est également fournie aux consommateurs sous forme d'eau chaude, par exemple. De plus, ces installations énergétiques génèrent environ 76 % de toute l’électricité. Cette utilisation généralisée est due au fait que la disponibilité de combustibles fossiles pour le fonctionnement de la centrale est assez élevée. La deuxième raison était que le transport du carburant du lieu d'extraction jusqu'à la station elle-même est une opération assez simple et rationalisée. Le principe de fonctionnement des centrales thermiques est conçu de telle manière qu'il est possible d'utiliser la chaleur perdue du fluide de travail pour son approvisionnement secondaire au consommateur.

Séparation des stations par type

Il convient de noter que les centrales thermiques peuvent être divisées en types en fonction du type de chaleur qu'elles produisent. Si le principe de fonctionnement des centrales thermiques est uniquement la production d'énergie électrique (c'est-à-dire l'énérgie thermique ne fournit pas le consommateur), on parle alors de condensation (CES).

Les installations destinées à la production d'énergie électrique, à la fourniture de vapeur, ainsi qu'à la fourniture d'eau chaude au consommateur, disposent de turbines à vapeur au lieu de turbines à condensation. De tels éléments de la station disposent également d'une extraction de vapeur intermédiaire ou d'un dispositif de contre-pression. Le principal avantage et principe de fonctionnement de ce type de centrale thermique (CHP) est que la vapeur résiduaire est également utilisée comme source de chaleur et fournie aux consommateurs. Cela réduit les pertes de chaleur et la quantité d'eau de refroidissement.

Principes de fonctionnement de base des centrales thermiques

Avant de passer à l'examen du principe de fonctionnement lui-même, il est nécessaire de comprendre exactement quelle station nous parlons de. Appareil standard de tels objets comprend un système tel qu'une surchauffe intermédiaire de la vapeur. C'est nécessaire car le rendement thermique d'un circuit avec surchauffe intermédiaire sera plus élevé que dans un système sans surchauffe. Si nous parlons en mots simples, le principe de fonctionnement d'une centrale thermique avec un tel schéma sera beaucoup plus efficace avec les mêmes paramètres initiaux et finaux spécifiés que sans lui. De tout cela, nous pouvons conclure que la base du fonctionnement de la station est le combustible organique et l’air chauffé.

Plan de travail

Le principe de fonctionnement de la centrale thermique est construit comme suit. Matériau combustible, ainsi qu'un comburant, dont le rôle est le plus souvent joué par l'air chauffé, sont introduits en flux continu dans le four de la chaudière. Des substances telles que le charbon, le pétrole, le mazout, le gaz, le schiste et la tourbe peuvent servir de combustible. Si nous parlons du carburant le plus répandu sur le territoire Fédération Russe, alors c'est de la poussière de charbon. De plus, le principe de fonctionnement des centrales thermiques est construit de telle manière que la chaleur générée par la combustion du combustible chauffe l'eau située dans chaudière à vapeur. Grâce au chauffage, le liquide est transformé en vapeur saturée qui pénètre dans la turbine à vapeur par la sortie de vapeur. L'objectif principal de ce dispositif à la station est de convertir l'énergie de la vapeur entrante en énergie mécanique.

Tous les éléments mobiles de la turbine sont étroitement liés à l'arbre, de sorte qu'ils tournent comme un mécanisme unique. Pour faire tourner l'arbre, turbine à vapeur l'énergie cinétique de la vapeur est transférée au rotor.

Partie mécanique de la gare

La conception et le principe de fonctionnement d'une centrale thermique dans sa partie mécanique sont associés au fonctionnement du rotor. La vapeur qui sort de la turbine a un effet très haute pression et la température. Cela crée un niveau élevé énergie interne vapeur, qui vient de la chaudière vers les buses de la turbine. Des jets de vapeur, traversant la tuyère en un flux continu, à une vitesse élevée, souvent même supérieure à la vitesse du son, agissent sur les aubes de la turbine. Ces éléments sont rigidement fixés au disque, qui, à son tour, est étroitement lié à l'arbre. A ce moment une transformation se produit énergie mécanique vapeur en énergie mécanique des turbines à rotor. Si l'on parle plus précisément du principe de fonctionnement des centrales thermiques, alors l'impact mécanique affecte le rotor du turbogénérateur. Cela est dû au fait que l’arbre d’un rotor et d’un générateur conventionnels sont étroitement couplés l’un à l’autre. Et puis un assez connu, simple et processus clair convertir l'énergie mécanique en énergie électrique dans un appareil tel qu'un générateur.

Mouvement de vapeur après le rotor

Une fois que la vapeur d'eau a traversé la turbine, sa pression et sa température chutent considérablement et elle pénètre dans la partie suivante de la station - le condenseur. À l’intérieur de cet élément, la vapeur est reconvertie en liquide. Pour accomplir cette tâche, il y a de l'eau de refroidissement à l'intérieur du condenseur, qui y est amenée par des tuyaux passant à l'intérieur des parois de l'appareil. Une fois la vapeur reconvertie en eau, elle est pompée par une pompe à condensats et pénètre dans le compartiment suivant - le dégazeur. Il est également important de noter que l’eau pompée passe par des réchauffeurs régénératifs.

La tâche principale du dégazeur est d'éliminer les gaz de l'eau entrante. Simultanément à l'opération de nettoyage, le liquide est chauffé de la même manière que dans les réchauffeurs régénératifs. À cette fin, on utilise la chaleur de la vapeur, qui est extraite de ce qui entre dans la turbine. L'objectif principal de l'opération de désaération est de réduire la teneur en oxygène et gaz carbonique dans le liquide jusqu'à valeurs acceptables. Cela contribue à réduire le taux de corrosion sur les chemins par lesquels l'eau et la vapeur sont fournies.

Stations de charbon

Le principe de fonctionnement des centrales thermiques dépend fortement du type de combustible utilisé. D'un point de vue technologique, la substance la plus difficile à mettre en œuvre est le charbon. Malgré cela, les matières premières constituent la principale source d'énergie dans ces installations, dont la quantité représente environ 30 % de la part totale des centrales. En outre, il est prévu d'augmenter le nombre de ces objets. Il convient également de noter que le nombre de compartiments fonctionnels nécessaires au fonctionnement de la station est bien supérieur à celui des autres types.

Comment les centrales thermiques fonctionnent-elles au charbon ?

Pour que la gare fonctionne en permanence, le charbon est constamment amené le long des voies ferrées et déchargé à l'aide de dispositifs de déchargement spéciaux. Il y a ensuite les éléments par lesquels le charbon déchargé est acheminé vers l'entrepôt. Ensuite, le carburant entre dans l’usine de concassage. Si nécessaire, il est possible de contourner le processus de livraison du charbon à l'entrepôt et de le transférer directement aux concasseurs depuis les dispositifs de déchargement. Après avoir passé cette étape, les matières premières broyées entrent dans le bunker de charbon brut. L'étape suivante consiste à fournir le matériau via des alimentateurs aux broyeurs de charbon pulvérisé. Ensuite, de la poussière de charbon, en utilisant méthode pneumatique transport, introduit dans le bunker de poussière de charbon. Le long de ce chemin, la substance contourne des éléments tels qu'un séparateur et un cyclone, et depuis la trémie, elle s'écoule déjà à travers les alimentateurs directement vers les brûleurs. L'air traversant le cyclone est aspiré par le ventilateur du broyeur puis introduit dans chambre de combustion Chaudière

De plus, le mouvement du gaz ressemble approximativement à ce qui suit. La substance volatile formée dans la chambre de la chaudière à combustion passe séquentiellement à travers des dispositifs tels que les conduits de gaz de la chaufferie, puis, si un système de réchauffage à vapeur est utilisé, le gaz est fourni aux surchauffeurs primaire et secondaire. Dans ce compartiment, ainsi que dans l'économiseur d'eau, le gaz cède sa chaleur pour chauffer le fluide de travail. Ensuite, un élément appelé surchauffeur d'air est installé. Ici, l’énergie thermique du gaz est utilisée pour chauffer l’air entrant. Après avoir traversé tous ces éléments, la substance volatile passe dans le collecteur de cendres, où elle est nettoyée des cendres. Ensuite, des pompes à fumée aspirent le gaz et le rejettent dans l'atmosphère à l'aide d'un tuyau de gaz.

Centrales thermiques et centrales nucléaires

Très souvent, la question se pose de savoir ce qui est commun entre les centrales thermiques et s'il existe des similitudes dans les principes de fonctionnement des centrales thermiques et des centrales nucléaires.

Si nous parlons de leurs similitudes, il y en a plusieurs. Premièrement, tous deux sont construits de telle manière qu'ils utilisent ressource naturelle, étant un fossile et excisé. De plus, on peut noter que les deux objets visent à générer non seulement de l'énergie électrique, mais également de l'énergie thermique. Les similitudes dans les principes de fonctionnement résident également dans le fait que les centrales thermiques et les centrales nucléaires disposent de turbines et de générateurs de vapeur impliqués dans le processus de fonctionnement. De plus, il n'y a que quelques différences. Il s'agit notamment du fait que, par exemple, le coût de la construction et de l'électricité obtenue à partir des centrales thermiques est bien inférieur à celui des centrales nucléaires. Mais d’un autre côté, les centrales nucléaires ne polluent pas l’atmosphère tant que les déchets sont éliminés correctement et qu’aucun accident ne se produit. Alors que les centrales thermiques, de par leur principe de fonctionnement, émettent constamment des substances nocives dans l'atmosphère.

C'est là que réside la principale différence entre le fonctionnement des centrales nucléaires et des centrales thermiques. Si dans les objets thermiques, l'énergie thermique issue de la combustion du carburant est le plus souvent transférée à l'eau ou convertie en vapeur, alors centrales nucléaires l'énergie provient de la fission des atomes d'uranium. L’énergie qui en résulte est utilisée pour chauffer diverses substances et l’eau est ici assez rarement utilisée. De plus, toutes les substances sont contenues dans des circuits fermés et scellés.

Chauffage urbain

Dans certaines centrales thermiques, leur conception peut inclure un système qui gère le chauffage de la centrale elle-même, ainsi que du village adjacent, le cas échéant. Vers les réchauffeurs de réseau de cette installation, la vapeur est extraite de la turbine et il existe également une ligne spéciale pour l'évacuation des condensats. L'eau est fournie et évacuée par système spécial pipeline. Ta Énergie électrique, qui sera ainsi généré, est retiré du générateur électrique et transmis au consommateur, en passant par des transformateurs élévateurs.

Équipement de base

Si nous parlons des principaux éléments fonctionnant au thermique centrales, il s'agit alors de chaufferies, ainsi que d'unités de turbine couplées à un générateur électrique et à un condensateur. La principale différence entre l'équipement principal et l'équipement supplémentaire est qu'il possède des paramètres standards en termes de puissance, de productivité, de paramètres de vapeur, ainsi que de tension et de courant, etc. On peut également noter que le type et le nombre d'éléments principaux sont sélectionnés en fonction de la quantité d'énergie qui doit être obtenue d'une centrale thermique, ainsi que de son mode de fonctionnement. Une animation du principe de fonctionnement des centrales thermiques peut aider à comprendre cette problématique plus en détail.