Какой основной вид топлива на ТЭЦ

Фото горения газа на ТЭЦ

На современных ТЭЦ в Российской Федерации основным видом топлива является природный газ, резервными являются уголь и мазут.

ТЭЦ, работающие на газу, считаются более эффективными по нескольким причинам:

  1. Экологичность: Газ является более чистым топливом по сравнению с углем или мазутом, что снижает выбросы вредных веществ в атмосферу.
  2. КПД: паровые котлы имеют более высокий коэффициент полезного действия (КПД), что означает, что большая часть энергии топлива преобразуется в полезную работу.
  3. Меньшие затраты на обслуживание: Газовые установки требуют меньшего объема технического обслуживания по сравнению с угольными или мазутными, что снижает операционные расходы.
  4. Гибкость: Газовые ТЭЦ могут быстро реагировать на изменения в потребностях в электроэнергии, что делает их более гибкими в управлении энергосистемой.
  5. Стоимость топлива: Газ обычно дешевле угля или мазута, что снижает общие эксплуатационные расходы.

Работа ТЭЦ на газу является предпочтительным выбором для многих энергетических компаний, в основном из-за более низкой стоимости по сравнению с углем и мазутом.

Газ дешевле угля и мазута по нескольким причинам:

  1. Себестоимость добычи: Добыча природного газа часто менее затратна по сравнению с добычей угля или производством мазута. Это связано с технологическими особенностями добычи и транспортировки газа, которые могут требовать меньших инвестиций и операционных расходов.
  2. Транспортные расходы: Газ транспортируется по трубопроводам, что является более эффективным и менее затратным способом по сравнению с перевозкой угля или мазута. Трубопроводная сеть уже существует и требует меньших инвестиций в расширение по сравнению с созданием новых транспортных маршрутов для угля или мазута.
  3. Экологические требования: Производство и использование газа сопряжено с меньшими экологическими ограничениями по сравнению с углем и мазутом. Это может снижать производственные затраты и требования к очистке выбросов, что в свою очередь влияет на конечную стоимость продукта.
  4. Международные рынки: Цены на газ на международных рынках часто ниже цен на уголь и мазут, что делает его более привлекательным для импорта и использования в некоторых странах.
  5. Государственное регулирование: В некоторых странах (и РФ в том числе) государство может регулировать цены на газ, делая его более доступным для потребителей по сравнению с другими видами топлива.

Эти факторы в совокупности делают газ более дешевым источником энергии по сравнению с углем и мазутом, что объясняет его широкое использование в энергетике и промышленности.

Текст – YandexGPT 3 Pro

Для чего нужен цех химводоочистки на ТЭЦ

Фото внутри цеха ХВО

Цех химводоочистки (ХВО) на ТЭЦ необходим для подготовки воды, используемой в качестве «рабочего тела». Вода, поступающая на станцию, содержит различные примеси, такие как соли жёсткости, железо, органические вещества и газы. Эти примеси могут привести к образованию накипи на стенках котлов и теплообменников, что снижает эффективность работы оборудования и увеличивает расход топлива. Кроме того, накипь может стать причиной поломок и аварий.

Цех ХВО позволяет очистить воду от примесей и довести её качество до требуемых нормативов. Это достигается путём применения различных методов очистки, таких как фильтрация, ионный обмен, дегазация и др. Очищенная вода подаётся в котлы и теплообменники, где она нагревается и циркулирует по замкнутому контуру, отдавая своё тепло и возвращаясь обратно в цех ХВО для повторной очистки.

Основное оборудование цеха ХВО на ТЭЦ включает:

Фильтры обезжелезивания и аэрационные колонны – используются для удаления из воды железа и марганца, а также для насыщения воды кислородом, что способствует окислению железа и его последующему удалению.

Фильтры умягчения – применяются для снижения содержания в воде солей жесткости (кальция и магния), что предотвращает образование накипи на поверхностях нагрева.

Установки обратного осмоса – обеспечивают глубокое обессоливание воды, удаляя из нее практически все растворенные соли и минералы.

Дозирующие системы – используются для точного добавления химических реагентов, таких как ингибиторы коррозии и антинакипины, в воду для предотвращения образования отложений и коррозии.

Угольные фильтры – предназначены для улучшения органолептических свойств воды (вкус, запах), а также для удаления остаточных загрязнений после основной очистки.

Это оборудование позволяет эффективно подготовить воду для использования в качестве теплоносителя в котлах и теплообменниках, предотвращая образование накипи и коррозии, что значительно продлевает срок службы оборудования и снижает затраты на его обслуживание.

Текст – YandexGPT 3 Pro

Почему градирни такие большие

Фото градирни летом

Почему градирни на ТЭС/ТЭЦ делают такие большие и высокие?

Градирни или охлаждающие башни обычно большие и высокие по нескольким причинам:

  1. Эффективность охлаждения: Основная цель градирни — охлаждение воды, которая используется в качестве циркуляционной воды на тепловых станциях. Размер и высота градирен влияют на их способность к охлаждению. Больший объем и большая высота позволяют охладить больше воды за единицу времени.
  2. Конвекция: Высокие градирни создают лучшую тягу для конвекции воздуха. Горячий воздух поднимается вверх, замещаясь более холодным воздухом, который поступает снизу. Это усиливает процесс охлаждения воды.
  3. Тех процесс: Большие размеры градирен также связаны с технологическими процессами на ТЭЦ. На крупных электростанциях, где происходит огромное количество теплообменных процессов, требуются большие объемы охлаждающей воды.
  4. Экологичность и снижение шумового загрязнения: Высота градирни помогает уменьшить влияние на окружающую среду, так как снижает концентрацию вредных веществ ближе к земле, распространяя их на большем расстоянии от источника выброса.
  5. Эстетика и безопасность: Большие и высокие градирни могут быть частью архитектурного дизайна электростанции, добавляя ей узнаваемость и уникальность. Кроме того, они обеспечивают безопасное расстояние между источником тепла (например, реактором на атомной электростанции) и окружающей средой, предотвращая возможные аварии.

Итак, большие размеры и высота градирен обеспечивают эффективность их работы и минимизируют воздействие на окружающую среду.

Текст – YandexGPT 3 Pro, ChatGPT-4

Основное технологическое оборудование ТЭЦ

Разрез ТЭЦ

Основными технологическими узлами ТЭЦ являются:

  • Топливное хозяйство: это система, которая обеспечивает хранение, подготовку и подачу топлива в котельные установки.
  • Котельный агрегат: здесь происходит сжигание топлива и образование рабочего тела (пара) для работы турбины.
  • Турбинная установка: включает турбину и генератор, которые преобразуют энергию рабочего тела в механическую энергию, а затем в электрическую.
  • Тепловая схема: система трубопроводов, арматуры и теплообменников, которые обеспечивают передачу тепла от рабочего тела к воде, используемой для отопления и горячего водоснабжения потребителей.
  • Система технического водоснабжения: обеспечивает подачу охлаждающей воды для конденсаторов турбин и других устройств.
  • Электрическое оборудование: включает трансформаторы, выключатели, линии электропередачи и другое оборудование, необходимое для передачи и распределения электроэнергии.
  • Автоматическое управление и контроль: системы, обеспечивающие автоматическое управление технологическими процессами и контроль параметров работы оборудования.
  • Системы безопасности: обеспечивают защиту оборудования и персонала от аварий и инцидентов, а также предотвращение загрязнения окружающей среды.

Текст – YandexGPT 2

Чем отличаются ТЭЦ от ТЭС

Картинка ТЭЦ от ИИ

ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) и ТЭС (тепловая электростанция) – это два разных типа электростанций, которые используют ископаемое топливо для производства электроэнергии. Основное отличие между ними заключается в том, что ТЭЦ не только производит электроэнергию, но и обеспечивает потребителей теплом, паром и горячей водой. Для этого ТЭЦ использует пар, который образуется ны выходе турбин, для нагрева воды в специальных теплообменниках (сетевых подогревателях).

Принцип действия тепловой электростанции (ТЭС) заключается в следующем:

В котельном отделении происходит процесс сгорания топлива, в результате которого образуется большое количество кинетической энергии пара из воды. Этот пар затем проходит через паровые турбины, где его кинетическая энергия превращается в механическую.

Механическое движение от турбин передается на генератор, который вырабатывает электрический ток. Затем электрический ток передается по линиям электропередачи к потребителям.

Охлаждающая вода, используемая в процессе охлаждения турбин, затем возвращается в котельное отделение, где она нагревается и снова используется в процессе сгорания.

Принцип действия ТЭЦ отличается тем, что она использует тепло от отработанного пара для нагрева воды, которая затем подается в системы отопления и горячего водоснабжения.

Изображение – Midjourney 5.2
Текст – YandexGPT 2

Принцип действия паровой турбины

Картинка лопастей паровой турбины

Принцип действия паровой турбины теплоэлектростанции:

Перегретый пар от котельного агрегата, поступающий в турбину, раскручивает её лопасти за счёт своей кинетической энергии и разности давлений на входе и выходе турбины. Процесс можно описать следующим образом:

  1. Пар под высоким давлением и температурой поступает во входные камеры турбины.
  2. В этих камерах пар теряет часть своего давления и температуры, прежде чем попасть на лопасти турбины.
  3. Затем пар попадает на изогнутые лопасти, расположенные на роторе турбины.
  4. Лопасти имеют специальную форму, которая позволяет им преобразовывать кинетическую энергию пара в механическую энергию вращения ротора турбины.
  5. Как только пар попадает на лопасть, он начинает расширяться и терять свою кинетическую энергию. В результате этого процесса пар охлаждается и конденсируется на поверхности лопасти.
  6. Конденсированный пар затем стекает вниз по лопасти в направлении вращения турбины, создавая тем самым разницу давлений между входом и выходом турбины.
  7. Эта разница давлений приводит к непрерывному потоку пара через турбину, обеспечивая её непрерывное вращение.

Процесс получения кинетической энергии из пара:

Пар получает большую энергию при нагревании в котлах теплоэлектростанции, потому что тепловая энергия используется для изменения агрегатного состояния воды и преобразования ее в пар. Этот процесс называется парообразованием, и он происходит при определенной температуре и давлении.

Когда вода нагревается в котле, она сначала переходит из жидкого состояния в газообразное (пар), а затем этот пар расширяется (происходит освобождение большого объема кинетической энергии) и производит механическую работу, вращая турбину.

Изображение – Midjourney 5.2
Текст – YandexGPT 2

Почему дымовые трубы такие высокие

Фото дымовой трубы на ТЭЦ
Почему дымовые трубы на ТЭЦ такие высокие?

Дымовые трубы на теплоэлектростанциях (ТЭЦ, ТЭС) строятся такими высокими, для эффективного удаления продуктов сгорания топлива и рассеивания их в атмосфере на большую высоту. Вот несколько причин, по которым они должны быть высокими:

  1. Улучшение производительности: более высокие трубы позволяют увеличить конвективную тягу, которая помогает в удалении дыма и газов из котла. Это, в свою очередь, улучшает общую производительность электростанции.
  2. Безопасность: чем выше труба, тем больше расстояние от земли до опасных газов. Это обеспечивает дополнительную защиту для рабочих и окружающей среды в случае аварии или утечки.
  3. Эффективность рассеивания: дымовые газы должны рассеиваться в атмосфере, чтобы предотвратить их накопление и возможное загрязнение воздуха. Более высокие трубы помогают в этом процессе, так как они обеспечивают большую вертикальную протяженность для рассеивания дыма.
  4. Соответствие нормам: в РФ и других многих странах существуют нормы выбросов, которые требуют определенного уровня высоты трубы для обеспечения надлежащего рассеивания выбросов.
  5. Уменьшение загрязнения: Высокие дымовые трубы могут помочь уменьшить локальное загрязнение, так как дым и газы рассеиваются на большей высоте и на большем расстоянии от земли.

Текст — YandexGPT 2