โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (CHP, IES): พันธุ์ ประเภท หลักการทำงาน เชื้อเพลิง ดูว่า "โรงไฟฟ้าพลังความร้อน" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร หลักการดำเนินงานวัตถุประสงค์ของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ใบพัดของกังหันไอน้ำนี้มองเห็นได้ชัดเจน

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (CHP) ใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ เพื่อแปลงน้ำให้เป็นไอน้ำแรงดันสูง ไอน้ำนี้มีความดันประมาณ 240 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร และมีอุณหภูมิ 524°C (1,000°F) ขับเคลื่อนกังหัน กังหันหมุนแม่เหล็กขนาดยักษ์ภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนสมัยใหม่แปลงความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์เป็นไฟฟ้า ส่วนที่เหลือจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม ในยุโรป โรงไฟฟ้าพลังความร้อนหลายแห่งใช้ความร้อนเหลือทิ้งเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านและธุรกิจในบริเวณใกล้เคียง การผลิตพลังงานความร้อนและพลังงานร่วมช่วยเพิ่มผลผลิตพลังงานของโรงไฟฟ้าได้มากถึง 80 เปอร์เซ็นต์

โรงงานกังหันไอน้ำพร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

กังหันไอน้ำทั่วไปประกอบด้วยใบพัดสองกลุ่ม ไอน้ำแรงดันสูงที่มาจากหม้อไอน้ำโดยตรงจะเข้าสู่เส้นทางการไหลของกังหันและหมุนใบพัดด้วยใบพัดกลุ่มแรก จากนั้นไอน้ำจะถูกให้ความร้อนในเครื่องทำความร้อนยิ่งยวด และเข้าสู่เส้นทางการไหลของกังหันอีกครั้งเพื่อหมุนใบพัดด้วยใบพัดกลุ่มที่สอง ซึ่งทำงานที่แรงดันไอน้ำต่ำกว่า

มุมมองแบบตัดขวาง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (CHP) ทั่วไปขับเคลื่อนด้วยกังหันไอน้ำโดยตรง ซึ่งหมุนด้วยความเร็ว 3,000 รอบต่อนาที ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ แม่เหล็กหรือที่เรียกว่าโรเตอร์ จะหมุน แต่ขดลวด (สเตเตอร์) นั้นอยู่กับที่ ระบบระบายความร้อนป้องกันไม่ให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าร้อนเกินไป

การผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้ไอน้ำ

ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน เชื้อเพลิงจะเผาไหม้ในหม้อต้มน้ำ ทำให้เกิดเปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูง น้ำไหลผ่านท่อผ่านเปลวไฟ ได้รับความร้อนและกลายเป็นไอน้ำแรงดันสูง ไอน้ำจะหมุนกังหันเพื่อผลิตพลังงานกล ซึ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะแปลงเป็นไฟฟ้า หลังจากออกจากกังหัน ไอน้ำจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ จากนั้นจะล้างท่อด้วยน้ำไหลเย็น และผลที่ตามมาก็กลายเป็นของเหลวอีกครั้ง

หม้อต้มน้ำมัน ถ่านหิน หรือแก๊ส

ภายในหม้อต้มน้ำ

หม้อไอน้ำเต็มไปด้วยท่อโค้งที่ประณีตซึ่งน้ำอุ่นไหลผ่าน การกำหนดค่าที่ซับซ้อนของท่อทำให้คุณสามารถเพิ่มปริมาณความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังน้ำได้อย่างมากและส่งผลให้ผลิตไอน้ำได้มากขึ้น

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนเป็นโรงไฟฟ้าที่สร้างพลังงานไฟฟ้าอันเป็นผลมาจากการแปลงพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์ (รูปที่ จ.1)

มีโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำความร้อน (TPES) โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (GTPP) และโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CGPP) เรามาดูรายละเอียด TPES กันดีกว่า

รูปที่ง.1 แผนภาพ TPP

ที่ TPES พลังงานความร้อนจะถูกนำมาใช้ในเครื่องกำเนิดไอน้ำเพื่อผลิตไอน้ำแรงดันสูง ซึ่งขับเคลื่อนโรเตอร์กังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับโรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เชื้อเพลิงที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมันเตา ก๊าซธรรมชาติ ลิกไนต์ (ถ่านหินสีน้ำตาล) พีท และหินดินดาน ประสิทธิภาพถึง 40% กำลังไฟ – 3 GW TPES ที่มีกังหันควบแน่นเป็นตัวขับเคลื่อนสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและไม่ใช้ความร้อนของไอน้ำเสียเพื่อจ่ายพลังงานความร้อนให้กับผู้บริโภคภายนอกเรียกว่าโรงไฟฟ้าควบแน่น (ชื่ออย่างเป็นทางการในสหพันธรัฐรัสเซียคือ State District Electric Station หรือ GRES) . โรงไฟฟ้าในเขตของรัฐผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 2/3 ของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน

TPES ที่ติดตั้งกังหันทำความร้อนและปล่อยความร้อนของไอน้ำเสียไปยังผู้บริโภคในภาคอุตสาหกรรมหรือเทศบาลเรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CHP) พวกเขาผลิตไฟฟ้าประมาณ 1/3 ของการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ถ่านหินที่รู้จักมีสี่ประเภท เพื่อที่จะเพิ่มปริมาณคาร์บอนและค่าความร้อน ประเภทเหล่านี้จะถูกจัดเรียงดังนี้: พีท ถ่านหินสีน้ำตาล ถ่านหินบิทูมินัส (ไขมัน) หรือถ่านหินแข็งและแอนทราไซต์ ในการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนส่วนใหญ่จะใช้สองประเภทแรก

ถ่านหินไม่ใช่คาร์บอนบริสุทธิ์ทางเคมี แต่ยังประกอบด้วยวัสดุอนินทรีย์ (ถ่านหินสีน้ำตาลมีคาร์บอนมากถึง 40%) ซึ่งยังคงอยู่หลังจากการเผาไหม้ถ่านหินในรูปของเถ้า ถ่านหินอาจมีกำมะถัน บางครั้งก็เป็นเหล็กซัลไฟด์ และบางครั้งก็เป็นส่วนหนึ่งของส่วนประกอบอินทรีย์ของถ่านหิน ถ่านหินมักประกอบด้วยสารหนู ซีลีเนียม และธาตุกัมมันตภาพรังสี ในความเป็นจริงแล้ว ถ่านหินกลายเป็นเชื้อเพลิงที่สกปรกที่สุดในบรรดาเชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมด

เมื่อถ่านหินถูกเผา จะเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ รวมถึงซัลเฟอร์ออกไซด์ อนุภาคแขวนลอย และไนโตรเจนออกไซด์ในปริมาณมาก ซัลเฟอร์ออกไซด์ทำลายต้นไม้ วัสดุต่างๆ และส่งผลเสียต่อผู้คน

อนุภาคที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อเผาถ่านหินในโรงไฟฟ้าเรียกว่า "เถ้าลอย" มีการควบคุมการปล่อยเถ้าอย่างเข้มงวด อนุภาคแขวนลอยประมาณ 10% เข้าสู่ชั้นบรรยากาศจริง ๆ

โรงไฟฟ้าถ่านหินขนาด 1,000 เมกะวัตต์ เผาถ่านหินได้ 4-5 ล้านตันต่อปี

เนื่องจากไม่มีการขุดถ่านหินในเขตพื้นที่อัลไต เราจะถือว่าถ่านหินมาจากภูมิภาคอื่นและมีการสร้างถนนเพื่อจุดประสงค์นี้ ซึ่งจะทำให้ภูมิทัศน์ทางธรรมชาติเปลี่ยนไป

ภาคผนวก จ

กีเลฟ อเล็กซานเดอร์

ข้อดีของทีพีพี:

ข้อเสียของ TPP:

ตัวอย่างเช่น :

ดาวน์โหลด:

ดูตัวอย่าง:

ลักษณะเปรียบเทียบของ TPP และ NPP จากมุมมองของปัญหาสิ่งแวดล้อม

สมบูรณ์: Gilev Alexander, ชั้นเรียน "D" 11 ห้อง, สถานศึกษาของสถาบันการศึกษางบประมาณของรัฐบาลกลางสำหรับการศึกษาวิชาชีพชั้นสูง "Dalrybvtuz"

ที่ปรึกษาทางวิทยาศาสตร์:Kurnosenko Marina Vladimirovna ครูสอนฟิสิกส์ประเภทคุณวุฒิสูงสุด lyceumเอฟเอสบีไอ HPE "ดาลริบฟตุซ"

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (TPP) ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าที่สร้างพลังงานไฟฟ้าอันเป็นผลมาจากการแปลงพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใช้เชื้อเพลิงอะไร!

• ถ่านหิน: โดยเฉลี่ยแล้ว การเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทนี้หนึ่งกิโลกรัมส่งผลให้ปล่อย CO2 ได้ 2.93 กิโลกรัม และผลิตพลังงานได้ 6.67 kWh หรือ 2.0 kWh ของพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ 30% ประกอบด้วยคาร์บอน 75-97%

ไฮโดรเจน 1.5-5.7%, ออกซิเจน 1.5-15%, ซัลเฟอร์ 0.5-4%, ไนโตรเจนสูงถึง 1.5%, 2-45%

สารระเหยปริมาณความชื้นอยู่ระหว่าง 4 ถึง 14% องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ก๊าซ (ก๊าซเตาอบโค้ก) ประกอบด้วยเบนซิน

โทลูอีน ไซออล ฟีนอล แอมโมเนีย และสารอื่นๆ จากเตาแก๊สโค้กหลังจากนั้น

การทำให้บริสุทธิ์จากแอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และสารประกอบไซยาไนด์สกัดน้ำมันดิบ

เบนซินซึ่งมาจากไฮโดรคาร์บอนบางชนิดและของมีค่าอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง

สาร

• น้ำมันเตา: น้ำมันเชื้อเพลิง (อาจมาจากภาษาอาหรับ mazhulat - ของเสีย) ผลิตภัณฑ์ของเหลวสีน้ำตาลเข้ม สารตกค้างหลังจากการแยกส่วนของน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันก๊าซออกจากน้ำมันหรือผลิตภัณฑ์แปรรูปรอง โดยเดือดที่ 350-360 ° C น้ำมันเชื้อเพลิงเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน (ที่มีน้ำหนักโมเลกุล 400 ถึง 1,000 กรัม/โมล), เรซินปิโตรเลียม (ที่มีน้ำหนักโมเลกุล 500-3,000 หรือมากกว่า กรัม/โมล), แอสฟัลทีน, คาร์บีน, คาร์โบไฮเดรต และสารประกอบอินทรีย์ที่มีโลหะ ( V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca)
• แก๊ส: ส่วนหลักของก๊าซธรรมชาติคือมีเธน (CH4) - ตั้งแต่ 92 ถึง 98% ก๊าซธรรมชาติอาจมีไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่า - มีความคล้ายคลึงกันของมีเทน

ข้อดีและข้อเสียของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน:

ข้อดีของทีพีพี:

• ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดคืออัตราการเกิดอุบัติเหตุและความทนทานของอุปกรณ์ต่ำ
• เชื้อเพลิงที่ใช้ค่อนข้างถูก
• ใช้เงินลงทุนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าอื่นๆ
• สามารถสร้างได้ทุกที่โดยไม่คำนึงถึงปริมาณเชื้อเพลิงที่มีอยู่ สามารถขนส่งเชื้อเพลิงไปยังที่ตั้งโรงไฟฟ้าได้โดยการขนส่งทางรางหรือทางถนน
• การใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสามารถลดการปล่อยสารอันตรายออกสู่ชั้นบรรยากาศได้จริง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบเหนือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อย่างมาก
• ปัญหาร้ายแรงสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือการรื้อถอนหลังจากทรัพยากรหมด ตามการประมาณการ อาจมีมูลค่าสูงถึง 20% ของต้นทุนการก่อสร้าง

ข้อเสียของ TPP:

• ท้ายที่สุดแล้ว โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงและถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน ปริมาณการปล่อยสารอันตรายโดยรวมต่อปี ซึ่งรวมถึงซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ คาร์บอนออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน อัลดีไฮด์ และเถ้าลอย ต่อกำลังการผลิตติดตั้ง 1,000 เมกะวัตต์ อยู่ในช่วงประมาณ 13,000 ตันต่อปี เมื่อใช้พลังความร้อนที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้าพลังความร้อนถ่านหินบดเป็นจำนวน 165,000 แห่ง
• โรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาด 1,000 เมกะวัตต์ใช้ออกซิเจน 8 ล้านตันต่อปี

ตัวอย่างเช่น : CHPP-2 เผาถ่านหินครึ่งหนึ่งต่อวัน นี่อาจเป็นข้อเสียเปรียบหลัก

จะเกิดอะไรขึ้นถ้า!

• จะเกิดอะไรขึ้นหากเกิดอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นใน Primorye?
• หลังจากนี้โลกจะฟื้นตัวจะใช้เวลากี่ปี?
• ท้ายที่สุดแล้ว CHPP-2 ซึ่งค่อยๆ เปลี่ยนเป็นก๊าซ จะหยุดการปล่อยเขม่า แอมโมเนีย ไนโตรเจน และสารอื่นๆ ออกสู่ชั้นบรรยากาศได้จริง!
• จนถึงปัจจุบัน การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจาก CHPP-2 ลดลง 20%
• และแน่นอนว่าปัญหาอื่นจะหมดไป - การทิ้งขี้เถ้า

เล็กน้อยเกี่ยวกับอันตรายของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์:

• แค่จำอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลเมื่อวันที่ 26 เมษายน 2529 ก็เพียงพอแล้ว ในเวลาเพียง 20 ปี ผู้ชำระบัญชีประมาณ 5,000 รายในกลุ่มนี้เสียชีวิตจากทุกสาเหตุ ไม่นับพลเรือน... และแน่นอนว่านี่คือข้อมูลที่เป็นทางการทั้งหมด

โรงงาน "มายัค":

• 15/03/1953 - เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ยั่งยืนในตัวเอง บุคลากรในโรงงานถูกเปิดเผยอีกครั้ง
• 10/13/1955 - การแตกของอุปกรณ์เทคโนโลยีและการทำลายบางส่วนของอาคาร
• 21/04/1957 - SCR (ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เกิดขึ้นเอง) ที่โรงงานหมายเลข 20 ในการเก็บรวบรวมออกซาเลตแยกส่วนหลังจากการกรองตะกอนของยูเรเนียมออกซาเลตเสริมสมรรถนะ คนหกคนได้รับปริมาณรังสีตั้งแต่ 300 ถึง 1,000 เร็ม (ผู้หญิง 4 คนและผู้ชาย 2 คน) ผู้หญิง 1 คนเสียชีวิต
• 10/02/1958 - SCR ที่โรงงาน ทำการทดลองเพื่อหามวลวิกฤติของยูเรเนียมเสริมสมรรถนะในภาชนะทรงกระบอกที่ความเข้มข้นต่างๆ ของยูเรเนียมในสารละลาย บุคลากรฝ่าฝืนกฎและคำแนะนำในการทำงานกับวัสดุนิวเคลียร์ (วัสดุฟิสไซล์นิวเคลียร์) ในช่วงเวลาของ SCR บุคลากรได้รับปริมาณรังสีตั้งแต่ 7600 ถึง 13,000 rem มีผู้เสียชีวิต 3 ราย คนหนึ่งป่วยด้วยรังสีและตาบอด ในปีเดียวกันนั้น I.V. Kurchatov พูดในระดับสูงสุดและพิสูจน์ความจำเป็นในการจัดตั้งหน่วยรักษาความปลอดภัยพิเศษของรัฐ LBL กลายเป็นองค์กรดังกล่าว
• 07/28/1959 - การแตกของอุปกรณ์เทคโนโลยี
• 12/05/1960 - SCR ที่โรงงาน ห้าคนเปิดรับแสงมากเกินไป
• 26/02/1962 - การระเบิดในคอลัมน์ดูดซับการทำลายอุปกรณ์
• 09/07/1962 - สคอาร์
• 16/12/1965 - SCR ที่โรงงานหมายเลข 20 กินเวลา 14 ชั่วโมง
• 12/10/1968 - สคอาร์ สารละลายพลูโตเนียมถูกเทลงในภาชนะทรงกระบอกซึ่งมีรูปทรงที่เป็นอันตราย คนหนึ่งเสียชีวิต อีกคนได้รับรังสีปริมาณมากและเจ็บป่วยจากรังสี หลังจากนั้นขาทั้งสองข้างและแขนขวาของเขาถูกตัดออก
• เมื่อวันที่ 11/02/1976 ที่โรงงานเคมีกัมมันตภาพรังสีอันเป็นผลมาจากการกระทำอย่างไม่มีเงื่อนไขของบุคลากรทำให้เกิดปฏิกิริยาอัตโนมัติของกรดไนตริกเข้มข้นกับของเหลวอินทรีย์ที่มีองค์ประกอบที่ซับซ้อน อุปกรณ์ดังกล่าวระเบิดทำให้เกิดการปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสีบริเวณพื้นที่ซ่อมและพื้นที่ใกล้เคียงของโรงงาน ดัชนี INEC-3
• 10/02/1984 - การระเบิดในอุปกรณ์สุญญากาศของเครื่องปฏิกรณ์
• 16/11/1990 - ปฏิกิริยาระเบิดในภาชนะที่มีรีเอเจนต์ มีผู้ถูกเพลิงไหม้จากสารเคมี 2 ราย เสียชีวิต 1 ราย
• 17/07/1993 - อุบัติเหตุที่โรงงานไอโซโทปรังสีของ Mayak PA โดยมีคอลัมน์ดูดซับถูกทำลายและปล่อย α-ละอองลอยจำนวนเล็กน้อยออกสู่สิ่งแวดล้อม การปล่อยรังสีถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นภายในสถานที่ผลิตของโรงงาน
• 08/2/1993 - ความล้มเหลวของสายส่งเยื่อจากโรงบำบัดกากกัมมันตภาพรังสีของเหลว เหตุการณ์เกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการลดความดันของท่อและการปล่อยเยื่อกัมมันตภาพรังสี 2 m3 ลงบนพื้นผิวโลก (ประมาณ 100 m2 ของ พื้นผิวมีการปนเปื้อน) การลดแรงดันของท่อทำให้เกิดการรั่วไหลของเยื่อกัมมันตภาพรังสีโดยมีกิจกรรมประมาณ 0.3 Ci สู่พื้นผิวโลก ร่องรอยของสารกัมมันตภาพรังสีถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นและกำจัดดินที่ปนเปื้อนออกไป
• เมื่อวันที่ 27 ธันวาคม พ.ศ. 2536 มีเหตุการณ์เกิดขึ้นที่โรงงานไอโซโทปรังสี ซึ่งเมื่อเปลี่ยนตัวกรอง ละอองลอยกัมมันตภาพรังสีก็ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ การเปิดตัวคือ 0.033 Ci สำหรับกิจกรรม α และ 0.36 mCi สำหรับกิจกรรม β
• เมื่อวันที่ 4 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2537 มีการบันทึกการปล่อยละอองกัมมันตภาพรังสีที่เพิ่มขึ้น: โดยกัมมันตภาพรังสี β ที่ระดับ 2 วัน เพิ่มขึ้น 137 องศาเซลเซียส ในแต่ละวัน กิจกรรมทั้งหมดคือ 15.7 mCi
• ในวันที่ 30 มีนาคม พ.ศ. 2537 ในระหว่างการเปลี่ยนแปลง ปริมาณการปล่อยก๊าซ 137Cs ในแต่ละวันเพิ่มขึ้น 3 เท่า β-activity 1.7 เท่า และกิจกรรม α 1.9 เท่า
• ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2537 มีการปล่อย β-aerosols 10.4 mCi ออกมาผ่านระบบระบายอากาศของอาคารโรงงาน การปล่อยไอเสียของ 137Cs อยู่ที่ 83% ของระดับการควบคุม
• เมื่อวันที่ 7 กรกฎาคม พ.ศ. 2537 มีการค้นพบจุดกัมมันตภาพรังสีที่มีพื้นที่หลายตารางเดซิเมตรที่โรงงานเครื่องมือ อัตราปริมาณรังสีที่ได้รับคือ 500 μR/s คราบเกิดขึ้นจากการรั่วไหลของท่อน้ำทิ้งที่เสียบปลั๊ก
• 31.08. พ.ศ. 2537 มีการลงทะเบียนการปล่อยนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีเพิ่มขึ้นในท่อบรรยากาศของอาคารโรงงานเคมีรังสี (238.8 mCi รวมถึงส่วนแบ่ง 137Cs ซึ่งคิดเป็น 4.36% ของการปล่อยกัมมันตภาพรังสีสูงสุดที่อนุญาตต่อปี) สาเหตุของการปล่อยนิวไคลด์กัมมันตรังสีคือการลดแรงดันของแท่งเชื้อเพลิง VVER-440 ในระหว่างการดำเนินการตัดปลายที่ว่างเปล่าของชุดเชื้อเพลิงใช้แล้ว (ชุดเชื้อเพลิงใช้แล้ว) อันเป็นผลมาจากการเกิดส่วนโค้งไฟฟ้าที่ไม่สามารถควบคุมได้
• เมื่อวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2538 มีการบันทึกว่าค่าปกติในการบรรทุกพลูโทเนียมสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวเกิน 19% ซึ่งถือได้ว่าเป็นเหตุการณ์อันตรายจากนิวเคลียร์
• เมื่อวันที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2538 มีการค้นพบการรั่วไหลของน้ำหล่อเย็นที่เตาหลอมแก้วสำหรับกากกัมมันตภาพรังสีของเหลวระดับสูง (กากกัมมันตรังสีของเหลว) เตาเผาหยุดทำงานตามปกติ
• เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2538 ขณะตัดช่องเทอร์โมเมตริก คนงาน 4 คนได้รับรังสี (1.69, 0.59, 0.45, 0.34 รีม) สาเหตุของเหตุการณ์คือการละเมิดกฎระเบียบทางเทคโนโลยีโดยพนักงานของบริษัท
• เมื่อวันที่ 24 กรกฎาคม พ.ศ. 2538 มีการปล่อยละอองลอย 137Cs ซึ่งมีมูลค่า 0.27% ของ MPE ประจำปีสำหรับองค์กร สาเหตุคือไฟไหม้ผ้ากรอง
• เมื่อวันที่ 14 กันยายน พ.ศ. 2538 เมื่อมีการเปลี่ยนฝาครอบและหล่อลื่นอุปกรณ์ควบคุมสเต็ปเปอร์ พบว่ามลพิษทางอากาศที่มี α-นิวไคลด์ เพิ่มขึ้นอย่างมาก
• เมื่อวันที่ 22/10/96 คอยล์เย็นของถังเก็บขยะระดับสูงแห่งหนึ่งลดแรงดันลง ส่งผลให้ท่อของระบบทำความเย็นที่จัดเก็บเกิดการปนเปื้อน จากเหตุการณ์นี้ พนักงานแผนก 10 คนได้รับกัมมันตภาพรังสีจาก 2.23×10-3 ถึง 4.8×10-2 Sv.
• เมื่อวันที่ 20 พฤศจิกายน 2539 ที่โรงงานเคมีและโลหะวิทยาในระหว่างการทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าของพัดลมดูดอากาศเกิดการปล่อยละอองของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีออกสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งคิดเป็น 10% ของการปล่อยโรงงานต่อปีที่ได้รับอนุญาต
• เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม 2540 ในอาคารโรงงาน RT-1 พบการปนเปื้อนบนพื้นในพื้นที่ 1 ถึง 2 ตารางเมตรในสถานที่แห่งหนึ่ง อัตราปริมาณรังสีแกมมาจากจุดนั้นอยู่ระหว่าง 40 ถึง 200 ไมโครอาร์/วินาที
• เมื่อวันที่ 10/06/97 มีการบันทึกการเพิ่มขึ้นของพื้นหลังของกัมมันตภาพรังสีในอาคารประกอบของโรงงาน RT-1 การวัดอัตราปริมาณรังสีที่สัมผัสแสดงค่าสูงถึง 300 µR/วินาที
• เมื่อวันที่ 23 กันยายน 2541 เมื่อพลังของเครื่องปฏิกรณ์ LF-2 (Lyudmila) เพิ่มขึ้นหลังจากการป้องกันอัตโนมัติถูกกระตุ้น ระดับพลังงานที่อนุญาตก็เกิน 10% เป็นผลให้ส่วนหนึ่งขององค์ประกอบเชื้อเพลิงในสามช่องลดแรงดันซึ่งนำไปสู่การปนเปื้อนของอุปกรณ์และท่อของวงจรหลัก ปริมาณของ 133Xe ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องปฏิกรณ์ภายใน 10 วัน เกินระดับที่อนุญาตต่อปี
• วันที่ 09.09.2543 เกิดเหตุไฟฟ้าดับที่ป่ามายัคเป็นเวลา 1.5 ชั่วโมง ซึ่งอาจนำไปสู่อุบัติเหตุได้
• ในระหว่างการตรวจสอบในปี พ.ศ. 2548 สำนักงานอัยการได้กำหนดการละเมิดกฎสำหรับการจัดการของเสียที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตในช่วง พ.ศ. 2544-2547 ซึ่งนำไปสู่การทิ้งขยะกัมมันตภาพรังสีเหลวหลายสิบล้านลูกบาศก์เมตรที่ผลิตโดยมายัค เข้าสู่ลุ่มน้ำเตชะ ตามที่รองหัวหน้าแผนกสำนักงานอัยการสูงสุดแห่งสหพันธรัฐรัสเซียในเขตอูราลสหพันธรัฐ Andrei Potapov กล่าวว่า "เป็นที่ยอมรับว่าเขื่อนโรงงานซึ่งต้องการการบูรณะมานานแล้วช่วยให้กากกัมมันตภาพรังสีเหลวเข้าไปได้ อ่างเก็บน้ำซึ่งสร้างภัยคุกคามร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมไม่เพียงแต่ในภูมิภาคเชเลียบินสค์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงภูมิภาคใกล้เคียงด้วย” สำนักงานอัยการระบุว่า เนื่องจากกิจกรรมของโรงงานมายัคในบริเวณที่ราบน้ำท่วมถึงแม่น้ำเตชา ระดับของนิวไคลด์กัมมันตรังสีจึงเพิ่มขึ้นหลายครั้งในช่วงสี่ปีที่ผ่านมา จากการตรวจสอบพบว่าพื้นที่ติดเชื้ออยู่ที่ 200 กิโลเมตร ผู้คนประมาณ 12,000 คนอาศัยอยู่ในเขตอันตราย ในเวลาเดียวกัน เจ้าหน้าที่สืบสวนระบุว่าพวกเขาอยู่ภายใต้แรงกดดันที่เกี่ยวข้องกับการสอบสวน ผู้อำนวยการทั่วไปของ PA Mayak Vitaly Sadovnikov ถูกตั้งข้อหาภายใต้มาตรา 246 แห่งประมวลกฎหมายอาญาของสหพันธรัฐรัสเซีย "การละเมิดกฎเพื่อการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในระหว่างการผลิตงาน" และส่วนที่ 1 และ 2 ของมาตรา 247 แห่งประมวลกฎหมายอาญาของสหพันธรัฐรัสเซีย " การละเมิดกฎการไหลเวียนของสารและของเสียที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม” ในปี 2549 คดีอาญาต่อ Sadovnikov ถูกยกเลิกเนื่องจากการนิรโทษกรรมในวันครบรอบ 100 ปีของ State Duma
• Techa เป็นแม่น้ำที่ปนเปื้อนจากกากกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาจากโรงงานเคมี Mayak ซึ่งตั้งอยู่ในภูมิภาค Chelyabinsk ที่ริมฝั่งแม่น้ำ พื้นหลังของกัมมันตภาพรังสีเกินหลายครั้ง ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2489 ถึง พ.ศ. 2499 ของเสียที่เป็นของเหลวระดับกลางและระดับสูงจากสมาคมการผลิตมายัคถูกปล่อยลงสู่ระบบแม่น้ำเตชา-อิเซต-โทบอลแบบเปิด ซึ่งอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดของแม่น้ำเตชา 6 กม. โดยรวมแล้ว ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา น้ำเสียถูกปล่อยออกมา 76 ล้านลูกบาศก์เมตร โดยมีกิจกรรมการแผ่รังสี β รวมมากกว่า 2.75 ล้าน Ci ผู้อยู่อาศัยในหมู่บ้านชายฝั่งได้รับรังสีทั้งภายนอกและภายใน โดยรวมแล้วผู้คนจำนวน 124,000 คนที่อาศัยอยู่ในชุมชนริมฝั่งแม่น้ำของระบบน้ำนี้ได้รับรังสี ผู้อยู่อาศัยในชายฝั่งแม่น้ำเตชา (28.1 พันคน) ได้รับรังสีปริมาณมากที่สุด ผู้คนประมาณ 7.5 พันคนที่ตั้งถิ่นฐานใหม่จากการตั้งถิ่นฐาน 20 แห่งได้รับปริมาณรังสีที่มีประสิทธิผลโดยเฉลี่ยในช่วง 3 - 170 cSv ต่อมามีการสร้างอ่างเก็บน้ำบริเวณตอนบนของแม่น้ำ กากกัมมันตรังสีเหลวส่วนใหญ่ (ในแง่ของกิจกรรม) ถูกทิ้งลงในทะเลสาบ คาราชัย (อ่างเก็บน้ำที่ 9) และ “หนองน้ำเก่า” ที่ราบน้ำท่วมถึงและตะกอนด้านล่างมีการปนเปื้อน และตะกอนตะกอนที่ส่วนบนของแม่น้ำถือเป็นขยะกัมมันตภาพรังสีที่เป็นของแข็ง น้ำบาดาลในบริเวณทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ Karachay และน้ำตก Techa มีมลพิษ
• อุบัติเหตุที่เมืองมายัคในปี 2500 หรือที่เรียกว่า "โศกนาฏกรรม Kyshtym" ถือเป็นภัยพิบัติครั้งใหญ่เป็นอันดับสามในประวัติศาสตร์พลังงานนิวเคลียร์ รองจากอุบัติเหตุเชอร์โนบิลและอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะ 1 (ระดับ INES)
• ปัญหาการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในภูมิภาคเชเลียบินสค์ถูกหยิบยกขึ้นมาหลายครั้ง แต่เนื่องจากความสำคัญเชิงกลยุทธ์ของโรงงานเคมี แต่ละครั้งจึงถูกเพิกเฉย

ฟุกุชิมะ-1

• อุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะ-1 ถือเป็นอุบัติเหตุทางรังสีครั้งใหญ่ (อ้างอิงจากเจ้าหน้าที่ญี่ปุ่น - ระดับ 7 ในระดับ INES) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2554 อันเป็นผลมาจากแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในญี่ปุ่นและสึนามิที่ตามมา

หลักการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CHP) ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเฉพาะของไอน้ำ - เพื่อเป็นสารหล่อเย็น ในสภาวะที่ร้อนภายใต้ความกดดัน มันจะกลายเป็นแหล่งพลังงานอันทรงพลังที่ขับเคลื่อนกังหันของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (CHP) ซึ่งเป็นมรดกของยุคไอน้ำที่ห่างไกลอยู่แล้ว

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแห่งแรกสร้างขึ้นในนิวยอร์กบนถนนเพิร์ล (แมนฮัตตัน) ในปี พ.ศ. 2425 หนึ่งปีต่อมาเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กกลายเป็นบ้านเกิดของสถานีระบายความร้อนแห่งแรกของรัสเซีย น่าแปลกที่แม้แต่ในยุคเทคโนโลยีขั้นสูงของเราโรงไฟฟ้าพลังความร้อนยังไม่พบสิ่งทดแทนที่ครบถ้วน: ส่วนแบ่งในภาคพลังงานโลกมีมากกว่า 60%

และมีคำอธิบายง่ายๆ เกี่ยวกับเรื่องนี้ ซึ่งมีข้อดีและข้อเสียของพลังงานความร้อน “เลือด” ของมันคือเชื้อเพลิงอินทรีย์ ถ่านหิน น้ำมันเตา หินน้ำมัน พีท และก๊าซธรรมชาติยังสามารถเข้าถึงได้ค่อนข้างมาก และปริมาณสำรองก็ค่อนข้างมาก

ข้อเสียใหญ่คือผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อม ใช่ แล้ววันหนึ่งโกดังตามธรรมชาติจะหมดสิ้นลง และโรงไฟฟ้าพลังความร้อนหลายพันแห่งจะกลายเป็น "อนุสรณ์สถาน" ที่ขึ้นสนิมของอารยธรรมของเรา

หลักการทำงาน

เริ่มต้นด้วยการกำหนดคำว่า "CHP" และ "CHP" พูดง่ายๆก็คือพวกเขาเป็นพี่น้องกัน โรงไฟฟ้าพลังความร้อน "สะอาด" - โรงไฟฟ้าพลังความร้อนได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการผลิตไฟฟ้า ชื่ออื่นคือ "โรงไฟฟ้าควบแน่น" - IES

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม - CHP - โรงไฟฟ้าพลังความร้อนชนิดหนึ่ง นอกเหนือจากการผลิตไฟฟ้าแล้ว ยังจ่ายน้ำร้อนให้กับระบบทำความร้อนส่วนกลางและสำหรับใช้ในครัวเรือนอีกด้วย

รูปแบบการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนค่อนข้างง่าย เชื้อเพลิงและอากาศร้อนซึ่งเป็นตัวออกซิไดเซอร์จะเข้าสู่เตาเผาพร้อมกัน เชื้อเพลิงที่พบมากที่สุดในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนของรัสเซียคือถ่านหินบด ความร้อนจากการเผาไหม้ของฝุ่นถ่านหินจะเปลี่ยนน้ำที่เข้าสู่หม้อต้มให้เป็นไอน้ำ ซึ่งจากนั้นจะถูกจ่ายภายใต้ความกดดันไปยังกังหันไอน้ำ การไหลของไอน้ำอันทรงพลังทำให้มันหมุน ขับเคลื่อนโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

ถัดไปไอน้ำซึ่งสูญเสียตัวบ่งชี้เริ่มต้นไปอย่างมีนัยสำคัญ - อุณหภูมิและความดัน - เข้าสู่คอนเดนเซอร์ซึ่งหลังจาก "อาบน้ำ" เย็นแล้วจะกลายเป็นน้ำอีกครั้ง จากนั้นปั๊มคอนเดนเสทจะปั๊มเข้าไปในเครื่องทำความร้อนแบบหมุนเวียนแล้วจึงปั๊มเข้าไปในเครื่องกำจัดอากาศ ที่นั่นน้ำจะปราศจากก๊าซ - ออกซิเจนและ CO 2 ซึ่งอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนได้ หลังจากนั้น น้ำจะถูกทำให้ร้อนอีกครั้งจากไอน้ำและป้อนกลับเข้าไปในหม้อต้มน้ำ

แหล่งจ่ายความร้อน

ประการที่สองหน้าที่ที่สำคัญไม่น้อยของ CHP คือการจัดหาน้ำร้อน (ไอน้ำ) ที่มีไว้สำหรับระบบทำความร้อนส่วนกลางของการตั้งถิ่นฐานในบริเวณใกล้เคียงและการใช้ในบ้าน ในเครื่องทำความร้อนแบบพิเศษ น้ำเย็นจะถูกทำให้ร้อนถึง 70 องศาในฤดูร้อนและ 120 องศาในฤดูหนาว หลังจากนั้นปั๊มเครือข่ายจะจ่ายให้กับห้องผสมทั่วไป จากนั้นจ่ายให้กับผู้บริโภคผ่านระบบทำความร้อนหลัก มีการเติมน้ำประปาที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนอย่างต่อเนื่อง

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ก๊าซธรรมชาติทำงานอย่างไร?

เมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีหน่วยกังหันก๊าซจะมีขนาดกะทัดรัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่ามาก พอจะกล่าวได้ว่าสถานีดังกล่าวไม่จำเป็นต้องมีหม้อต้มไอน้ำ หน่วยกังหันก๊าซนั้นเป็นเครื่องยนต์เครื่องบินเทอร์โบเจ็ทแบบเดียวกัน โดยที่กระแสไอพ่นจะไม่ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ แต่จะหมุนโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในขณะเดียวกัน การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการเผาไหม้ก็มีน้อยมาก

เทคโนโลยีการเผาไหม้ถ่านหินใหม่

ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนสมัยใหม่ถูกจำกัดอยู่ที่ 34% โรงไฟฟ้าพลังความร้อนส่วนใหญ่ยังคงทำงานโดยใช้ถ่านหิน ซึ่งสามารถอธิบายได้ค่อนข้างง่าย - ปริมาณสำรองถ่านหินบนโลกยังคงมีอยู่มหาศาล ดังนั้นส่วนแบ่งของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนในปริมาณไฟฟ้าทั้งหมดที่ผลิตได้คือประมาณ 25%

กระบวนการเผาถ่านหินยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมาเป็นเวลาหลายทศวรรษแล้ว อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีใหม่ๆ ก็เข้ามาที่นี่เช่นกัน

ลักษณะเฉพาะของวิธีนี้คือแทนที่จะใช้อากาศ ออกซิเจนบริสุทธิ์ที่แยกออกจากอากาศจะถูกใช้เป็นสารออกซิไดซ์เมื่อเผาฝุ่นถ่านหิน ผลก็คือ สิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย (NOx) จะถูกกำจัดออกจากก๊าซไอเสีย สิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายที่เหลืออยู่จะถูกกรองออกโดยผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอน CO 2 ที่เหลืออยู่ที่ทางออกจะถูกสูบเข้าไปในภาชนะภายใต้แรงดันสูง และถูกฝังไว้ที่ระดับความลึกสูงสุด 1 กม.

วิธี "การจับออกซิเจน"

ที่นี่เช่นกัน เมื่อเผาถ่านหิน ออกซิเจนบริสุทธิ์จะถูกใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ ตรงกันข้ามกับวิธีก่อนหน้านี้ในช่วงเวลาของการเผาไหม้ไอน้ำจะเกิดขึ้นทำให้กังหันหมุน จากนั้นเถ้าและซัลเฟอร์ออกไซด์จะถูกกำจัดออกจากก๊าซไอเสีย ทำการทำความเย็นและการควบแน่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เหลือภายใต้ความกดดัน 70 บรรยากาศจะถูกแปลงเป็นสถานะของเหลวและวางไว้ใต้ดิน

วิธีการเผาไหม้ล่วงหน้า

เผาถ่านหินในโหมด "ปกติ" - ในหม้อไอน้ำผสมกับอากาศ หลังจากนั้นเถ้าและ SO 2 - ซัลเฟอร์ออกไซด์จะถูกกำจัดออก จากนั้น CO 2 จะถูกกำจัดออกโดยใช้สารดูดซับของเหลวชนิดพิเศษ หลังจากนั้นจะถูกกำจัดด้วยการฝังศพ

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนห้าแห่งที่ทรงพลังที่สุดในโลก

การแข่งขันชิงแชมป์เป็นของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนของจีน Tuoketuo ที่มีกำลังการผลิต 6600 MW (5 หน่วยพลังงาน x 1200 MW) ครอบคลุมพื้นที่ 2.5 ตารางเมตร กม. ตามมาด้วย "เพื่อนร่วมชาติ" - โรงไฟฟ้าพลังความร้อนไทจงซึ่งมีกำลังการผลิต 5824 เมกะวัตต์ สามอันดับแรกปิดโดยที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซีย Surgutskaya GRES-2 - 5597.1 MW อันดับที่สี่คือโรงไฟฟ้าพลังความร้อน Belchatow ของโปแลนด์ - 5354 MW และที่ห้าคือโรงไฟฟ้า Futtsu CCGT (ญี่ปุ่น) - โรงไฟฟ้าพลังความร้อนก๊าซที่มีกำลังการผลิต 5040 MW

การจำแนกประเภทของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน(TPP) – โรงไฟฟ้า สร้างพลังงานไฟฟ้าอันเป็นผลมาจากการแปลงพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแห่งแรกปรากฏขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 (ในปี พ.ศ. 2425 - ในนิวยอร์กในปี พ.ศ. 2426 - ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในปี พ.ศ. 2427 - ในกรุงเบอร์ลิน) และแพร่หลาย ปัจจุบัน TPP คือ โรงไฟฟ้าประเภทหลักส่วนแบ่งการผลิตไฟฟ้าของพวกเขาคือ: ในรัสเซียประมาณ 70% ในโลกประมาณ 76%

ในบรรดาโรงไฟฟ้าพลังความร้อน โรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำความร้อน (TSPS) มีอำนาจเหนือกว่า โดยใช้พลังงานความร้อนในเครื่องกำเนิดไอน้ำเพื่อผลิตไอน้ำแรงดันสูง ซึ่งจะหมุนโรเตอร์ของกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (โดยปกติจะเป็น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส) . เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมกับกังหันและตัวกระตุ้นเรียกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบในรัสเซีย TPPP ผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 99% จากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน เชื้อเพลิงที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ได้แก่ ถ่านหิน (ส่วนใหญ่) น้ำมันเตา ก๊าซธรรมชาติ ลิกไนต์ พีท และหินดินดาน

TPES ที่มีกังหันควบแน่นเป็นตัวขับเคลื่อนสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและไม่ใช้ความร้อนของไอน้ำเสียเพื่อจ่ายพลังงานความร้อนให้กับผู้บริโภคภายนอกเรียกว่าโรงไฟฟ้าควบแน่น (CPS) ในรัสเซีย IES มีชื่อในอดีตว่า State District Electric Station หรือ GRES . GRES ผลิตไฟฟ้าประมาณ 65% ที่ผลิตได้จากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ประสิทธิภาพของพวกเขาถึง 40% โรงไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในโลก Surgutskaya GRES-2; ความจุของมันคือ 4.8 GW; กำลังการผลิต Reftinskaya GRES คือ 3.8 GW

TPES ที่ติดตั้งกังหันทำความร้อนและปล่อยความร้อนของไอน้ำเสียไปยังผู้บริโภคในภาคอุตสาหกรรมหรือเทศบาลเรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CHP) พวกเขาผลิตไฟฟ้าที่ผลิตได้ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนประมาณ 35% ตามลำดับ ด้วยการใช้พลังงานความร้อนที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจึงเพิ่มขึ้นเป็น 60 - 65% โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ทรงพลังที่สุดในรัสเซีย CHPP-23 และ CHPP-25 ของ Mosenergo แต่ละแห่งมีกำลังการผลิต 1,410 MW

ทางอุตสาหกรรม กังหันก๊าซปรากฏช้ากว่ากังหันไอน้ำมากเนื่องจากการผลิตต้องใช้วัสดุโครงสร้างทนความร้อนพิเศษ หน่วยกังหันก๊าซ (GTU) ขนาดกะทัดรัดและคล่องตัวสูงถูกสร้างขึ้นโดยใช้กังหันก๊าซ เชื้อเพลิงก๊าซหรือของเหลวถูกเผาในห้องเผาไหม้ของหน่วยกังหันก๊าซ ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่มีอุณหภูมิ 750 - 900 ° C เข้าสู่กังหันก๊าซซึ่งหมุนโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนดังกล่าวมักจะอยู่ที่ 26 - 28% กำลังไฟฟ้าสูงถึงหลายร้อยเมกะวัตต์ . กังหันก๊าซไม่ประหยัดเนื่องจากก๊าซไอเสียมีอุณหภูมิสูง

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีหน่วยกังหันก๊าซส่วนใหญ่จะใช้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าสำรองเพื่อครอบคลุมค่าไฟฟ้าสูงสุดหรือจ่ายไฟฟ้าให้กับชุมชนขนาดเล็ก โดยอนุญาตให้โรงไฟฟ้าดำเนินการได้ที่ เปลี่ยนโหลดกะทันหัน; สามารถหยุดได้บ่อยครั้ง ให้การเริ่มต้นอย่างรวดเร็ว กำลังไฟฟ้าความเร็วสูง และการทำงานที่ประหยัดพอสมควรในช่วงโหลดที่กว้าง ตามกฎแล้ว โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซด้อยกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนกังหันไอน้ำในแง่ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะและต้นทุนไฟฟ้า ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและติดตั้งที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีหน่วยกังหันก๊าซลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง เนื่องจากไม่จำเป็นต้องสร้างโรงหม้อไอน้ำและสถานีสูบน้ำ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ทรงพลังที่สุดพร้อมหน่วยกังหันก๊าซ GRES-3 ตั้งชื่อตาม Klasson (ภูมิภาคมอสโก) มีกำลังการผลิต 600 เมกะวัตต์

ก๊าซไอเสียของโรงงานกังหันก๊าซมีอุณหภูมิค่อนข้างสูง ส่งผลให้โรงงานกังหันก๊าซมีประสิทธิภาพต่ำ ใน โรงงานวงจรรวม(PGU) ประกอบด้วย กังหันไอน้ำและหน่วยกังหันก๊าซก๊าซร้อนของกังหันแก๊สจะถูกใช้เพื่อทำให้น้ำร้อนในเครื่องกำเนิดไอน้ำ เหล่านี้เป็นโรงไฟฟ้าประเภทรวม ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีหน่วยกังหันก๊าซหมุนเวียนอยู่ที่ 42 - 45% ปัจจุบัน CCGT เป็นเครื่องยนต์ที่ประหยัดที่สุดที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องยนต์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดซึ่งอธิบายได้จากประสิทธิภาพสูง CCGT ปรากฏตัวเมื่อ 20 กว่าปีที่แล้วเล็กน้อย แต่ตอนนี้เป็นภาคส่วนที่มีพลวัตที่สุดของภาคพลังงาน หน่วยพลังงานที่ทรงพลังที่สุดพร้อมหน่วยกังหันก๊าซหมุนเวียนในรัสเซีย: ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนทางใต้ของเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก - 300 MW และที่โรงไฟฟ้า Nevinnomysskaya State District - 170 MW

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีหน่วยกังหันก๊าซและหน่วยกังหันก๊าซรอบรวมสามารถจ่ายความร้อนให้กับผู้บริโภคภายนอกได้ กล่าวคือ ทำงานเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและพลังงานร่วม

ตามโครงร่างเทคโนโลยีของท่อส่งไอน้ำโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบ่งออกเป็น บล็อกโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและต่อไป TPP พร้อมการเชื่อมโยงข้าม.

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบแยกส่วนประกอบด้วยโรงไฟฟ้า - หน่วยไฟฟ้าที่แยกจากกันซึ่งมักจะเป็นประเภทเดียวกัน ในหน่วยจ่ายไฟ หม้อไอน้ำแต่ละเครื่องจ่ายไอน้ำให้กับกังหันของตัวเองเท่านั้น ซึ่งจะกลับมาหลังจากการควบแน่นไปยังหม้อไอน้ำของตัวเองเท่านั้น โรงไฟฟ้าในเขตรัฐและโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีประสิทธิภาพทั้งหมดซึ่งเรียกว่าไอน้ำร้อนยวดยิ่งระดับกลางนั้นถูกสร้างขึ้นตามรูปแบบบล็อก การทำงานของหม้อไอน้ำและกังหันที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีการเชื่อมต่อแบบข้ามนั้นแตกต่างกัน: หม้อไอน้ำทั้งหมดของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจ่ายไอน้ำให้กับท่อไอน้ำทั่วไป (ตัวรวบรวม) เส้นเดียว และกังหันไอน้ำทั้งหมดของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนนั้นขับเคลื่อนจากมัน ตามโครงการนี้ CES ที่ไม่มีความร้อนสูงเกินไปปานกลางและโรงงาน CHP เกือบทั้งหมดที่มีพารามิเตอร์ไอน้ำเริ่มต้นต่ำกว่าวิกฤตจะถูกสร้างขึ้น

ตามระดับความดันเริ่มต้นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนมีความโดดเด่น ความดันใต้วิกฤตและ ความดันวิกฤตยิ่งยวด(เอสเคดี).

ความดันวิกฤตคือ 22.1 MPa (225.6 at)ในอุตสาหกรรมความร้อนและพลังงานของรัสเซียพารามิเตอร์เริ่มต้นได้รับการกำหนดมาตรฐาน: โรงไฟฟ้าพลังความร้อนและโรงไฟฟ้าพลังความร้อนรวมถูกสร้างขึ้นสำหรับแรงดันใต้วิกฤตที่ 8.8 และ 12.8 MPa (90 และ 130 atm) และสำหรับ SKD - 23.5 MPa (240 atm) . ด้วยเหตุผลทางเทคนิค TPP ที่มีพารามิเตอร์วิกฤตยิ่งยวดจะดำเนินการโดยใช้ความร้อนสูงเกินระดับกลางและเป็นไปตามแผนภาพบล็อก

มีการประเมินประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ประสิทธิภาพ(ประสิทธิภาพ) ซึ่งกำหนดโดยอัตราส่วนของปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาในช่วงเวลาหนึ่งต่อความร้อนที่ใช้ไปที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงที่ถูกเผาไหม้ นอกจากประสิทธิภาพแล้วยังมีการใช้ตัวบ่งชี้อื่นเพื่อประเมินการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน - ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงมาตรฐานโดยเฉพาะ(เชื้อเพลิงทั่วไปคือเชื้อเพลิงที่มีค่าความร้อน = 7000 kcal/kg = 29.33 MJ/kg) มีความเชื่อมโยงระหว่างประสิทธิภาพและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงตามเงื่อนไข

โครงสร้างทีพีพี

องค์ประกอบหลักของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (รูปที่ 3.1):

ยู โรงงานหม้อไอน้ำการแปลงพลังงานพันธะเคมีของเชื้อเพลิงและผลิตไอน้ำที่มีอุณหภูมิและความดันสูง

ยู การติดตั้งกังหัน (กังหันไอน้ำ)การแปลงพลังงานความร้อนของไอน้ำเป็นพลังงานกลของการหมุนของโรเตอร์กังหัน

ยู เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้มั่นใจได้ถึงการแปลงพลังงานจลน์ของการหมุนของโรเตอร์เป็นพลังงานไฟฟ้า

รูปที่ 3.1. องค์ประกอบหลักของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ความสมดุลความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแสดงไว้ในรูปที่ 1 3.2.

รูปที่ 3.2. ความสมดุลทางความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

การสูญเสียพลังงานหลักที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจาก การถ่ายเทความร้อนจากไอน้ำสู่น้ำหล่อเย็นในคอนเดนเซอร์; ความร้อน (พลังงาน) มากกว่า 50% สูญเสียไปพร้อมกับความร้อนของไอน้ำ

3.3. เครื่องกำเนิดไอน้ำ (หม้อต้ม)

องค์ประกอบหลักของการติดตั้งหม้อไอน้ำคือ เครื่องกำเนิดไอน้ำซึ่งเป็นโครงสร้างรูปตัว U มีท่อแก๊สหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า หม้อไอน้ำส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดยเรือนไฟ ผนังปูด้วยตะแกรงที่ทำจากท่อซึ่งจ่ายน้ำป้อนเข้าไป เครื่องกำเนิดไอน้ำเผาเชื้อเพลิง เปลี่ยนน้ำให้เป็นไอน้ำที่ความดันและอุณหภูมิสูง เพื่อการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์จะมีการสูบอากาศร้อนเข้าไปในเตาหม้อไอน้ำ ในการผลิตไฟฟ้า 1 kWh ต้องใช้อากาศประมาณ 5 m 3

เมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้ พลังงานของพันธะเคมีจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและการแผ่รังสีของคบเพลิง. อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาการเผาไหม้ทางเคมี ซึ่งคาร์บอนเชื้อเพลิง C ถูกแปลงเป็นออกไซด์ CO และ CO 2, ซัลเฟอร์ S เป็นออกไซด์ SO 2 และ SO 3 ฯลฯ และผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิง (ก๊าซไอเสีย) จะเกิดขึ้น เมื่อเย็นลงที่อุณหภูมิ 130 - 160 O C ก๊าซไอเสียจะออกจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนผ่านปล่องไฟ โดยจะดูดซับพลังงานประมาณ 10 - 15% (รูปที่ 3.2)

ปัจจุบันมีการใช้อย่างแพร่หลายที่สุด กลอง(รูปที่ 3.3, ก) และ หม้อไอน้ำแบบผ่านครั้งเดียว(รูปที่ 3.3, ข). การไหลเวียนของน้ำป้อนซ้ำ ๆ จะดำเนินการในตัวกรองของหม้อต้มแบบดรัม การแยกไอน้ำออกจากน้ำเกิดขึ้นในถังซัก ในหม้อต้มน้ำแบบไหลตรง น้ำจะไหลผ่านท่อกรองเพียงครั้งเดียวจนกลายเป็นน้ำแห้ง ไอน้ำอิ่มตัว(ไอน้ำที่ไม่มีหยดน้ำ)

ก) ข)

รูปที่ 3.3. รูปแบบของดรัม (a) และพาราเจเนอเรเตอร์แบบไหลตรง (b)

ล่าสุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไอน้ำจึงมีการเผาถ่านหินที่ การแปรสภาพเป็นแก๊สภายในวงจรและใน ฟลูอิไดซ์เบดหมุนเวียน; ในขณะเดียวกันประสิทธิภาพก็เพิ่มขึ้น 2.5%

กังหันไอน้ำ

กังหัน(พ. กังหันจาก lat เทอร์โบกระแสน้ำวน, การหมุน) เป็นเครื่องยนต์ความร้อนต่อเนื่องในอุปกรณ์ใบมีดซึ่งพลังงานศักย์ของไอน้ำที่ถูกบีบอัดและความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของการหมุนของโรเตอร์

ความพยายามที่จะสร้างกลไกที่คล้ายกับกังหันไอน้ำเกิดขึ้นเมื่อหลายพันปีก่อน มีคำอธิบายที่ทราบกันดีเกี่ยวกับกังหันไอน้ำที่ผลิตโดยนกกระสาแห่งอเล็กซานเดรียในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช e. สิ่งที่เรียกว่า "กังหันนกกระสา". อย่างไรก็ตาม เฉพาะช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เท่านั้น เมื่ออุณหพลศาสตร์ วิศวกรรมเครื่องกล และโลหะวิทยา มาถึงระดับที่เพียงพอ Gustaf Laval (สวีเดน) และ Charles Parsons (บริเตนใหญ่) ร่วมกันสร้างกังหันไอน้ำที่เหมาะกับอุตสาหกรรมอย่างเป็นอิสระ. การผลิตกังหันอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมีมาตรฐานการผลิตที่สูงกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำอย่างมาก

ในปี พ.ศ. 2426 ลาวาล ได้สร้างกังหันไอน้ำที่ใช้งานได้เครื่องแรก. กังหันของมันคือวงล้อที่มีไอน้ำจ่ายไปที่ใบพัด จากนั้นเขาก็เพิ่มตัวขยายรูปกรวยให้กับหัวฉีด ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของกังหันอย่างมีนัยสำคัญและเปลี่ยนให้เป็นเครื่องยนต์สากล ไอน้ำที่ถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิสูงมาจากหม้อไอน้ำผ่านท่อไอน้ำไปยังหัวฉีดแล้วออกไป ในหัวฉีด ไอน้ำขยายตัวจนถึงความดันบรรยากาศ เนื่องจากปริมาณไอน้ำเพิ่มขึ้นทำให้ได้รับความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้น, พลังงานที่มีอยู่ในไอน้ำถูกถ่ายโอนไปยังใบพัดกังหัน. กังหันลาวาลประหยัดกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำแบบเก่ามาก

ในปี พ.ศ. 2427 Parsons ได้รับสิทธิบัตรสำหรับ หลายขั้นตอนกังหันไอพ่นซึ่งเขาสร้างขึ้นเพื่อจ่ายพลังงานให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยเฉพาะ ในปี พ.ศ. 2428 เขาได้ออกแบบกังหันไอพ่นแบบหลายขั้นตอน (เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้พลังงานไอน้ำ) ซึ่งต่อมามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

กังหันไอน้ำประกอบด้วยสองส่วนหลัก: โรเตอร์มีใบมีด - ส่วนที่เคลื่อนที่ของกังหัน สเตเตอร์มีหัวฉีด - ส่วนคงที่ ชิ้นส่วนคงที่สามารถถอดออกได้ในระนาบแนวนอนเพื่อให้สามารถถอดหรือติดตั้งโรเตอร์ได้ (รูปที่ 3.4)

รูปที่ 3.4. ประเภทของกังหันไอน้ำที่ง่ายที่สุด

ขึ้นอยู่กับทิศทางการไหลของไอน้ำจะมีความโดดเด่น กังหันไอน้ำตามแนวแกนโดยที่ไอน้ำไหลไปตามแกนกังหันและ รัศมีทิศทางการไหลของไอน้ำที่ตั้งฉากและใบมีดทำงานขนานกับแกนการหมุน ในรัสเซียและกลุ่มประเทศ CIS จะใช้เฉพาะกังหันไอน้ำแนวแกนเท่านั้น

ตามวิธีการออกฤทธิ์ กังหันไอน้ำแบ่งออกเป็น: คล่องแคล่ว, ปฏิกิริยาและ รวมกัน. กังหันแบบแอคทีฟใช้พลังงานจลน์ของไอน้ำ ในขณะที่กังหันแบบปฏิกิริยาใช้พลังงานจลน์และพลังงานศักย์ .

เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้สามารถรักษาความเร็วในการหมุนด้วยความแม่นยำสามรอบต่อนาที กังหันไอน้ำสำหรับโรงไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาให้มีอายุการใช้งาน 100,000 ชั่วโมง (ก่อนการซ่อมแซมครั้งใหญ่) กังหันไอน้ำเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่แพงที่สุดของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

การใช้พลังงานไอน้ำในกังหันอย่างเพียงพอสามารถทำได้โดยการใช้ไอน้ำในกังหันชุดต่างๆ ที่อยู่ในอนุกรมเท่านั้น ซึ่งเรียกว่า ขั้นตอนหรือกระบอกสูบ. ในกังหันหลายสูบสามารถลดความเร็วในการหมุนของดิสก์ทำงานได้ รูปที่ 3.5 แสดงกังหัน 3 สูบ (ไม่รวมปลอก) สำหรับกระบอกสูบแรก - กระบอกสูบแรงดันสูง (HPC) จะมีการจ่ายไอน้ำ 4 ไอน้ำผ่านท่อไอน้ำ 3 โดยตรงจากหม้อไอน้ำดังนั้นจึงมีพารามิเตอร์สูง: สำหรับหม้อไอน้ำ SKD - แรงดัน 23.5 MPa อุณหภูมิ 540 ° C ที่ทางออก HPC แรงดันไอน้ำอยู่ที่ 3-3 .5 MPa (30 - 35 at) และอุณหภูมิอยู่ที่ 300 O - 340 O C

รูปที่ 3.5. กังหันไอน้ำสามสูบ

เพื่อลดการกัดเซาะของใบพัดกังหัน (ไอน้ำเปียก) จาก HPC ไอน้ำที่ค่อนข้างเย็นจะกลับสู่หม้อไอน้ำเข้าสู่ superheater ระดับกลางที่เรียกว่า อุณหภูมิไอน้ำจะเพิ่มขึ้นถึงอุณหภูมิเริ่มต้น (540 O C) ไอน้ำร้อนใหม่จะถูกส่งผ่านท่อไอน้ำ 6 ไปยังถังแรงดันปานกลาง (MPC) 10 หลังจากขยายไอน้ำใน MPC ไปที่ความดัน 0.2 - 0.3 MPa (2 - 3 atm) ไอน้ำจะถูกส่งไปยังท่อรับ 7 โดยใช้ท่อไอเสียซึ่งถูกส่งไปยังกระบอกสูบแรงดันต่ำ (LPC) 9. ความเร็วการไหลของไอน้ำในส่วนประกอบกังหันคือ 50-500 ม./วินาที ใบพัดระยะสุดท้ายของกังหันมีความยาว 960 มม. และมวล 12 กก.

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนและโดยเฉพาะกังหันไอน้ำในอุดมคตินั้นถูกกำหนดโดยนิพจน์:

,

โดยที่ความร้อนที่ได้รับจากสารทำงานจากเครื่องทำความร้อนคือความร้อนที่มอบให้กับตู้เย็น ซาดี การ์โนต์ ในปี ค.ศ. 1824 ในทางทฤษฎีได้มีสำนวนสำหรับ ค่าประสิทธิภาพขีดจำกัด (สูงสุด)เครื่องยนต์ความร้อนพร้อมของไหลทำงานในรูปของก๊าซในอุดมคติ

,

อุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนอยู่ที่ไหนคืออุณหภูมิของตู้เย็นเช่น อุณหภูมิไอน้ำที่ทางเข้าและทางออกของกังหัน ตามลำดับ วัดเป็นองศาเคลวิน (K) สำหรับเครื่องยนต์ความร้อนจริง

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกังหันให้ลดลง ไม่เหมาะสม; นี่เป็นเพราะการใช้พลังงานเพิ่มเติม ดังนั้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณสามารถเพิ่มได้ อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้มาถึงขีดจำกัดแล้ว

กังหันไอน้ำสมัยใหม่แบ่งออกเป็น: การควบแน่นและ เครื่องทำความร้อนอำเภอ. กังหันไอน้ำควบแน่นใช้เพื่อแปลงพลังงาน (ความร้อน) ของไอน้ำให้เป็นพลังงานกลให้ได้มากที่สุด พวกมันทำงานโดยการปล่อย (ระบาย) ไอน้ำที่ใช้แล้วออกไปในคอนเดนเซอร์ ซึ่งถูกเก็บรักษาไว้ภายใต้สุญญากาศ (จึงเป็นที่มาของชื่อ)

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีกังหันควบแน่นเรียกว่า โรงไฟฟ้าควบแน่น(IES) ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายหลักของโรงไฟฟ้าดังกล่าวคือไฟฟ้า พลังงานความร้อนเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่ถูกนำไปใช้ตามความต้องการของโรงไฟฟ้า และบางครั้งก็ใช้เพื่อจ่ายความร้อนให้กับชุมชนใกล้เคียง โดยปกติแล้วนี่คือข้อตกลงสำหรับคนงานด้านพลังงาน ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายิ่งมีพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบมากเท่าไรก็ยิ่งประหยัดมากขึ้นเท่านั้นและต้นทุนการติดตั้ง 1 กิโลวัตต์ก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้นจึงมีการติดตั้งเครื่องเทอร์โบเจนเนอเรเตอร์กำลังสูงที่โรงไฟฟ้าควบแน่น

กังหันไอน้ำโคเจนเนอเรชั่นใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนไปพร้อมๆ กัน แต่ผลิตภัณฑ์สุดท้ายหลักของกังหันดังกล่าวคือความร้อน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีกังหันไอน้ำแบบโคเจนเนอเรชั่นเรียกว่า โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม(ซีเอชพี). กังหันไอน้ำโคเจนเนอเรชั่นแบ่งออกเป็น: กังหันที่มี แรงดันย้อนกลับพร้อมระบบสกัดไอน้ำแบบปรับได้และ พร้อมการเลือกและแรงดันย้อนกลับ.

สำหรับกังหันที่มีแรงดันต้านทั้งหมด ไอน้ำเสียใช้เพื่อจุดประสงค์ทางเทคโนโลยี(การปรุงอาหาร การอบแห้ง การทำความร้อน) พลังงานไฟฟ้าที่พัฒนาโดยหน่วยกังหันด้วยกังหันไอน้ำนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการของการผลิตหรือระบบทำความร้อนเพื่อให้ไอน้ำร้อนและการเปลี่ยนแปลงด้วย ดังนั้นหน่วยกังหันแรงดันต้านมักจะทำงานควบคู่ไปกับกังหันควบแน่นหรือโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งครอบคลุมปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าที่เกิดขึ้น สำหรับกังหันที่มีการสกัดและแรงดันต้าน ไอน้ำส่วนหนึ่งจะถูกกำจัดออกจากขั้นกลางขั้นที่ 1 หรือ 2 และไอน้ำไอเสียทั้งหมดจะถูกส่งจากท่อไอเสียไปยังระบบทำความร้อนหรือไปยังเครื่องทำความร้อนแบบเครือข่าย

กังหันเป็นองค์ประกอบที่ซับซ้อนที่สุดของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ความซับซ้อนของการสร้างกังหันไม่ได้ถูกกำหนดโดยข้อกำหนดทางเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการผลิต วัสดุ ฯลฯ เท่านั้น แต่โดยหลักๆ แล้ว ความเข้มข้นทางวิทยาศาสตร์ขั้นสูงสุด. ปัจจุบันจำนวนประเทศที่ผลิตกังหันไอน้ำทรงพลังมีไม่เกินสิบประเทศ องค์ประกอบที่ซับซ้อนที่สุดคือ LPCผู้ผลิตกังหันหลักในรัสเซีย ได้แก่ โรงงานโลหะเลนินกราด (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก) และโรงงานเทอร์โบมอเตอร์ (เอคาเทรินเบิร์ก)

ค่าประสิทธิภาพของกังหันไอน้ำที่ต่ำจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของการเพิ่มลำดับความสำคัญ ดังนั้นความสนใจหลักจึงอยู่ที่การติดตั้งกังหันไอน้ำด้านล่าง

ศักยภาพหลัก วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพกังหันไอน้ำเป็น:

· การปรับปรุงอากาศพลศาสตร์ของกังหันไอน้ำ

· การปรับปรุงวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์ โดยส่วนใหญ่โดยการเพิ่มพารามิเตอร์ของไอน้ำที่มาจากหม้อไอน้ำ และลดความดันของไอน้ำที่ใช้หมดในกังหัน

· การปรับปรุงและการเพิ่มประสิทธิภาพของวงจรความร้อนและอุปกรณ์

การปรับปรุงกังหันตามหลักอากาศพลศาสตร์ในต่างประเทศในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาทำได้สำเร็จโดยใช้การสร้างแบบจำลองกังหันด้วยคอมพิวเตอร์สามมิติ ก่อนอื่นต้องสังเกตพัฒนาการก่อน ใบมีดเซเบอร์. ใบมีดรูปดาบเป็นใบมีดโค้งที่มีลักษณะคล้ายดาบ (คำนี้ใช้ในวรรณคดีต่างประเทศ "กล้วย"และ "สามมิติ")

บริษัท ซีเมนส์การใช้งาน ใบมีด "สามมิติ"สำหรับ HPC และ CSD (รูปที่ 3.6) โดยที่ใบมีดมีความยาวสั้น แต่มีโซนที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งมีการสูญเสียสูงในโซนรากและโซนต่อพ่วง ตามการประมาณการของ Siemens การใช้งาน ใบมีดเชิงพื้นที่ใน HPC และ CSD ช่วยให้เพิ่มประสิทธิภาพได้ 1 - 2% เมื่อเทียบกับกระบอกสูบที่สร้างขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา

รูปที่ 3.6. ใบมีด “สามมิติ” สำหรับกระบอกแรงดันสูงและกระบอกกลางของบริษัท ซีเมนส์

ในรูป รูปที่ 3.7 แสดงการดัดแปลงใบมีดทำงานสำหรับเครื่องยนต์แรงดันสูง 3 ครั้งติดต่อกัน และขั้นตอนแรกของเครื่องยนต์แรงดันต่ำของกังหันไอน้ำสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของบริษัท GEC-อัลสตธอม: ใบมีดปกติ (“แนวรัศมี”) ของโปรไฟล์คงที่ (รูปที่ 3.7, ก) ใช้ในกังหันของเรา ใบมีดดาบ (รูปที่ 3.7, ข) และในที่สุด ใบมีดใหม่ที่มีขอบทางออกแนวรัศมีตรง (รูปที่ 3.7, วี). ใบมีดใหม่ให้ประสิทธิภาพมากกว่าใบมีดเดิม 2% (รูปที่ 3.7, ก).

รูปที่ 3.7. ใบมีดสำหรับกังหันไอน้ำสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของบริษัท GEC-อัลสตธอม

ตัวเก็บประจุ

ไอน้ำที่ระบายออกในกังหัน (ความดันที่ทางออก LPC คือ 3 - 5 kPa ซึ่งน้อยกว่าบรรยากาศ 25 - 30 เท่า) เข้าสู่ ตัวเก็บประจุ. คอนเดนเซอร์เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนผ่านท่อซึ่งมีน้ำหล่อเย็นไหลเวียนอย่างต่อเนื่อง โดยจ่ายโดยปั๊มหมุนเวียนจากอ่างเก็บน้ำ ที่ทางออกของกังหัน สุญญากาศลึกจะถูกรักษาไว้โดยใช้คอนเดนเซอร์ รูปที่ 3.8 แสดงคอนเดนเซอร์แบบสองทางของกังหันไอน้ำกำลังสูง

รูปที่ 3.8. คอนเดนเซอร์สองทางของกังหันไอน้ำอันทรงพลัง

คอนเดนเซอร์ประกอบด้วยตัวถังเหล็กเชื่อม 8 ตามขอบซึ่งมีท่อคอนเดนเซอร์ 14 ติดอยู่ในแผ่นท่อ คอนเดนเสทจะถูกรวบรวมไว้ในคอนเดนเซอร์และถูกปั๊มออกอย่างต่อเนื่องโดยปั๊มคอนเดนเสท.

ห้องเก็บน้ำด้านหน้า 4 ใช้เพื่อจ่ายและกำจัดน้ำหล่อเย็น น้ำจะถูกส่งจากด้านล่างไปทางด้านขวาของห้อง 4 และผ่านรูในแผ่นท่อจะเข้าสู่ท่อทำความเย็นซึ่งจะเคลื่อนไปทางด้านหลัง (แบบหมุน) ห้องที่ 9 ไอน้ำเข้าสู่คอนเดนเซอร์จากด้านบนและพบกับพื้นผิวเย็นและควบแน่นลงไป เนื่องจากการควบแน่นเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำซึ่งสอดคล้องกับความดันการควบแน่นต่ำ สุญญากาศลึกจึงถูกสร้างขึ้นในคอนเดนเซอร์ (น้อยกว่าความดันบรรยากาศ 25-30 เท่า)

เพื่อให้คอนเดนเซอร์มีแรงดันต่ำด้านหลังกังหัน และการควบแน่นของไอน้ำ จำเป็นต้องใช้น้ำเย็นจำนวนมาก ในการผลิตไฟฟ้า 1 kWh ต้องใช้น้ำประมาณ 0.12 ลบ.ม. หน่วยกำลังหนึ่งของ NchGRES ใช้น้ำ 10 ลบ.ม. ต่อ 1 วินาที ดังนั้นจึงมีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั้งใกล้แหล่งน้ำธรรมชาติหรือสร้างอ่างเก็บน้ำเทียม หากไม่สามารถใช้น้ำปริมาณมากในการควบแน่นด้วยไอน้ำ แทนที่จะใช้อ่างเก็บน้ำ น้ำสามารถระบายความร้อนในหอทำความเย็นแบบพิเศษได้ - หอทำความเย็นซึ่งเนื่องจากขนาดของมันมักจะเป็นส่วนที่มองเห็นได้มากที่สุดของโรงไฟฟ้า (รูปที่ 3.9)

จากคอนเดนเซอร์ คอนเดนเสทจะถูกส่งกลับไปยังเครื่องกำเนิดไอน้ำโดยใช้ปั๊มป้อน

รูปที่ 3.9. มุมมองภายนอกของหอระบายความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

คำถามทดสอบสำหรับการบรรยายครั้งที่ 3

1. แผนภาพโครงสร้างของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและวัตถุประสงค์ขององค์ประกอบ – 3 คะแนน

2. แผนภาพความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน – 3 คะแนน

3. ความสมดุลทางความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน – 3 คะแนน

4. เครื่องกำเนิดไอน้ำของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน วัตถุประสงค์ ประเภท แผนภาพโครงสร้าง ประสิทธิภาพ – 3 คะแนน

5. พารามิเตอร์ไอน้ำที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน – 5 คะแนน

6. กังหันไอน้ำ อุปกรณ์. การพัฒนาโดย Laval และ Parsons - 3 คะแนน

7. กังหันหลายสูบ – 3 คะแนน

8. ประสิทธิภาพของกังหันในอุดมคติคือ 5 คะแนน

9. กังหันไอน้ำควบแน่นและให้ความร้อน – 3 คะแนน

10. CES และ CHP แตกต่างกันอย่างไร? ประสิทธิภาพของ CES และ CHP คือ 3 คะแนน

11. คอนเดนเซอร์ TPP – 3 จุด