Схема работы тэц: Ничего не нашлось по слову Poleznye Stati Princip Raboty I Tipy Tec Ustrojstvo Tes %23H2_3

Содержание

Принцип работы тэц

Принцип работы ТЭЦ

Основные принципы работы ТЭС

На сегодняшний день наибольшее распространение получили именно тепловые электростанции.

На таких объектах сжигается органическое топливо, которое выделяет тепловую энергию.

Задача ТЭС — использовать эту энергию, чтобы получить электрическую.

Принцип работы ТЭС — это выработка не только электрической энергии, но и производство тепловой энергии, которая также поставляется потребителям в виде горячей воды, к примеру.

Кроме того, эти объекты энергетики вырабатывают около 76% всей электроэнергии.

Такое широкое распространение обусловлено тем, что доступность органического топлива для работы станции довольно велико.

Второй причиной стало то, что транспортировка топлива от места его добычи к самой станции — это довольно простая и налаженная операция.

Принцип работы ТЭС построен так, что имеется возможность использовать отработавшее тепло рабочего тела для вторичной поставки его потребителю.

Схема работы

Принцип работы ТЭС построен следующим образом.

Топливный материал, а также окислитель, роль которого чаще всего берет на себя подогретый воздух, непрерывным потоком подаются в топку котла.

В роли топлива могут выступать такие вещества, как уголь, нефть, мазут, газ, сланцы, торф.

Если говорить о наиболее распространенном топливе на территории Российской Федерации, то это угольная пыль.

Далее принцип работы ТЭС строится таким образом, что тепло, которое образуется за счет сжигания топлива, нагревает воду, находящуюся в паровом котле.

В результате нагрева происходит преобразование жидкости в насыщенный пар, который по пароотводу поступает в паровую турбину.

Основное предназначение этого устройства на станции заключается в том, чтобы преобразовать энергию поступившего пара, в механическую.

Все элементы турбины, способные двигаться, тесно связываются с валом, вследствие чего они вращаются, как единый механизм. Чтобы заставить вращаться вал, в паровой турбине осуществляется передача кинетической энергии пара ротору.

Механическая часть работы станции

Устройство и принцип работы ТЭС в ее механической части связан с работой ротора.

Пар, который поступает из турбины, имеет очень высокое давление и температуру.

Из-за этого создается высокая внутренняя энергия пара, которая и поступает из котла в сопла турбины.

Струи пара, проходя через сопло непрерывным потоком, с высокой скоростью, которая чаще всего даже выше звуковой, воздействуют на рабочие лопатки турбины. Эти элементы жестко закреплены на диске, который, в свою очередь, тесно связан с валом.

В этот момент времени происходит преобразование механической энергии пара в механическую энергию турбин ротора.

Если говорить точнее о принципе работы ТЭС, то механическое воздействие влияет на ротор турбогенератора. Это из-за того, что вал обычного ротора и генератора тесно связываются между собой.

А далее происходит довольно известный, простой и понятный процесс преобразования механической энергии в электрическую в таком устройстве, как генератор.

Движение пара после ротора

После того как водяной пар проходит турбину, его давление и температура значительно опускаются, и он поступает в следующую часть станции — конденсатор.

Внутри этого элемента происходит обратное превращение пара в жидкость.

Для выполнения этой задачи внутри конденсатора имеется охлаждающая вода, которая поступает туда посредством труб, проходящих внутри стен устройства.

После обратного преобразования пара в воду, она откачивается конденсатным насосом и поступает в следующий отсек — деаэратор.

Откачиваемая вода проходит сквозь регенеративные подогреватели.

Основная задача деаэратора — это удаление газов из поступающей воды.

Одновременно с операцией очистки, осуществляется и подогрев жидкости так же, как и в регенеративных подогревателях.

Для этой цели используется тепло пара, которое отбирается из того, что следует в турбину.

Основное предназначение операции деаэрации состоит в том, чтобы понизить содержание кислорода и углекислого газа в жидкости до допустимых значений. Это помогает снизить скорость влияние коррозии на тракты, по которым идет поставка воды и пара.

Станции на угле

Наблюдается высокая зависимость принципа работы ТЭС от вида топлива, которое используется. С технологической точки зрения наиболее сложным в реализации веществом является уголь. Несмотря на это, сырье является основным источником питания на таких объектах, число которых примерно 30% от общей доли станций. К тому же планируется увеличивать количество таких объектов. Также стоит отметить, что количество функциональных отсеков, необходимых для работы станции, гораздо больше, чем у других видов.

Как работают ТЭС на угольном топливе

Для того чтобы станция работала непрерывно, по железнодорожным путям постоянно привозят уголь, который разгружается при помощи специальных разгрузочных устройств. Далее имеются такие элементы, как транспортерные ленты, по которым разгруженный уголь подается на склад. Далее топливо поступает в дробильную установку. При необходимости есть возможность миновать процесс поставки угля на склад, и передавать его сразу к дробилкам с разгрузочных устройств. После прохождения этого этапа раздробленное сырье поступает в бункер сырого угля. Следующий шаг — это поставка материала через питатели в пылеугольные мельницы. Далее угольная пыль, используя пневматический способ транспортировки, подается в бункер угольной пыли. Проходя этот путь, вещество минует такие элементы, как сепаратор и циклон, а из бункера уже поступает через питатели непосредственно к горелкам. Воздух, проходящий сквозь циклон, засасывается мельничным вентилятором, после чего подается в топочную камеру котла.

Далее движение газа выглядит примерно следующим образом. Летучее вещество, образовавшееся в камере топочного котла, проходит последовательно такие устройства, как газоходы котельной установки, далее, если используется система промежуточного перегрева пара, газ подается в первичный и вторичный пароперегреватель. В этом отсеке, а также в водяном экономайзере газ отдает свое тепло на разогрев рабочего тела. Далее установлен элемент, называющийся воздухоперегревателем. Здесь тепловая энергия газа используется для подогрева поступающего воздуха. После прохождения всех этих элементов, летучее вещество переходит в золоуловитель, где очищается от золы. После этого дымовые насосы вытягивают газ наружу и выбрасывают его в атмосферу, использую для этого газовую трубу.

Теплофикация

На некоторых ТЭС в их схемах может быть предусмотрена такая система, которая занимается теплофикацией самой электростанции, а также прилегающего поселка, если таковой имеется.

К сетевым подогревателям этой установки, пар отбирается от турбины, а также имеется специальная линия для отвода конденсата. Вода подводится и отводится по специальной системе трубопровода.

Та электрическая энергия, которая будет вырабатываться таким образом, отводится от электрического генератора и передается потребителю, проходя через повышающие трансформаторы.

Основное оборудование

Ээто котельные, турбинные установки в паре с электрическим генератором и конденсатором.

Основным отличием основного оборудования от дополнительного стало то, что оно имеет стандартные параметры по своей мощности, производительности, по параметрам пара, а также по напряжению и силе тока и т. д.

Также можно отметить, что тип и количество основных элементов выбираются в зависимости от того, какую мощность необходимо получить от одной ТЭС, а также от режима ее эксплуатации. 

Основные принципы работы ТЭС

На рис.1 представлена типичная тепловая схема конденсационной установки на органическом топливе.

Рис.1 Принципиальная тепловая схема ТЭС

1 – паровой котёл; 2 – турбина; 3 – электрогенератор; 4 – конденсатор; 5 – конденсатный насос; 6 – подогреватели низкого давления; 7 – деаэратор; 8 – питательный насос; 9 – подогреватели высокого давления; 10 – дренажный насос

Топливо и окислитель, которым обычно служит подогретый воздух, непрерывно поступают в топку котла (1).

В качестве топлива используется уголь, торф, газ, горючие сланцы или мазут.

Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль.

За счёт тепла, образующегося в результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар поступает по паропроводу в паровую турбину (2), назначение которой — превращать тепловую энергию пара в механическую энергию.

Все движущиеся части турбины жёстко связаны с валом и вращаются вместе с ним. В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору следующим образом. Пар высокого давления и температуры, имеющий большую внутреннюю энергию, из котла поступает в сопла (каналы) турбины. Струя пара с высокой скоростью, чаще выше звуковой, непрерывно вытекает из сопел и поступает на рабочие лопатки турбины, укрепленные на диске, жёстко связанном с валом. При этом механическая энергия потока пара превращается в механическую энергию ротора турбины, а точнее говоря, в механическую энергию ротора турбогенератора, так как валы турбины и электрического генератора (3) соединены между собой. В электрическом генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

После паровой турбины водяной пар, имея уже низкое давление и температуру, поступает в конденсатор (4). Здесь пар с помощью охлаждающей воды, прокачиваемой по расположенным внутри конденсатора трубкам, превращается в воду, которая конденсатным насосом (5) через регенеративные подогреватели (6) подаётся в деаэратор (7).

Деаэратор служит для удаления из воды растворённых в ней газов; одновременно в нём, так же как в регенеративных подогревателях, питательная вода подогревается паром, отбираемым для этого из отбора турбины. Деаэрация проводится для того, чтобы довести до допустимых значений содержание кислорода и углекислого газа в ней и тем самым понизить скорость коррозии в трактах воды и пара.

Деаэрированная вода питательным насосом (8) через подогреватели (9) подаётся в котельную установку. Конденсат греющего пара, образующийся в подогревателях (9), перепускается каскадно в деаэратор, а конденсат греющего пара подогревателей (6) подаётся дренажным насосом (10) в линию, по которой протекает конденсат из конденсатора (4).

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел.
Средний рейтинг: 4 из 5.

Принцип работы тэц. Бойлерные

Тепловые электростанции могут быть с паровыми и газовыми турбинами, с двигателями внутреннего сгорания. Наиболее распространены тепловые станции с паровыми турбинами, которые в свою очередь подразделяются на: конденсационные (КЭС)
— весь пар в которых, за исключением небольших отборов для подогрева питательной воды, используется для вращения турбины, выработки электрической энергии;теплофикационные электростанции
— теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), являющиеся источником питания потребителей электрической и тепловой энергии и располагающиеся в районе их потребления.


Конденсационные электростанции

Конденсационные электростанции часто называют государственными районными электрическими станциями (ГРЭС). КЭС в основном располагаются вблизи районов добычи топлива или водоемов, используемых для охлаждения и конденсации пара, отработавшего в турбинах.

Характерные особенности конденсационных электрических станции

  1. в большинстве своем значительная удаленность от потребителей электрической энергии, что обуславливает необходимость передавать электроэнергию в основном на напряжениях 110-750 кВ;
  2. блочный принцип построения станции, обеспечивающий значительные технико-экономические преимущества, заключающиеся в увеличении надежности работы и облегчении эксплуатации, в снижении объема строительных и монтажных работ.
  3. Механизмы и установки, обеспечивающие нормальное функционирование станции, составляют систему ее .

КЭС могут работать на твердом (уголь, торф), жидком (мазут, нефть) топливе или газе.

Топливоподача и приготовление твердого топлива заключается в транспортировке его из складов в систему топливоприготовления. В этой системе топливо доводится до пылевидного состояния с целью дальнейшего вдувания его к горелкам топки котла. Для поддержания процесса горения специальным вентилятором в топку нагнетается воздух, подогретый отходящими газами, которые отсасываются из топки дымососом.

Жидкое топливо подается к горелкам непосредственно со склада в подогретом виде специальными насосами.

Подготовка газового топлива состоит в основном в регулировании давления газа перед сжиганием. Газ от месторождения или хранилища транспортируется по газопроводу к газораспределительному пункту (ГРП) станции. На ГРП осуществляется распределение газа и регулирование его параметров.

Процессы в пароводяном контуре

Основной пароводяного контур осуществляет следующие процессы:

  1. Горение топлива в топке сопровождается выделением тепла, которое нагревает воду, протекающую в трубах котла.
  2. Вода превращается в пар с давлением 13…25 МПа при температуре 540..560 °С.
  3. Пар, полученный в котле, подается в турбину, где совершает механическую работу — вращает вал турбины. Вследствие этого вращается и ротор генератора, находящийся на общем с турбиной валу.
  4. Отработанный в турбине пар с давлением 0,003…0,005 МПа при температуре 120…140°С поступаетв конденсатор, где превращается в воду, которая откачивается в деаэратор.
  5. В деаэраторе происходит удаление растворенных газов, и прежде всего кислорода, опасного ввиду своей коррозийной активности.Система циркуляционного водоснабжения обеспечивает охлаждение пара в конденсаторе водой из внешнего источника (водоема, реки, артезианской скважины). Охлажденная вода, имеющая на выходе из конденсатора температуру, не превышающую 25…36 °С, сбрасывается в систему водоснабжения.

Интересное видео о работе ТЭЦ можно посмотреть ниже:

Для компенсации потерь пара в основную пароводяную систему насосом подается подпиточная вода, предварительно прошедшая химическую очистку.

Следует отметить, что для нормальной работы пароводяных установок, особенно со сверх критическими параметрами пара, важное значение имеет качество воды, подаваемой в котел, поэтому турбинный конденсат пропускается через систему фильтров обессоливания. Система водоподготовки предназначена для очистки подпиточной и конденсатной воды, удаления из нее растворенных газов.

На станциях, использующих твердое топливо, продукты сгорания в виде шлака и золы удаляются из топки котлов специальной системой шлака- и золоудаления, оборудованной специальными насосами.

При сжигании газа и мазута такой системы не требуется.

На КЭС имеют место значительные потери энергии. Особенно велики потери тепла в конденсаторе (до 40..50 % общего количества тепла, выделяемого в топке), а также с отходящими газами (до 10 %). Коэффициент полезного действия современных КЭС с высокими параметрами давления и температуры пара достигает 42 %.

Электрическая часть КЭС представляет совокупность основного электрооборудования (генераторов, ) и электрооборудования собственных нужд, в том числе сборных шин, коммутационной и другой аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.

Генераторы станции соединяются в блоки с повышающими трансформаторами без каких-либо аппаратов между ними.

В связи с этим на КЭС не сооружается распределительное устройство генераторного напряжения.

Распределительные устройства на 110-750 кВ в зависимости от количества присоединений, напряжения, передаваемой мощности и требуемого уровня надежности выполняются по типовым схемам электрических соединений. Поперечные связи между блоками имеют место только в распределительных устройствах высшего или в энергосистеме, а также по топливу, воде и пару.

В связи с этим каждый энергоблок можно рассматривать как отдельную автономную станцию.

Для обеспечения электроэнергией собственных нужд станции выполняются отпайки от генераторов каждого блока. Для питания мощных электродвигателей (200 кВт и более) используется генераторное напряжение, для питания двигателей меньшей мощности и осветительных установок — система 380/220 В. Электрические схемы собственных нужд станции могут быть различными.

Ещё одно интересное видео о работе ТЭЦ изнутри:

Теплоэлектроцентрали

Теплоэлектроцентрали, являясь источниками комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, имеют значительно больший, чем КЭС, (до 75 %). Это объясняется тем. что часть отработавшего в турбинах пара используется для нужд промышленного производства (технологии), отопления, горячего водоснабжения.

Этот пар или непосредственно поступает для производственных и бытовых нужд или частично используется для предварительного подогрева воды в специальных бойлерах (подогревателях), из которых вода через теплофикационную сеть направляется потребителям тепловой энергии.

Основное отличие технологии производства энергии на в сравнении с КЭС состоит в специфике пароводяного контура. Обеспечивающего промежуточные отборы пара турбины, а также в способе выдачи энергии, в соответствии с которым основная часть ее распределяется на генераторном напряжении через генераторное распределительное устройство (ГРУ).

Связь с другими станциями энергосистемы выполняется на повышенном напряжении через повышающие трансформаторы. При ремонте или аварийном отключении одного генератора недостающая мощность может быть передана из энергосистемы через эти же трансформаторы.

Для увеличения надежности работы ТЭЦ предусматривается секционирование сборных шин.

Так, при аварии на шинах и последующем ремонте одной из секций вторая секция остается в работе и обеспечивает питание потребителей по оставшимся под напряжениям линиям.

По таким схемам сооружаются промышленные с генераторами до 60 мВт, предназначенные для питания местной нагрузки в радиусе 10 км.

На крупных современных применяются генераторы мощностью до 250 мВт при общей мощности станции 500-2500 мВт.

Такие сооружаются вне черты города и электроэнергия передается на напряжении 35-220 кВ, ГРУ не предусматривается, все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. При необходимости обеспечить питание небольшой местной нагрузки вблизи блочной предусматриваются отпайки от блоков между генератором и трансформатором. Возможны и комбинированные схемы станции, при которых на имеется ГРУ и несколько генераторов соединены по блочным схемам.

Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.

Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.

И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.

Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.

Принцип работы

Для начала стоит определиться с терминами «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Чистая» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана исключительно на производство электроэнергии. Ее другое название «конденсационная электростанция» – КЭС.

Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, помимо генерации электроэнергии, осуществляет подачу горячей воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.

Схема работы ТЭЦ достаточно проста. В топку одновременно поступают топливо и разогретый воздух — окислитель. Наиболее распространенное топливо на российских ТЭЦ – измельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который затем под давлением подается на паровую турбину. Мощный поток пара заставляет ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Далее пар, уже значительно утративший свои первоначальные показатели – температуру и давление – попадает в конденсатор, где после холодного «водяного душа» он опять становится водой. Затем конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и далее — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО 2 , которые могут вызвать коррозию. После этого вода вновь подогревается от пара и подается обратно в котел.

Теплоснабжение

Вторая, не менее важная функция ТЭЦ – обеспечение горячей водой (паром), предназначенной для систем центрального отопления близлежащих населенных пунктов и бытового использования. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и 120 градусов зимой, после чего сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и далее по системе тепломагистралей поступает к потребителям. Запасы воды на ТЭЦ постоянно пополняются.

Как работают ТЭС на газе

По сравнению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного более компактны и экологичны. Достаточно сказать, что такой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это по сути тот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При этом выбросы продуктов сгорания минимальны.

Новые технологии сжигания угля

КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.

Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.

Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО 2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.

Метод «oxyfuel capture»

Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.

Метод «pre-combustion»

Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO 2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО 2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.

Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира

Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидеров замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.

Теплоэнергетика в современных условиях выжить без водоподготовки не сможет. Отсутствие очистки воды и умягчения может привести к поломке оборудования, некачественному пару или воде, и как результат, парализации всей системы. Постоянное удаление накипи застраховать вас от таких неприятностей, как повышенный расход топлива, образование и развитие коррозии, не может. Только водоподготовка на ТЭЦ
может одним махом решить весь комплекс проблем.

Чтобы лучше разобраться в проблемах использования того или иного на теплоэнергоцентралях, начнем с рассмотрения основных понятий. Что такое теплоэнергоцентраль, и как там может помешать повышенная жесткость воды нормальной работе системы?

Итак, ТЭЦ или теплоэлектроцентраль представляет собой один из видов тепловой электростанции. Ее задача состоит не только в генерации электроэнергии. Это еще и источник тепловой энергии для системы теплоснабжения. С таких станций подают горячую воду и пар для обеспечения тепла в домах и на предприятиях.

Теперь пару слов о том, как работает теплоэлектростанция. Работает она, как конденсационная электростанция. Принципиальное различие водоподготовки на ТЭЦ состоит в том, что из генерируемого тепла ТЭЦ есть возможность часть отобрать для других нужд. Способы забора тепловой энергии зависит от типа паровой турбины, которая установлена на предприятии. Также на ТЭЦ можно регулировать то количество пара, которое вам необходимо отобрать.

Все, что отделено, потом концентрируется в сетевом подогревателе или подогревателях. Они уже передают энергию воде, которая идет дальше по системе для передачи своей энергии в пиковых водогрейных котельных и тепловых пунктах. Если на ТЭЦ такой отбор пара не производят, то такая ТЭЦ имеет право квалифицироваться, как КЭС.

Любая водоподготовка на ТЭЦ работает по одному из двух графиков нагрузки. Один из них тепловой, другой, электрический. Если нагрузка тепловая, то электрическая ей полностью подчинена. У тепловой нагрузки над электрической есть паритет.

Если нагрузка электрическая, то она не зависит от тепловой, возможно тепловой нагрузки нет вообще в системе.

Есть также вариант совмещения водоподготовки на ТЭЦ электрической и тепловой нагрузок. Это помогает остаточное тепло использовать в отоплении. В результате коэффициент полезного действия в ТЭЦ значительно выше, чем у КЭС. 80 против 30 процентов. И еще — при строительстве тепловой электростанции, нужно помнить, что передать тепло на дальние расстояния не получится. Поэтому ТЭЦ должна быть расположена в пределах города, который она питает.

У есть главный недостаток – это нерастворимый осадок, который образуется в результате нагрева такой воды. Удалить его не так просто. На ТЭЦ придется останавливать всю систему, иногда ее разбирать, чтобы качественно во всех поворотах и узких отверстиях почистить накипь.

Как мы уже знаем, главный минус накипи – ее плохая теплопроводимость. Из-за этой особенности и возникают основные расходы и проблемы. Даже легкий налет накипи на поверхностях нагревательных поверхностей или нагревательных элементов вызывают резкий рост расходов топлива.

Устранять накипь постоянно не получится, это можно будет делать хотя бы раз в месяц. Расходы топлива при этом будут постоянно расти, да и работа ТЭЦ оставляет желать лучшего, все отопительно-нагревательное оборудование медленно, но верно покрывается накипью. Чтобы потом ее почистить, придется останавливать всю систему. Терпеть убытки от простоев, но чистить накипь.

О том, что пришло время для чистки вам сообщит само оборудование. Начнут внезапно срабатывать системы защиты от перегрева. Если и после этого не удалить накипь, то она полностью блокирует работу теплообменников и котлов, возможны взрывы, образование свищей. Вы всего-то за несколько минут можете лишиться дорогостоящего промышленного оборудования. И восстановить его невозможно. Только покупать новое.

Да и потом, любая очистка от накипи, это всегда испорченные поверхности. Можно использовать водоподготовку на ТЭЦ, но она за вас накипь не устранит, потом все равно придется отчищать ее с помощью механического оборудования. Имея такие покореженные поверхности, мы рискуем получить резкое развитие не только образования накипи, но еще и коррозии. Для оборудования теплоэлектроцентрали, это большой минус. Поэтому и задумались о создании установки водоподготовки на ТЭЦ
.

Водоподготовка на мини ТЭЦ

Если говорить в общем, то состав такой будет зависеть, прежде всего, от химического анализа воды. Он покажет оббьем воды, который нужно очищать каждый день. Она покажет примеси, которые нужно устранить, прежде всего. Обойтись без такого анализа при составлении водоподготовки на мини ТЭЦ нельзя. Даже степень жесткости воды он покажет. Мало ли вдруг вода не настолько жесткая, как вам кажется, и проблема в кремниевых или железистых отложениях, а вовсе не в солях жесткости.

В большинстве своем для оборудования ТЭЦ большую проблему составляют примеси, которые находятся в подпиточной воде. Это те самые соли кальция и магния, а также соединения железа. А это значит, что обойтись без обезжелезивателя и электромагнитного умягчителя воды АкваЩит, как минимум будет сложно.

ТЭЦ, как известно, обеспечивает теплой водой и отоплением дома в городе. Поэтому водоподготовка на мини ТЭЦ всегда будет включать в себя не только стандартные . Здесь без вспомогательных фильтров для воды никак не обойтись. Примерно, всю схему водоподготовки можно представить в виде таких этапов, и содержащихся в них фильтрах.

Для ТЭЦ используют воду из первичных источников, очень загрязненную, поэтому первым этапом водоподготовки на мини ТЭЦ будет осветление. Здесь в большинстве случаев используют механические фильтры, а также отстойники. Последние думаю, понятны всем, там воду отстаивают, чтобы примеси твердые оседали.

Механические фильтры включают в себя несколько решеток из нержавеющей стали. Они улавливают в воде все твердые примеси. Сперва, это крупные примеси, потом средние и в конце совсем мелкие, размером с песчинку. Механические фильтры могут использовать с коагулянтами и флокулянтами, чтобы очищать воду и от вредных бактериологических примесей.

Восстанавливают механические фильтры с помощью обычной обратной промывки простой водой.

Следующий этап водоподготовки на мини ТЭЦ
— устранение вредных бактерий и вирусов или дезинфекция. Для этого могут использовать, как дешевую, но вредную хлорку, так и дорогой, но безвредный при полном испарении. озон.

Другой вариант обеззараживания воды – использование ультрафиолетового фильтра. Здесь основу составляет ультрафиолетовая лампа, которая облучает всю воду, проходящую через специальную кювету. Проходя, через такой фильтр вода облучается, и в ней погибают все бактерии и вирусы.

После обеззараживания наступает этап . Здесь могут использоваться самые разные фильтры для воды. Это могут быть ионообменные установки, электромагнитный умягчитель воды Акващит или его магнитная вариация. О преимуществах и минусах каждой установки расскажем чуть позже.

Кроме стандартных фильтров можно еще использовать реагентное отстаивание. Но добавление различных примесей, может вылиться потом в образование не растворимых отложений, которые очень плохо удаляются.

После этапа умягчения настает время для обессоливания воды. Для этого в ход идут анионные фильтры, возможно применение декарбонизатора, электродиадизатора, ну и стандартно обратного осмоса или нанофильтрации.

После тонкой очистки воды, нужно в обязательном порядке из воды убрать остаточные растворенные газы. Для этого проводят деаэрацию воды. Здесь могут применять термические, вакуумные, атмосферные деаэраторы. То есть все, что нужно для подпиточной воды, мы сделали. Теперь остаются уже общие действия по подготовке непосредственно самой системы.

Потом в силу вступает этап продувки котла, для этого используют промывные фильтры для воды и последним этапом водоподготовки на мини ТЭЦ является промывка пара. Для этого применяют целый набор химических реагентов для обезсоливания.

В Европе использование качественной водоподготовки на мини ТЭЦ помогает получить коэффициент полезного действия потерь в размере всего лишь четверть процента в день. Как раз комбинирование традиционных методов умягчения воды и очистки с новейшими технологиями помогает достигнуть таких высоких результатов работы системы водоподготовки на мини ТЭЦ. И при этом сама система бесперебойно может прослужить до 30-50 лет, без кардинальных замен этапов.

А теперь вернемся к системе водоподготовки для ТЭЦ и к водоподготовительной установке для ТЭЦ. Здесь используют весь спектр фильтров, главное это правильно выбрать необходимый прибор. Чаще всего система требует применения ни одного, а сразу нескольких фильтров, соединенных последовательно, чтобы вода прошла и стадию умягчения, и стадию обезсоливания.

Самым наиболее используемым является ионообменная установка. В промышленности такой фильтр выглядит как высокий бак в виде цилиндра. Он в обязательном порядке снабжен баком поменьше, это бак регенерации фильтра. Поскольку ТЭЦ работает с водой круглые сутки, то ионообменная установка будет многоступенчатой и включать в себя будет не один, а иногда и три, и четыре фильтра. На всю эту систему приходится один блок управления или контроллер. Каждый фильтр при этом снабжен своим баком регенерации.

Контроллер тщательно следит за тем, сколько воды прошло через установку. Сколько очистил тот или иной фильтр, четко фиксирует время очистки, скорость очистки, по истечении определенного срока очистки или определенного обьема, она подает сигнал на установку. Жесткую воду перераспределяют на другие фильтры, а загрязненный картридж направляют на восстановление. Для этого из установки его вынимают и переносят в бак для регенерации.

Сам процесс системы водоподготовки для ТЭЦ
проходит по следующей схеме. Сердце такого ионообменного картриджа – смола, обогащенная слабым натрием. Когда с ней контактирует жесткая вода, происходят метаморфозы. Сильные соли жесткости заменяют слабый натрий. Постепенно картридж весь забивается солями жесткости. Это и есть время для восстановления.

Когда картридж переносят в бак регенерации, там уже в растворенном виде находятся таблетки соли высокой степени очистки. Соляной раствор, который получается в результате очень насыщенный. Процент содержания соли не менее 8-10 процентов. Но только таким большим количеством солей можно устранить из картриджа сильные соли жесткости. В результате промывки образуются сильносоленые отходы, и картридж, вновь наполненный натрием. Его отправляют работать, а вот с отходами возникает проблема. Чтобы их утилизировать, их нужно повторно очистить, то есть снизить степень солености и получить разрешение на утилизацию.

Это большой минус установки, да и расходы на соли получаются немалыми, что тоже дает дорогое обслуживание установке. Зато скорость очистки воды у этого умягчителя самая высокая.

Следующий популярный вариант системы водоподготовки для ТЭЦ – электромагнитный умягчитель воды АкваЩИт. Здесь основную работу выполняет электрический процессор, плата и мощные постоянные магниты. Все это в комплексе создает мощное электромагнитное поле. В воду эти волны поступают по проводке, намотанной с двух сторон от прибора. Причем, нужно помнить, что наматывать провода нужно в разные стороны друг от друга. Каждый провод должен быть обмотан вокруг трубы, не менее семи раз. Эксплуатируя этот прибор, нужно в обязательном порядке следить, что вода не попадала на проводку.

Сами концы проводов нужно обязательно закрыть изоляционными кольцами или обычной изолентой. Так вот, вода проходит по трубе, ее облучают электромагнитные волны. Многим кажется, что влияние подобного – мифическое. Однако, соли жесткости под его влиянием начинают трансформироваться, теряют былую форму и превращаются в тонкие и острые иголки.

Получив новую форму, прилипать к поверхностям оборудования становится неудобно. Тонкое узкое тело иголки не держится на поверхностях. Но зато отлично отдирает старую накипь от стенок оборудования. И делает это тонко и качественно, не используя при этом ни каких вспомогательных средств. Такая работа является главным козырем электромагнитного умягчителя воды АкваЩит. Он сделает и свою работу, то есть умягчит воду и старую накипь уберет очень качественно. И для этого не придется покупать средства от накипи. Все обеспечат мощные постоянные магниты из редкоземельных металлов и электрический ток.

У данного прибора большое количество преимуществ перед другими установками. За ним не нужно ухаживать, он все делает сам. Он полностью уберет из вашего обихода такое понятие, как очистка от накипи. Он в состоянии работать с любыми поверхностями, главное только монтировать его на чистый отрезок трубы.

Потом электромагнитный прибор может проработать без замен в течение четверти столетия. Такое долгое использование гарантируют как раз редкоземельные металлы, которые со временем не теряют практически своих магнитных свойств. Здесь даже привыкания воды к магнитному воздействию нет. Правда, такой прибор не работает со стоячей водой. Также если вода течет одновременно более, чем в двух направлениях, магнитное поле также не работает.

И наконец, пару слов об обратном осмосе, как системе водоподготовки для ТЭЦ. Обойтись при производстве подпиточной воды без этой установки нельзя. Только она гарантирует практически стопроцентную очистку воды. Здесь есть сменные мембраны, которые позволяют получить воду с заданными характеристиками. Но при этом, прибор нельзя применять самостоятельно. Только в комплекте с другими умягчителями, что делает установку более дорогой. Но стопроцентная компенсирует все минусы дороговизны.

Мы подробно рассмотрели все системы водоподготовки для ТЭЦ. Ознакомились со всеми возможными умягчителями, которые могут использоваться в этой системе. Теперь вы сможете легко ориентироваться в мире умягчения.

При использовании в качестве греющей рабочей среды горячей воды ее берут из бойлерных установок, а из пластинчатого аппарата возвращают на повторный подогрев.

Пар из регенеративных отборов турбины может быть подан также на — испарительную и бойлерную установки, на калориферы перед воздухоподогревателем котельного агрегата и на другие нужды.

Внешний вид насоса типа Д.| Характеристики насоса Д-320-70.  

Конденсатные насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные насосы бойлерных установок. Они предназначены для перекачивания конденсата и дренажа при температуре до 393 К.

Характеристика насоса типа бНДс.| Внешний вид и схема включения колес четырехступенчатого насоса марки ЗВ-200Х4.  

Конденсатные насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные насосы бойлерных установок. Они предназначены для перекачивания конденсата с температурой до 50 С и дренажа при температуре до 120 С.

В течение одиннадцатой пятилетки предусмотрено полностью перевести жилые поселки всех действующих АЭС на теплоснабжение от бойлерных установок электростанций и прекратить расходование органического топлива для этих целей. Кроме того, в тех случаях, когда имеются достаточно концентрированные тепловые нагрузки на (приемлемом расстоянии, предусматривается полное или частичное (в пределах возможностей АЭС) снабжение этих потребителей тепловой энергией от АЭС. В частности, намечается подача тепловой энергии от Ростовской АЭС в г. Волгодонск и на завод Атоммаш, а также от Балаковской АЭС в г. Балаково и предприятия, в нем расположенные.

В целях максимальной экономии конденсата отопление вновь вводимых в эксплуатацию цехов рекомендуется организовывать водяным от их центральной бойлерной установки, находящейся непосредственно в котельной.

При обогреве цеховых и межцеховых технологических трубопроводов протяженностью до 500 м горячей водой от ТЭЦ или от специальных бойлерных установок диаметры обогревающих спутников могут приниматься в зависимости от условного диаметра обогреваемого трубопровода. При паровом обогреве трубопроводов протяженностью до 250 м диаметры обогревающих спутников и их число принимают по специальным нормам. Обогревающие спутники трубопроводов большой протяженности должны разбиваться на участки с отдельным подводом и отводом греющей среды.

Группа теплосилового оборудования осуществляет технический надзор за соблюдением службами отдела и цехами завода правил технической эксплуатации котельных, бойлерных установок, водонасосных и компрессорных установок, азотно-кислородных, ацетиленовых, газогенераторных станций, сосудов, работающих под давлением, промышленных печей, работающих на жидком, газообразном и твердом топливе, и мазутохранилищ. Участвует в составлении планов ППР, ведет проектирование новых установок и модернизацию существующего теплосилового оборудования, организует обследование и наладку оборудования с целью увеличения их производительности.

При обогреве цеховых и межцеховых технологических трубопроводов протяженностью до 500 м — горячей водой от ТЭЦ или от специальных бойлерных установок диаметры обогревающих спутников могут приниматься в зависимости от условного диаметра обогреваемого трубопровода. При паровом обогреве трубопроводов протяженностью до 250 м диаметры обогревающих спутников и их число принимают по специальным нормам. Обогревающие спутники трубопроводов большой протяженности должны разбиваться на участки с отдельным подводом и отводом греющей среды.

Тупиковая система подачи воды с предварительным прогревом варочной камеры экономически более выгодна, так как циркуляционная система требует увеличения мощности бойлерной установки в соответствии с кратностью циркуляции и дает более повышенный расход пара. Тупиковая система подачи перегретой воды намного проще и дешевле циркуляционной, потери перегретой воды будут примерно в 2 раза меньше, чем при циркуляционной.

Монтаж внутреннего санитарно-технического оборудования гражданских и промышленных зданий, как и монтаж громоздкого и тяжелого оборудования (например, котельных агрегатов, бойлерных установок и др.), целесообразно выполнять одновременно с процессами возведения основных конструкций здания. Совмещенный метод монтажа санитарно-технического оборудования является прогрессивным, так как обеспечивает сокращение общего срока строительства, открывает возможность полнее использовать грузоподъемное оборудование, имеющееся на строительной площадке.

При отпуске тепла для отопления и вентиляции потеря конденсата вне станции может быть сведена к нулю применением типовой схемы водяного отопления и бойлерной установки (гл. Отпуск технологического пара сопровождается обычно значительной потерей конденсата вне станции. При этом конденсат иногда теряется для станции полностью.

Водоподготовка – это самый важный вопрос в теплоэнергетике. Вода является основой работы таких предприятий, поэтому ее качество и содержание тщательно контролируется. ТЭЦ
очень важны для жизни города и жителей, без них невозможно существовать в холодный период года. От качества воды зависит деятельность ТЭЦ. Работа теплоэнергетики на сегодняшний день невозможна без водоподготовки. Вследствие парализации системы, возникает поломка оборудования, и как результат, плохо очищенная, некачественная вода, пар. Это может возникнуть из-за некачественной очистки и смягчения воды. Даже если постоянно удалять накипь, то это не убережет вас от перерасхода топливных материалов, формирования и распространения коррозии. Единственное и самое эффективное решение всех последующих проблем – это тщательная подготовка воды к использованию. При разработке системы для очистки нужно учитывать источник поступления воды.

Существует два типа нагрузки: тепловая и электрическая. При наличии тепловой нагрузки электрическая находится в подчинении первой. При электрической нагрузке ситуация обратная, она не находится в зависимости от второй и может работать без ее присутствия. Бывают ситуации, в которых совмещают оба вида нагрузки. При водоподготовке этот процесс полностью использует все тепло. Вывод можно сделать такой, что КПД на ТЭЦ значительно превышает его на КЭС. В процентном соотношении: 80 к 30. Еще один важный момент: тепло на большие расстояния передать практически невозможно. Именно поэтому ТЭЦ должна строиться вблизи или на территории города, который будет ею пользоваться.

Недостатки водоподготовки на ТЭЦ

Отрицательным моментом у процесса водоподготовки является образование нерастворимого осадка, образующегося при нагревании воды. Удаляется он очень сложно. Во время избавления от налета происходит остановка всего процесса, разбирается система, и только после этого можно качественно очистить труднодоступные места. Чем же вредит накипь? Она мешает теплопроводимости и, соответственно, возрастают затраты. Знайте, что даже при незначительном количестве налета, увеличится расход топлива.

Непрерывно устранять накипь невозможно, но делать это необходимо каждый месяц. Если этого не делать, то слой накипи будет постоянно увеличиваться. Соответственно, чистка оборудования потребует намного больше времени, усилий и материальных затрат. Чтобы не останавливать весь процесс и не нести убытки, необходимо регулярно следить за чистотой системы.

Признаки потребности в очистке:

  • будут действовать датчики, защищающие систему от перегревов;
  • блокируются теплообменники и котлы;
  • возникают взрывоопасные ситуации и свищи.

Все это – негативные последствия не удаленной вовремя накипи, которые приведут к поломкам и убыткам. В течении короткого времени вы можете потерять оборудование, которое стоит немалых денег. Очистка от накипи несет за собой ухудшение качества поверхности. Водоподготовка не устраняет накипь
, это можете сделать только вы с использованием специального оборудования. При поврежденных и деформированных поверхностях накипь в дальнейшем образуется быстрее, также появляется коррозийный налет.

Водоподготовка на мини теплоэлектроцентралях

Подготовка питьевой воды включает в себя массу процессов. Перед началом водоподготовки следует провести тщательный анализ химического состава. Что же он из себя представляет? Химический анализ показывает количество жидкости, нуждающееся в ежедневной очистке. Указывает на те примеси, которые должны быть ликвидированы первыми. Подготовка воды на мини теплоэлектроцентралях не может быть осуществлена в полном объеме без такой процедуры. Жесткость воды – немаловажный показатель, который обязательно нужно определять. Многие проблемы состояния воды связаны с ее жесткостью и наличием отложений железа, солей, кремния.

Большой проблемой, с которой сталкивается каждая ТЭЦ, является присутствие примесей в воде. К ним можно отнести калиевые и магниевые соли, железо.

Главной задачей ТЭЦ является обеспечение жилых объектов населенного пункта нагретой водой и отоплением. Подготовка воды на таких предприятиях подразумевает использование смягчителей, дополнительных фильтрующих систем. Каждый этап очистки включает прохождение воды через фильтры, без них процесс невозможен.

Этапы водоочистки:

  1. Первый этап – осветление. В первую очередь вода осветляется, так как она поступает в систему мини ТЭЦ очень грязная. На этом этапе находят применение отстойники и механические фильтры. Принцип работы отстойников в том, что твердые примеси опускаются книзу. Фильтры состоят из нержавеющих решеток и имеют разные размеры. Первыми улавливаются крупные примеси, далее идут решетки среднего размера. Последними улавливаются самые мелкие примеси. Также важным является применение коагулянтов и флокулянтов, с помощью которых уничтожаются разного рода бактерии. Благодаря промывке чистой водой такие фильтры могут быть готовы к следующему использованию.
  2. Второй этап – это дезинфекция и обеззараживание воды. На данной стадии применяется ультрафиолетовая лампа, обеспечивающая полное облучение всего объема воды. Благодаря ультрафиолету гибнут все болезнетворные микроорганизмы. Второй этап также включает в себя дезинфекцию, в процессе которой используют хлорку или же безвредный озон.
  3. Третий этап – смягчение воды. Для него характерно применение в домашних условиях ионообменных систем, электромагнитных смягчителей. Каждый имеет свои достоинства и недостатки. Популярным является реагентное отстаивание, недостатком которого является формирование отложений. Эти нерастворимые примеси в дальнейшем очень сложно удалить.
  4. Четвертый этап – обессоливание воды. На этом этапе применяются анионные фильтры: декарбонизаторы, электродиадизаторы, обратный осмос и нанофильтрация. Процесс обессоливания возможен любым из вышеперечисленных стандартных способов.
  5. Пятый этап – это деаэрация. Это обязательный этап, который следует после тонкой очистки. Системы для очистки от газовых примесей бывают вакуумного типа, а также атмосферные и термические. В результате действия деаэраторов происходит устранение растворенных газов.

Пожалуй, это все самые важные и нужные процессы, которые проводятся для подпиточной воды. Далее следуют общие процессы для подготовки системы и ее отдельных компонентов. После всего вышеперечисленного следует продувка котла, в ходе которой используются промывные фильтры. По окончанию водоподготовка мини ТЭЦ включает промывку пара. В ходе этого процесса используются химические реагенты, обессоливающие воды. Они достаточно разнообразны.

В Европе водоподготовка на мини ТЭЦ нашла очень широкое применение. Благодаря качественному проведению этого процесса увеличивается коэффициент полезного действия. Для лучшего эффекта необходимо комбинировать традиционные, проверенные методы очистки и новые, современные. Только тогда можно достичь высокого результата и качественной водоподготовки системы. При грамотном использовании и постоянном усовершенствовании система мини ТЭЦ будет служить долго и качественно, а главное без перебоев и поломок. Не меняя элементов, и без ремонтов срок эксплуатации от тридцати до пятидесяти лет.

Системы водоподготовки для ТЭЦ

Еще некоторая важная информация, которую хотелось бы донести до читателя по поводу системы водоподготовки на ТЭЦ и их водоподготовительных установках. В данном процессе используются разные виды фильтров, важно ответственно отнестись к его выбору и использовать подходящий. Зачастую применяются несколько разных фильтров, которые последовательно соединены. Это делается для того, чтобы стадии смягчения воды и удаления из нее солей, прошли хорошо и эффективно. Применение ионообменной установки чаще всего осуществляется при очистке воды с высокой жесткостью. Визуально он имеет вид высокого цилиндрического бака и часто используется в промышленности. В состав такого фильтра входит еще один, но уже меньшего размера, он называется баком регенерации. Так как работа ТЭЦ беспрерывная, установка с ионообменным механизмом является многоступенчатой и имеет в своем составе до четырех разных фильтров. Система оборудована контроллером и одним блоком управления. Любой используемый фильтр оснащен личным регенерационным баком.

Задачей контролера является отслеживать количество воды, прошедшее сквозь систему. Также он контролирует объем воды, очищенный каждым фильтром, регистрирует период очистки, объем работы и ее скорость за определенное время. Контроллер передает сигнал далее по установке. Вода с высокой жесткостью следует на другие фильтры, а использованный картридж восстанавливают для последующего использования. Последний вынимается и переносится в бак для регенерации.

Схема водоподготовки на ТЭЦ

Основой ионообменного картриджа является смола. Ее обогащают несильным натрием. Когда вода вступает в контакт со смолой, обогащенной натрием, происходят трансформации и перевоплощения. Натрий замещается сильными жесткими солями. Со временем картридж наполняется солями, так и происходит процесс восстановления. Он переносится в регенерационный бак, где расположены соли. Раствор, в состав которого входит соль, очень насыщен (≈ 10%). Именно благодаря такому высокому содержанию солей жесткость устраняется из съемного элемента. После процесса промывки картридж снова наполнен натрием и готов к использованию. Отходы с высоким содержанием солей повторно очищают и только после этого могут быть утилизированы. Это является одним из недостатков подобных установок, так как требует значительных материальных затрат. Плюс же в том, что скорость очистки воды выше, чем у других подобных установок.

Смягчению воды нужно уделять особое внимание. Если подготовку воды сделать не качественно и сэкономить, то можно потерять намного больше и получить затраты несоизмеримые с экономией на водоподготовке.

Возник вопрос подоподготовки на ТЭЦ!? Не знаете куда обращаться?

Системы Водоснабжений Тепловых Электростанций: Принцип Работы

Станция с наносными агрегатами, обеспечивающая водой теплоэлектроцентраль

Система технического водоснабжения электростанций (СТВ) представляет собой сеть охлаждающих систем, работающих по циркуляционному принципу на технической неочищенной воде. Структурируется она по-разному, что зависит от конкретных условий строительства и поставленных задач.

С помощью видео в этой статье будет рассказано, какие существуют схемы, чем они принципиально отличаются, и каков принцип их работы.

Что входит в состав СТВ

При строительстве тепловой или атомной электростанции, на системы их водоснабжения может приходиться до 10% от всей сметной стоимости. Это существенные капиталовложения, так как в структуру системы входит немало объектов.

Вот как выглядит их стандартный перечень:

  1. Водозабор (источник воды). Может быть как наземным: море, озеро, река, так и подземным: артезианская скважина.
  2. Водоводы. Так именуют трубопроводы или каналы, подводящие и отводящие воду.
  3. Насосы циркуляционного типа. Обеспечивают принудительный ток воды с заданным напором.
  4. Объекты охлаждения воды – пруды, градирни, бассейны.
Водозаборный объект ТЭС
Водоводы

Сеть циркуляционных насосов
На фото градирня – сооружение для охлаждения воды

Цель использования технической воды

Теплоэлектростанция имеет разветвлённую структуру объектов, и работа многих их них не может осуществляться без технической воды, которая требуется:

  • Для охлаждения конденсаторов турбин, в которые поступает основной объём (до 95%) всей воды. То есть, данная статья её расхода является основной.
  • Для работы электрогенераторных газоохладителей и устройств газоочистки.
  • Для маслоохлаждающих систем турбин.
  • Для осуществления химической подготовки воды, предназначенной для восполнения её потерь в виде пара.
  • На пылеугольных станциях с помощью воды производится удаление золы и шлака.

Главный потребитель воды на ТЭЦ – конденсатор турбины

Примечание: многие вспомогательные механизмы и устройства так же охлаждаются за счёт воды. А на атомных станциях она используется и для охлаждения бассейнов перегрузки отработанного топлива.

Разновидности систем подачи ресурса

Водоснабжение тепловых электростанций осуществляется посредством двух конструкционных вариантов систем: прямоточных, в которых вода подаётся к агрегатам однократно, и оборотных, рассчитанных на многократное использование.

Третьего не дано, разве что на некоторых станциях проектируются смешанные системы. Смотрим, когда и какой вариант применяется.

Многое зависит от водного источника

Традиционно главным источником воды большинства тепловых станций и централей является река. Однако дебет воды в таких водоёмах в течение года нестабилен, весной и осенью они пополняются за счёт таяния снегов или атмосферных осадков, а летом уровень воды может значительно снижаться.

Это не может не оказывать влияния на выбор типа водоподающей системы.

Уровень воды в пойме реки может значительно подниматься или снижаться

Когда прямоточка лучше

Прямоточный вариант может быть применен только в том случае, когда потребность ТЭЦ в воде не меньше минимального расхода воды в реке.

В этом случае, воду один раз прогоняют через конденсатор турбины, после чего обратно сбрасывают в реку. Сброс осуществляется ниже по течению, что исключает смешение отработанного ресурса со свежей водой.

Схема расположения забора и сброса воды в прямоточной системе ТЭЦ

  • Расстояние между точкой водозабора и сброса определяется расчётом, в котором учитывается естественный уклон русла, скорость потока, преимущественное направление ветра. Применение прямоточной системы нередко влечёт за собой необходимость строительства плотины для искусственного подъёма воды и создания дополнительного напора, что обусловлено требованиями СанПиН и рыбоохраны.
  • В качестве источника для прямоточной системы может использоваться не только река, но и озеро или море. Озеро должно быть проточным и содержать достаточный объём воды. Что же касается моря, то в нём воды всегда достаточно, однако из-за повышенного содержания солей приходится разрабатывать мероприятия по защите от коррозии конденсатора и другого оборудования.
  • Главным преимуществом систем прямоточного типа является более низкая стоимость гидротехнических сооружений и низкая температура поступающей воды. И только когда по каким-то причинам такую схему невозможно использовать, предпочтения отдаются оборотной системе. Именно в ней и присутствуют градирни, охлаждающие пруды и бызгальные бассейны.

Охлаждение воды посредством работы брызгального бассейна

Как обеспечивается охлаждение воды в оборотной системе

Несмотря на более низкую проектную и эксплуатационную стоимость ТЭС и КЭС, снабжаемых водой по прямоточному принципу, приходится прибегать к устройству оборотных систем с прудами-охладителями или градирнями.

Вариант структурирования водоснабжения оборотного типа на ТЭЦ

Причиной тому истощённые водные ресурсы некоторых областей или же отсутствие (либо далёкое расположение) природного источника с нормальным дебитом. К тому же, сброс в реку тёплой воды меняет ход протекающих в ней естественных биологических процессов, поэтому все крупные тепловые станции работают не на прямоточном, а на оборотном водоснабжении.

Схема с прудом-охладителем

Наиболее выгодной схемой СТВ является вариант с сооружением охладительного пруда (искусственного водохранилища на базе реки), вблизи которого размещается главный корпус насосной станции.

  • Расход воды в таком пруду может варьироваться от нуля до максимума, что обеспечивается путём установки плотины. Если уровень воды колеблется незначительно, около каждой турбины устанавливается насос, а водоприёмная часть располагается в самом глубоком месте пруда, чаще у плотины.
  • При достаточной глубине водохранилища забор ресурса производят из придонных слоёв — там ниже температура, а воду, нагревшуюся после прохождения через конденсатор, сливают поверхностно.
  • Для создания такого пруда требуется как минимум благоприятный рельеф речной долины, а так же возможность восполнения объёмов влаги, утраченной за счёт испарений и донной фильтрации.
  • Охладительные водохранилища могут быть устроены не только непосредственно в поймах рек, но и располагаться от основного водоисточника в десятке километров. Чем ближе, тем лучше — но условия не всегда позволяют.

Примечание: удалённость этих объектов друг от друга вынуждает строить ещё и конденсационную электростанцию (КЭС), задача которой состоит в том, чтобы компенсировать водопотери в охладительном пруду.

Пруд-охладитель может выглядеть как вполне цивилизованный водоём

Сама ТЭЦ располагается как можно ближе к потребителям тепла – жилым районам или территориям предприятий. Но опять же, это не всегда получается, и тепловая станция может находиться в 10-20 километрах от точки потребления.

Когда целесообразнее градирня

Пруд занимает значительную площадь, а дороговизна земли вынуждает отдавать предпочтения системам с градирнями. Это наилучший вариант в случаях, когда для подпитки системы нет нормального источника водоснабжения – например, в крупных городах.

В том числе используют такой вариант водоохлаждающего оборудования, как сухая градирня. От мокрого варианта она отличается тем, что жидкость протекает в трубах, обдуваемым атмосферным воздухом, что очень удобно для регионов с невысокими среднегодовыми температурами.

В градирнях мокрого типа вода распыляется и стекает в поддоны — а оттуда в водоводы. При этом испаряется довольно значительный объём и воду постоянно приходится доливать.

Причём вода, соприкасаясь с воздухом, загрязняется, приводя к закупорке теплообменников и труб, чего не происходит в системах сухой градирней.

Сухая градирня

На заметку: преимуществом сухой градирни перед мокрой является ещё и тот факт, что кроме воды в ней можно использовать другие жидкости и даже масла.

Особенности комбинированных систем

Так как уровень воды в разные сезоны может значительно отличаться, на многих станциях, работающих по прямоточному принципу, предусматривают и оборотную схему, которая включается в работу с маловодный период года. То есть, параллельно с водоёмом используют один из вариантов охладителей – брызгальную установку или градирню.

В таком случае, из реки или другого водоёма вода подаётся на станцию самотёком или посредством насосной станции. Здесь на каждую турбину устанавливается по паре циркуляционных насосов, к каждому из которых ведёт индивидуальный водовод (сварные стальные трубы с рёбрами жёсткости).

На заметку: Это, так называемые, БНС (блочные насосные станции). Они могут располагаться:

  1. на входе в машинный зал ТЭС или около конденсаторов;
  2. на берегу водоисточника, совмещаясь с водоприёмниками;
  3. на самотечном канале, заменяющем напорный водовод (но это возможно только при естественном уклоне рельефа в сторону водоисточника).

Блочная насосная станция

  • Если электростанция сильно удалена от источника воды, или же её уровень значительно колеблется, может применяться двухступенчатая схема подачи воды. Из реки в канал вода перекачивается насосной станцией I подъёма, а уже оттуда на конденсатор турбины подаётся посредством установленной в машинном отделении при электростанции БНС.
  • Нагревшаяся вода, прошедшая через конденсаторы, сбрасывается в отводящий канал, который является общим для всех турбин. На территории теплоэлектростанции канал должен быть закрытым и собирается из железобетонных сегментов с прямоугольным сечением. За пределами территории он открытый и имеет трапециевидное сечение.
  • Что касается подачи первичной воды, то, при наличии береговой станции, к машинному отделению ТЭС она поступает по напорным трубопроводам, диаметры которых могут достигать 3,5 м. К каждому конденсатору подходит два таких водовода.
  • В ЦНС (центральной насосной станции), находящейся в одном блоке с водоприёмником, стоит минимум 4 насоса, суммарная производительность которых равна расчётному расходу воды. Насосы работают на сеть парами, в каждой из которых есть основной агрегат, и есть резервный.

При необходимости можно менять число одновременно работающих насосов, и как следствие,  регулировать подачу воды.

Заключение

Комбинированные схемы весьма надёжны, а единственным их недостатком является большая протяжённость разветвлённой сети. Как следствие, гидравлические потери в них повышены, а так же требуется большое количество запорной и другой арматуры.

Кроме систем подачи технической воды, проектируется и хозпитьевое водоснабжение тепловых станций, а так же обязательно предусматривается работающий под высоким давлением противопожарный водопровод.

Схема и принцип работы ТЭЦ. Влияние деятельности инженера на общество и окружающую среду. Бесплатный доступ к реферату

Введение

Актуальность работы. Основной принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) предполагает специфическую способность водяного пара являться теплоносителем. Когда он находится в разогретом состоянии и под давлением, то этот пар представляет собой достаточно сильный источник энергии, который обладает свойством приводить в действие турбины теплоэлектростанций (ТЭС).
Самую первую тепловую электростанцию спроектировали и построили в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. На сегодняшний день во всем мире так и не смогли найти альтернативную замену работы теплоэлектростанции, по объёму они составляют свыше 60 % от общего количества вырабатываемых источников энергии.
Данному явлению существует весьма простое обоснование, которое определено достоинствами и недостатками деятельности тепловой энергетики. Ее «кровь» представлена достаточно распространёнными и доступными типами топлива, такие как уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ.
Значительным негативным фактором является вредоносное воздействие продуктов горения на общество и окружающую среду. В том числе, немаловажным аспектом является тот факт, что запасы природной кладовой в процессе деятельности производств сокращаются, что может привести к остановке работы ТЭЦ.
На сегодняшний день необходимо обратить особое внимание на деятельность инженеров, которые управляют работой ТЭЦ и, соответственно, несут ответственность за негативное их воздействие [2].
Цель работы. Исследовать принцип работы теплоэлетроцентрали, выявить влияние деятельности инженера на общество и окружающую среду.
1 СХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЭЦ
Первоначально необходимо разобраться с терминологией. Аббревиатура ТЭЦ и ТЭС являются родственными. Теплоэлектростанция (ТЭС) предполагает только производство электроэнергии. Она имеет ещё одно название — конденсационная электростанция — КЭС. Схема работы ТЭЦ представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема работы ТЭЦ
Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — представляет собой разновидность теплоэлектростанции (ТЭС). Она, кроме выработки электроэнергии, предполагает подачу горячей воды в основную центральную систему отопления, а также бытовых нужд.
Принцип действия ТЭЦ очень прост. В топку подают топливо выбранного типа и разогретый воздух, который в этой схеме выполняет функцию окислителя. Наиболее часто применяемым топливом на российских ТЭЦ является измельчённый уголь. Тепло, выработанное в процессе сгорания угольной пыли превращает воду, попавшую в котёл, в пар, далее под воздействием давления, он поступает на паровую турбину. Сильнейший поток пара заставляет ее вращаться, тем самым осуществляя вращение ротора генератора, посредством которого механическая энергия превращается в электрическую. После этого пар теряет свои свойства, которыми он обладал в начале – температуру и давление – и поступает в конденсатор

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

. Там его подвергают охлаждению, посредством чего он конденсируется и превращается обратно в воду. При помощи конденсатного насоса происходит ее перекачка в регенеративные нагреватели. Потом вода поступает в деаэратор, где ее полностью избавляют от накопившихся газов в виде кислорода и углекислого газа, которые могут способствовать возникновению коррозии. Далее вода снова подвергается нагреву от пара и поступает обратно в котёл [1].
Ещё одна очень важная функция ТЭЦ – это теплоснабжение, то есть оснащение горячей водой (паром) систем отопления с целью обеспечения населённых пунктов тепловым ресурсом, а также для бытового использования.
Принцип работы также не отличается сложностью. В подогревателях особого назначения холодная вода подвергается нагреву до 70 °С в летнее время и 120 °С – зимнее. Далее посредством сетевых насосов она закачивается в специальную камеру смешивания, а потом при помощи системы тепломагистралей направляется для использования к потребителями. Поддержание необходимого объёма воды на ТЭЦ регулярно восполняется.
Принцип работы ТЭС на газе отличается отсутствием газотурбинных установок. Такие станции достаточно компактны и экологичны, поскольку выбросы продуктов сгорания минимальны.

2 ВЛИЯНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА НА ОБЩЕСТВО И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Самой острой проблемой, затрагивающей все сферы жизнедеятельности общества, становится нарастание экологического кризиса в глобальном масштабе. Положение оказывается тревожным не только в силу нарушения экологического равновесия и потребности выживания человечества, но и в силу необходимости обеспечения возможности дальнейшего безопасного существования и устойчивого развития цивилизации.
Ставшая столь привычной стратегия роста производства в условиях ограниченных ресурсов уже не может удовлетворить экологически ориентированное общественное сознание. Понимание глубины экологического кризиса показывает ошибочность представления о том, что в процессе накопления материальных благ на основе современной техники и технологии возможно решить экологические проблемы [5].
Грозящая экологическая катастрофа требует выработки принципиально новых стратегий научно-технического и социального развития общества, формирования новых ценностей и мировоззренческих ориентаций, обеспечивающих коэволюцию природы и человека.
Крайне остро экологическая проблема встала на промышленных предприятиях. На основе производственной деятельности, одним из субъектов которой является инженер, осуществляется связь общества с окружающей средой. Основные технические потребности общества удовлетворяются сегодня посредством прежде всего инженерной деятельности, которая охватывает систему операций по созданию новой техники и технологии, поэтому большую меру ответственности за обострение экологической ситуации несут именно инженеры.
В настоящее время ни для кого не секрет, что инженерия стала развиваться, основываясь на технической составляющей, в большинстве своём, игнорируя специфику экологического контекста

Градирня — принцип работы, виды и типы градирни

Поперечноточные градирни

В поперечноточной градирне вода из коллектора подается в специальный бак — лоточный распределитель. Оттуда уже без давления, самотеком она стекает вниз по узкому слою специальной конструкции, содержащей в себе водоуловитель и жалюзи.

Теплообмен и испарения (обмен масс) происходит за счет большого количества воздуха, подаваемого вентилятором.

В таких градирнях воздух движется в слое оросителя горизонтально перпендикулярно падающей сверху вниз воде. Отсюда название: поперечноточная градирня. Вход воздуха может быть с одной или двух сторон, соответственно получится одно- или двухпоточная система.

Особенности поперечноточных градирен:

  • Использование поперечноточных градирен зимой сильно затруднено. В безнапорной системе водораспределения отсутствует подпор, аэродинамическое сопротивление оросителя больше на 30 %. Именно поэтому основное распространение такие градирни получили в странах  с теплым климатом: ОАЭ, Иран, Индия, Пакистан.
  • Водоуловитель совмещен с жалюзи и выполняет двойную функцию: предотвращает унос и разбрызгивание капель воды.

Так как в нижней части оросителя образовывается слабо орошаемая зона, то весь слой оросителя целесообразно делать наклонным, чтобы сместить нижний ярус к центру и уменьшить обмерзание.

Экономически применение таких градирен оправданно при условии круглогодично теплого климата.

Тогда экономия места за счет возможности увеличивать высоту градирни и отсутствие давления в верхней точке водораспределительной системы окупают прочие недостатки. В последнее время такие градирни активно продвигаются на российском рынке под соусом новизны и энергоэффективности. Однако в наших реалиях применение поперечноточных градирен в крупных водооборотных циклах – ошибка.

Еще о поперечноточных градирнях читайте в статье Модернизация поперечноточных вентиляторных градирен и книге В.С Пономаренко Градирни промышленных и энергетических предприятий стр. 234-237.

Тепловой расчет аналогичен теплогидравлическому расчету классической вентиляторной градирни, только коэффициент тепломассобмена на 20% меньше. Это значит, что при одинаковых условиях поперечноточные грдирни охлаждают хуже противоточных, из-за менее эффективного использования поверхности оросителя.

Преимущества Недостатки
занимают меньше места, так как могут быть спланированы «в высоту» на 30% менее эффективный ороситель
требуют меньшего давления в системе водораспределения высокая стоимость
  обмерзают зимой
  сложность с ремонтом, так как в России не производят запчастей

ГИБРИДНЫЕ ГРАДИРНИ

Гибридные градирни – это технически сложные сооружения, в которых совмещены два разных процесса охлаждения. Первый, который используется в сухих градирнях, и второй процесс,  который используется в испарительных градирнях.

  1. Теплопередача — это явление передачи тепловой энергии к наименее горячему телу от наиболее горячего при контакте, либо через делящую тела средуы, например перегородку из  различного материала. Если тела одной системы пребывают при различной температуре, то протекает переход тепловой энергии, т.е теплопередача. Это собственно считается следствием 2 закона термодинамики.
  2. Испарение — это явление трансформации вещества (фазового перехода) из твердых и жидких тел в соответствующее им парообразное или газообразное состояние, происходящее на поверхности вещества. При испарении с поверхности тела отрываются молекулы, если кинетическая энергия и скорость их достаточна для преодоления сил притяжения со стороны других соседних молекул.

Принцип действия гибридной градирни заключается в том, что теплоноситель поступает в теплообменники, охлаждается при помощи потоков воздуха и воды, подаваемой сверху форсунками. При низкой температуре внешнего воздуха применяется только сухое охлаждение(теплопередача). При повышении температуры включается дополнительное орошение. Жидкости на орошение подается ровно столько, сколько испаряется. Контроль за всеми параметрами градирни осуществляется при помощи автоматической системы управления. Для привода рабочих колес вентиляторов применяются электрические двигатели, оснащаемые частотным преобразователем для экономии электроэнергии. Конструкции гибридных градирен применяется там, где используется чистая вода, которая не вызывает коррозию металла.

Гибридные градирни превосходят сухие, но уступают испарительным в охлаждающей способности и технико-экономических показателях.  Они имеют меньше дорогостоящего теплообменного оборудования и охлаждающая способность их в меньшей мере зависит от изменения температуры воздуха.

К достоинствам можно отнести низкие потери воды в сравнении с испарительными градирнями, а так же возможность работы без видимого парового факела.

В России гибридные градирни  не получили широкого распространения из-за высоких требований при эксплуатации и значительной стоимости в сравнении с обычными испарительными градирнями.

Преимущества Недостатки
снижение потерь воды сложность в проектировании и строительстве
возможность работать без парового факела большая частота и качество обслуживания
стабильная мощность охдаждения зависимость от качества оборотной воды
высокий уровень защиты от обмерзания при эксплуатации зимой большие затраты на энергию
минимальный расход воды за счет сочетания преимуществ сухого и мокрого охлаждения высокая стоимость по сравнению с испарительными градирнями

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГРАДИРНИ

Промышленные водяные градирни — к ним можно отнести открытые, или мокрые — обеспечивают охлаждение за счет непосредственного контакта воздуха и воды.

В зависимости от способа перемешивания различают следующие виды испарительных (мокрых) градирен:

  • Оросительные (насадочные): поперечноточные и противоточные. Устройства осуществляют контакт подаваемого воздуха с охлаждаемой водой на развитой поверхности оросительного слоя (насадки). Если направление движения потоков воды и воздуха параллельное (противонаправленное), то градирня относится к противоточному типу. Если же поток воздуха движется перпендикулярно потоку воды, то градирня будет поперечноточного типа.
  • Безнасадочные: брызгальные и эжекционные. Они работают за счет распыления воды и разделения ее на мелкие капли. Теплообмен у них происходит на поверхности капель.

Брызгальные градирни, или брызгальные бассейны отличаются от эжекторных давлением, под которым происходит процесс разбрызгивания.

В эжекционных градирнях разбрызгивание воды специальными форсунками происходит при давлении 0,3-0,4 МПа. Получившийся мелкодисперсный факел с частицами размером 0,2 мм движется с большой скоростью, порядка 16-20 м/с. За счет такого движения поток капель интенсивно увлекает (эжектирует) за собой атмосферный воздух, при этом перемешиваясь.

ЭЖЕКЦИОННАЯ ГРАДИРНЯ

Эжекционная градирня представляет собой корпус из стали, в котором размещен высоконапорный трубопровод с соплами (эжекторами) специальной конструкции. При распылении воды под давлением через эжектор происходит подсос наружного воздуха в зону рязрежения. Воздух перемешивается с водой и охлаждает её.

Основными плюсами этого типа является полное отсутствие ограничения в температуре охлаждаемой воды. В оросительных системах обычно более +60 0. Вода не охлаждается, так как полимер, из которого изготовлен ороситель, становится пластичным и может разрушаться. Но есть ряд минусов, которые накладывают сильные ограничения на распространение данного типа градирен.

Во-первых, это необходимость создать давление в эжекторе. Отсутствие вентилятора градирни с лихвой компенсируется повышенной мощностью насосов. Как пример, для сравнительного объема охлаждающей воды мощность  вентиляторной  установки составляет 75 кВт, а мощность насоса при эжекции уже 160 кВт. Кроме этого, уменьшается срок эксплуатации трубопроводов системы.

Во-вторых, зимой невозможна циркуляция, так как мелкая водяная взвесь будет моментально замерзать. Требуется организовать байнасирование воды.

В-третьих, капельный унос у таких градирен выше в 1,5-2 раза, а применение водоуловителя создает дополнительное сопротивление и ухудшает охлаждение воды.

Применение эжекционных градирен выгодно при температуре воды более 60 0С и/или малом расходе воды.

Преимущества Недостатки
могут работать на горячей воде с t ≥ 60  0С большие энергозатраты на создание повышенного давления воды
не требуется обслуживать вентилятор большой капельный унос
отсутствие механических подвижных частей сложность эксплуатации зимой

 

Какой тэц. Принципиальная схема тэц

5.7. Организационная
структура
управления
ТЭЦ и основные
функции персонала

На
электростанции
имеют место
административно-хозяйственное,
производственно-техническое
и оперативно-диспетчерское
управление.

Административно-хозяйственным управителем является директор. В непосредственном подчинении его находится один из основных отделов ТЭЦ
— планово-экономический
отдел ПЭО.

В ведении
ПЭО находятся
вопросы планирования
производства.
Основной задачей
планирования
производства
является разработка
перспективных
и текущих планов
эксплуатации
ТЭЦ и контроль
за выполнением
плановых показателей.

Бухгалтерия
ТЭЦ осуществляет
учет денежных
и материальных
средств станции;
расчеты по
заработной
плате персонала
(расчетная
часть), текущее
финансирование
(банковские
операции), расчеты
по договорам
(с поставщиками),
составление
бухгалтерской
отчетности
и балансов, и
соблюдение
финансовой
деятельности.

В ведении
отдела материально-технического
снабжения
находится
снабжение
станции всеми
необходимыми
эксплуатационными
материалами,
запасными
частями и
материалами,
инструментами
для ремонта.

Отдел
кадров занимается
вопросами
подбора и изучения
кадров, оформляет
прием и увольнение
работников.

Техническим руководителем ТЭЦ является первый заместитель директора –
главный инженер.
В непосредственном
подчинении
его находится
производственно-технический
отдел ПТО.

ПТО ТЭЦ
разрабатывает
и осуществляет
мероприятия
по совершенствованию
производства,
производит
эксплуатационно-наладочные
испытания
оборудования,
разрабатывает
эксплуатационные
нормы и режимные
карты оборудования,
разрабатывает
вместе с ПЭО
годовые и месячные
технические
планы и плановые
задания по
отдельным
агрегатам и
ведет учет
расхода топлива,
воды, электроэнергии;
составляет
техническую
отчетность
ТЭЦ. В составе
ПТО имеются
три основных
группы: технического
(энергетического)
учета (ТУ), наладки
и испытаний
(НИ), ремонтно-конструкторская
(РК). К основному
производству
относятся цеха:
электроцех,
турбинный и
котельный и
др.

Кроме
основного
производства
рассматривают
вспомогательное
производство.
К вспомогательным
цехам на ТЭЦ
относятся: цех
тепловой автоматики
и измерений
ТАИ, участок
теплоснабжения
и подземной
канализации, в ведении которого
находятся обще
станционные
мастерские,
отопительные
и вентиляционные
установки производственных
и служебных
зданий, канализация.
Ремонтно-строительный
цех, который
осуществляет
эксплуатационный
надзор за
производственными
и служебными
зданиями и их
ремонтом, ведет
работы по содержанию
в надлежащем
виде дорог и
всей территории
ТЭЦ. Все цеха
ТЭЦ (основные
и вспомогательные)
в административно-техническом
отношении
подчиняются
главному инженеру.
Руководителем
каждого цеха
является начальник
цеха, подчиненный
по всем
производственно-техническим
вопросам главному
инженеру станции,
а по административно-хозяйственным
директору ТЭЦ.

Энергетическое
оборудование
цехов обслуживается
цеховым эксплуатационным
дежурным персоналом,
организованным
в сменные бригады.
Работой каждой
смены руководят
дежурные начальники
смен основных
цехов, подчиненные
начальнику
смены станции
(НСС).

НСС
осуществляет
оперативное
руководство
всем дежурным
эксплуатационным
персоналом
станции в течение
смены. НСС в
административно-техническом
отношении
подчиняется
только дежурному
диспетчеру
энергосистемы
и выполняет
все его распоряжения
по оперативному
управлению
производственным
процессом ТЭЦ.

В
оперативном
отношении НСС
является
единоначальником
на станции в
течение соответствующей
смены, и его
распоряжения
выполняются
сменным дежурным
персоналом
через соответствующих
начальников
смен основных
цехов. Помимо
этого дежурный
инженер станции
немедленно
реагирует на
все неполадки
в цехах и принимает
меры к их устранению.

5.8. Составление
бизнес-плана

5.8.1. Цели разработки
проекта

В данном
разделе проекта
содержатся
сведения о
технической
и экономической
осуществимости
проекта новой
электростанции.

ТЭЦ
расположена
в Восточной
Сибири. Электростанция
предназначена
для электро
и теплоснабжения
промышленного
района. Общая
электрическая
нагрузка потребителей
в районе размещения
составляет
примерно 50 МВт.
ТЭЦ полностью
обеспечивает
местную нагрузку,
а избыток мощности
передает в
систему. Станция
связана с системой
по линии электропередачи
напряжением
110 кВ.

Промышленный
район до строительства
ТЭЦ получал
электроэнергию
от соседних
энергосистем.
Для того чтобы
исключить
зависимость
от соседних
энергосистем,
создается
Акционерное
общество открытого
типа, которое
будет осуществлять
строительство
и эксплуатацию
ТЭЦ и продавать
электроэнергию
с шин электростанции
в энергосистему.
Последнее
представляет
собой АО, осуществляющее
распределение
электроэнергии
и доведение
ее до потребителей.

Целью
создания АО
ТЭЦ является
получение
высокой прибыли
на акционерную
долю капитала
и обеспечение
надежного и
экономичного
энергоснабжения
потребителей.

По напряжению: Uуст= UР — по току: Imax

Условию послеаварийного режима, если ток меньше или равен А. А. Условие выполняется, усиления линии не требуется 4. Выбор принципиальной схемы подстанции Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанций, так как он определяет состав элементов и связей между ними. Главная схема электрических соединений подстанций зависит от следующих факторов…

Строительные кампании Москвы, возводящие новостройки Москвы менее всего заботятся об экологической безопасности, квартиры в новостройках Москвы строятся и у ТЭЦ, и возле мусоросжигательных заводов и на свалках радиации. Всего за год московские ТЭЦ выбрасывают в атмосферу более ста тысяч тонн вредных газов- по 11 килограмм на каждого москвича (одиннадцать килограмм газов).

ТЭЦ Москвы- основные загрязняющие предприятия Москвы

Москве окружена тройным кольцом ТЭЦ. Наиболее плотная концентрация тепловых станций- на юге. Посмотреть расположение ТЭЦ и радиусы загрязнения можно на главной странице сайта, на карте- нажав кнопки «ТЭЦ и тепловые станции» и «Показать».

ТЭЦ выбрасывает
, наиболее распространенными из которых являются угарный газ, твердые частицы, оксид азота и диоксид серы.

Воздействие ТЭЦ на человека:

  • Ароматические углеводороды имеют серьезное канцерогенное воздействие (продукты сгорания газа и мазута).
  • Тяжелые металлы накапливаются в органах людей и кроме этого, попадая в почву и воду, проникают с продуктами и водой в организм людей.
  • Залповые выбросы- серы, и твердых частиц, так называемых , поражают легкие и бронхи.
  • серьезно влияет на нервную систему и сердечно- сосудистую системы, вызывают стресс.
  • Каждая ТЭЦ сжигает огромное количество кислорода и производит сотни тысяч тонн золы.

Купить квартиру в Москве в опасном районе- значит смело вычеркнуть пять лет жизни. Количество онкологических заболеваний у людей, живущих у ТЭЦ, в два раза выше обычных уровней. Конечно, существует еще масса факторов, влияющих на выбор района.

Прежде, чем смотреть новостройки в Москве «от застройщика», не лишне посмотреть список ТЭЦ и
. Ознакомьтесь так же со
по округам с их четким расположением на карте и полным перечнем грязных производств.

Адреса ТЭЦ в Москве

ТЭЦ-8 адрес Остаповский проезд, дом 1. Метро Волгоградский проспект.

  1. ТЭЦ-9 адрес Автозаводская, дом 12, корп.1. Метро Автозаводская.
  2. ТЭЦ-11 адрес ш. Энтузиастов, дом 32. Метро Авиамоторная.
  3. ТЭЦ-12 адрес Бережковская наб., дом 16. Метро Студенческая.
  4. ТЭЦ-16 адрес ул. 3-я Хорошевская, дом 14. Метро Полежаевская.
  5. ТЭЦ-20 адрес ул. Вавилова, дом 13. Метро Ленинский проспект.
  6. ТЭЦ-21 адрес ул. Ижорская, дом 9. Метро Речной Вокзал.
  7. ТЭЦ-23 адрес ул. Монтажная, дом 1/4. Метро ул.Подбельского.
  8. ТЭЦ-25 адрес ул. Генерала Дорохова, дом 16. Метро Кунцевская.
  9. ТЭЦ-26 адрес ул. Востряковский проезд, дом 10. Метро Аннино.
  10. ТЭЦ-28 адрес ул. Ижорская, дом 13. Метро Алтуфьево.
  11. ТЭЦ-27 адрес Мытищенский район, п.Челобитьево (за МКАД).
  12. ТЭЦ-22 адрес г.Дзержинский ул. Энергетиков, дом 5 (за МКАД).

Адреса районных тепловых станций в Москве

  1. Бабушкинская-1 Искры ул., д. 17
  2. Бабушкинская-2 Искры ул., д. 17б
  3. Бирюлево ЛЕБЕДЯНСКАЯ УЛ. д. 3
  4. Волхонка-Зил Азовская 28
  5. Жулебино ЛЕРМОНТОВСКИЙ ПРОСП. д. 147 с. 1
  6. Коломенская Котляковский 1-й пер., д. 5
  7. Красная Пресня Магистральная 2-я ул., д. 7а
  8. Красный Строитель Дорожная ул., д. 9а
  9. Крылатское Осенняя ул., д. 29
  10. Кунцево ВЕРЕЙСКАЯ УЛ. д. 35
  11. Ленино-Дачное Кавказский бульв., д. 52
  12. Матвеевская Очаковское ш., д. 14
  13. Митино (РТС-38) Пятницкое ш., д. 19
  14. Нагатино Андропова просп., д. 36 корп 2
  15. Новомосковская Новомосковская ул., д. 1а
  16. Отрадное Сигнальный пр., д. 21
  17. Пенягино (РТС-40) Дубравная ул., д. 55
  18. Переделкино БОРОВСКОЕ Ш. д. 10
  19. Переяславская Переяславская Б. ул., д. 36
  20. Перово Кетчерская ул., д. 12
  21. Ростокино МИРА ПРОСП. д. 207
  22. Рублево ОРШАНСКАЯ УЛ. д. 6 корп. 2
  23. Солнцево ЩОРСА УЛ. д. 11 с. 1
  24. Строгино Лыковская 2-я ул., д. 67
  25. Теплый стан Новоясеневский просп., д. д.8,к.3
  26. Тушино-1 (РТС-31) Планерная ул., д. 2
  27. Тушино-2 (РТС-32) Фабрициуса ул., д. 37
  28. Тушино-3 (РТС-37) Походный пр., д. 2
  29. Тушино-4 (РТС-39) СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПР. д. 12
  30. Фрезер Фрезер ш., д. 14
  31. Химки-Ховрино Беломорская ул., д. 38а
  32. Чертаново Днепропетровская ул., д. 12

На основании СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03, ТЭС и районные котельные, как особо опасные поражающие объекты относятся к первому классу опасности:

Основные выбросы ТЭЦ:

Диоксид азота (бурый газ) Используется в качестве окислителя.Оксид азота высокотоксичен. Даже в небольших дозах раздражает дыхательные пути, легкие, бронхи, а в больших концентрациях вызывает отек легких.

Оксид углерода (угарный газ) чрезвычайно опасен- не имеет запаха, вызывает отравление и смерть. Признаки отравления: головокружение и головная боль; шум в ушах, одышка, Марцание в глазах, сердцебиение, покраснение лица, слабость, тошнота, рвота; иногда судороги, потеря сознания, кома.

Находится основное и вспомогательное оборудование, при помощи которого ведется выработка электрической и тепловой энергии.


Основное оборудование ТЭЦ.

К основному оборудованию

ТЭЦ, работающей по паровому циклу

(цикл ) относится: , электрические генераторы и главные трансформаторы. Какие бывают паровые турбины на современных тепловых электростанциях, Вы можете почитать в статье — .

К основному оборудованию

ТЭЦ, работающей по паро-газовому циклу

относится: с воздушным компрессором, электрический генератор газовой турбины, котел-утилизатор, паровая турбина, главный трансформатор.

Основное оборудование — это оборудование, без которого невозможна работа ТЭЦ.

Вспомогательное оборудование ТЭЦ.

К вспомогательному оборудованию

оборудованию ТЭЦ относятся различные механизмы и установки, обеспечивающие нормальную работу ТЭЦ. Это могут быть водоподготавливающие установки, установки пылеприготовления, системы шлако- и золоудаления, теплообменники, различные насосы и другие устройства.

Ремонт оборудования ТЭЦ.

Всё оборудование ТЭЦ должно ремонтироваться

согласно установленному графику ремонтов. Ремонты, в зависимости от объема работ и количества времени делятся на: текущий ремонт, средний ремонт и капитальный ремонт. Самый большой по продолжительности и количеству ремонтных операций — капитальный. Более подробно о ремонтах на электростанциях Вы можете почитать в нашей статье — .

Во время работы, оборудование ТЭЦ должно подвергаться периодическому техническому обслуживанию (ТО), также согласно утвержденному графику ТО. Во время ТО проделывают, например, такие операции — продувка обмоток двигателей сжатым воздухом, перенабивка сальниковых уплотнений, регулировка зазоров и т.д.

Также во время работы, за оборудованием ТЭЦ должен вестись постоянный контроль со стороны эксплуатационного персонала. При обнаружении неисправности, должны быть предприняты меры по их устранению, если это не противоречит правилам безопасности и правилам технической эксплуатации. В противном случае оборудование останавливается и выводится в ремонт.

О том как оборудование на ТЭС выводится в ремонт, Вы можете посмотреть на видео, представленном ниже:

Основная задача ТЭЦ – обеспечение
надежной подачи потребителям пара
заданных параметров и горячей воды при
заданных температуре и расходе. Поскольку
ТЭЦ при работе в режимах с отборами
имеют наименьший удельный расход
топлива, при покрытии электрического
графика нагрузки они должны занимать
его базовую часть и, следовательно, их
участие в регулировании мощности большей
частью ограничено. В то же время ТЭЦ,
имеющие преобладающую отопительную
нагрузку, в летнее время часто привлекаются
к работе преимущественно по конденсационному
режиму и потому в этот период участвуют
в регулировании мощности в системе.

Привлечение ТЭЦ к регулированию
электрической мощности как в часы пик
за счет сокращения теплофикационного
отбора и увеличения конденсационной
мощности, так и в часы провала нагрузки
за счет разгрузки турбин является
вынужденным мероприятием, имеющим
следствием значительный перерасход
топлива на ТЭЦ и в энергосистеме в целом.

Выше уже отмечен сезонный характер
режимов работы ТЭЦ, которые в летний
период разгружаются по отборам и
соответственно по свежему пару, в
результате чего часть котлов высвобождается
и выводится в резерв или в ремонт.
Топливоснабжение ряда ТЭЦ также носит
сезонный характер: уголь и мазут –
зимой, природный газ – летом. Работа
котлов на газе снижает их минимальную
допустимую нагрузку и облегчает
возможность маневрирования при сниженной
нагрузке летом как числом работающих
парогенераторов, так и их разгрузкой.

Большинство ТЭЦ имеет неблочную схему
при отсутствии промежуточного перегрева
пара, что сказывается как на конструкциях
котлов ТЭЦ, так и на режимах их работы.
Неблочная схема позволяет выводить
часть котлов в резерв при снижении
потребления свежего пара турбинами
подобно тому, как это было описано выше
(гл. 2) для неблочных КЭС.

На ТЭЦ с начальным давлением пара 12,75
МПа применяются исключительно барабанные
котлы с непрерывной продувкой котловой
воды.

Применение на отопительных ТЭЦ
энергоблоков на закритическое давление
пара с прямоточными котлами и турбинами
Т-250-240 приводит к изменению режимов
работы ТЭЦ в сторону приближения их к
режимам блочных КЭС, так же как и с
турбинами Т-180 с промперегревом. На
некоторых ТЭЦ с турбинами мощностью
Т-100-130 и с котлами, работающими на
газомазутном топливе, был осуществлен
переход к блочной схеме, что так же
приблизило режимы работы котлов к
условиям блочной КЭС.

На значительном числе ТЭЦ система
водоснабжения оборотная, с градирнями.
Работа системы водоснабжения на ТЭЦ
также носит сезонный характер. В зимнее
время паровая нагрузка конденсаторов
отопительных ТЭЦ резко сокращается.
При работе теплофикационных турбин в
режиме трехступенчатого подогрева
конденсаторы охлаждаются сетевой водой
и циркуляция охлаждающей воды уменьшается
столь значительно, что часть градирен
приходится выводить в резерв и принимать
меры против замораживания действующих
градирен.

В летний период паровая нагрузка
конденсаторов таких ТЭЦ увеличивается
и возникают трудности с поддержанием
достаточно глубокого вакуума, что
обусловлено повышенной температурой
воды, охлаждаемой в градирнях, а также,
как правило, недостаточной производительностью
градирен. При повышении температуры
охлаждающей воды сверх 33 °С приходится
снижать паровую нагрузку конденсаторов.

Для поддержания нормального вакуума
необходимо обеспечивать чистоту
конденсаторов, что повышает требования
к солесодержанию оборотной воды.

К особенностям ТЭЦ относится наличие
дополнительного по сравнению с КЭС
оборудования водоподогревательных
установок: сетевых подогревателей,
сетевых насосов, пиковых водогрейных
котлов.

При работе турбин в теплофикационных
режимах выработка электроэнергии на
тепловом потреблении определяется в
основном давлением пара в теплофикационных
отборах, которое зависит от режима
тепловой нагрузки и от чистоты поверхностей
нагрева сетевых подогревателей.

В тех случаях, когда пиковые
водогрейные котлы обычно работают на
сернистом мазуте, они подвержены
низкотемпературной коррозии, для
предотвращения которой необходимо,
чтобы температура сетевой воды на входе
в водогрейный котел при всех режимах
была выше 105 °С . Такая же температура
необходима для того, чтобы пиковые котлы
могли развивать расчетную тепловую
мощность.

Поскольку температура сетевой воды
после сетевых подогревателей при многих
длительных режимах оказывается ниже
105 °С, предусмотрена схема рециркуляции
сетевой воды, показанная на рис. 4-1.

К пиковому водогрейному котлу подводится
сетевая вода G
СВ
при постоянной температуре 105°С. В то
же время из сетевой подогревательной
установки в подающую тепловую сеть
направляется расход сетевой воды G
СВ
при температуре t
СВ,
которые определяются режимом тепловой
нагрузки. Для того чтобы посредством
рециркуляции сетевой воды с расходом
G
Ц обеспечить
на входе в водогрейный котел для всех
режимов 105 °С, надо поддерживать за
водогрейным котлом температуру
t
пвк >105°С.
Поэтому в диапазоне режимов, в которых
температура сетевой воды в подающей
линии t
ПС t
пвк >
t
ПС.

Температура и расход сетевой воды в
подающей линии t
ПС
и G
С B
достигаются за счет перепуска части
сетевой воды G
обв
по обводной линии.

Следует
отметить, что большие трудности в работе
водогрейных котлов создают нарушения
водного режима тепловой сети (подпитка
сырой водой).

У этой паровой турбины хорошо видны лопатки рабочих колес.

Тепловая электростанция (ТЭЦ) использует энергию, высвобождающуюся при сжигании органического топлива — угля, нефти и природного газа — для превращения воды в пар высокого давления. Этот пар, имеющий давление около 240 килограммов на квадратный сантиметр и температуру 524°С (1000°F), приводит во вращение турбину. Турбина вращает гигантский магнит внутри генератора, который вырабатывает электроэнергию.

Современные тепловые электростанции превращают в электроэнергию около 40 процентов теплоты, выделившейся при сгорании топлива, остальная сбрасывается в окружающую среду. В Европе многие тепловые электростанции используют отработанную теплоту для отопления близлежащих домов и предприятий. Комбинированная выработка тепла и электроэнергии увеличивает энергетическую отдачу электростанции до 80 процентов.

Паротурбинная установка с электрогенератором

Типичная паровая турбина содержит две группы лопаток. Пар высокого давления, поступающий непосредственно из котла, входит в проточную часть турбины и вращает рабочие колеса с первой группой лопаток. Затем пар подогревается в пароперегревателе и снова поступает в проточную часть турбины, чтобы вращать рабочие колеса с второй группой лопаток, которые работают при более низком давлении пара.

Вид в разрезе

Типичный генератор тепловой электростанции (ТЭЦ) приводится во вращение непосредственно паровой турбиной, которая совершает 3000 оборотов в минуту. В генераторах такого типа магнит, который называют также ротором, вращается, а обмотки (статор) неподвижны. Система охлаждения предупреждает перегрев генератора.

Выработка энергии при помощи пара

На тепловой электростанции топливо сгорает в котле, с образованием высокотемпературного пламени. Вода проходит по трубкам через пламя, нагревается и превращается в пар высокого давления. Пар приводит во вращение турбину, вырабатывая механическую энергию, которую генератор превращает в электричество. Выйдя из турбины, пар поступает в конденсатор, где омывает трубки с холодной проточной водой, и в результате снова превращается в жидкость.

Мазутный, угольный или газовый котел

Внутри котла

Котел заполнен причудливо изогнутыми трубками, по которым проходит нагреваемая вода. Сложная конфигурация трубок позволяет существенно увеличить количество переданной воде теплоты и за счет этого вырабатывать намного больше пара.

Российские ученые придумали, как сделать тепловые электростанции экологичнее


Более 45% всего ископаемого топлива в России тратится на теплоснабжение жилых районов и промышленных объектов. Наиболее эффективный способ производства тепла в российском климате – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Тепло от сжигаемого топлива на них используется для превращения воды в пар, приводящий в действие турбину, которая обеспечивает производство электроэнергии. В отопительный сезон часть пара из турбины используется для теплоснабжения.


Ученые из Института систем энергетики имени Л. А. Мелентьева Сибирского отделения РАН в Иркутске предложили способ сокращения необходимого для работы ТЭЦ количества топлива за счет энергии ветра. Соединение ветрогенератора с паротурбинной ТЭЦ может стать эффективным вариантом включения возобновляемого источника энергии в традиционную энергосистему. Обычно в подобных ситуациях предполагается, что произведенная энергия сразу направляется в общую энергосеть. При таком подходе зависимость потока энергии от силы ветра нередко приводит к нестабильности всей системы, и требуется установка на ветрогенератор дополнительных компенсирующих или стабилизирующих устройств.


Авторы предложили альтернативный вариант: ветрогенератор не работает параллельно с ТЭЦ и не подменяет ее, а напрямую включается в цикл ее работы. Электроэнергия с ветрогенератора направляется на перегрев пара, полученного за счет сжигания топлива в котле. Это позволяет не тратить на перегрев пара дополнительное топливо, как это происходит в традиционной схеме ТЭЦ. Кроме того, избыток электроэнергии с ветрогенератора можно направить на предварительный разогрев воды и за счет этого еще больше сократить расход топлива. Если же ветер ослабевает и производимой энергии не хватает для перегрева пара, включается резервный источник энергии – аккумулятор любого типа или энергоустановка на органическом топливе. Таким образом, производство электричества и тепла при этом останется независимым от изменений в силе ветра. Ветрогенератор может работать совместно не только с паротурбинной, но и с более эффективной парогазовой ТЭЦ: в этом случае электроэнергия ветроустановки может использоваться при подогреве сжатого воздуха для газовой турбины. Описанная разработка защищена патентом.



Картинка: эффекты от применения энергоисточника мощностью 500 кВт на базе ветрогенератора и ТЭЦ. Источник: Иван Постников


Расчеты авторов показывают, что включение в схему ТЭЦ ветрогенератора мощностью 500 кВт позволить экономить в год до 187 тонн дизельного топлива или 380 тонн угля даже при небольшой среднегодовой скорости ветра 6 м/с. Если средняя скорость ветра составит 10 м/с, то будет сэкономлено до 468 тонн дизельного топлива или 950 тонн угля. Количество выбросов углекислого газа в атмосферу при этом сократится на 1500 тонн в год.


«Предлагаемая технология позволяет как выдавать высококачественную электроэнергию независимо от изменения силы ветра, так и существенно снизить потребление органического топлива на ТЭЦ или котельных. Это поможет сэкономить затраты и снизить выбросы СО2, – говорит ведущий автор статьи старший научный сотрудник Института систем энергетики имени Л. А. Мелентьева СО РАН Иван Постников. — Вместе с тем схема не исключает передачу электроэнергии от ветроустановок в энергосистему, что делает ее универсальной и маневренной. По нашим оценкам, срок окупаемости такого гибридного энергоисточника мощностью 500 кВт не превышает пять лет при среднегодовой скорости ветра 10 м/с. Мы планируем продолжать исследования по гибридным энергосистемам с внедрением возобновляемых источников энергии и традиционных технологий. В частности, с применением воздухоаккумулирующих газотурбинных установок, различных типов и конструкций ветрогенераторов, их использованием для получения водорода и так далее».

Преимущества

ТЭЦ | Агентство по охране окружающей среды США

ТЭЦ предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционным производством электроэнергии и тепла, в том числе:

Повышение эффективности

ТЭЦ требует меньше топлива для выработки заданной мощности и позволяет избежать потерь при передаче и распределении, которые возникают, когда электричество проходит по линиям электропередач.

Средняя эффективность электростанций, работающих на ископаемом топливе, в США составляет 33 процента. Это означает, что две трети энергии, используемой для производства электроэнергии на большинстве электростанций в Соединенных Штатах, тратится впустую в виде тепла, выбрасываемого в атмосферу.

За счет рекуперации потерянного тепла системы ТЭЦ обычно достигают общего КПД системы от 60 до 80 процентов для производства электроэнергии и полезной тепловой энергии. Некоторые системы достигают эффективности, приближающейся к 90 процентам.

На иллюстрации ниже показано повышение эффективности системы ТЭЦ с турбиной внутреннего сгорания, работающей на природном газе, мощностью 5 мегаватт (МВт) по сравнению с традиционным производством электроэнергии и полезной тепловой энергии (т.

Сравнение традиционной генерации и ТЭЦ: общий КПД

Это пример типичной системы ТЭЦ. Для производства 75 единиц электроэнергии и полезной тепловой энергии обычная система использует 147 единиц энергозатрат — 91 для производства электроэнергии и 56 для производства полезной тепловой энергии, в результате чего общий КПД составляет 51 процент. Однако системе ТЭЦ требуется всего 100 единиц вводимой энергии для производства 75 единиц электроэнергии и полезной тепловой энергии, в результате чего общий КПД системы составляет 75 процентов.

Эффективность когенерационной системы зависит от используемой технологии и конструкции системы. Пять наиболее часто устанавливаемых источников энергии ТЭЦ (известных как «первичные двигатели») предлагают следующие показатели эффективности:

  • Паровая турбина: 80 процентов
  • Поршневой двигатель: 75-80 процентов
  • Турбина внутреннего сгорания: 65-70 процентов
  • Микротурбина: 60-70 процентов
  • Топливный элемент: 55-80 процентов

Каталог когенерационных технологий содержит подробную информацию об этих технологиях.

Предотвращенные потери при передаче и распределении

Вырабатывая электроэнергию на месте, ТЭЦ также избегает потерь при передаче и распределении (T&D), которые возникают, когда электричество проходит по линиям электропередач. В пяти основных энергосистемах Соединенных Штатов средние потери T&D варьируются от 4,23% до 5,35%, при этом в среднем по стране 4,48% (Источник: Интегрированная база данных о выбросах и генерирующих ресурсах [eGRID]). Потери могут быть еще выше, если сеть натянута и температура высока.Избегая потерь T&D, связанных с традиционным электроснабжением, ТЭЦ дополнительно сокращает потребление топлива, помогает избежать необходимости в новой инфраструктуре T&D и снижает перегрузку сети при высоком спросе на электроэнергию.

Экологические преимущества

Поскольку для производства каждой единицы выработанной энергии сжигается меньше топлива, а также предотвращаются потери при передаче и распределении, ТЭЦ снижает выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха.

Системы

ТЭЦ предлагают значительные экологические преимущества по сравнению с покупной электроэнергией и тепловой энергией, производимой на месте.Улавливая и используя тепло, которое в противном случае было бы потрачено впустую при производстве электроэнергии, системы ТЭЦ требуют меньше топлива для производства того же количества энергии.

Поскольку сжигается меньше топлива, сокращаются выбросы парниковых газов, таких как диоксид углерода (CO 2 ), а также других загрязнителей воздуха, таких как оксиды азота (NO x ) и диоксид серы (SO 2 ).

На следующей диаграмме показана величина сокращения выбросов CO 2 от системы ТЭЦ, работающей на природном газе, мощностью 5 мегаватт (МВт) по сравнению с такой же выработкой энергии из традиционных источников.

Сравнение традиционной генерации и ТЭЦ: CO

2 Выбросы

На этой диаграмме показаны выбросы CO2 от выработки электроэнергии и полезной тепловой энергии для двух систем: (1) электростанция, работающая на ископаемом топливе, и котел, работающий на природном газе; и (2) система ТЭЦ с турбиной внутреннего сгорания мощностью 5 мегаватт, работающая на природном газе. Отдельная система теплоэнергетики выделяет в общей сложности 45 килотонн CO2 в год (13 килотонн от котла и 32 килотонны от электростанции), в то время как система ТЭЦ с ее более высокой эффективностью выбрасывает 23 килотонны CO2 в год.

Экономическая выгода

ТЭЦ может предложить различные экономические выгоды, в том числе:

  • Снижение затрат на электроэнергию: ТЭЦ снижает счета за электроэнергию благодаря своей высокой эффективности. Используя технологию утилизации отработанного тепла для улавливания ненужного тепла, связанного с производством электроэнергии, системы ТЭЦ обычно достигают общего КПД системы от 60 до 80 процентов по сравнению с 50 процентами для традиционных технологий (т. Е. Покупной электроэнергии и котла на месте).В основном для данной единицы выработки энергии требуется меньше топлива. Кроме того, поскольку в системах ТЭЦ обычно используется природный газ, который зачастую дешевле покупной электроэнергии, ТЭЦ может помочь снизить счета за электроэнергию. Счета еще больше снижаются, потому что выработка ТЭЦ снижает закупку электроэнергии.
  • Избегаемые капитальные затраты: ТЭЦ часто позволяет снизить затраты на замену отопительного оборудования.
  • Защита потоков доходов: За счет выработки электроэнергии на месте и повышения надежности ТЭЦ может позволить предприятиям продолжать работу в случае аварии или прекращения подачи электроэнергии из сети.
  • Меньше подверженности увеличению тарифов на электроэнергию: Поскольку меньше электроэнергии покупается из сети, предприятия меньше подвержены повышению тарифов. Кроме того, система ТЭЦ может быть сконфигурирована для работы на различных видах топлива, таких как природный газ, биогаз, уголь и биомасса; таким образом, предприятие могло бы создать возможность переключения на другой вид топлива, чтобы застраховаться от высоких цен на топливо.

Преимущества надежности

Ненадежное электроснабжение представляет собой поддающийся количественной оценке риск для бизнеса, безопасности и здоровья для некоторых компаний и организаций.ТЭЦ — это локальный генерирующий ресурс, который может быть спроектирован для поддержки непрерывной работы в случае бедствия или сбоя в сети, продолжая обеспечивать надежную электроэнергию.

Помимо снижения эксплуатационных расходов, системы когенерации могут быть спроектированы так, чтобы продолжать работу в случае сбоев в сети, чтобы обеспечить непрерывную подачу электроэнергии для критически важных функций.

Перебои в подаче электроэнергии из сети представляют собой измеримый риск для бизнеса, безопасности и здоровья для некоторых объектов.

  • Первым шагом при включении когенерации в стратегию снижения бизнес-рисков является расчет значения надежности и риска простоев для конкретного объекта.
  • После определения и количественной оценки (в денежном выражении) ценности надежного электроснабжения для работы объекта, можно оценить и оценить затраты на проектирование и настройку технологии когенерации для защиты от отключений. Системы когенерации могут быть настроены в соответствии с конкретными потребностями в надежности и профилями риска любого объекта.

5 шагов для обслуживания ТЭЦ

2. Оценить производительность и предотвратить проблемы с помощью удаленного мониторинга

Непрерывный мониторинг является основой любой стратегии обслуживания и может выполняться удаленно с небольшими затратами.

Очень важно иметь систему удаленного круглосуточного мониторинга для вашей ТЭЦ. Это позволит мгновенно выявить любые проблемы с производительностью или профилактическим обслуживанием, позволяя быстро исправить их до того, как они перерастут в проблемы.

Получите полную видимость и контроль над вашей ТЭЦ

Программное обеспечение для управления энергопотреблением

Centrica Business Solutions, PowerRadar ™, представляет собой бортовую систему связи, которая передает текущие рабочие параметры в наш круглосуточный центр управления и на собственные устройства наших клиентов.Это обеспечивает полную видимость эффективности вашего актива по всем ключевым параметрам.

Наше программное обеспечение обеспечивает интеллект и визуализацию, необходимые для понимания и анализа всего вашего энергетического комплекса — обеспечивая единое представление для визуализации и отслеживания производительности, уведомления вас или нас об изменении состояния завода на месте и удаленной диагностики более 200 проблем. . Благодаря разумному и осознанному подходу к техническому обслуживанию можно избежать серьезных проблем, оптимизировать эффективность и долговечность системы, а также снизить затраты на обслуживание вашего объекта ТЭЦ в течение всего срока службы.

Используйте данные для диагностики любых потенциальных проблем, внесения незначительных изменений в работу ТЭЦ и планирования посещений для технического обслуживания и ремонта. Благодаря разумному и осознанному подходу к техническому обслуживанию можно избежать серьезных проблем, оптимизировать эффективность и долговечность системы, а также снизить затраты на обслуживание вашего объекта ТЭЦ в течение всего срока службы.

Отчетность о соответствии

Мониторинг производительности также необходим для демонстрации того, что ТЭЦ отвечает требованиям хорошего качества в рамках программы обеспечения качества ТЭЦ (CHPQA).который обеспечивает частичное освобождение от сборов за изменение климата (CCL) и ряд других налоговых льгот. Наша система PowerRadar поддерживает процесс оценки, включая создание отчетов о соответствии требованиям CHPQA.

Станция комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) острова Грейн, Кент, Великобритания — Power Technology

E.ON построила газовую теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) мощностью 1275 МВт на острове Грейн в Кенте, Великобритания. Станция стоимостью 500 млн фунтов стерлингов имеет три блока комбинированного цикла, которые сжигают природный газ и поставляют отработанное тепло в виде горячей воды на близлежащий терминал сжиженного природного газа (СПГ).Первый пуск установки (6-й блок) состоялся 2 июня 2010 года. Это делает Grain одной из крупнейших в мире ТЭЦ, а ее общая эффективность повысится до ожидаемых 72%.

Новая зерновая электростанция построена по контракту «под ключ» компанией Alstom за 580 млн фунтов стерлингов и оснащена тремя газовыми турбинами Alstom GT26. Alstom также имеет 12-летнее соглашение об обслуживании с Grain.

Работы начались в мае 2007 года. Строительные и пусконаладочные работы на объекте были завершены к маю 2010 года, коммерческая эксплуатация должна начаться в последнем квартале 2010 года.

Затем он будет производить достаточно электроэнергии для снабжения около миллиона домов, а также будет поставлять 340 МВт тепловой энергии на терминал СПГ Национальной сети, что приведет к выбросам до 350 000 т углекислого газа в год.

ТЭЦ передает 340 МВт на испарители СПГ

Зерновой СПГ-терминал компании

National Grid использует природный газ для нагрева сжиженного природного газа до пригодной для использования формы. СПГ выгружается на импортном терминале National Grid с судов и хранится в криогенных резервуарах при -162ºC.

Когда нужен газ, СПГ нагревается до газообразной формы и доставляется в национальную транспортную систему для удовлетворения спроса на газ.

«Станция будет производить достаточно электроэнергии для снабжения около миллиона домов».

Терминал был расширен в 2008 году до 355 миллионов фунтов стерлингов, чтобы утроить мощность и обеспечить импорт через него до 12% потребности Великобритании в газе к зиме 2008 года.

Новая схема ТЭЦ будет передавать до 340 МВт тепловой энергии, рекуперированной в процессе конденсации пара в ПГУ, на испарители СПГ, что позволит сократить выбросы углерода до 350 000 т в год.

Между двумя объектами будет построен трубопровод для транспортировки теплой воды от электростанции к импортному терминалу по новым трубопроводам.

Проект ТЭЦ на острове Грейн

Зерновой завод будет на том же месте, что и существующая мазутная станция. Эта 30-летняя электростанция, работающая на мазуте, вырабатывает 1355 МВт и используется нечасто, но должна быть закрыта по экологическим причинам к концу 2015 года.

Другие инвестиционные планы E.ON UK включают строительство новой ПГУ в Дрейклоу в Дербишире, 1 млрд фунтов стерлингов на угольные блоки в соседнем Кингснорте в графстве Кент, 300 млн фунтов стерлингов на крупнейшую в мире оффшорную ветряную электростанцию ​​(Робин Ригг в Солуэй-Ферт), 90 млн фунтов стерлингов. о строительстве крупнейшей в Великобритании электростанции на биомассе в Steven’s Croft в Локерби и многомиллионном проекте приливного потока Lunar Energy.

Alstom GT26 имеет горелку с низким уровнем выбросов NOx для окружающей среды (EV), компактную кольцевую камеру сгорания и прочную, не требующую обслуживания сварную конструкцию ротора. Он использует установленные механические и электрические вспомогательные системы и средства управления Egatrol GT.

Газовые турбины GT24 / GT26 оптимизированы для работы с комбинированным циклом. Они сжигают природный газ в качестве основного топлива и мазут в качестве резервного. Система сжигания позволяет сжигать широкий спектр составов природного газа с большими колебаниями индекса Воббе.Кроме того, GT24 / GT26 может сжигать природный газ с высоким содержанием углеводородов.

Описание завода

«Зерновой завод будет на том же месте, что и существующая мазутная станция».

Двигатель с тремя рядами регулируемых направляющих лопаток на компрессоре имеет высокое передаточное отношение. Конструкция поддерживает температуру выхлопных газов, поступающих в парогенератор-утилизатор (HRSG), что обеспечивает более высокий КПД при частичной нагрузке, чем обычно для этого класса двигателей. Комбинация последовательного сгорания и горелки электромобиля также обеспечивает низкий уровень выбросов в двигатель в широком диапазоне нагрузок.

GT24 / GT26 может работать во всех трех основных режимах: базовая нагрузка, промежуточный режим и ежедневный запуск и остановка. Они могут принимать одно- и многовальные агрегаты. Двигатели также успешно использовались для ремонта.

E.ON также планирует запустить энергоблоки 7 и 8 в ближайшем будущем.

Применение маломасштабного комбинированного производства тепла и электроэнергии — CIBSE Journal

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) может обеспечить эффективную систему, производя как произведенную электроэнергию, так и регенерированное тепло двигателя для немедленного местного использования.За счет одновременного производства и эффективного потребления тепла и электроэнергии ТЭЦ может снизить потребление первичной энергии до 30% по сравнению с более традиционными методами, такими как конденсационные газовые котлы и электроэнергия, поставляемая по сети.

Данный CPD будет сконцентрирован на аспектах маломасштабной ТЭЦ, обычно называемой «блочной ТЭЦ», поскольку блоки обычно доставляются на площадку в виде законченного объекта, готового к установке. Системы когенерации обычно классифицируются по электрической мощности (кВт-экв), как показано в таблице 1.


Таблица 1: Типовая классификация систем ТЭЦ


Как показано в примере мини-ТЭЦ на Рисунке 1, двигатель, известный как «первичный двигатель», приводит в действие генератор для выработки электроэнергии и рекуперации тепла из охлаждающей жидкости двигателя, выхлопных газов или — в случае более крупной паровой турбины. — через отработанный пар.


Рисунок 1: Малогабаритная ТЭЦ в корпусе (Источник: Bosch)


ТЭЦ эффективно работает как локальная электростанция рядом с точкой потребности в электричестве и тепле, избегая потерь при передаче и распределении и используя отходящее тепло локально, что приводит к более высокой топливной эффективности и потенциально более низким выбросам углерода.Большинство «малых» ТЭЦ в зданиях представляют собой блочные блоки на основе поршневых двигателей, работающих на природном газе, с электрической выходной мощностью обычно менее 500 кВтэ. Также доступны маломасштабные газовые турбины, которые требуют меньших затрат на техническое обслуживание, но также имеют меньший электрический КПД.

Экономию первичной энергии для ТЭЦ можно сравнить 1 с традиционными системами, если учесть типичную мощность ТЭЦ, потребляющую 100 единиц природного газа. Это даст 35 единиц электроэнергии и 45 единиц полезного тепла.

Обычное сетевое производство электроэнергии с КПД 40% для производства 35 единиц электроэнергии (40% = энергия, используемая конечным пользователем / энергия, потребляемая на электростанции)

= 35 / 0,4 единицы топлива = 88 единиц

Обычный нагрев для производства 45 единиц тепла с эффективностью 80%

(общая топливная эффективность коммерческой системы отопления 80%)

= 45 / 0,80 единиц топлива = 56 единиц

Общее количество необходимого топлива при использовании обычного источника для обеспечения выработки ТЭЦ

= 88 + 56 = 144 единицы

Таким образом, потенциальная экономия первичной энергии составляет около 30%.

ТЭЦ может использовать различные виды топлива, такие как нефть, биомасса, биожидкости и биометан, но наиболее часто используемым топливом является природный газ.

Генератор и производство электроэнергии

Асинхронные или синхронные генераторы обычно используются для производства трехфазного электричества с частотой 50 Гц и 400 В для подключения к системе распределения низкого напряжения. Вырабатываемая энергия обычно используется на местном уровне. Можно экспортировать электроэнергию в сеть с согласия местного оператора районной сети (DNO), но для модуля мини-ТЭЦ, работающего на природном газе, это, как правило, нерентабельно, особенно потому, что цена, уплачиваемая сетями, может составлять лишь половину этой суммы. оплатил покупку электроэнергии.При определении потенциальных выгод от применения когенерации необходимо учитывать влияние на поставщика электроэнергии, так как пиковый спрос на электроэнергию и общее потребление на объекте уменьшатся, что повлияет на согласованные тарифные затраты.

Потенциал ТЭЦ

По состоянию на конец 2010 года в Великобритании насчитывалось чуть менее 1200 непромышленных ТЭЦ 2 , и введение правительственных платежей Великобритании по тарифным ставкам (FiT) (гарантия уплаты фиксированного тарифа за каждый кВтч электроэнергии). произведенная электроэнергия и дополнительная плата за каждый кВтч электроэнергии, экспортируемой в сеть) ускорили внедрение систем микро-ТЭЦ: с 2010 года было установлено более 400 3 .Испытание, проведенное Carbon Trust (в 2011 г. — 4 ) 87 микро-ТЭЦ в типичных домах Великобритании и небольших коммерческих объектах, показало, что более крупные бытовые системы — потребляющие более 15 МВт / ч отопления в год — и небольшие коммерческие помещения. с наибольшей вероятностью выиграют от экономии углерода, при этом средняя экономия CO2 составит до 16%. В среднем небольшие бытовые установки выигрывают (с точки зрения углерода) на несколько процентов по сравнению с использованием конденсационного котла и электросети.Первые три года FiT правительства Великобритании предоставили стимул для микро-ТЭЦ (<= 2 кВтэ), помогая стимулировать внедрение - и опыт в установке - малых газовых блоков. Это, вероятно, улучшит производительность будущих установок.

Использование заводских схем малых ТЭЦ потенциально может достичь пиковой операционной эффективности до 90%. Сезонная эффективность будет зависеть от согласования круглогодичной местной тепловой нагрузки с теплом, производимым ТЭЦ.Особенно подходят области применения с постоянной нагрузкой на отопление и / или горячую воду наряду с потреблением электроэнергии, например, в больницах, развлекательных центрах с плавательными бассейнами и на заводах, где для обработки требуется тепло / горячая вода / пар низкого давления или системы централизованного теплоснабжения.


Рисунок 2: Пиковая потенциальная эффективность работы мини-ТЭЦ (Источник: Bosch)


Экономические и экологические соображения

ТЭЦ работает на более дешевом топливе, таком как природный газ, для производства энергии с более высокой стоимостью в виде электричества.Разница между стоимостью этих двух видов топлива (известная как «искровой разрядник») имеет наиболее существенное влияние на экономическую жизнеспособность проекта. По мере увеличения искрового промежутка срок окупаемости капитальных (и эксплуатационных) вложений сокращается. Производители указывают, что срок службы продукта составляет около 10-15 лет (при соответствующем техническом обслуживании), и, хотя цены на топливо в течение этого периода изменятся, отдельные цены на топливо обычно увеличиваются вместе, чтобы поддерживать практический искровой разрядник.

Чтобы обеспечить повышенную выгоду, схема когенерации должна работать как можно больше часов в год.Согласно общему «эмпирическому правилу», рекомендуемая минимальная продолжительность работы для достижения финансового успеха эквивалентна 12 часам в день, при этом хорошо подобранные, спроектированные и эксплуатируемые системы потенциально обеспечивают окупаемость в течение пяти лет. В Великобритании потребность в тепле неизбежно носит сезонный характер. Тем не менее, использование абсорбционных чиллеров с тепловым приводом дает
возможности продлить сезон, так что базовая нагрузка на отопление увеличивается в летние месяцы, что позволяет более эффективно использовать ТЭЦ. Симбиотическая энергетическая связь с ближайшими пользователями, имеющими дополнительные профили тепла / мощности, может обеспечить высокоэффективные решения — например, томатную ферму и супермаркет, или административный блок университета и студенческие общежития.

Помимо потенциального сокращения выбросов углерода, в Великобритании существует ряд финансовых стимулов для поощрения применения систем ТЭЦ.

Системы, работающие на природном газе с электрической мощностью не более 2 кВтэ, в настоящее время имеют право на финансирование по схеме FiT.5 Системы (до 5 МВтэ), работающие на биогазе из анаэробных варочных котлов, также имеют право на льготные тарифы, а также на возобновляемые источники энергии. Heat Incentive (RHI) до 200 кВтч. 6

Схема Enhanced Capital Allowance (ECA) позволяет предприятиям требовать 100% на первый год капитальных вложений в соответствующие энергосберегающие технологии и продукты, которые могут включать ТЭЦ.

Гарантия качества комбинированного производства тепла и электроэнергии (CHPQA 7 ) предоставляет стандартизированный метод сравнения эффективности систем когенерации через индекс качества (QI) и энергоэффективность. Это обеспечивает основное свидетельство, необходимое для определения правомочности схем когенерации для ECA — см. Документ CHPQA Руководство 42 — и освобождение от сбора за изменение климата (CCL).

Соответствующие проекты ТЭЦ могут быть освобождены от уплаты CCL за газ, использованный для топлива схемы, а также получают выгоду от отсутствия необходимости платить CCL за произведенную электроэнергию.Для более крупных потребителей (с общим потреблением электроэнергии менее 6000 МВтч в год) ТЭЦ может снизить обязательства в соответствии с Обязательством по сокращению выбросов углерода (CRC). 8

«ТЭЦ хорошего качества» также может привлекать исключения из тарифов для предприятий. 9

Кроме того, ТЭЦ может повысить экологический рейтинг здания. Например, правильно установленная, введенная в эксплуатацию и контролируемая система может привлекать кредиты BREEAM для таких областей, как выбросы, мониторинг энергии, технологии с низким и нулевым выбросом углерода (LZC) и инновации.



Расчетные схемы ТЭЦ

Для этого требуются исторические или прогнозируемые данные об использовании тепла и электроэнергии. На основе этих данных можно установить годовой профиль использования тепла и одновременного потребления электроэнергии, который поможет определить базовую нагрузку для здания. Как показано на Рисунке 3, профили тепловой нагрузки будут в значительной степени зависеть от типа здания, и это будет сильно влиять на установленную мощность ТЭЦ (с учетом «практического правила» в среднем 12 часов в день, 4500 часов -годовая контрольная точка экономической жизнеспособности).

Однако для надлежащего рассмотрения требуются получасовые или ежечасные данные об одновременном использовании тепла и мощности, поскольку использование частотно-временных данных (см. Рисунок 3) может скрыть периоды несоответствия между мощностью и тепловой нагрузкой. Точно так же временные данные позволят создавать модели электронных таблиц, которые могут включать капризы тарифов на топливо. Затем ТЭЦ подходящего размера может быть согласована с профилем, который обычно может составлять менее 20% от пиковой тепловой нагрузки.

Возможна работа с электрическим приводом, когда ТЭЦ работает в основном для удовлетворения электрической нагрузки, но это неизбежно приведет к неэффективному отказу от тепла.Хотя могут быть случаи, когда это может быть экономически выгодно (например, в удаленных от сети местах), общая эффективность схемы
резко упадет.


Рисунок 3: Примеры типичного профиля тепловой нагрузки для различных типов зданий (Источник: Bosch)


Гидравлическая интеграция

На рисунке 4 показана типичная циркуляция воды вокруг блока ТЭЦ. Насос прокачивает возвратную воду сначала через маслоохладитель, затем через блок двигателя и далее в теплообменник вокруг выхлопной системы, прежде чем, наконец, передать собранное тепло через пластинчатый теплообменник в контур отопления.В этой конфигурации температура возврата к ТЭЦ не должна опускаться ниже 70 ° C, так как это может привести к повреждению двигателя. Некоторые когенерационные установки имеют внутреннюю систему «задней защиты», предназначенную для поддержания температуры обратного потока, или, если она не встроена, используется внешняя (но тесно связанная) система задней защиты.


Рисунок 4: Упрощенный гидравлический контур ТЭЦ (Источник: Bosch)


Блоки ТЭЦ будут работать совместно с другими источниками тепла, такими как конденсационные котлы.Чтобы помочь удовлетворить пики спроса, в систему часто включается накопитель тепла, который для мини-ТЭЦ обычно имеет размер10, чтобы хранить тепло от одного часа работы ТЭЦ. Тепловой аккумулятор и ТЭЦ должны быть подключены к системе так, чтобы тепло от ТЭЦ использовалось вместо любого другого невозобновляемого источника тепла, выступающего в качестве «свинцового котла». Это продлит период, в течение которого ТЭЦ может вырабатывать электроэнергию, а также снизит потребность в более углеродоемких источниках тепла, даже в тех случаях, когда нагрузка ниже точки, при которой ТЭЦ может работать эффективно.Это добавляет дополнительную сложность к экономическому моделированию системы ТЭЦ, поскольку позволяет поставлять тепло из тепла, вырабатываемого ТЭЦ, даже в те моменты, когда, например,
в ночное время, когда тариф на электроэнергию сделает работу двигателя неэкономичной. Используя стратегию прогнозирующего управления, зарядку теплового накопителя можно оптимизировать, чтобы максимально увеличить количество часов работы ТЭЦ.

Установка когенерации может предложить хорошие финансовые вложения, но это зависит от тщательной оценки и предварительного выбора площадки, подходящего размера, целостного проектирования, установки и полностью контролируемой и поддерживаемой работы.

© Тим Двайер, 2013.

Заполните анкету

Осуществление генерального плана центрального завода

| Проекты

Сводка

Burns & McDonnell предоставила компании Thermal Energy Corp. (TECO) архитектурные, инженерные, материально-технические и строительные услуги на начальном этапе реализации генерального плана на ее районной электростанции в Техасском медицинском центре. Когда весь генеральный план будет завершен, расширение центральной станции обеспечит 100 МВт выработки электроэнергии на месте, 80 000 тонн охлажденной воды, 152 000 тонно-часов хранения охлажденной воды и 540 000 фунтов пара в час до 75 процентов от 47 учреждений в Техасском медицинском центре.Эта локальная система комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) удвоит эффективность работы до 80 процентов, значительно сократит выбросы парниковых газов и повысит безопасность, надежность и производительность в чрезвычайных ситуациях коммунальной инфраструктуры, обслуживающей крупнейший в мире медицинский центр.

Послушайте, что президент TECO говорит о нашей работе:

Накопитель тепловой энергии

Проект включает резервуар для хранения тепловой энергии (TES) на 8,8 миллионов галлонов с емкостью хранения 76 000 тонн-часов, что достаточно для того, чтобы отложить запуск электрических центробежных чиллеров в периоды более дорогих пиковых нагрузок.В августе 2011 года резервуар TES сэкономил TECO более 500 000 долларов на энергозатратах, обеспечивая при этом повышенную избыточность и надежность. Как самый высокий танк TES в мире, он получил награду ASHRAE Technology Award и был отмечен Институтом стальных резервуаров как стальной резервуар года.

ТЭЦ 48 МВт

Расположенная на территории Техасского медицинского центра, эта высокоэффективная система ТЭЦ, работающая на природном газе, может вырабатывать 48 МВт электроэнергии и 330 000 фунтов пара в час. Он может работать как система с базовой нагрузкой, чтобы обслуживать 100% пиковой электрической нагрузки предприятия и пиковых нагрузок технологических процессов и обогрева помещений клиентов TECO.Эта система ТЭЦ, КПД которой превышает 80 процентов, позволяет ежегодно экономить около 0,75 триллиона БТЕ за счет раздельной выработки электроэнергии и пара и сокращает выбросы углекислого газа более чем на 300 000 тонн в год. Это также позволяет TECO предоставлять бесперебойные услуги по энергоснабжению при отключении сети.

Ввод в эксплуатацию

Burns & McDonnell руководила строительством первой фазы этого проекта. Запуск и ввод в эксплуатацию были особенно сложными, поскольку для спасения жизней в отделениях неотложной помощи и исследований, проводимых в медицинском центре, не требуется отключений.Burns & McDonnell тщательно спланировала и координировала этапы и сроки испытаний с TECO. Поскольку надежность является главным приоритетом, компания провела обширное и тщательное обучение операторов оборудования.

Фон

Начальная фаза генерального плана включает:

  • Газовая турбина 45 МВт с местом для второго идентичного блока
  • Паровая турбина с противодавлением 6 МВт
  • Резервуар для хранения охлажденной воды на 8,8 миллиона галлонов, на 76000 тонн-часов
  • Новый Восточный чиллерный завод с четырьмя чиллерами с электроприводом мощностью 8000 тонн и помещением для шести будущих чиллеров на 8000 тонн
  • Новый объект поддержки операций площадью 29 000 квадратных футов
  • Замена деревянной градирни на 30 000 тонн
  • Расширение и реконструкция ПС 138 кВ
  • Дополнительные контуры охлажденной воды для обслуживания новых нагрузок на западе и юге

Характеристики

  • Локальная когенерационная система сэкономит TECO почти 200 миллионов долларов в течение следующих 15 лет
  • Операционная эффективность увеличится вдвое с 40 до 80 процентов
  • Выбросы парниковых газов и потребление топлива будут значительно сокращены
  • Расширение центрального завода повысит безопасность, надежность и способность к работе в чрезвычайных ситуациях коммунальной инфраструктуры, обслуживающей Техасский медицинский центр.

Право проведения торгов на аукционах ТЭЦ

Это не только электричество, но и тепловая энергия должна стать чистой.В отмеченной наградами статье Вертсилиан Ян Андерссон обсуждает возможные стратегии торгов в соответствии с новым Законом о комбинированном производстве тепла и электроэнергии (ТЭЦ) с аукционами ТЭЦ Германии в качестве примера.

Цены на электроэнергию в Германии падают благодаря растущему использованию возобновляемых источников энергии. Чтобы ускорить переход к более гибкой и современной энергетической системе, Германия приняла Electricity Market 2.0 в июне 2016 года. В рамках этой новой системы рынка электроэнергии, которая призвана помочь стране осуществить плавный переход к возобновляемым источникам энергии, Федеральный парламент Германии пересмотрел нормативные акты. три основных категории реорганизации энергосистемы Германии: закон о рынке электроэнергии, указ о резерве мощности и новый закон о цифровизации энергетического перехода.

Несмотря на то, что это новые изменения, Закон о комбинированном производстве тепла и электроэнергии (ТЭЦ) (Kraft-Wärme- Kopplungsanlagen, KWKG) действует с 2002 года и является еще одним ключевым элементом в обеспечении успеха этого энергетического перехода. ТЭЦ вырабатывают тепло и электроэнергию одновременно, сохраняя при этом низкие выбросы углерода. Таким образом, Федеральное министерство экономики и энергетики Германии стимулировало инвестиции в когенерационные установки с целью повышения уровня выработки электроэнергии на базе ТЭЦ.

Закон достаточно гибкий, и правительство время от времени пересматривает его, чтобы создать дополнительные стимулы для ускорения внедрения технологии.Последние поправки были внесены в 2017 году, когда правительство решило провести аукцион инновационных систем когенерации. Согласно веб-сайту министерства, «эта новая категория финансирования предназначена для открытия многообещающих перспектив комбинированного производства тепла и электроэнергии и создания стимулов для необходимых инвестиций в гибкие технологии».

Это открывает большие возможности для немецких коммунальных предприятий, поскольку аукцион служит движущей силой для расширения инноваций и гибкости в производстве ТЭЦ.

Ян Андерссон , аналитик по развитию рынка, Energy Solutions, Wärtsilä, внимательно изучил схему аукциона ТЭЦ.В своей статье «Гибкость — это новый черный цвет. Как гибкость увеличивает ценность портфелей ТЭЦ» Андерссон анализирует три стратегии торгов и объясняет, как инновационные и гибкие технологии повышают ценность коммунальных предприятий в этом новом рыночном ландшафте. Его работа была удостоена награды Best Paper на выставке Electrify Europe 2018 (ранее известной как PowerGen Europe).

Вот основные моменты его статьи:

Неопределенные аукционы ТЭЦ

Когда ставки субсидий для традиционных ТЭЦ мощностью от 1 МВт до 50 МВт были впервые выставлены на аукционе в Германии 1 декабря 2017 г. Неуверенность обрушилась на участников перед аукционом.Каких результатов можно было бы добиться с помощью аукциона? Какая стратегия назначения ставок будет успешной? И как можно представить общую рентабельность проектов ТЭЦ в этих рамочных условиях? Это были некоторые из многих вопросов, которые их волновали.

Мощность первого аукциона составила 100 МВт. Учитывая размер субсидии до 70 евро / МВтч, участие в аукционе было привлекательным для многих компаний.

Наконец, первый аукцион был одобрен в диапазоне 32–50 евро / МВтч на общую сумму 83 МВт.

С тех пор интерес участников к участию в предстоящих аукционах растет. Это интерес, который также частично подогревается опасениями, что субсидирование ТЭЦ может быть прекращено в будущем, и поэтому любые инвестиции, необходимые для замены или расширения, должны быть предприняты как можно скорее и в соответствии с положениями действующего Закона о ТЭЦ.

Текущий закон KWKG направлен на увеличение выработки комбинированной электроэнергии до 110 ТВтч в 2020 году и до 120 ТВтч к 2025 году.Центральным инструментом здесь является продажа с аукциона субсидий KWKG на производство электроэнергии ТЭЦ.

Все, кроме угля

Участие в тендере обязательно для всех новых и модернизированных ТЭЦ с электрической мощностью ТЭЦ от 1 МВт до 50 МВт. Однако переходное положение предусматривает, что объекты, которые были заказаны в 2016 году или получили разрешение в соответствии с Федеральным законом о контроле за выбросами (BImSchG) и будут введены в эксплуатацию в 2018 году, имеют право участвовать в тендерной процедуре.

Продвижение выработки электроэнергии на ТЭЦ возможно практически на всех видах топлива, кроме угля. Это означает, что ТЭЦ, например, на биомассе (твердой, жидкой, газообразной), на отходах, а также ТЭЦ на газе, имеют право участвовать в аукционе.

На аукционе проводится различие между традиционными и инновационными схемами когенерации. На аукционе, проведенном в декабре 2017 года, рассматривались только традиционные ТЭЦ, тогда как аукцион в июне 2018 года также включал инновационные схемы ТЭЦ.

Традиционные и инновационные

Начнем с традиционной схемы когенерации. При этом основное внимание уделяется производительности ТЭЦ для станций, работающих на топливе, которая аналогична гарантированной схеме ТЭЦ для станций мощностью более 50 МВт. Никаких дополнительных технологических регламентов для данной схемы не делается. Законодательная база предусматривает максимальную премию ТЭЦ в размере 70 евро / МВтч по сравнению с традиционными ТЭЦ. Кроме того, субсидии для обычных ТЭЦ ограничены в общей сложности 30 000 часов полной нагрузки.Кроме того, дважды в год 75 МВт субсидии KWKG выставляются на аукцион по традиционной схеме ТЭЦ.

Инновационная схема, с другой стороны, включает ТЭЦ, которые сочетаются с технологиями производства тепла из возобновляемых источников и дополнительной технологией преобразования энергии в тепло. Имеется в виду, ТЭЦ, сочетающие тепловые насосы, солнечную тепловую или геотермальную энергию. Здесь доля возобновляемого тепла должна составлять не менее 30% от общего годового производства тепла станцией.

Для инновационных систем ТЭЦ максимальная ставка субсидии составляет 120 евро / МВтч, и эта субсидия ограничена 45 000 часами полной нагрузки.25 МВт субсидий KWKG выставляется на аукцион дважды в год по инновационной схеме ТЭЦ.

Кроме того, существует также годовой лимит на субсидируемое количество энергии. Чтобы стимулировать более гибкую работу завода, субсидия выплачивается максимум на 3500 часов полной нагрузки в год. Только первые 3500 часов полной нагрузки в году имеют право на субсидию.

В этом заключается задача оптимизации: установка должна работать только 3500 часов в год при самых высоких ценах на электроэнергию.Однако это не означает, что установка не может работать после достижения этого годового лимита часов полной нагрузки. Это только означает, что эти сверхурочные часы работы не будут иметь права на субсидию.

Выберите правильную стратегию

Именно здесь в игру вступает выбор правильной стратегии.

Перед тем, как делать ставки на аукционе, необходимо разработать стратегию назначения ставок. Искусство стратегии аукциона состоит в том, чтобы найти уровень ставки для проекта, который точно отражает аппетит доходности к риску.Однако это решение не должно быть основано на интуиции. Вместо этого он должен быть основан на тщательном анализе энергетического рынка.

Нет простых рекомендаций по стратегии. Необходима индивидуальная разработка стратегии, которая включает следующие три фактора:

1 . Успешность: Необходимо понимать, что проект играет важную роль, то есть существует необходимость в замене существующей ТЭЦ или увеличении мощности для обеспечения теплоснабжения потребителей.

2. Риск-аппетит : Предпочтение риска отличается от участника торгов и от проекта к проекту. Некоторые компании будут готовы смириться с меньшей вероятностью успеха, если ожидаемая прибыль будет благоприятной, а другие — нет.

3. Конкуренция: Важны не только затраты на ваш собственный проект, но также затраты и стратегии конкурентов. Это требует анализа того, какие проекты могут быть включены в аукцион и по какой цене.После проведения оценки вышеупомянутых тем можно определить многообещающую стратегию назначения ставок на основе оптимизированной наценки и вероятности выигрыша.

Математика, лежащая в основе ставки

В аукционе с оплатой по ставке каждая выигравшая ставка получает ту сумму, с которой она была отправлена ​​на аукцион. Следовательно, оптимальная ставка — это та, которая максимально приближена к последней ставке, которую еще предстоит очистить. Таким образом, в отличие от метода с оплатой по факту, аукционы с оплатой по ставке требуют стратегического поведения при назначении ставок.

Однако, поскольку ни один участник торгов не знает предельную цену на момент участия, возникает неизбежный компромисс: чем выше ставка, тем ниже вероятность выигрыша, но выше прибыльность в случае успешной заявки.

Методологически на прошлых аукционах с оплатой по ставке помогло, если стратегия назначения ставок определялась в два этапа. Сначала определите минимальную ставку, или так называемую цену безразличия. Во-вторых, определите, имеет ли смысл предлагать цену выше цены безразличия, также называемой стратегической надбавкой.

Цена безразличия — это цена заявки, при которой участника торгов не волнует, выиграет он или нет заявку. В основе определения цены безразличия лежит точная оценка стоимости, выручки и структуры рисков проекта. Аукционы означают конкуренцию, и любое конкурентное преимущество может быть преобразовано в более высокую вероятность выигрыша или получения большей прибыли от проекта. Поэтому здесь очень важна точность.

Одним из основных аспектов определения цены безразличия являются затраты, особенно инвестиционные затраты.Инвестиционные затраты могут быть определены относительно точно, однако критическим моментом здесь является рассмотрение всего объема проекта. Вторая часть определяет минимальную доходность проекта с поправкой на риск. Часто видно, что большая часть внутренних дискуссий ведется вокруг этой темы, поскольку эксплуатация ТЭЦ не является безрисковым бизнесом. Даже если субсидия ТЭЦ безопасна, технические риски и, конечно же, риск изменения цен на электроэнергию остаются.

Следовательно, следующим естественным шагом является оценка будущего развития рынка: цены на электроэнергию, цены на газ, доходов от тепла и других переменных факторов.

Важно сделать процесс принятия решений и расчетов для получения цены безразличия как можно более объективной. Также важно учитывать внутренние интересы компании и, при необходимости, учитывать точку зрения третьих сторон. Если внимательно учесть все вышеперечисленные моменты, то получится нейтральная цена безразличия.


Рисунок 6. Субсидия ТЭЦ в сравнении с чистой приведенной стоимостью.

Извлеченные уроки

Какова общая картина рентабельности заводов? На Рисунке 6 (вверху) показана определенная безубыточность субсидий ТЭЦ станций.Точка, в которой линии пересекаются с осью X, является «ставкой безубыточной субсидии ТЭЦ».

В целом уровень требуемых субсидий низкий. Рассматриваемые здесь установки, более крупные газовые электростанции, следовательно, могут быть очень конкурентоспособными на аукционе.

Уровень субсидии, необходимый для традиционных станций, находится в диапазоне от 25 до 30 евро / МВтч. У более крупных заводов, как правило, более низкие показатели безубыточности, то есть они меньше нуждаются в субсидиях. Это связано с более низкими удельными инвестициями и эксплуатационными расходами заводов.

Для инновационной схемы значение безубыточности составляет примерно 35 евро / МВтч, что меньше, чем можно было ожидать, учитывая небольшой размер станции и дополнительные капитальные затраты на солнечные коллекторы и тепловой насос. Однако одним очевидным объяснением является более длительный период получения права на участие в 45 000 часов при полной нагрузке. Кроме того, по результату можно сделать пару выводов.

Один из , включение оборудования для производства тепла из возобновляемых источников дает большую гибкость даже в отношении производства тепла.Это дает возможность оптимизировать производство тепла независимо от производства электроэнергии.

Два, , несмотря на положительный эффект от использования возобновляемых источников тепла, связанные с этим инвестиционные затраты по-прежнему перевешивают выгоды. Однако снижение инвестиционных затрат и увеличение затрат на выбросы могут быстро изменить это.

В перспективе

Первый аукцион, проведенный в декабре 2017 года, позволил установить диапазон от 32 до 50 евро / МВтч с двумя станциями мощностью более 30 МВт.После анализа результатов декабрьского аукциона становится ясно, что вышеупомянутый метод выбирает нижний предел ставки субсидии и имеет тенденцию отдавать предпочтение более крупным проектам, а не более мелким. Верхний предел интервала явно ниже максимума в 70 евро / МВтч, что также свидетельствует о том, что участники торгов сделали больше, чем просто спекулятивные торги.

Поскольку KWKG не включает премии за замену топлива для проектов замещения угля в сегменте аукционов, экономический эффект от этого дополнительного вознаграждения не принимался во внимание.Однако на рынке очевидно, что многие проекты пытаются спроектировать более крупные системы (более 50 МВт) и, таким образом, получить премию за переход на другой вид топлива за пределами аукционного сегмента.

Сектор отопления часто упускается из виду при обсуждении целей по выбросам и сокращению выбросов. Дело в том, что на производство тепла в Германии приходится примерно столько же выбросов CO2, что и на производство электроэнергии. Таким образом, инициатива по включению производства тепла из возобновляемых источников в особый сегмент в KWKG демонстрирует желание правительства Германии сократить выбросы в секторе отопления.Несмотря на то, что технология производства тепла из возобновляемых источников по-прежнему требует больших инвестиций, она указывает на новое, более экологически чистое будущее для ТЭЦ.

ТЭЦ — Преимущества

Преимущества ТЭЦ по сравнению с импортом электроэнергии и использованием котлов для выработки тепла включают:

  • Экономия на общих затратах на электроэнергию для пользователя
  • Повышение эффективности использования топлива
  • Снижение выбросов
  • Независимость и безопасность энергоснабжения
  • Освобождение от сбора за изменение климата на затраты на электроэнергию.

Правительство Великобритании стремится к увеличению мощности ТЭЦ страны и является ключевым элементом его стратегии по сокращению выбросов парниковых газов в стране. Многие предсказывают, что в ближайшем будущем будут приняты дополнительные законы и стимулы для поощрения использования ТЭЦ.

Ключом к успеху системы когенерации является правильный выбор размера. Многие ТЭЦ имеют слишком большие размеры, потому что профиль энергопотребления объектов не был должным образом оценен.

Чтобы получить все преимущества ТЭЦ, блок должен работать на полную мощность, а вся производимая энергия и тепло должны быть полностью использованы. Следовательно, при оценке того, подходит ли когенерация для здания или застройки, важно установить профили спроса на электроэнергию и тепло. Годовые данные счетчиков электроэнергии и газа обычно используются для расчета «средней» потребности в электроэнергии и тепле. Этот тип расчета не учитывает сезонные колебания спроса, особенно тепла.

Профили использования электроэнергии можно получить, просмотрев данные получасового счетчика, которые можно запросить у поставщика электроэнергии. Профили использования тепла оценить труднее. Ежемесячные показания счета за газ можно использовать для оценки ежедневного и почасового использования. Очевидно, что существует некоторая степень неточности в использовании ежемесячных данных для получения почасовых значений, но это намного лучше, чем начинать с годовых данных!

После определения профилей спроса можно рассчитать соответствующие «базовые нагрузки» на электроэнергию и тепло для здания; базовая нагрузка — это минимальное почасовое использование.Затем вы определяете размер своей когенерационной установки на основе соответствующей базовой нагрузки. Во многих случаях, если процесс оценки выполнен правильно, размер соответствующей когенерационной установки будет намного меньше, чем предполагалось. В некоторых случаях это будет нежизнеспособно.

Выходная мощность когенерационной установки обычно составляет примерно 40% электроэнергии и 60% тепла, поэтому вам необходимо определить, учитывается ли расчетная мощность когенерации электричеством или теплом. Например, если у вас базовая электрическая нагрузка 100 кВт, блок такого размера обеспечит около 150 кВт тепла.Следовательно, если базовая нагрузка вашей тепловой нагрузки составляет 150 кВт или выше, размер ТЭЦ будет электрически установлен. Однако, если базовая тепловая нагрузка ниже 150 кВт, он будет нагревать светодиод (т.е. вы должны выбрать блок на основе тепловой нагрузки).

Обратите внимание, что работа ТЭЦ в ночное время в периоде «Экономия 7» не является нормальным. Это связано с тем, что в этот период электричество дешевле покупать, а производство собственной энергии экономически невыгодно. Следовательно, ТЭЦ обычно оценивается и эксплуатируется в течение 17 часов в день.

Экономическая жизнеспособность ТЭЦ в первую очередь зависит от размера блока, подходящего для объекта. Очень важно, чтобы вся электроэнергия и все тепло от блока ТЭЦ полностью использовались в течение подавляющего большинства времени.

Рентабельность, достигаемая блоком ТЭЦ, зависит от:

  • Экономия электроэнергии; произведенная энергия, которая в противном случае была бы импортирована из сети.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *