Электростанция как работает: Принцип работы ТЭЦ

ГРЭС — Что такое ГРЭС?

16 ноября 2018 в 17:03

188470

Термин ГРЭС расшифровывается как районная электростанция государственного образца.

Термин ГРЭС расшифровывается как районная электростанция государственного образца. С течением времени словосочетание «государственная районная» утратило свой смысл. 

Главным источником получения энергии ГРЭС является твердое топливо (торф или уголь), газ или мазут. То есть это обычная тепловая электростанция, производящая тепло и электрическую энергию.

Нередко ГРЭС переименовывают:

• в конденсационные (КЭС) станции, которые генерируют только электроэнергию, или
• в ТЭЦ, которые производят тепло и электроэнергию.   

Созвучное название ГРЭС имеют гидрорециркуляционные электростанции.

Напомним, в теплоэнергетике Рециркуляция — это система обвязки отопительного контура, а также линии ГВС, предназначенная для постоянного движения теплоносителя или горячей воды. 

Принцип работы ГРЭС

Тип функционирования установки -паровой или парогазовый. Это зависит от вида блоков.

В первом случае предусмотрено присутствие конденсационных турбин.

Парогазовая система устанавливается только при сжигании метана.

В топочном котле оборудуется теплообменник, по которому проходит теплоноситель, то есть вода. Когда в котле сгорает торф, или любой другой вид сырья, происходит выделение огромного количества тепла, передающееся воде.

Она испаряется и превращается в пар, температура которого достигает более 500 ^оС, а давление — 130-240 кгс/ см².

Рабочее тело (пар) подаётся на лопасти паровой турбины.

Она вместе с электрогенератором образуют контур турбоагрегата.

На турбине потенциальная энергия сжатого и нагретого пара превращается в кинетическую.

Газ расширяется до уровня, который примерно в 20 раз меньше, чем атмосферное давление.

Происходит этот процесс благодаря наличию конденсатора, который и помогает создавать глубокое разрежение.

Вот почему электростанции получили название конденсационных.

Турбина ГРЭС

Вал турбины вращает связанный с ним ротор электрогенератора. 

Вращение ротора обеспечивает возбуждение обмотки статора, на которой и генерируется электрическая энергия.

Эффективность работы ГРЭС гораздо выше, чем, например, гидроэлектростанции (ГЭС).

Ведь она может работать в стабильном режиме круглый год, независимо от температуры воздуха. Главное, чтобы был своевременный подвоз топлива.

Организация ГРЭС

Мощность ГРЭС очень высокая и может достигать тысяч мегаватт.  

Тепловая станция имеет довольно сложную хозяйственную организацию, состоящую из многих систем.

Кроме котельного обеспечения и паротурбогенератора, в комплекс входит топливное и водяное снабжение, электрическая часть, системы удаления шлаков, химочистки.

В главном корпусе находится пункт управления процессами, что обеспечивается работой многочисленной контрольно-измерительной аппаратурой.
Влияние на экологию

Система очистки от шлаков находится только на ГРЭС, работающей на торфе или угле.

Структуры, использующие природный газ, гораздо проще в эксплуатации.

Потому как метан подается от газораспределительных станций (ГРС) по газопроводам непосредственно в топочное отделение котлов.

В качестве резервного топлива предусматривается мазут.

Но его использование слишком не рентабельно.

Тепловые станции обладают общим серьезным недостатком — выброс дыма и твердых частиц.

Это оказывает чрезвычайно негативное воздействие на окружающую среду в радиусе десятков километров.

Для снижения уровня выбросов устанавливают специальные системы и фильтры. Они задерживают практически 90% твердых частиц.

Но для улавливания дыма и микрочастиц они не пригодны.

Молекулярную серу удаляют с помощью систем сероочистки (десульфуризации) известняком или известью.

Применятся также способ каталитического восстановления окиси азота аммиаком. Дым выходит через трубы, которые могут достигать в высоту ста метров и выше.

Распределение электроэнергии

Произведенная электроэнергия распределяется по потребителям. 

Но для этого ток необходимо преобразовать в соответствии с параметрами, которые обеспечат минимальные потери энергии на больших расстояниях. 

Генераторы станции вырабатывают трехфазный ток напряжением от 2 до 24 кВт. 

Но для снижения потерь необходимо его поднять. 

Стандартным значением высоковольтных линий являются значения от 35 до 220 кВт. 

Повышение напряжения обеспечивают преобразователи, устанавливающиеся сразу после генератора.  

Распределительные устройства предназначены для подключения потребителей и отключения при возникновении аварийных ситуаций.

#ГРЭС
#государственная районная
#электростанция
#гидрорециркуляционные. тепловая
#электроэнергия

Последние новости

Общая информация — Юнипро

Березовская ГРЭС – филиал ПАО «Юнипро», расположенный в Шарыповском районе Красноярского края. С октября 2015 года ее установленная мощность составляет 2 400 МВт (3 энергоблока по 800 МВт). Станция работает на бурых углях Березовского месторождения и является самой мощной тепловой электростанцией Красноярского края. По итогам 2021 года выработка электроэнергии составила 4,5 млн. кВт ч, отпуск тепла – 626 тыс. Гкал.

21 ноября 2019 года общая выработка Энергоблока №2 Березовской ГРЭС достигла 100 миллиардов кВт/часов. Энергоблок №1 перешел стомиллиардный рубеж в марте 2017 года. Общая выработка Березовской ГРЭС с момента пуска превысила 213 млрд. кВтч.

Березовская ГРЭС – единственная электростанция в России с энергоблоками мощностью 800 МВт, где в качестве топлива используется уголь, все остальные тепловые электростанции с блоками такой мощности работают на газе. Электростанция работает в составе объединенной энергетической системы Сибири. Березовская ГРЭС имеет уникальную схему поставки топлива. Основной объем угля поступает на электростанцию непосредственно с Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна двумя 14-километровыми открытыми конвейерами. Дымовая труба Березовской ГРЭС высотой 370 м – самый высокий подобный технический объект в России и пятый по высоте в мире. Подвесные котлы энергоблоков Березовской ГРЭС – также уникальны. Их высота 120 метров, общая масса котла с учетом массы вспомогательного оборудования превышает 25 тысяч тонн.

Строительство Березовской ГРЭС началось в 1976 году. Технический проект предполагал строительство восьми энергоблоков по 800 МВт каждый. Таким образом, планируемая установленная мощность электростанции должна была составить 6400 МВт. Пуск первого энергоблока состоялся 1 декабря 1987 года, второго — в апреле 1991 года. Затем финансирование строительства было приостановлено. Проектная мощность электростанции составляла 1600 МВт. Однако вскоре после пуска мощность действующих энергоблоков была снижена с проектных 1600 МВт до 1400 МВт. Это произошло из-за интенсивного шлакования поверхностей нагрева котлов при работе на высокозольных углях Березовского месторождения на максимальных параметрах мощности. ОАО «Э.ОН Россия» (с июля 2016 г. ПАО «Юнипро») в 2009 году начало реализацию проекта по увеличению мощности станции до проектных 1600 МВт. Это стало возможным благодаря использованию современных технологий. На энергоблоке №2 проект был реализован в конце 2010 года, а на первом энергоблоке — в 2011 году. 

Энергоблок №1 филиала «Березовская ГРЭС» ПАО «Юнипро» был первым в России пылеугольным блоком, участвующим в НПРЧ. Он получил право на оказание данных услуг в декабре 2015 года. В целях соответствия требованиям Системного оператора в 2017 году на Березовской ГРЭС была модернизирована система автоматического регулирования турбоагрегата №2, обновлен программно-технический комплекс управления турбиной и произведена перенастройка автоматики. Энергоблок №2 электростанции прошел необходимые испытания и получил сертификат соответствия стандарту Системного оператора ЕЭС, устанавливающего требования к энергоблокам, участвующим в нормированном первичном регулировании частоты в энергосистеме РФ. Энергоблок №2 филиала «Березовская ГРЭС» ПАО «Юнипро» с января 2018 года участвует в оказании услуг для АО «СО ЕЭС» по обеспечению системной надежности энергосистемы страны в части НПРЧ.

К строительству на Березовской ГРЭС третьего энергоблока мощностью 800 МВт. – ОАО «Э.ОН Россия» (с июня 2016 г. ПАО «Юнипро») приступило в мае 2011 года. Проект по строительству ПСУ-800 (пылеугольного блока на сверхкритических параметрах пара) Березовской ГРЭС имел приоритетный статус для развития энергетики России (распоряжение Правительства РФ № 1334-р от 11.08.2010г.). Аналогичные энергоблоки в России не строились более 20 лет.

Энергоблок №3 филиала «Березовская ГРЭС» ПАО «Юнипро» введен в эксплуатацию в третьем квартале 2015 года.

1 февраля 2016 года в котельном отделении энергоблока № 3 произошел пожар. Эксплуатация энергоблока была прервана для проведения ремонтно-восстановительных работ. После восстановительного ремонта энергоблок был запущен в работу в мае 2021 года. 

 

Угольная термоэлектрическая электростанция

Школа водных наук

8 июня 2018 г.

Фотогалерея водопользования

Узнайте об использовании воды с помощью картинок

Дом школы водных наук

• Обзор

• Наука

• Мультимедиа

• Публикации

Большая часть электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, производится за счет сжигания ископаемого топлива, например угля. Читайте дальше, чтобы понять, как работает этот процесс.

•  Школа наук о воде НАЧАЛЬНАЯ СТРАНИЦА  •  Темы использования воды  •

 

Электростанция Джорджии Шерер является одной из крупнейших теплоэлектростанций США, работающих на угле. Это угольная электростанция мощностью 3 520 000 киловатт, которая обеспечивает электроэнергией Грузию. Как показано на этой диаграмме, электростанция работает по тому же принципу, что и другие электростанции, работающие на ископаемом топливе: она сжигает уголь для производства тепла, которое превращает воду в пар, который затем превращает турбины в генератор.

Источники/использование: общественное достояние.

Фото: Georgia Power

На такой крупной теплоэлектростанции сжигается много угля — в данном случае около 11 миллионов тонн в год. Уголь, измельченный в мелкий порошок с помощью пульверизатора, вдувается в устройство, похожее на печь, называемое котлом, и сжигается. Вырабатываемое тепло превращает воду, протекающую по ряду труб в котле, в пар. Пар высокого давления вращает лопасти турбины, соединенной валом с генератором. Генератор крутится и вырабатывает электричество.

На диаграмме видно, что вода в основном используется для охлаждения конденсаторных блоков, куда поступает сконденсированный пар, который использовался для вращения турбин. Горячая конденсированная паровая вода проходит по трубам, которые охлаждаются более холодной водой (в данном случае забираемой из реки Окмалги и водохранилища озера Джульетт). Таким образом, сконденсированная вода охлаждается, а затем рециркулирует обратно через угольный котел, чтобы снова превратиться в пар и привести в действие турбины. Это часть системы с замкнутым циклом, в которой вода постоянно используется повторно.

В другой части цикла водопользования станции, открытом цикле, большое количество воды берется из реки и водохранилища и перекачивается в конденсаторы. Эта более холодная вода окружает трубы, содержащие горячий сконденсированный пар, и поэтому сильно нагревается. Горячая вода перекачивается из конденсаторных блоков в четыре градирни высотой 530 футов, поэтому она может терять тепло. Каждая градирня завода Scherer обеспечивает циркуляцию 268 000 галлонов воды в минуту. Большая часть этой воды повторно используется после охлаждения, но около 8000 галлонов в минуту теряется из-за испарения (таким образом, вы видите пар, выходящий из верхних частей градирен).

 

Источник: Раздаточный материал Роберта В. Шерера, Georgia Power

Ниже приведены другие научные темы, связанные с термоэлектрической энергией и использованием воды.

Ниже представлены мультимедийные материалы, связанные с теплоэнергетикой и водопользованием.

Ниже представлены публикации, связанные с термоэлектрической энергией и водопользованием.

• Обзор

  Большая часть электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, производится за счет сжигания ископаемого топлива, например угля. Читайте дальше, чтобы понять, как работает этот процесс.

  •  Школа наук о воде НАЧАЛЬНАЯ СТРАНИЦА  •  Темы использования воды  •

   

  Электростанция Джорджии Шерер является одной из крупнейших теплоэлектростанций США, работающих на угле. Это угольная электростанция мощностью 3 520 000 киловатт, которая обеспечивает электроэнергией Грузию. Как показано на этой диаграмме, электростанция работает по тому же принципу, что и другие электростанции, работающие на ископаемом топливе: она сжигает уголь для производства тепла, которое превращает воду в пар, который затем превращает турбины в генератор.

  Источники/использование: общественное достояние.

  Фото: Georgia Power

  На такой крупной теплоэлектростанции сжигается много угля — в данном случае около 11 миллионов тонн в год. Уголь, измельченный в мелкий порошок с помощью пульверизатора, вдувается в устройство, похожее на печь, называемое котлом, и сжигается. Вырабатываемое тепло превращает воду, протекающую по ряду труб в котле, в пар. Пар высокого давления вращает лопасти турбины, соединенной валом с генератором. Генератор крутится и вырабатывает электричество.

  На диаграмме видно, что вода в основном используется для охлаждения конденсаторных блоков, куда поступает сконденсированный пар, который использовался для вращения турбин. Горячая конденсированная паровая вода проходит по трубам, которые охлаждаются более холодной водой (в данном случае забираемой из реки Окмалги и водохранилища озера Джульетт). Таким образом, сконденсированная вода охлаждается, а затем рециркулирует обратно через угольный котел, чтобы снова превратиться в пар и привести в действие турбины. Это часть системы с замкнутым циклом, в которой вода постоянно используется повторно.

  В другой части цикла водопользования станции, открытом цикле, большое количество воды берется из реки и водохранилища и перекачивается в конденсаторы. Эта более холодная вода окружает трубы, содержащие горячий сконденсированный пар, и поэтому сильно нагревается. Горячая вода перекачивается из конденсаторных блоков в четыре градирни высотой 530 футов, поэтому она может терять тепло. Каждая градирня завода Scherer обеспечивает циркуляцию 268 000 галлонов воды в минуту. Большая часть этой воды повторно используется после охлаждения, но около 8000 галлонов в минуту теряется из-за испарения (таким образом, вы видите пар, выходящий из верхних частей градирен).

   

  Источник: раздаточный материал Plant Robert W. Scherer, Georgia Power

• Наука

  Ниже приведены другие научные темы, связанные с термоэлектрической энергией и использованием воды.

• Мультимедиа

  Ниже представлены мультимедийные материалы, связанные с теплоэлектроэнергией и водопользованием.

• Публикации

  Ниже представлены публикации, связанные с теплоэлектроэнергией и водопользованием.

Как работает атомная электростанция?

Атомная энергетика

Атомная электростанция представляет собой промышленную площадку, которая вырабатывает электроэнергию из ядерной энергии, высвобождаемой в виде тепловой энергии посредством цепной реакции ядерного деления внутри корпуса ядерного реактора.

Основным компонентом атомной электростанции является ядерный реактор, который содержит ядерное топливо (обычно уран) и имеет системы, позволяющие запускать, поддерживать и останавливать ядерную реакцию контролируемым образом.

Работа атомной электростанции аналогична работе обычной тепловой электростанции, где тепловая энергия получается путем сжигания ископаемого топлива. Однако в ядерном реакторе эта энергия получается в результате цепных ядерных реакций деления атомов урана из ядерного топлива.

Атомная электростанция представляет собой промышленную площадку, вырабатывающую электроэнергию из тепловой энергии, полученной в результате цепных реакций ядерного деления в корпусе ядерного реактора

Высвобождающаяся тепловая энергия используется для нагрева воды при высоком давлении и высокой температуре до готовить на пару. Этот пар вращает турбину, соединенную с генератором, который преобразует механическую энергию вращения турбины в электрическую энергию.

Существуют различные типы ядерных реакторов, но в более чем 80% из почти 450 действующих энергоблоков в мире присутствуют две выдающиеся конструкции:

• Водо-водяной реактор (PWR)
• Реактор с кипящей водой (BWR)

Принцип работы реактора PWR

Важно помнить, что при делении ядер ядра тяжелых атомов бомбардируются нейтронами, а затем распадаются на более мелкие и легкие ядра. Когда это происходит, они высвобождают энергию, которая связывает нейтроны и протоны, из которых они состоят, а затем испускают два или три нейтрона. Они могут производить больше делений, поскольку взаимодействуют с новыми тяжелыми ядрами, которые затем испускают новые нейтроны и так далее, так что реакция поддерживается сама собой. Этот умножающий эффект известен как цепная реакция ядерного деления.

Работа атомной электростанции может быть упрощена до пяти этапов:

1. Деление урана происходит внутри ядерного реактора. При этом выделяется большое количество энергии, которая нагревает охлаждающую воду, циркулирующую под очень высоким давлением. Эта вода транспортируется по первому контуру к теплообменнику (парогенератору), производящему водяной пар.
2. Этот пар транспортируется к генераторно-турбинной установке по вторичному контуру.
3. Оказавшись там, лопасти турбины приводят в движение генератор переменного тока, и механическая энергия преобразуется в электричество.
4. Когда водяной пар проходит через турбину, он направляется в конденсатор, где охлаждается и снова превращается в жидкую воду.

Затем вода подается в новый парогенератор, где снова превращается в пар внутри замкнутого контура.

Funcionamiento de una central Nuclear en un minuto (на испанском языке)

Основные компоненты

Ранее указывалось, что ядерный реактор представляет собой объект, который может инициировать, поддерживать и останавливать цепные реакции ядерного деления контролируемым образом, с адекватные средства для извлечения генерируемого тепла.

Центральным компонентом атомной электростанции является реактор, место хранения ядерного топлива

Его основными компонентами являются:

• Топливо . Материал, обычно обогащенный диоксидом урана, в котором происходят реакции деления. Он используется одновременно как источник энергии и нейтронов для поддержания цепной реакции. Он представлен в твердом состоянии в виде цилиндрических пилюль, заключенных в металлические стержни длиной несколько метров.

Таблетки уранового топлива

• Замедлитель . Вода, которая замедляет быстрые нейтроны, образующиеся при делении, что приводит к новым делениям и поддержанию цепной реакции.
• Охлаждающая вода . Та же самая вода, которая вызывает деление, служит замедлителем, который теперь служит для извлечения тепла, выделяемого в результате реакции деления, из урана в топливе.
• Стержни управления . Элементы управления в реакторе. Они действуют как поглотители нейтронов. Эти стержни изготовлены из карбида индия-кадмия или бора и позволяют постоянно контролировать количество нейтронов, поддерживая реактор в стабильном состоянии; они также позволяют при необходимости остановить реакцию.
• Экранирование . Он предотвращает утечку излучений и нейтронов изнутри реактора наружу. Обычно экранирование состоит из бетона, стали или свинца.
• Элементы безопасности . Все атомные электростанции имеют несколько систем безопасности для предотвращения утечки радиоактивности наружу. К таким системам относится здание защитной оболочки.

Здание защитной оболочки Здание защитной оболочки

Компоненты атомной электростанции

Компонент первого контура теплоносителя. Он уравновешивает жидкую и паровую ступени в условиях насыщения, чтобы контролировать их давление.

Стальной сосуд, в котором находится ядерный реактор, основной компонент атомной электростанции, где происходит цепная реакция ядерного деления. Ядро состоит из топливных элементов.

Материал, в котором происходят реакции деления. Обычно это обогащенный диоксид урана. Он используется одновременно как источник энергии и нейтронов для поддержания цепной реакции. Он представлен в твердом состоянии в виде цилиндрических инкапсулированных пилюль, внутри металлических стержней длиной около 4 метров.

Это элементы управления реактором, которые служат поглотителями нейтронов. Они представляют собой стержни из карбида индия-кадмия или бора и позволяют постоянно контролировать заселенность нейтронами и реактивность реактора. Таким образом, он критичен во время работы и подкритичен во время простоев.

Теплообменники, в которых вода теплоносителя первого контура, циркулирующая внутри перевернутых П-образных труб, отдает всю свою энергию второму контуру и превращается в водяной пар.

В нем находится система охлаждения реактора, а также несколько вспомогательных систем. Он действует как экран при нормальной работе и предотвращает утечку загрязняющих веществ наружу. Его функциональная ответственность, наряду с другими элементами защиты, состоит в том, чтобы не допустить выброса делящихся элементов в атмосферу в случае аварии.

Здесь собирается водяной пар из парогенераторов и где лопасти преобразуют его энергию в механическую энергию вращения. Существуют различные секции для расширения пара. Ось прочно прикреплена к оси генератора.

Система, производящая электричество путем преобразования механической энергии вращения турбины в электрическую энергию средней мощности и высокой интенсивности.

Эта система увеличивает напряжение электроэнергии, вырабатываемой генератором, для минимизации потерь при ее транспортировке к точкам потребления.

Вода, взятая из реки, водохранилища или моря и используемая для сжижения водяного пара в конденсаторе. Его можно вернуть в источник (открытый цикл) или повторно использовать в градирне (замкнутый цикл).

Площадка, позволяющая отводить в атмосферу часть остаточного тепла, образующегося при производстве электроэнергии; атмосфера действует как холодный фокус. Он используется для охлаждения воды, циркулирующей через конденсатор, и является частью вспомогательного контура охлаждения установки.

Теплообменник, состоящий из набора трубок, внутри которых циркулирует охлаждающая вода.