Hőerőművek (THS)
Az 1. ábra a készülék TPP sémáját mutatja.
1. ábra A készülék TPP diagramja
1 - túlhevítő; 2 - gőzturbina; 3 - villamos energia generátor; 4 - a szivattyú; 5 - a kazán kemencéje; 6 - kazán; 7 - a kondenzátor.
Szerves tüzelőanyagot (szén, olajpala, gáz, fűtőolaj) adagolunk az 5 kazán kemencébe, és ott égetjük. A víz a kazánban 6 szivattyúzzák 4. Ott felmelegszik és elpárolog képződött telített gőz (telített gőz telítési hőmérséklete, amelynek értéke függ a nyomás: minél nagyobb a nyomás, annál nagyobb a telítési hőmérséklet). Az 1 túlhevítőben a gőzhőmérséklet a kívánt értékre emelkedik. Ezután a gőz belép a 2 gőz turbina, amelyben a hőenergia mechanikai energiává alakul át. Egy 3 villamos generátorban, amelynek rotorját turbina hajtja, a mechanikai energiát elektromos energiává alakítják át. A turbinát elhagyó gőzt a 7 kondenzátorba táplálják, azon csöveken keresztül, amelyekből hűtött víz folyik, amelynek hőmérséklete megegyezik a környező levegő hőmérsékletével. A kondenzátorból származó vizet a kazánba táplálják. A ciklus bezáródik.
A hőerőmű hatékonyságát elsősorban a telepített kilowatt K () (vagyis a tőkebefektetések összege) és a keletkező energia (C) költsége határozza meg.
Ehelyett egy úgynevezett csökkentett vagy kiszámított együttható használható, amelyet a következő képlet számít:
ahol (h / év) - a termikus erőmű üzemóráinak száma teljes kapacitással egy évig;
(1 / év) egy olyan tényező, amely a megtérülési időszak inverzét képviseli (általában elfogadott, ami 7 éves megtérülésnek felel meg).
Így az (1) képletben az első kononáns az "adó", amelyet a kimeneti egységre (vagyis a villamos energia kWh-ra)
Ha összehasonlítjuk a TPP-k konkrét beruházásait, akkor azok jelentősen alacsonyabbak, mint a hőerőműveknél és az atomerőműveknél. A hőerőmű építése időzítése sokkal rövidebb. Az egyetlen dolog az, hogy a termelt villamos energia költségének ára alacsonyabb a hőerőműveknél és az atomerőműveknél. Mindazonáltal lehetetlen megállapítani, hogy különböző esetekben a HPP és az atomerőmű a legkedvezőbb. Természetesen a hőerőművek folyókra épülnek, a hőerőművek közel állnak az üzemanyag előállításához, és a települések közelében nem építhetők atomerőművek. Általában az állomás típusának megválasztása nagyrészt a helyszínnek köszönhető.
Telepített kapacitás és energiatermelés
hőerőműveken, hőerőműveken és atomerőműveken a FÁK-országokban,%
Megfontolják a hőerőművek erőforrásainak kérdését, amelyből látható, hogy több évszázadig tart.
3) Az ökológia kérdése.
A legnehezebb és összetettebb az ökológia, hiszen a hőerőmű a legnagyobb szennyezésforrás (gáz-halmazállapotú termékek). Ha a korom és a szén-monoxid (CO) hamu gyűjtőkkel való küzdelem során a nitrogén-oxidok és különösen a kén elleni küzdelem nagy költségeket igényel.
A TPP-k számára a leginkább ártalmatlan üzemanyag a gáz (metán CH4). Ha a gáz ként tartalmaz, általában égés előtt kivonják.
Példák a gázturbinás erőművek építésére
Magabiztosan kijelenthetjük, hogy a gázturbinák széles körben alkalmazzák az energiatermelést. Tekintsük a gázturbina üzemének rendjét (1. ábra).
1. ábra Gázturbina üzemének vázlatos rajza
és hővisszanyeréssel
P - regeneráló; VC - légkompresszor; CS - égéskamra;
GT - gázturbina; PD - indítómotor; ТН - az üzemanyag-szivattyú;
GK - gázkompresszor
A folyékony vagy gáz halmazállapotú tüzelőanyagot tüzelőanyag-szivattyú (TN) vagy gázkompresszor (GC) segítségével szállítják az égéstérbe (CS). Ezen túl a levegőt a regeneratív előmelegítőben (P) előmelegítették, a kimerült égéstermékek hője miatt.
Az üzemanyag elégetése során keletkező gázok (égéstermékek) az égéskamrából (CS) a gázturbinába (GT) érkeznek.
Olyan égéstermékek, amelyek általában magasabb hőmérsékleten vannak. a turbinák fúvókáiba (fémcsatornákba kerülnek, a turbina állomásába építettek, azaz álló helyzetben vannak). A fúvókákban az égéstermékek hőenergia átalakul a gázáram kinetikus energiájává. Ebben az esetben az égéstermékek hőmérséklete és nyomása csökken, és a gázsugár sebessége nő. A tüzelőberendezések áramlása a turbina forgólapátjaiba merül, mereven felerősítve a tengelyre. Így a tengely, a lemez és az egységként forgó munkapenge egy turbina rotor.
A gázsugár kinetikus energiája a munkafészek által képzett csatornákon keresztül áramlik, de a turbina rotor kinetikus energiája nő, szükség szerint.
Ha a turbina rotor elektromos generátorhoz van csatlakoztatva, akkor elektromos áram keletkezik, és ha levegő kompresszorral van ellátva, a levegő tömörül és a fogyasztóhoz kerül. Ha a gázturbinát úgy tervezték, hogy földgázt gázvezetéken keresztül szivattyúzzon, akkor a turbinát légkompresszor helyett légkompresszor hajtja.
Mi az a mechanizmus, amely a gázsugár kinetikus energiájának transzformálását a munkasíneken a turbinakeret kinetikus energiájába?
Tévedés lenne azt gondolni, hogy a turbina forgórész forgó mozgást kap, mivel a gázsugár hatással van a munkadarabokra.
Éppen ellenkezőleg, a tervezők megpróbálják elkerülni, hogy a gázsugár bejusson a pengékbe, mivel egy ilyen ütés csak a turbina hatékonyságát csökkenti.
Ezért a munkatárcsák által kialakított csatornák görbületi karakterűek. Egy ilyen csatornán átáramló gázáramlás irányát és sebességét megváltoztatja. A centrifugális erő miatt a munkadarabok homorú felületére nyomást gyakorol. Éppen azért, mert ennek az a rotorlapátok, a turbina lemezre, a tengely, azaz a turbina rotor, és így mereven van társítva egy rotor az elektromos generátor, vannak meghajtva forgómozgás és az áramfejlesztő zajlik.
A modern gázturbinák tökéletesek, általában többlépcsős (több sornyi fúvóka-eszközzel és munkapenge-kel), amelyek az égéstermékek magas kezdeti hőmérsékletére vannak tervezve.
A legelterjedtebb gázturbinákat a repülésben szerezték meg. A XX. Század negyvenes évében. hogy kicseréljék a dugattyús belső égésű motorokat, akik képtelenek leküzdeni a hanghatárt. amely erőteljes teljesítménynövekedést igényelt, jön a sugárhajtóművek, amelyek gázturbinákat használnak.
Az 1. ábrán. A 2. és a 3. ábrán a turboprop és a turbojet repülőgép motorjainak diagramja látható.
A turbólégcsavaros hajtóművek tolóerő jön létre, mint a légcsavar és mivel lejárt a égéstermékek egy fúvókán keresztül, mivel a repülőgép tolóerő csak akkor keletkezik, ennek eredményeként a lejárat a fúvóka az égéstermékek nagy sebességgel.
A légijármű-motorok mindkét típusában egy kötelező elem egy gázturbina, amelynek feladata egy légkompresszor vezetése és egy turboprop motorban egy propeller meghajtásban is.
Az energiagazdálkodásnál a gázturbinát csúcsmotornak használják. Napközben az áramfogyasztás nem azonos. A csúcsidőben jelentősen meghaladják az átlagos napi értéket. Vagyis ajánlatos az erőmű kapacitása az átlagos napi fogyasztásnak és a csúcsforgalomnak megfelelően - a hiány csökkentéséhez egy speciális csúcsteljesítmény rovására, mivel 1,5-2 órára van szükség.
2. ábra Turboprop légijármű motorja:
1 - bemeneti eszköz; 2 - a kompresszor; 3 - égéskamra; 4 - turbina,
5 - sugárfúvóka; 6 - légcsavar
3. ábra Turbojet repülőgép-motor:
1 - bemeneti eszköz; 2- a kompresszor; 3 - égéskamra; 4- motorház; 5-fúvóka berendezés; 6 - a turbina; 7 - sugárfúvóka
A gázturbinák hátrányai nagy üzemanyag-fogyasztás.
A gázturbinákat széles körben használják a hőerőművek kombinált ciklusú üzemeiben. Az 1. ábrán. A 4. ábra a legegyszerűbb berendezés rendjét mutatja be, a T gázturbinából a KU kazánhasznosítóhoz tartozó, még mindig forró gázok (égéstermékek) - 3 kibocsátása révén.
A 2. üzemanyag (gázturbina, folyadék) belép a kompresszor égéskamrájába. ahol a levegőt a K. kompresszor is biztosítja. A kompresszor egy gázturbinával és elektromos generátorral van ellátva; A K kompresszort és a generátort egy gázturbina hajtja.
A KU kazánhasznosítóban a 3 égési termékek hőjének köszönhetően a 6 vizet a PT gőzturbinába belépő 5 gőzré alakítjuk át. egy tengelyen, amellyel egy második villamos generátor van. Ez a fajta kombinált ciklusú növény használható (recycle) a hulladék hőt a gázturbina 3. Az égési gázok lehűtjük a hulladék hő kazán égési 4vybrasyvayutsya kifelé. A gőzturbina fáradt gőzének belép a UT, a szokásos módon, egy hűtővel, amelyben veszít hőt a hűtővíz alakítjuk kondenzátum, majd keresztül tápszivattyú 6snova belép a hulladékhő kazán.
4. ábra A CCGT vázlatos diagramja gőzfejlesztővel
1 - levegő a légkörből; 2 - üzemanyag; 3 - a turbina kipufogógázai;
4 - kimenő gázok; 5 - friss gőz; 6 - ivóvíz;
CS - égéskamra; GT - gázturbina; VK - a kompresszor; PT - gőzturbina; KU - hulladékégető kazán.