TPP-toiminnan perusperiaatteet

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Mikä on lämpövoimalaitos ja mitkä ovat lämpövoimalaitoksen toimintaperiaatteet? Tällaisten esineiden yleinen määritelmä kuulostaa suunnilleen seuraav alta - nämä ovat voimalaitoksia, jotka käsittelevät luonnonenergiaa sähköenergiaksi. Näihin tarkoituksiin käytetään myös luonnonpolttoaineita.

Lämpövoimalaitosten toimintaperiaate. Lyhyt kuvaus

Lämpövoimalaitokset ovat tähän mennessä käytetyimpiä. Tällaisissa laitoksissa poltetaan fossiilisia polttoaineita, mikä vapauttaa lämpöenergiaa. TPP:n tehtävänä on käyttää tätä energiaa sähkön hankkimiseen.

TPP:n toimintaperiaate on sähköenergian lisäksi myös lämpöenergian tuotanto, joka toimitetaan myös kuluttajille esimerkiksi kuuman veden muodossa. Lisäksi nämä energialaitokset tuottavat noin 76 % kaikesta sähköstä. Tällainen laaja jakelu johtuu siitä, että orgaanisen polttoaineen saatavuus aseman toimintaan on melko suuri. Toinen syy oli se, että polttoaineen kuljetus tuotantopaik alta itse asemalle on varsin yksinkertaista javakiintunut toiminta. TPP:n toimintaperiaate on suunniteltu siten, että käyttönesteen hukkalämpö on mahdollista käyttää toissijaiseen toimitukseen sen kuluttajalle.

Asemien erottelu tyypin mukaan

On syytä huomata, että lämpöasemat voidaan jakaa tyyppeihin sen mukaan, millaista energiaa ne tuottavat. Jos lämpövoimalaitoksen toimintaperiaate on vain sähköenergian tuotannossa (eli lämpöenergiaa ei toimiteta kuluttajalle), niin sitä kutsutaan lauhdutusvoimalaitokseksi (CPP).

Sähköenergian tuotantoon, höyryn vapautumiseen sekä kuluttajan kuuman veden toimittamiseen tarkoitetuissa tiloissa on höyryturbiinit lauhduturbiinien sijaan. Myös tällaisissa aseman elementeissä on välihöyrynpoisto tai vastapainelaite. Tämäntyyppisten lämpövoimalaitosten (CHP) tärkein etu ja toimintaperiaate on, että poistohöyryä käytetään myös lämmönlähteenä ja toimitetaan kuluttajille. Tällä tavalla lämpöhäviöitä ja jäähdytysveden määrää voidaan vähentää.

TPP-toiminnan perusperiaatteet

Ennen kuin ryhdymme tarkastelemaan itse toimintaperiaatetta, on ymmärrettävä, millaisesta asemasta puhumme. Tällaisten tilojen vakiojärjestely sisältää sellaisen järjestelmän kuin höyryn uudelleenlämmitys. Se on välttämätön, koska ylikuumenevan piirin lämpöhyötysuhde on korkeampi kuin järjestelmässä, jossa sitä ei ole. Yksinkertaisesti sanottuna lämpövoimalaitoksen toimintaperiaate tällaisella järjestelmällä on paljon tehokkaampi samallaalkuperäiset ja viimeiset esiasetetut parametrit kuin ilman sitä. Kaikesta tästä voidaan päätellä, että aseman toiminnan perusta on fossiilinen polttoaine ja lämmitetty ilma.

Työsuunnitelma

TPP:n toimintaperiaate on rakennettu seuraavasti. Polttoaine sekä hapetin, jonka roolin useimmiten ottaa lämmitetty ilma, syötetään kattilan tulipesään jatkuvana virtana. Polttoaineina voivat toimia aineet, kuten hiili, öljy, polttoöljy, kaasu, liuske, turve. Jos puhumme Venäjän federaation yleisimmästä polttoaineesta, tämä on hiilipöly. Lisäksi lämpövoimalaitoksen toimintaperiaate on rakennettu siten, että polttoaineen palamisesta syntyvä lämpö lämmittää höyrykattilassa olevan veden. Kuumennuksen seurauksena neste muuttuu kylläiseksi höyryksi, joka tulee höyryturbiiniin höyryn ulostulon kautta. Tämän laitteen päätarkoitus asemalla on muuntaa tulevan höyryn energia mekaaniseksi energiaksi.

Kaikki turbiinin liikkuvat elementit ovat tiiviisti yhteydessä akseliin, minkä seurauksena ne pyörivät yhtenä mekanismina. Saadakseen akselin pyörimään, höyryturbiini siirtää höyryn kineettisen energian roottoriin.

Aseman mekaaninen toiminta

TPP:n laite ja toimintaperiaate sen mekaanisessa osassa on yhteydessä roottorin toimintaan. Turbiinista tulevalla höyryllä on erittäin korkea paine ja lämpötila. Tämä luo korkean sisäisen energian.höyryä, joka tulee kattilasta turbiinin suuttimiin. Höyrysuihkut, jotka kulkevat suuttimen läpi jatkuvassa virtauksessa suurella nopeudella, joka on usein jopa suurempi kuin äänen nopeus, vaikuttavat turbiinin lapoihin. Nämä elementit on kiinnitetty jäykästi levyyn, joka puolestaan on tiiviisti kytketty akseliin. Tässä vaiheessa höyryn mekaaninen energia muunnetaan roottoriturbiinien mekaaniseksi energiaksi. Kun puhutaan tarkemmin lämpövoimalaitoksen toimintaperiaatteesta, mekaaninen vaikutus vaikuttaa turbogeneraattorin roottoriin. Tämä johtuu siitä, että tavanomaisen roottorin ja generaattorin akseli ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa. Ja sitten on melko tunnettu, yksinkertainen ja ymmärrettävä prosessi mekaanisen energian muuntamiseksi sähköenergiaksi laitteessa, kuten generaattorissa.

Höyryliike roottorin jälkeen

Kun vesihöyry on ohittanut turbiinin, sen paine ja lämpötila laskevat merkittävästi ja se tulee aseman seuraavaan osaan - lauhduttimeen. Tämän elementin sisällä tapahtuu höyryn käänteinen muuttuminen nesteeksi. Tämän tehtävän suorittamiseksi lauhduttimen sisällä on jäähdytysvettä, joka tulee sinne laitteen seinien sisällä kulkevien putkien kautta. Kun höyry on muutettu takaisin vedeksi, se pumpataan ulos lauhdepumpulla ja menee seuraavaan osastoon - ilmanpoistoon. On myös tärkeää huomata, että pumpattu vesi kulkee regeneratiivisten lämmittimien läpi.

Ilmanpoiston päätehtävä on poistaa kaasut sisääntulevasta vedestä. Samanaikaisesti puhdistuksen kanssa neste lämmitetään samalla tavalla kuinregeneratiivisissa lämmittimissä. Tätä tarkoitusta varten käytetään höyryn lämpöä, joka otetaan seuraavasta turbiiniin. Ilmanpoistotoimenpiteen päätarkoituksena on vähentää nesteen happi- ja hiilidioksidipitoisuus hyväksyttäville arvoille. Tämä auttaa vähentämään korroosion nopeutta vettä ja höyryä syöttävillä reiteillä.

Asemat hiilellä

Lämpövoimalaitosten toimintaperiaatteessa on suuri riippuvuus käytetystä polttoaineesta. Teknologisesta näkökulmasta vaikein aine on kivihiili. Tästä huolimatta raaka-aineet ovat pääasiallinen ravinnonlähde näissä laitoksissa, joiden osuus asemien kokonaisosuudesta on noin 30 %. Lisäksi tällaisten kohteiden määrää on tarkoitus lisätä. On myös syytä huomata, että aseman toimintaan tarvittavien toiminnallisten osastojen määrä on paljon suurempi kuin muissa tyypeissä.

Kuinka hiilivoimalat toimivat

Jotta asema toimisi jatkuvasti, raiteita pitkin tuodaan jatkuvasti hiiltä, joka puretaan erityisillä purkuvälineillä. Sitten on elementtejä, kuten kuljetinhihnat, joiden kautta purettu kivihiili syötetään varastoon. Seuraavaksi polttoaine menee murskauslaitokseen. Tarvittaessa on mahdollista ohittaa hiilen toimitusprosessi varastoon ja siirtää se suoraan murskaimiin purkulaitteista. Tämän vaiheen jälkeen murskattu raaka-aine menee raakahiilen bunkkeriin. Seuraava vaihe on materiaalin toimittaminensyöttölaitteet hiilijauhetehtaille. Lisäksi hiilipölyä syötetään pneumaattista kuljetusmenetelmää käyttäen hiilipölybunkkeriin. Tämän reitin ohittaessa aine ohittaa sellaiset elementit kuten erottimen ja syklonin, ja bunkkerista se tulee jo syöttölaitteiden kautta suoraan polttimiin. Myllyn tuuletin imee syklonin läpi kulkevan ilman, jonka jälkeen se syötetään kattilan polttokammioon.

Lisäksi kaasun liike näyttää tältä. Polttokammioon muodostuva haihtuva aine kulkee peräkkäin laitteiden, kuten kattilalaitoksen kaasukanavien, läpi, minkä jälkeen, jos käytetään jälkilämmitysjärjestelmää, kaasu syötetään primääri- ja toisiotulistimiin. Tässä osastossa, kuten myös veden ekonomaiserissa, kaasu luovuttaa lämpöä työnesteen lämmittämiseksi. Seuraavaksi asennetaan elementti, jota kutsutaan ilman tulistimeksi. Tässä kaasun lämpöenergiaa käytetään sisääntulevan ilman lämmittämiseen. Kun haihtuva aine on kulkenut kaikkien näiden elementtien läpi, se siirtyy tuhkansieppariin, jossa se puhdistetaan tuhkasta. Savupumput imevät sitten kaasun ulos ja vapauttavat sen ilmakehään kaasuputken avulla.

TPP ja ydinvoimalaitos

Melko usein herää kysymys, mikä on yhteistä lämpö- ja ydinvoimalaitosten välillä ja onko lämpövoimalaitosten ja ydinvoimalaitosten toimintaperiaatteissa samank altaisuutta.

Jos puhumme niiden yhtäläisyyksistä, niitä on useita. Ensinnäkin molemmat on rakennettu siten, että he käyttävät työhönsä luonnonvaraa, joka on fossiili ja kaivettu. Sitä paitsi,voidaan todeta, että molemmat objektit on tarkoitettu tuottamaan paitsi sähköenergiaa myös lämpöenergiaa. Toimintaperiaatteiden yhtäläisyydet ovat myös siinä, että lämpövoimalaitoksissa ja ydinvoimalaitoksissa on turbiinit ja höyrygeneraattorit mukana prosessissa. Seuraavat ovat vain joitain eroista. Näitä ovat muun muassa se, että esimerkiksi lämpövoimaloista saatava rakentamis- ja sähkö on huomattavasti alhaisempi kuin ydinvoimaloista. Mutta toisa alta ydinvoimalat eivät saastuta ilmakehää niin kauan kuin jätteet on hävitetty asianmukaisesti eikä tapahdu onnettomuuksia. Lämpövoimalaitokset päästävät toimintaperiaatteensa vuoksi jatkuvasti haitallisia aineita ilmakehään.

Tässä on ydinvoimalaitosten ja lämpövoimalaitosten toiminnan pääasiallinen ero. Jos lämpölaitoksissa polttoaineen polton lämpöenergia siirretään useimmiten veteen tai muunnetaan höyryksi, niin ydinvoimalaitoksissa energia otetaan uraaniatomien fissiosta. Tuloksena oleva energia hajoaa erilaisten aineiden lämmittämiseksi ja vettä käytetään täällä melko harvoin. Lisäksi kaikki aineet ovat suljetuissa suljetuissa piireissä.

Lämmönhuolto

Joidenkin voimalaitosten suunnitelmat voivat sisältää sellaisen järjestelmän, joka lämmittää itse voimalaitoksen sekä mahdollisen viereisen kylän. Tämän yksikön verkkolämmittimiin otetaan höyry turbiinista, ja siellä on myös erityinen linja lauhteenpoistoon. Vesi syötetään ja poistetaan erityisen putkiston kautta. Tällä tavalla syntyvä sähköenergia ohjataan sähkögeneraattorista ja siirretään kuluttajalle,kulkee porrasmuuntajien läpi.

Päävarusteet

Jos puhumme lämpövoimaloissa käytettävistä pääelementeistä, niin nämä ovat kattilahuoneita sekä turbiinilaitteistoja, jotka on yhdistetty sähkögeneraattoriin ja lauhduttimeen. Suurin ero päälaitteiden ja lisälaitteiden välillä on, että sillä on vakioparametrit tehon, tuottavuuden, höyryparametrien sekä jännitteen ja virran voimakkuuden jne. suhteen. On myös huomattava, että peruslaitteiden tyyppi ja lukumäärä elementit valitaan riippuen siitä, kuinka paljon tehoa tarvitset yhdestä TPP:stä, sekä sen toimintatavasta. Animaatio lämpövoimalaitoksen toimintaperiaatteesta voi auttaa ymmärtämään tätä asiaa tarkemmin.