Механизм работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на неповторимом свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он преобразуется в мощнейший источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследство таковой уже дальной эры пара.
1-ая термическая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой русской термический станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни удивительно, но даже в наш век больших технологий ТЭС так и не нашлось настоящей подмены: их толика в мировой энергетике составляет наиболее 60 %.
И этому есть обычное разъяснение, в каком заключены плюсы и недочеты термический энергетики. Ее «кровь» — органическое горючее – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ как и раньше относительно доступны, а их припасы довольно значительны.
Огромным минусом будет то, что продукты сжигания горючего причиняют суровый вред окружающей среде. Ну и природная кладовая в один прекрасный момент совсем истощится, и тыщи ТЭС перевоплотился в ржавеющие «монументы» нашей цивилизации.
Механизм работы
Для начала стоит обусловиться с определениями «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Незапятнанная» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана только на создание электроэнергии. Ее другое заглавие «конденсационная электростанция» – КЭС.
Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, кроме генерации электроэнергии, производит подачу жаркой воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.
Схема работы ТЭЦ довольно ординарна. В топку сразу поступают горючее и разогретый воздух — окислитель. Более распространенное горючее на русских ТЭЦ – размельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который потом под давлением подается на паровую турбину. Мощнейший поток пара принуждает ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который конвертирует механическую энергию в электронную.
Дальше пар, уже существенно утративший свои начальные характеристики – температуру и давление – попадает в конденсатор, где опосля прохладного «водяного душа» он снова становится водой. Потом конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и дальше — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО2, которые могут вызвать коррозию. Опосля этого вода вновь подогревается от пара и подается назад в котел.
Теплоснабжение
2-ая, не наименее принципиальная функция ТЭЦ – обеспечение жаркой водой (паром), созданной для систем центрального отопления близкорасположенных населенных пт и бытового использования. В особых подогревателях прохладная вода греется до 70 градусов в летнюю пору и 120 градусов в зимнюю пору, опосля что сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и дальше по системе тепломагистралей поступает к пользователям. Припасы воды на ТЭЦ повсевременно пополняются.
Как работают ТЭС на газе
По сопоставлению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного наиболее малогабаритны и экологичны. Довольно сказать, что таковой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это на самом деле этот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При всем этом выбросы товаров сгорания малы.
Новейшие технологии сжигания угля
КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большая часть термических электростанций до сего времени работают на угле, что разъясняется очень просто — припасы угля на Земле как и раньше огромны, потому толика ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.
Процесс сжигания угля почти все десятилетия остается фактически постоянным. Но и сюда пришли новейшие технологии.
Незапятнанное сжигание угля (Clean Coal)
Изюминка данного способа заключается в том, что заместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли употребляется выделенный из воздуха незапятнанный кислород. В итоге, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Другие вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней чистки. Оставшийся на выходе СО2 закачивается в емкости под огромным давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.
Способ «oxyfuel capture»
Тут также при сжигании угля в качестве окислителя употребляется незапятнанный кислород. Лишь в отличие от предшествующего способа в момент сгорания появляется пар, приводящий турбину во вращение. Потом из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, делается остывание и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.
Способ «pre-combustion»
Уголь сжигается в «обыкновенном» режиме – в котле в консистенции с воздухом. Опосля этого удаляется зола и SO2 – оксид серы. Дальше происходит удаление СО2 при помощи специального водянистого впитывающего компонента, опосля что он утилизируется методом захоронения.
Пятерка самых массивных 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 фаворитов замыкает наикрупнейшая в Рф Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и 5-ая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.
Сургутская ГРЭС-2
Источник: