Принцип работы тэц на угле: Принцип работы каменноугольной тепловой электростанции / Тепловые электростанции (ТЭС) / Статьи

Принцип работы и типы ТЭЦ, устройство ТЭС

Содержание

• Что такое АЭС?
• Что такое ТЭС?
• Что такое ТЭЦ?
• Принцип работы
• Теплоснабжение
• Как работают ТЭС на газе
• Типы ТЭЦ
• ТЭС и ТЭЦ: различия
• Какие предъявляются требования к ТЭС
• Преимущества ТЭС
• Главное – электричество
• В приоритете – тепло
• Математические модели и методы, используемые в задачах управления ТЭС
• Экологические аспекты использования

Что такое АЭС?

Атомная электростанция (АЭС) – это объект, на котором для производства энергии используется реакция распада ядерного топлива.

Попытки использования управляемой (то есть контролируемой, прогнозируемой) ядерной реакции для выработки электроэнергии были предприняты советскими и американскими учеными одновременно – в 40-х годах прошлого века. В 50-х годах «мирный атом» стал реальностью, и во многих странах мира стали строить АЭС.

Центральным узлом любой АЭС является ядерная установка, в которой происходит реакция. При распаде радиоактивных веществ происходит выделение огромного количества тепла. Выделяемая тепловая энергия используется для нагрева теплоносителя (как правило, воды), который, в свою очередь, нагревает воду второго контура до перехода ее в пар. Горячий пар вращает турбины, благодаря чему происходит образование электроэнергии.

В мире не утихают споры о целесообразности использования атомной энергии для выработки электричества. Сторонники АЭС говорят об их высокой продуктивности, безопасности реакторов последнего поколения, а также о том, что такие электростанции не загрязняют окружающую среду. Противники утверждают, что АЭС потенциально чрезвычайно опасны, а их эксплуатация и, особенно, утилизация отработанного топлива сопряжены с огромными расходами.

Что такое ТЭС?

Наиболее традиционным и распространенным в мире видом электростанциЙ являются ТЭС. Тепловые электростанции (так расшифровывается данная аббревиатура) вырабатывают электроэнергию за счет сжигания углеводородного топлива – газа, угля, мазута.

Схема работы ТЭС выглядит следующим образом: при сгорании топлива образуется большое количество тепловой энергии, с помощью которой нагревается вода. Вода превращается в перегретый пар, который подается в турбогенератор. Вращаясь, турбины приводят в движение детали электрогенератора, образуется электрическая энергия.

На некоторых ТЭЦ фаза передачи тепла теплоносителю (воде) отсутствует. В них используются газотурбинные установки, в которых турбину вращают газы, полученные непосредственно при сжигании топлива.

Существенным преимуществом ТЭС считается доступность и относительная дешевизна топлива. Однако есть у тепловых станций и недостатки. Это, прежде всего, экологическая угроза окружающей среде. При сжигании топлива в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ. Чтобы сделать ТЭС более безопасными, применяется ряд методов, в том числе: обогащение топлива, установка специальных фильтров, задерживающих вредные соединения, использование рециркуляции дымовых газов и т. п.

Что такое ТЭЦ?

Само название данного объекта напоминает предыдущее, и на самом деле, ТЭЦ, как и тепловые электростанции преобразуют тепловую энергию сжигаемого топлива. Но помимо электроэнергии теплоэлектроцентрали (так расшифровывается ТЭЦ) поставляют потребителям тепло. ТЭЦ особенно актуальны в холодных климатических зонах, где нужно обеспечить жилые дома и производственные здания теплом. Именно поэтому ТЭЦ так много в России, где традиционно используется центральное отопление и водоснабжение городов.

По принципу работы ТЭЦ относятся к конденсационным электростанциям, но в отличие от них, на теплоэлектроцентралях часть выработанной тепловой энергии идет на производство электричества, а другая часть – на нагрев теплоносителя, который и поступает к потребителю.

ТЭЦ более эффективна по сравнению с обычными ТЭС, поскольку позволяет использовать полученную энергию по максимуму. Ведь после вращения электрогенератора пар остается горячим, и эту энергию можно использовать для отопления.

Помимо тепловых, существуют атомные ТЭЦ, которые в перспективе должны сыграть ведущую роль в электро- и теплоснабжении северных городов.

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 СО2, 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.

Типы ТЭЦ

По типу соединения котлов и турбин теплоэлектроцентрали могут быть блочные и неблочные (с поперечными связями). На блочных ТЭЦ котлы и турбины соединены попарно (иногда применяется дубль-блочная схема: два котла на одну турбину). Такие блоки имеют, как правило, большую электрическую мощность: 100—300 МВт.

ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 в Северодвинске

ТЭЦ-5 в Новосибирске

Схема с поперечными связями позволяет перебросить пар от любого котла на любую турбину, что повышает гибкость управления станцией. Однако для этого необходимо установить крупные паропроводы вдоль главного корпуса станции. Кроме того, все котлы и все турбины, объединённые в схему, должны иметь одинаковые номинальные параметры пара (давление, температуру). Если в разные годы на ТЭЦ устанавливалось основное оборудование разных параметров, должно быть несколько схем с поперечными связями. Для принудительного изменения параметров пара может быть использовано редукционно-охладительное устройство (РОУ).

По типу паропроизводящих установок могут быть ТЭЦ с паровыми котлами, с парогазовыми установками, с ядерными реакторами (атомная ТЭЦ). Могут быть ТЭЦ без паропроизводящих установок — с газотурбинными установками. Поскольку ТЭЦ часто строятся, расширяются и реконструируются в течение десятков лет (что связано с постепенным ростом тепловых нагрузок), то на многих станциях имеются установки разных типов. Паровые котлы ТЭЦ различаются также по типу топлива: уголь, мазут, газ.

По типу выдачи тепловой мощности различают турбины с регулируемыми теплофикационными отборами пара (в обозначении турбин, выпускаемых в России, присутствует буква «Т», например, Т-110/120-130), с регулируемыми производственными отборами пара («П»), с противодавлением («Р»). Обычно имеется 1—2 регулируемых отбора каждого вида; при этом количество нерегулируемых отборов, используемых для регенерации тепла внутри тепловой схемы турбины, может быть любым (как правило, не более 9, как для турбины Т-250/300-240). Давление в производственных отборах (номинальное значение примерно 1—2 МПа) обычно выше, чем в теплофикационных (примерно 0,05—0,3 МПа). Термин «Противодавление» означает, что турбина не имеет конденсатора, а весь отработанный пар уходит на производственные нужды обслуживаемых предприятий. Такая турбина не может работать, если нет потребителя пара противодавления. В похожем режиме могут работать теплофикационные турбины (типа «Т») при полной тепловой нагрузке: в таком случае весь пар уходит в отопительный отбор, однако давление в конденсаторе поддерживается немногим более номинального (обычно не более 12—17 кПа). Для некоторых турбин возможна работа на «ухудшенном вакууме» — до 20 кПа и более.

Кроме того, выпускаются паровые турбины со смешанным типом отборов: с регулируемыми теплофикационными и производственными отборами («ПТ»), с регулируемыми отборами и противодавлением («ПР») и др. На ТЭЦ могут одновременно работать турбины различных типов в зависимости от требуемого сочетания тепловых нагрузок.

ТЭС и ТЭЦ: различия

Часто люди путают эти два понятия. ТЭЦ, по сути, как мы выяснили, является одной из разновидностей ТЭС. Отличается такая станция от других типов ТЭС прежде всего тем, что часть вырабатываемой ею тепловой энергии идет на бойлеры, установленные в помещениях для их обогрева или же для получения горячей воды.

Также люди часто путают названия ГЭС и ГРЭС. Связано это прежде всего со сходством аббревиатур. Однако ГЭС принципиально отличается от ГРЭС. Оба этих вида станций возводятся на реках. Однако на ГЭС, в отличие от ГРЭС, в качестве источника энергии используется не пар, а непосредственно сам водяной поток.

Какие предъявляются требования к ТЭС

ТЭС — это тепловая электрическая станция, на которой выработка электроэнергии и ее потребление производятся одномоментно. Поэтому такой комплекс должен полностью соответствовать ряду экономических и технологических требований. Это обеспечит бесперебойное и надежное обеспечение потребителей электроэнергией. Так:

• помещения ТЭС должны иметь хорошее освещение, вентиляцию и аэрацию;
• должна быть обеспечена защита воздуха внутри станции и вокруг нее от загрязнения твердыми частицами, азотом, оксидом серы и т. д.;
• источники водоснабжения следует тщательно защищать от попадания в них сточных вод;
• системы водоподготовки на станциях следует обустраивать безотходные.

Преимущества ТЭС

ТЭС — это, таким образом, станция, основным типом оборудования на которой являются турбины и генераторы. К плюсам таких комплексов относят в первую очередь:

• дешевизну возведения в сравнении с большинством других видов электростанций;
• дешевизну используемого топлива;
• невысокую стоимость выработки электроэнергии.

Также большим плюсом таких станций считается то, что построены они могут быть в любом нужном месте, вне зависимости от наличия топлива. Уголь, мазут и т. д. могут транспортироваться на станцию автомобильным или железнодорожным транспортом.

Еще одним преимуществом ТЭС является то, что они занимают очень малую площадь в сравнении с другими типами станций.

Главное – электричество

Обозначение «ГРЭС»  – пережиток советского индустриального мегапроекта, на начальном этапе которого, в рамках плана ГОЭЛРО, решалась задача ликвидации дефицита, прежде всего, электрической энергии. Расшифровывается оно просто – «государственная районная электрическая станция». Районами в СССР называли территориальные объединения (промышленности с населением), в которых можно было организовать единое энергоснабжение. И в узловых географических точках, обычно вблизи крупных месторождений сырья, которое можно было использовать в качестве топлива, и ставили ГРЭС. Впрочем, газ на такие станции можно подавать и по трубопроводам, а уголь, мазут и другие виды топлива завозить по железной дороге. А на Березовскую ГРЭС компании «Юнипро» в красноярском Шарыпово уголь вообще приходит по 14-километровому конвейеру.

В современном понимании ГРЭС – это конденсационная электростанция (КЭС), по сравнению с ТЭЦ, очень мощная. Ведь главная задача такой станции – выработка электроэнергии, причем в базовом режиме (то есть равномерно в течение дня, месяца или года).
Поэтому ГРЭС, как правило, расположены вдали от крупных городов – благодаря линиям электропередач такие объекты генерации работают на всю энергосистему. И даже на экспорт – как, например, Гусиноозерская ГРЭС в Бурятии, с момента своего запуска в 1976 году обеспечивающая львиную долю поставок в Монголию. И выполняющая для этой страны роль «горячего резерва».

Интересно, что далеко не все станции, имеющие в своем названии аббревиатуру «ГРЭС», являются конденсационными; некоторые из них давно работают как теплоэлектроцентрали. Например, Кемеровская ГРЭС «Сибирской генерирующей компании» (СГК). «Изначально, в 1930-е годы, она вырабатывала только электроэнергию. Тем более что энергодефицит тогда был большой. Но когда вокруг станции вырос город Кемерово, на первый план вышел другой вопрос – как отапливать жилые кварталы? Тогда станцию перепрофилировали в классическую теплоэлектроцентраль, оставив лишь историческое название – ГРЭС. Для того, чтобы работник с гордостью мог сказать: «Я работаю на ГРЭС!». Потребление угля на электричество и тепло на станции идет сегодня в пропорции 50 на 50», — объясняет «Кислород.ЛАЙФ» начальник управления эксплуатации ТЭС Кузбасского филиала СГК Алексей Кутырев.

В то же время на других ГРЭС, входящих в СГК – например, на Томь-Усинской (1345,4 МВт) и Беловской (1260 МВт) в Кузбассе, а также на Назаровской (1308 МВт) в Красноярском крае – 97% сжигаемого угля идет на генерацию электричества. И всего 3% – на выработку тепла. И такая же картина, за редким исключением – практически на любой другой ГРЭС.

Алексей Кутырев    начальник управления эксплуатации ТЭС Кузбасского филиала

«Для ТЭЦ электроэнергия, в отличие от ГРЭС – продукт побочный, такие станции в СССР и в России работают, прежде всего, для подогрева теплоносителя – и вырабатывают тепло, которое потом идет в жилые дома или на промышленные предприятия в виде пара. А сколько получается в итоге электроэнергия – не так уж и важно. Важно – выдать нужные гигакалории, чтобы потребителям, в основном – населению, было комфортно»

Крупнейшей в России ГРЭС и третьей в мире тепловой станцией является Сургутская ГРЭС-2(входит в «Юнипро») – ее мощность 5657,1 МВт (мощнее в нашей стране – только две ГЭС, Саяно-Шушенская и Красноярская). При довольно приличном КИУМ более 64,5% эта станция выработала в 2017 году почти 32 млрд кВт*часов электрической энергии. Эта ГРЭС работает на попутном нефтяном и природном газе. Крупнейшей же по мощности ГРЭС в стране, работающей на твердом топливе (угле), является Рефтинская — она расположена в 100 км от Екатеринбурга. 3,8 ГВт электрической мощности позволяют вырабатывать объемы, покрывающие 40% потребности всей Свердловской области. В качестве основного топлива на станции используется экибастузский каменный уголь.

Кемеровская ГРЭС давно перепрофилирована в классическую теплоэлектроцентраль, ей оставлено лишь историческое название – ГРЭС.

В приоритете – тепло

Теплоэнергоцентрали (ТЭЦ) – это еще один тип ТЭС, но это не конденсационная, а теплофикационная станция.   ТЭЦ, главным образом, производят тепло – в виде технологического пара и горячей воды (в том числе для горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов). Поэтому ТЭЦ являются ключевым элементом в централизованных системах теплоснабжения в городах, по уровню проникновения которых Россия является одним из мировых лидеров. Средние и малые ТЭЦ являются также незаменимыми спутниками крупных промышленных предприятий. Ключевая черта ТЭЦ – когенерация: одновременное производство тепла и электричества . Это и эффективнее, и выгоднее выработки, например, только электроэнергии (как на ГРЭС) или только тепла (как на котельных). Поэтому в СССР в свое время и сделали ставку на повсеместное развитие теплофицикации.

Принципиальное отличие ТЭЦ от ГРЭС, при том что все это котлотурбинные и паротурбинные электростанции — разные типы турбин. На теплоэлектроцентралях ставят теплофикационные турбины марки «Т», отличие которых от конденсационных турбин типа «К» (которые работают на ГРЭС) – наличие регулируемых отборов пара. В дальнейшем он направляется, например, к подогревателям сетевой воды, откуда она идет в батареи квартир или в краны с горячей водой. Наибольшее распространение в нашей стране исторически получили турбины Т-100, так называемые «сотки». Но работают на ТЭЦ и противодавленческие турбины типа «Р», которые производят технологический пар (у них нет конденсатора и пар, после того, как выработал электроэнергию в проточной части, идет напрямую промышленному потребителю). Бывают и турбины типа «ПТ», которые могут работать и на промышленность, и на теплофикацию.

В турбинах типа «К» процесс расширения пара в проточной части заканчивается его кондесацией (что позволяет получать на одной установке большую мощность – до 1,6 ГВт и более).

Алексей Кутырев    начальник управления эксплуатации ТЭС Кузбасского филиала

«Для ТЭЦ электроэнергия, в отличие от ГРЭС – продукт побочный, такие станции в СССР и в России работают, прежде всего, для подогрева теплоносителя – и вырабатывают тепло, которое потом идет в жилые дома или на промышленные предприятия в виде пара. А сколько получается в итоге электроэнергия – не так уж и важно. Важно – выдать нужные гигакалории, чтобы потребителям, в основном – населению, было комфортно»

В отопительный сезон ТЭЦ работают по так называемому «тепловому графику» – поддерживают температуру сетевой воды в магистрали в зависимости от температуры наружного воздуха. В этом режиме ТЭЦ могут нести и базовую нагрузку по электроэнергии, демонстрируя, кстати, очень высокие коэффициенты использования установленной мощности (КИУМ). По электрическому графику ТЭЦ обычно работают в теплые месяцы года, когда отборы на теплофикацию с турбин отключаются. ГРЭС же работают исключительно по электрическому графику.

Нетрудно догадаться, что ТЭЦ в России гораздо больше ГРЭС – и все они, как правило, сильно различаются по мощности. Вариантов их работы также великое множество. Некоторые ТЭЦ, например, работают как ГРЭС — такова, к примеру, ТЭЦ-10 компании «Иркутскэнерго». Другие функционируют в тесной спайке с промышленными предприятиями – и потому не снижают свою мощность даже в летний период. Например, Казанская ТЭЦ-3 ТГК-16 снабжает паром гигант химиндустрии – «Казаньоргсинтез» (обе компании входят в Группу ТАИФ). А Ново-Кемеровская ТЭЦ СГК генерирует пар для нужд КАО «Азот». Некоторые станции обеспечивают теплом и горячей водой преимущественно население – например, все четыре ТЭЦ в Новосибирске с 1990-х практически прекратили производство технологического пара.

Случается, что теплоэлектроцентрали вообще не производят электрической энергии – хотя таких сейчас и меньшинство. Связано это с тем, что в отличие от гигакалорий, стоимость которых жестко регулируются государством, киловатты в России являются рыночным товаром. В этих условиях даже те ТЭЦ, что ранее не работали на оптовый рынок электроэнергии и мощности, постарались на него выйти. В структуре СГК, например, такой путь прошла Красноярская ТЭЦ-3, до марта 2012 года вырабатывавшая только тепловую энергию. Но с 1 марта того года на ней ввели в строй первый угольный энергоблок в России на 208 МВт, построенный в рамках ДПМ. С тех пор эта станция вообще стала образцово-показательной в СГК по энергоэффективности и экологичности.

Красноярская ТЭЦ-3 до марта 2012 года вырабатывала только тепловую энергию. А сейчас является образцово-показательной в СГК по энергоэффективности и экологичности.

Крупнейшие ТЭЦ в России работают на газе и находятся под крылом «Мосэнерго». Самой мощной, вероятно, можно считать ТЭЦ-26, расположенную в московском районе Бирюлево Западное – по крайней мере, по показателю электрической мощности 1841 МВт она опережает все другие ТЭЦ страны. Эта электростанция обеспечивает централизованное теплоснабжение промышленных предприятий, общественных и жилых зданий с населением более 2 млн человек в районах Чертаново, Ясенево, Бирюлево и Марьино. Тепловая мощность у этой ТЭЦ хоть и высока (4214 Гкал/час), но не является рекордной. У ТЭЦ-21 того же «Мосэнерго» мощность по теплу выше – 4918 Гкал/час, хотя по электроэнергии она немногим уступает «коллеге» (1,76 ГВт).

Математические модели и методы, используемые в задачах управления ТЭС

Как известно, технологический процесс на ТС заключается в поэтапном преобразовании различных видов энергии. Технологический процесс имеет особенность — конечный продукт — электроэнергия — не подлежит складированию. Косвенным показателем соответствия между паропроизводительностью котла мощностью турбины служит давление перегретого пара.

Современные ТЭС делятся на два типа:

1. С поперечными связями. Основной агрегат по пару и воде связаны между собой
2. С блочной компоновкой. При таком типе основное оборудование описывается отдельным технологическим процессом в пределах каждого энергоблока.

Для описания технологических процессов и формирования критериев управления составляются математические модели. Их изображают в форме уравнений.

В качестве объекта управления, характеризующего технологический процесс на ТЭС в целом, обычно выбирают типичный энергоблок. Технологический процесс, протекающий в таком блоке, можно представить в виде двух последовательных процессов: в паровом котле и турбогенераторе.

Экологические аспекты использования

Энергетика является одним из тех секторов мировой экономики, изменения в которых необходимы, чтобы избежать неприемлемых последствий глобального потепления. Оценки энергоинфраструктуры на основе глобального 2эмиссионного бюджета CO показывают, что после 2017 года в мире не должны вводиться в строй новые электростанции, работающие на ископаемом топливе.

Тепловые электростанции зачастую становятся «мишенями» для радикально настроенных климатических активистов.

Источники

• http://www.vseznaika.org/proizvodstvo/chto-takoe-aes-tec-i-tes/
• https://www.techcult.ru/technology/5057-princip-raboty-i-ustrojstvo-tec-tes
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C
• https://www.syl.ru/article/315522/tes—eto-chto-takoe-tes-i-tets-razlichiya
• https://sibgenco.online/news/element/what-distinguishes-tpp-from-tpp/
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F

[свернуть]

Энергетика.

ТЭС и АЭС | Всё о тепловой и атомной энергетике

Новости АЭС

С 19 по 21 апреля 2022 Международный выставочный центр «Казань Экспо» примет в своих

Статьи

Volvo Construction Equipment (Volvo CE) модернизировала свои компактные колесные погрузчики L20 и L25 Electric

Новости АЭС

Блюда из рыбы всегда были частью как праздничного стола, так и меню на каждый

Статьи

Первое впечатление о квартире сложится у посетителей мгновенно, как только они попадут в прихожую.

Статьи

Многие владельцы собственного жилья сталкивались с такой распространенной процедурой, как окрашивание деревянного пола. Этот

Статьи

Монолитный плитный фундамент – оптимальное решение для нестабильных грунтов Когда речь идет о строительстве

Статьи

Зарождающаяся мода на предметы искусства, скульптуры и декоративные фигурки в интерьере становится очень и

Новости АЭС

Последнее время цены на газ значительно увеличились процедура сертификации оборудования усложнилась. Поэтому установка газобаллонного

Новости АЭС

Инвестирование в криптовалюту — отличный вариант вложения средств. С каждым днем ее стоимость только

Новости АЭС

В настоящее время многие семьи не имеют своего жилья и не могут его купить

Новости энергетической отрасли

Большая часть населения во время каких-либо проблем задумываются о том, что им стоит все-таки

Новости ТЭС

Спрей ИРС-19 – местное иммуностимулирующее средство. Изготовителем лекарства является фармацевтическое учреждение France Mulan Laboratories.

Энергетика США

Форекс https://forex-review.ru/, как крупнейший рынок в мире, привлекает своим блеском и размером. Можно сказать,

Новости ТЭС

Стеновые панели декоративного типа – материал, пользующийся огромной популярностью. Действительно, с их помощью можно

Энергетика США

Сейчас все более популярные стают солнечные батареи отзывы о которых довольно хорошие и позитивные.

Новости АЭС

Мало кто задумывается, что в современном обществе огромное значение имеет такой женский аксессуар, как

Энергетика США

Компаний, которые выступают в роли посредника, и открывают своим клиентам доступ к торговле на

Новости ТЭС

Как выбрать входную металлическую дверь? Советы профессионала Начинать ремонт в квартире, купленной на вторичном

Новости ТЭС

Почему не рекомендуется снимать жилье в Екатеренбурге https://etagiekb. ru/realty_rent/ в новостройках. Новостройки— это свежий ремонт,

Новости ТЭС

Галогенные лампы — универсальный источник света с большой яркостью и качественной цветопередачей. Сферы применения

Зарубежные ТЭС

Многие предприятия продолжают усердно работать над усовершенствованием разработки осовремененных приборов для диагностики. Так, например,

Новости

Сегодня интернет открывает невероятно огромные возможности своим пользователям в плане заработка. К примеру, совершать

Новости

Как выбрать лучший онлайн-курс английского Решили начать изучать английский онлайн? Хотите, чтобы все ваши

Без рубрики

Трансформаторы – это устройства, которые преобразуют электрическую энергию и обычно устанавливаются в общественных зданиях,

Без рубрики

ООО “Сервомеханизмы” предлагает технику линейного перемещения, а кроме того все сопутствующие товары – двигатели

Новости

Что нужно знать о ленточной библиотеке Объемы информационных данных возрастают в геометрической прогрессии ежеминутно.

Статьи

Уже давно человечество ведёт поиск альтернативных источников энергии. Одно из самых эффективных изобретений в

Статьи

Большинство преимуществ Onecoin на фоне остальных криптовалют основаны на том, что их разработчики постарались

Статьи

В последние годы наша страна активно развивается. Вместе с ней развиваются компании с мировым

Статьи

Уже многие десятилетия электродуговая сварка остаётся оптимальным способом создания неразборных стальных конструкций. При этом

Угольная электростанция – Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Угольная электростанция в Англии. ^[1] Обратите внимание на две высокие дымовые трубы, через которые продукты сгорания уходят в атмосферу, и более короткие и широкие градирни.

Угольные электростанции , также известные как Угольные электростанции , представляют собой объекты, которые сжигают уголь для производства пара для производства электроэнергии. Эти станции, показанные на рис. 1, обеспечивают ~ 40% мировой электроэнергии. ^[2] Такие страны, как Южная Африка, используют уголь для производства 94% своей электроэнергии, а Китай и Индия используют уголь для удовлетворения 70-75% своих потребностей в электроэнергии, однако количество угля, используемого Китаем, намного меньше, чем в большинстве других стран (см. визуализацию данных ниже). ^[3] Использование угля обеспечивает доступ к электричеству для тех, у кого его раньше не было, что способствует повышению качества жизни и сокращению бедности в этих регионах, однако производит большое количество различных загрязняющих веществ, что снижает качество воздуха и способствует изменению климата.

Сжигание огромного количества угля

Угольным электростанциям требуется огромное количество угля. Шокирует: угольная электростанция мощностью 1000 МВт потребляет 9000 тонн угля в день, что эквивалентно загрузке всего поезда (90 автомобилей по 100 тонн в каждом!). ^[4] Количество угля, используемого в течение полного года, потребовало бы тогда 365 поездов, и если длина каждого из них составляет 3 км, то длина одного поезда, перевозящего весь этот уголь, должна была бы составлять около 1100 км; примерно такое же расстояние, как ехать из Калгари, AB, в Викторию, BC. Если бы этот поезд проезжал мимо вашего дома со скоростью 40 километров в час, то в день он проезжал бы более !

Рисунок 2. Угольный поезд длиной 1100 километров, расстояние от Калгари до Виктории, требуется в год для угольной электростанции мощностью 1000 МВт. ^[5]

Преобразование этого угля в конечную цель производства электроэнергии представляет собой многогранный процесс: ^[6]

1. Уголь должен быть выгружен из поезда. Традиционные способы сделать это требуют использования кранов, поднимающих уголь из вагонов, однако на новых заводах пол под железнодорожными путями опускается, что позволяет сбрасывать уголь в подземную защитную оболочку. Для этого даже не требуется, чтобы поезд останавливался! ^[7] Видео об этом смотрите здесь. Многие угольные электростанции находятся в устье шахты, что означает, что электростанция была размещена там, где находится угольная шахта, поэтому уголь не нужно перевозить поездом.
2. После выгрузки уголь затем измельчается в мелкий порошок большой дробилкой. Это обеспечивает почти полное сгорание угля, чтобы максимизировать отдаваемое тепло и свести к минимуму загрязняющие вещества.
3. Затем пылевидный уголь подается в котел , где происходит сгорание, и уголь обеспечивает теплом электростанцию. Это тепло передается трубам, содержащим воду под высоким давлением, которая превращается в пар.
4. Затем пар проходит через турбину , заставляя ее вращаться очень быстро, которая, в свою очередь, вращает генератор, производя электричество. Затем электроэнергия может быть введена в электрическую сеть для использования обществом.

Электростанции, работающие на угле, следуют циклу Ренкина, чтобы завершить этот процесс. Поскольку для циркуляции в этом цикле требуется много воды, угольные электростанции необходимо располагать вблизи водоема. Процесс работы угольных электростанций можно увидеть ниже на рисунке 3.

Рисунок 3. Процесс преобразования угля в электроэнергию на угольной электростанции. ^[8]

Воздействие на окружающую среду

Угольные электростанции оказывают множество сопутствующих экологических воздействий на местную экосистему.

Загрязнение воздуха

При сжигании угля выделяются многие загрязняющие вещества – оксиды азота (NOx) и серы (SOx) – и твердые частицы. Они также выделяют парниковые газы, такие как двуокись углерода (CO ₂ ) и метан (CH _{4 9).0080), которые, как известно, способствуют глобальному потеплению и изменению климата. Чтобы остановить их выброс, электростанциям требуются технологии, снижающие выброс этих вредных молекул. ^[9]}

Использование/загрязнение воды

Для удаления примесей из угля часто требуется большое количество воды, ^[10] этот процесс известен как промывка угля. Например, в Китае около одной пятой воды, используемой в угольной промышленности, используется для этого процесса. ^[11] Этот процесс помогает уменьшить загрязнение воздуха, так как удаляет около 50% золы, содержащейся в угле. В результате образуется меньше диоксида серы (SOx), а также меньше диоксида углерода (CO ₂ ) из-за более высокой тепловой эффективности. ^[12]

Когда электростанции удаляют воду из окружающей среды, это может затронуть рыбу и других водных организмов, а также животных, зависящих от этих источников. ^[10] Загрязняющие вещества также накапливаются в воде, которую используют электростанции, поэтому, если эта вода сбрасывается обратно в окружающую среду, она может нанести вред дикой природе. ^[10]

Сброс воды с электростанций и обогащения угля требует контроля и регулирования. Посетите Агентство по охране окружающей среды США (EPA) для получения дополнительной информации об этом.

World Electricity Generation: Уголь

На приведенной ниже карте показано, из какой первичной энергии разные страны получают энергию для производства электроэнергии. Уголь отображается серым цветом. Нажмите на регион, чтобы увеличить группу стран, затем нажмите на страну, чтобы увидеть, откуда поступает электричество. Некоторые известные страны включают Китай, Индию, США, Россию, Канаду и Францию.

Для дополнительной информации

• Угольная электростанция в сверхкритическом состоянии
• Угольная формация
• Сжижение угля
• Угольный газ
• Угольный пласт
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. uk_-_35089.jpg
2. ↑ Х. Ричи и М. Розер, «Ископаемое топливо», Наш мир в данных, 2020 г. [Онлайн]. Доступно: https://ourworldindata.org/fossil-fuels. [Доступ: 11 мая 2020 г.].
3. ↑ Источник данных:
   МЭА (2014 г.), «Мировые энергетические балансы», Мировая энергетическая статистика и балансы МЭА (база данных). DOI: http://dx.doi.org.ezproxy.lib.ucalgary.ca/10.1787/data-00512-en
   (По состоянию на февраль 2015 г.)
4. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Клейнбах, «Электричество: схемы + сверхпроводники», в Energy: its Use and the Environment , 4th ed. Торонто, Онтарио. Канада: Thomson Brooks/Cole, 2006, ch.10, sec.A, pp.320.
5. ↑ Каллум Блэк на Geograph. (23 июня 2015 г.). Угольный поезд [Онлайн], Доступно: http://www.geograph.org.uk/photo/450234
6. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Клейнбах, «Электромагнетизм и генерация электричества», в Energy: its Use and the Environment , 4th ed. Торонто, Онтарио. Канада: Thomson Brooks/Cole, 2006, ch.11, sec.D, pp.376-377.
7. ↑ Открытие через пользователя: Крупнейшие плотины, Угольная электростанция — Англия [Онлайн-видео], Доступно: https://www. youtube.com/watch?v=rEJKiUYjW1E
8. ↑ Wikimedia Commons [Онлайн]. Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Coal_fired_power_plant_diagram.svg/1280px-Coal_fired_power_plant_diagram.svg.png
9. ↑ BCC Research, «Контроль загрязнения воздуха для угольных электростанций», BCC Publishing, 2013.
10. ↑ ^{10.0 10.1 10.2} EPA Чистая энергия. (10 июня 2015 г.). Уголь [Онлайн]. Доступно: http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-and-you/affect/coal.html.
11. ↑ МЭА. (22 июня 2015 г.). Почему большая часть угля избегает ванны [онлайн], доступно: http://www.iea.org/ieaenergy/issue6/why-most-coal-avoids-a-bath.html
12. ↑ AP 42: Сборник коэффициентов выбросов загрязнителей воздуха, Том 1: Стационарные точечные и площадные источники, 5-е изд. Агентство по охране окружающей среды США, 2010 г., стр. 11.10-1.

Угольная электростанция | Работа угольной электростанции

Важный момент

Угольная электростанция:

Угольные электростанции — это тип электростанции, использующей сжигание угля для выработки электроэнергии. Такие страны, как Южная Африка, используют уголь для производства электроэнергии на 94%, а Китай и Индия используют 70-75% угля для удовлетворения своих потребностей в электроэнергии; однако количество угля в Китае превосходит количество угля в других странах. Их использование обеспечивает около 40% мирового производства электроэнергии, и в основном они используются в развивающихся странах.

Использование угля обеспечивает электричеством тех, у кого его раньше не было, что помогает повысить качество жизни и сократить бедность в этих районах; однако он производит большое количество различных загрязняющих веществ, которые используются в воздухе. Снижает качество и способствует изменению климата.

Также прочтите: Что такое гидроэлектростанция? | Работа ГЭС | Типы ГЭС

Работа угольной электростанции:

Работа угольной электростанции начинается с прибытия угля из угольных шахт поездами. Затем этот уголь транспортируется на электростанцию ​​для преобразования в порошкообразную форму. Основной причиной преобразования его в порошки является повышение эффективности горения за счет увеличения площади его контакта с огнем в горелке по сравнению с твердым углем.

Эта угольная пыль подается через воздуходувку в котел; Тепловая энергия, выделяемая этим топливом, используется для кипячения воды до 1000 градусов по Фаренгейту, превращая ее в пар высокого давления, который передается на турбины. Эта энергия используется для выработки электроэнергии с помощью генератора.

Из-за таких высоких оборотов выходное напряжение генератора составляет примерно 24 000 вольт, которое может быть преобразовано примерно в 40 000 вольт через кабели передачи. Пар расширяется один за другим в 3 последовательных турбинах, чтобы в полной мере использовать энергию давления.

Эти турбины вращаются на высоких оборотах, преобразуя энергию давления в механическую энергию. Температура этой воды поддерживается в безопасном диапазоне, чтобы она не наносила вреда водным обитателям водоема. Кроме того, для извлечения тепла из этого пара холодная вода водохранилища или реки закачивается в конденсатор, а после теплообмена обратно в водоем.

Также прочтите: что такое солнечная панель? | Как работают солнечные батареи? | Основные компоненты солнечной панели | Принцип работы солнечных панелей

Основные компоненты угольной электростанции:

№1. Конвейерная лента

Угли из зоны хранения угля транспортируются на завод по большой ленточному конвейеру. Грузоподъемность этой ленты очень высока, потому что каждый день требуется очень большое количество угля.

#2. Измельчительная установка

Уголь, транспортируемый конвейером, нельзя использовать таким же образом, как ранее преобразованный в порошок, также известный как надутый уголь. Он предназначен для вращения в цилиндрическом резервуаре с высокой скоростью с несколькими сферическими стальными шариками и таким образом превращается в порошок. Измельчительный завод также имеет неимпульсное хранилище угля и может хранить до 30 часов запасов угля.

#3. Котел

Надутый уголь подается в котел через большие вентиляторы, продувающие горячий воздух. Котел состоит из нескольких кранов, наполненных водой, и эти трубы кипятят воду до 1000 градусов по Фаренгейту, а пламя в котле поднимается на 50 метров.

№4. Турбина

Пар высокого давления с температурой в тысячу градусов по Фаренгейту из котла и давлением 3500 фунтов на квадратный дюйм затем подается на паровую турбину, которая преобразует свою сжатую энергию в механическую энергию.

#5. Генератор

Генератор использует механическую энергию, вырабатываемую турбинами, для выработки электроэнергии при значительно более высоком напряжении.

#6. Конденсатор

Пар, выходящий из турбины, конденсируется в конденсаторе, который перекачивается обратно в котел. Холодная вода из источника воды (реки) или процесса расширения используется для охлаждения пара до воды.

Также читайте: 10 ведущих механических компаний США в 2021 году

Контроль загрязнения угольной электростанции:

Самым большим недостатком угольной электростанции является содержание летучей золы и выброс диоксида серы при сжигании угля. Все угольные электростанции всегда находятся под пристальным вниманием органов, занимающихся загрязнением окружающей среды. Кроме того, на развивающиеся страны всегда оказывается давление, чтобы они держали свои уровни загрязнения под контролем.

Зола дымоудаления удаляется механическим способом, а диоксид серы удаляется путем реакции с известью, превращая ее в гипс, который можно использовать в сельскохозяйственных полях и во многих других областях. Есть другие приложения. Весь процесс происходит в скруббере, расположенном между котлом и дымоходом.

Смесь извести и воды распыляется на дым, выходящий из котла, уменьшая количество выдуваемой в воздух золы на один процент и уменьшая количество диоксида серы на 93%. Предварительно покрытая летучая зола также может использоваться в производстве бетона и других противоскользящих дорожных материалов. На некоторых угольных электростанциях из дыма также удаляют диоксиды азота. Он подается в автомобили через каталитический нейтрализатор для удаления диоксида азота.

Катализатор состоит из слоев аммиака. Когда диоксид азота пропускают через эти слои, он вступает в реакцию с аммиаком и превращается в азот и воду. Азот выбрасывается в атмосферу, потому что количество азота в воздухе, которым мы дышим, составляет 71%, поэтому он вполне безопасен.

Также прочтите: 10 лучших механических компаний Индии 2021

Преимущества угольной электростанции:

• Это один из самых надежных источников энергии, учитывая другие электростанции, которые зависят от погодных условий, таких как ветер. электростанции и гидроэлектростанции.
• Это самый дешевый источник энергии, доступный для производства электроэнергии для хорошего экономического развития страны.
• Его конечные продукты, такие как гипс и осажденная зола, могут использоваться во многих областях.
• Он доступен в большом количестве, так что перебоев с производством в ближайшие годы не будет.
• Имея в виду Индию, этот инструмент для производства энергии использует большую часть населения.

Также прочтите: что такое градирни? | Работа градирен | Типы градирен

Недостатки угольной электростанции:

• Она загрязняет окружающую среду, выделяя вредные газы, такие как двуокись серы и двуокись азота.
• Угольные шахты оставляют людей в собственных домах, так как жить в районе с шахтами небезопасно.
• Эти газы обладают пагубным парниковым эффектом, что является наиболее опасным при нынешних условиях окружающей среды.
• Углеродный материал, выбрасываемый из дымохода в виде летучей золы, самым неблагоприятным образом загрязняет окружающую среду.

Применение угольной электростанции:

• Угольная электростанция производит большое количество электроэнергии для наших домов, больниц, предприятий, школ и т. д.
• Уголь уже много лет используется в качестве топлива для локомотивов.

Также прочтите: Батарея бесключевого дистанционного управления разряжена | Когда замена батареи брелока замена? | Как заменить батарею дистанционного управления без ключа

---

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Угольная электростанция

Угольная электростанция тепла, чтобы сделать пар для производства электричества. Эти электростанции, показанные на рис. 1, производят примерно 40% мировой электроэнергии.

Угольная электростанция

Угольная электростанция или угольная электростанция — это тепловая электростанция, которая сжигает уголь для выработки электроэнергии. В мире насчитывается около 8500 угольных электростанций общей мощностью более 2000 гигаватт.

Как работает угольная электростанция?

Электростанции, работающие на угле, производят электричество, сжигая уголь в котлах для производства пара. Произведенный пар под огромным давлением поступает в турбину, которая вращает генератор для выработки электроэнергии. Затем пар охлаждается, конденсируется обратно в воду и возвращается в котел, чтобы начать процесс заново.

Преимущества угольной электростанции

• Огромные мировые запасы.
• Непрерывный источник энергии.
• Надежное топливо.
• Недорогой источник энергии.