Първата централна електроцентрала, Pearl Street, е пусната в експлоатация на 4 септември 1882 г. в Ню Йорк. Станцията е построена с подкрепата на Edison Illuminating Company, ръководена от Томас Едисън. На него са монтирани няколко генератора Edison с обща мощност над 500 kW. Станцията доставя електричество на цял район на Ню Йорк с площ от около 2,5 квадратни километра. Станцията изгоря до основи през 1890 г.; оцеля само едно динамо, което сега се намира в Музея на Грийнфийлд Вилидж, Мичиган.
На 30 септември 1882 г. започва работа първата водноелектрическа централа, улица Вулкан в Уисконсин. Автор на проекта е G.D. Роджърс, ръководител на Appleton Paper & Pulp Company. На станцията е монтиран генератор с мощност около 12,5 kW. Имаше достатъчно електричество, за да захранва дома на Роджърс и двете му фабрики за хартия.
Електростанция Gloucester Road. Брайтън беше един от първите градове във Великобритания с непрекъснато електрозахранване. През 1882 г. Робърт Хамънд основава Hammond Electric Light Company и на 27 февруари 1882 г. открива електростанцията Gloucester Road. Станцията се състоеше от динамо с четка, което се използваше за задвижване на шестнадесет дъгови лампи. През 1885 г. Gloucester Power Station е закупена от Brighton Electric Light Company. По-късно на тази територия е изградена нова станция, състояща се от три четки динама с 40 лампи.
Електроцентрала Зимен дворец
През 1886 г. в един от дворовете на Новия Ермитаж, който оттогава се нарича Електродвор, е построена електроцентрала по проект на техника за управление на двореца Василий Леонтиевич Пашков. Тази електроцентрала беше най-голямата в цяла Европа в продължение на 15 години.
Турбинна зала на електроцентралата в Зимния дворец. 1901 г
Първоначално за осветяване на Зимния дворец се използват свещи, а от 1861 г. започват да се използват газови лампи. Но очевидните предимства на електрическите лампи накараха специалистите да потърсят възможности за замяна на газовото осветление в сградите на Зимния дворец и прилежащите сгради на Ермитажа.
Инженер Василий Леонтиевич Пашков предложи като експеримент да се използва електричество за осветяване на залите на двореца по време на Коледа и новогодишни празници 1885 г.
На 9 ноември 1885 г. проектът за изграждане на „електрическа фабрика“ е одобрен от императора Александър III. Проектът предвижда електрифициране на Зимния дворец, сградите на Ермитажа, двора и околностите за три години до 1888 г.
Работата е поверена на Василий Пашков. За да се елиминира възможността от вибрации на сградата от работата на парни двигатели, електроцентралата беше разположена в отделен павилион от стъкло и метал. Намираше се във втория двор на Ермитажа, оттогава наричан „Електрически“.
Сградата на гарата заема площ от 630 m² и се състои от машинно отделение с 6 котли, 4 парни машини и 2 локомотива и помещение с 36 електрически динамо. Общата мощност достига 445 к.с. Първите, които осветиха част от церемониалните зали, бяха преддверието, залите на Петровски, Великия фелдмаршал, Гербовната и Георгиевската зала и беше организирано външно осветление. Бяха предложени три режима на осветление: пълен (празник) да се включва пет пъти в годината (4888 лампи с нажежаема жичка и 10 свещи Яблочков); работещи – 230 лампи с нажежаема жичка; дежурство (нощно) - 304 бр. Станцията консумира около 30 хиляди пуда (520 тона) въглища годишно.
Основният доставчик на електрическо оборудване е Siemens и Halske, най-голямата електрическа компания по това време.
Мрежата на електроцентралите непрекъснато се разширява и до 1893 г. вече възлиза на 30 хиляди лампи с нажежаема жичка и 40 дъгови лампи. Осветени бяха не само сградите на дворцовия комплекс, но и Дворцовият площад и сградите, разположени на него.
Създаването на електроцентралата в Зимния дворец се превърна в ясен пример за възможността за създаване на мощен и икономичен източник на електроенергия, който може да захранва голям брой потребители.
Електрическото осветление на сградите на Зимния дворец и Ермитажа е прехвърлено към градската електрическа мрежа след 1918 г. А сградата на електроцентралата на Зимния дворец съществува до 1945 г., след което е демонтирана.
На 16 юли 1886 г. в Санкт Петербург е регистрирано дружеството за промишлено и търговско електрическо осветление. Тази дата обикновено се счита за датата на основаване на първата руска енергийна система. Сред основателите са Siemens и Halske, Deutsche Bank и руски банкери. От 1900 г. компанията се нарича Обществото за електрическо осветление от 1886 г. Целта на компанията е определена в съответствие с интересите на основния основател Карл Федорович Сименс: „За осветяване на улици, фабрики, фабрики, магазини и всякакви други места и помещения с електричество“ [Хартия..., 1886, с. . 3]. Компанията има няколко клона в различни градове на страната и има много голям принос за развитието на електрическия сектор на руската икономика.
По-голямата част от населението на Русия и други страни от бившия СССР знае, че мащабната електрификация на страната е свързана с изпълнението на плана за държавна електрификация на Русия (GoElRo), приет през 1920 г.
Честно казано, трябва да се отбележи, че разработването на този план датира от времето преди Първата световна война, което всъщност попречи на приемането му.
Електричеството допринесе за развитието на прогреса, служи като ключов фактор във функционирането на всяка област на националната икономика. Днес се използва навсякъде, стана естествено и познато явление за всеки човек, но това не винаги е било така. Кога се появи първата електроцентрала в Русия?, тоест „фабрика, която произвежда електрическа енергия“?
Началото на развитието на електроенергетиката
Съществува погрешно мнение, че електрическата енергия в страната се е появила едва след идването на болшевиките, подписан с декрета на Ленин „За електрификацията“. Но са построени първите електроцентрали в Русиямного преди възникването на СССР. Още през 1879 г., по време на управлението на император Александър II (дядото на Николай II) Северна столицабеше . Това беше малка инсталация, чиято цел беше да освети Литейния мост, проектът беше изпълнен под ръководството на инженер П. Яблочков. Известно време по-късно подобна електроцентрала е построена в Москва, която осигурява осветление на Лубянския проход. След 5 години такива станции бяха разположени в много големи градове на Руската империя, те работеха на твърдо гориво и бяха в състояние да произвеждат електричество за осветление.
Водноелектрически централи - развитие на прогреса
В същото време те започнаха да проектират инсталации, способни да генерират електричество, използвайки природни елементи. Къде е построена първата електроцентрала в Русия?, преобразувайки енергията на движение на водата в електричество? Първата станция също е построена в , тя се намира на река Охта и има ниска мощност по съвременните стандарти, само 350 конски сили. По-мощна водноелектрическа централа е построена през 1903 г. на река Подкумка близо до Есентуки. Силата му беше достатъчна, за да освети близките градове: Пятигорск, Железноводск, Кисловодск.
Изграждане на електроцентрала в Русия - основна цел
Началото на 20 век донесе сериозни промени в света, индустриализацията и машиностроенето изискват големи количества консумирана електроенергия. Изграждане на електроцентралисе превърна във важен компонент от развитието на технологичния прогрес, включително в следните отрасли:
- Машинно инженерство;
- Черна и цветна металургия;
- IT технологии;
- Транспортна инфраструктура.
Като цяло без електричество и станциите, които го генерират, светът ни нямаше да е такъв, какъвто сме свикнали да го виждаме.
Изграждане на атомни електроцентрали в руската федерация
Днес остава най-евтината и достъпна форма на електроенергия. Използването на ядрена верижна реакция прави възможно генерирането на огромни количества топлинна енергия, която се превръща в електричество. Достоверно се знае кога се появява първата електроцентралана територията на съвременна Русия, захранвана от ядрена енергия. През 1954 г. съветски учени, ръководени от академик Курчатов, реализират проект за създаване на „мирен атом“, изграждането на атомната електроцентрала в Обнинск се извършва в рекорден срок кратко време.
Мощността на първия реактор беше незначителна, само 5 MW, за сравнение най-мощната от съвременните електроцентрали Kashiwazaki-Kariwa произвежда 8122 MW.
На територията на Русия се осъществява пълен цикъл от добива и преработката на уран до изграждането и последващата експлоатация на атомни електроцентрали и обезвреждането на производствените отпадъци.
По-нататъшни перспективи за развитие на индустрията
Търсенето на електроенергия нараства всяка година и съответно с увеличаване на потреблението обемът на производството на електроенергия трябва да нараства пропорционално. За тези цели се изграждат нови електроцентрали и се модернизират съществуващи.
В допълнение към съществуващите станции започват да се появяват нови екологични проекти, осигуряващи на населението необходимата енергия.
Станциите имат голям потенциал, както и използването на енергията на приливите и отливите. Всяка година в света се появяват нови изобретения, осигуряващи нови източници на електроенергия, което съответно допринася за по-нататъшното развитие на прогреса.
Ролята на Русия в глобалното развитие и изграждането на електроцентрали
Страната беше в челните редици на развитието на тази индустрия, често с няколко години пред най-близките си конкуренти в тази област, а именно САЩ. Така че първата чуждестранна атомна електроцентрала се появява едва през 1958 г., тоест 4 години след успешното изпълнение на проекта от съветски учени и инженери. Днес Русия е един от основните производители на електроенергия в света, а също така успешно изпълнява проекти за изграждане на ядрени реактори в много страни по света. Възможността за изграждане на такава станция е от значение само ако има голям индустриален потенциал; изпълнението на проекта изисква значителни разходи, изплащането понякога отнема няколко десетилетия, като се вземе предвид непрекъснатата работа. Термичните централи изискват постоянни източници на гориво, а водноелектрическите централи изискват наличието на голяма водна артерия.
Определение за ТЕЦ, видове и характеристики на ТЕЦ. класификация на топлоелектрическите централи
Определение за ТЕЦ, видове и характеристики на ТЕЦ. класификация на ТЕЦ, проектиране на ТЕЦ
Определение
охладителна кула
Характеристики
Класификация
Комбинирана топлоелектрическа централа
Мини-CHP устройство
Предназначение на мини-CHP
Използване на топлина от мини-ТЕЦ
Гориво за мини-ТЕЦ
Мини-ТЕЦ и екология
Газотурбинен двигател
Завод с комбиниран цикъл
Принцип на действие
Предимства
Разпръскване
Кондензационна електроцентрала
История
Принцип на действие
Основни системи
Влияние върху околната среда
Сегашно състояние
Верхнетагилская ГРЕС
Каширская ГРЕС
Псковская ГРЕС
Ставрополска държавна районна електроцентрала
Смоленская ГРЕС
ТЕЦ е(или топлоелектрическа централа) - електроцентрала, която генерира електрическа енергия чрез преобразуване на химическата енергия на горивото в механичната енергия на въртене на вала на електрическия генератор.
Основните компоненти на топлоелектрическата централа са:
Двигатели - силови агрегати на топлоелектрически централи
Електрически генератори
Топлообменници на ТЕЦ
Охладителни кули.
охладителна кула
Охладителна кула (на немски gradieren - за сгъстяване на солен разтвор; първоначално охладителните кули са били използвани за извличане на сол чрез изпаряване) е устройство за охлаждане на голямо количество вода с насочен поток от атмосферен въздух. Понякога охладителните кули се наричат още охладителни кули.
Понастоящем охладителните кули се използват главно в системи за циркулационно водоснабдяване за охлаждане на топлообменници (обикновено в топлоелектрически централи, когенерационни инсталации). В гражданското строителство охладителните кули се използват в климатизацията, например за охлаждане на кондензаторите на хладилни агрегати, за охлаждане на генератори за аварийно захранване. В промишлеността охладителните кули се използват за охлаждане на хладилни машини, машини за формоване на пластмаса и химическо пречистване на вещества.
Процесът на охлаждане възниква поради изпаряването на част от водата, когато тече в тънък филм или капки по специален спринклер, по който се подава въздушен поток в посока, обратна на движението на водата. Когато 1% вода се изпари, температурата на останалата вода пада с 5,48 °C.
По правило охладителните кули се използват там, където не е възможно да се използват големи водни тела (езера, морета) за охлаждане. Освен това този метод на охлаждане е по-екологичен.
Проста и евтина алтернатива на охладителните кули са бризгалните басейни, където водата се охлажда чрез просто пръскане.
Характеристики
Основният параметър на охладителната кула е стойността на плътността на напояване - специфичната стойност на потреблението на вода на 1 m² площ за напояване.
Основните конструктивни параметри на охладителните кули се определят чрез технико-икономически изчисления в зависимост от обема и температурата на охладената вода и атмосферните параметри (температура, влажност и др.) На мястото на монтажа.
Използването на охладителни кули през зимата, особено в суров климат, може да бъде опасно поради възможността охлаждащата кула да замръзне. Това се случва най-често на място, където мразовитият въздух влиза в контакт с малко количество топла вода. За да се предотврати замръзване на охладителната кула и съответно нейната повреда, е необходимо да се осигури равномерно разпределение на охладената вода върху повърхността на спринклера и да се следи същата плътност на напояване в отделните зони на охладителната кула. Вентилаторите също често са податливи на заледяване поради неправилно използване на охладителната кула.
Класификация
В зависимост от вида на спринклера, охладителните кули биват:
филм;
капково;
пръскане;
По начин на подаване на въздух:
вентилатор (тягата се създава от вентилатор);
кула (тягата се създава с помощта на висока изпускателна кула);
отворен (атмосферен), използващ силата на вятъра и естествената конвекция, докато въздухът се движи през спринклера.
Вентилаторните охладителни кули са най-ефективни от техническа гледна точка, тъй като осигуряват по-дълбоко и по-качествено водно охлаждане и могат да издържат на големи специфични топлинни натоварвания (те обаче изискват електрическа енергия за задвижване на вентилаторите).
Видове
Котелно-турбинни електроцентрали
Кондензационни електроцентрали (GRES)
Комбинирани топло- и електрически централи (когенерационни централи, комбинирани топло- и електрически централи)
Газотурбинни електроцентрали
Електрически централи, базирани на газови инсталации с комбиниран цикъл
Електроцентрали, базирани на бутални двигатели
Запалване чрез компресия (дизел)
Пламна искра
Комбиниран цикъл
Комбинирана топлоелектрическа централа
Комбинирана топлоелектрическа централа (CHP) е вид топлоелектрическа централа, която произвежда не само електричество, но също така е източник на топлинна енергия в централизирани системи за топлоснабдяване (под формата на пара и гореща вода, включително за осигуряване на топла вода доставка и отопление на жилищни и промишлени съоръжения). По правило топлоелектрическата централа трябва да работи по отоплителен график, тоест производството на електрическа енергия зависи от производството на топлинна енергия.
При разполагането на топлоелектрическа централа се взема предвид близостта на потребителите на топлина под формата на топла вода и пара.
Мини-ТЕЦ
Мини-ТЕЦ - малка комбинирана топлоелектрическа централа.
Мини-CHP устройство
Мини когенераторите са топлоелектрически централи, използвани за съвместно производство на електрическа и топлинна енергия в блокове с единична мощност до 25 MW, независимо от вида на оборудването. Понастоящем следните инсталации се използват широко в чуждестранната и местна топлоенергетика: парни турбини с обратно налягане, кондензационни парни турбини с извличане на пара, газови турбини с оползотворяване на топлинна енергия с вода или пара, газови бутални, газо-дизелови и дизелови агрегати с възстановяване на топлинната енергия на различни системи на тези агрегати. Терминът когенерационни инсталации се използва като синоним на термините мини-CHP и CHP, но има по-широко значение, тъй като предполага съвместно производство (co - съвместно, поколение - производство) на различни продукти, които могат да бъдат както електрически, така и топлинни енергия и други продукти, например топлинна енергия и въглероден диоксид, електрическа енергия и студ и т.н. Всъщност терминът тригенерация, който включва производството на електричество, топлинна енергия и студ, също е частен случай на когенерация. Отличителна черта на мини-CHP е по-икономичното използване на горивото за произвежданите видове енергия в сравнение с конвенционалните отделни методи за тяхното производство. Това се дължи на факта, че електроенергията в цялата страна се произвежда основно в кондензационните цикли на ТЕЦ и АЕЦ, които имат електрически КПД 30-35% при липса на топлинен консуматор. Всъщност това състояние се обуславя от съществуващото съотношение на електрически и топлинни товари в населените места, техния различен характер на изменение през годината, както и невъзможността за предаване на Термална енергияна големи разстояния, за разлика от електрическата енергия.
Модулът за мини-CHP включва газово бутало, газова турбина или дизелов двигател, генератор на електричество и топлообменник за възстановяване на топлината от вода при охлаждане на двигателя, масло и отработени газове. Котел за гореща вода обикновено се добавя към мини-CHP, за да компенсира топлинния товар в пиковите моменти.
Предназначение на мини-CHP
Основната цел на мини-CHP е да генерира електрическа и топлинна енергия от различни видовегориво.
Концепцията за изграждане на мини-CHP в непосредствена близост до потребителя има редица предимства (в сравнение с големите CHC):
ви позволява да избегнете разходите за изграждане на скъпи и опасни електропроводи с високо напрежение;
елиминират се загубите при предаване на енергия;
няма нужда от финансови разходи за изпълнение на технически условия за свързване към мрежи
централизирано захранване;
непрекъснато снабдяване на потребителя с електроенергия;
захранване с висококачествена електроенергия, спазване на зададените стойности на напрежение и честота;
може би реализиране на печалба.
В съвременния свят изграждането на мини-CHP набира скорост, предимствата са очевидни.
Използване на топлина от мини-ТЕЦ
Значителна част от енергията на изгаряне на горивото при производството на електроенергия е топлинна енергия.
Има опции за използване на топлина:
директно използване на топлинна енергия от крайни потребители (когенерация);
топла вода (БГВ), отопление, технологични нужди (пара);
частично преобразуване на топлинна енергия в студена енергия (тригенерация);
студът се генерира от абсорбционна хладилна машина, която консумира не електрическа, а топлинна енергия, което позволява доста ефективно използване на топлината през лятото за климатизация или за технологични нужди;
Гориво за мини-ТЕЦ
Видове използвани горива
газ: магистрален природен газ, втечнен природен газ и други запалими газове;
течно гориво: нафта, мазут, дизелово гориво, биодизел и други запалими течности;
твърдо гориво: въглища, дърва, торф и други видове биогориво.
Най-ефективното и евтино гориво в Русия е основният природен газ, както и свързаният газ.
Мини-ТЕЦ и екология
Използването на отпадъчна топлина от двигателите на електроцентралите за практически цели е отличителна черта на мини-CHP и се нарича когенерация (когенерация).
Комбинираното производство на два вида енергия в мини-ТЕЦ допринася за много по-екологично използване на гориво в сравнение с отделното производство на електроенергия и топлинна енергия в котелни централи.
Замествайки котелни, които нерационално използват гориво и замърсяват атмосферата на градовете, мини-CHP допринасят не само за значителни икономии на гориво, но и за повишаване на чистотата на въздушния басейн и подобряване на общото състояние на околната среда.
Източникът на енергия за газови бутални и газови турбини мини-CHP обикновено е природен газ. Природен или свързан газ, органично гориво, което не замърсява атмосферата с твърди емисии
Газотурбинен двигател
Газотурбинен двигател (GTE, TRD) е топлинен двигател, в който газът се компресира и нагрява и след това енергията на компресирания и нагрят газ се преобразува в механична работа на вала на газовата турбина. За разлика от буталния двигател, в газотурбинния двигател процесите протичат в поток от движещ се газ.
Сгъстеният атмосферен въздух от компресора навлиза в горивната камера и там се подава гориво, което при изгаряне образува голямо количество продукти от горенето под високо налягане. След това в газовата турбина енергията на газообразните продукти от горенето се преобразува в механична работа поради въртенето на лопатките от газовата струя, част от която се изразходва за компресиране на въздуха в компресора. Останалата част от работата се прехвърля към задвижвания агрегат. Работата, консумирана от този агрегат, е полезната работа на газотурбинния двигател. Газотурбинните двигатели имат най-висока плътност на мощността сред двигателите с вътрешно горене до 6 kW/kg.
Най-простият газотурбинен двигател има само една турбина, която задвижва компресора и в същото време е източник на полезна мощност. Това налага ограничения върху режимите на работа на двигателя.
Понякога двигателят е многовалов. В този случай има няколко последователни турбини, всяка от които задвижва собствен вал. Турбина високо налягане(първият след горивната камера) винаги задвижва компресора на двигателя, а следващите могат да задвижват както външен товар (витла на хеликоптер или кораб, мощни електрически генератори и др.), така и допълнителни компресори на самия двигател, разположени пред него. основен.
Предимството на многоваловия двигател е, че всяка турбина работи при оптимална скорост и натоварване. При натоварване, задвижвано от вала на едновалов двигател, ускорението на двигателя, тоест способността му да се върти бързо, би било много лошо, тъй като турбината трябва да доставя мощност, за да осигури на двигателя голямо количество въздух (мощността е ограничена от количеството въздух) и за ускоряване на товара. С два вала лесен моделроторът с високо налягане бързо влиза в действие, осигурявайки на двигателя въздух и турбината ниско наляганеголямо количество газове за ускорение. Също така е възможно да се използва по-малко мощен стартер за ускорение, когато се стартира само роторът с високо налягане.
Завод с комбиниран цикъл
Инсталацията с комбиниран цикъл е станция за производство на електроенергия, използвана за производство на топлинна и електрическа енергия. Различава се от парните и газотурбинните инсталации с повишена ефективност.
Принцип на действие
Инсталацията с комбиниран цикъл се състои от две отделни единици: парна мощност и газова турбина. В газотурбинен агрегат турбината се върти от газообразни продукти от изгаряне на гориво. Горивото може да бъде природен газ или продукти от петролната промишленост (мазут, дизелово гориво). Първият генератор е разположен на същия вал като турбината, която генерира електрически ток поради въртенето на ротора. Преминавайки през газовата турбина, продуктите от горенето й отдават само част от енергията си и все още имат висока температура на изхода от газовата турбина. От изхода на газовата турбина продуктите от горенето навлизат в парната електроцентрала, котела за отпадна топлина, където водата и получената водна пара се нагряват. Температурата на продуктите от горенето е достатъчна, за да доведе парата до състоянието, необходимо за използване в парна турбина (температурата на димните газове от около 500 градуса по Целзий позволява да се получи прегрята пара при налягане от около 100 атмосфери). Парната турбина задвижва втори електрически генератор.
Предимства
Инсталациите с комбиниран цикъл имат електрическа ефективност от около 51-58%, докато за отделно работещи парни или газови турбини тя варира около 35-38%. Това не само намалява разхода на гориво, но и намалява емисиите на парникови газове.
Тъй като инсталацията с комбиниран цикъл извлича топлината от продуктите на горенето по-ефективно, горивото може да се изгаря при по-високи температури, което води до по-ниски нива на емисии на азотен оксид в сравнение с други видове инсталации.
Сравнително ниска производствена цена.
Разпръскване
Въпреки факта, че предимствата на цикъла пара-газ са доказани за първи път през 50-те години на миналия век от съветския академик Христианович, този тип електроцентрали не са получили широко приложение в Русия. Няколко експериментални блока CCGT са построени в СССР. Пример са енергийните блокове с мощност 170 MW на Nevinnomysskaya GRES и 250 MW на Moldavskaya GRES. През последните години в Русия бяха пуснати в експлоатация редица мощни енергийни блокове с комбиниран цикъл. Между тях:
2 енергоблока с мощност от 450 MW всеки в Северозападната топлоелектрическа централа в Санкт Петербург;
1 енергоблок с мощност 450 MW в Калининградската ТЕЦ-2;
1 блок ПГУ с мощност 220 MW в Тюменска ТЕЦ-1;
2 блока CCGT с мощност 450 MW в ТЕЦ-27 и 1 CCPP в ТЕЦ-21 в Москва;
1 блок CCGT с мощност 325 MW в Ивановская ГРЕС;
2 енергоблока с мощност от 39 MW всеки в ТЕЦ Сочи
Към септември 2008 г. в Русия в различни етапиИма няколко блока CCGT в процес на проектиране или изграждане.
В Европа и САЩ подобни инсталации работят в повечето топлоелектрически централи.
Кондензационна електроцентрала
Кондензационна електроцентрала (CPP) е топлоелектрическа централа, която произвежда само електрическа енергия. Исторически тя получава името „GRES“ - държавна районна електроцентрала. С течение на времето терминът "GRES" е загубил първоначалното си значение ("район") и в съвременния смисъл означава, като правило, кондензационна електроцентрала (CPP) с голям капацитет (хиляди MW), работеща в единна енергия система заедно с други големи електроцентрали. Трябва обаче да се има предвид, че не всички станции със съкращението "GRES" в името си са кондензационни станции, някои от тях работят като комбинирани топлоелектрически централи.
История
Първата GRES Elektropredacha, днешната GRES-3, е построена близо до Москва в Електрогорск през 1912-1914 г. по инициатива на инженер R. E. Klasson. Основното гориво е торф, мощността е 15 MW. През 20-те години на миналия век планът GOELRO предвижда изграждането на няколко топлоелектрически централи, сред които Каширската държавна районна електроцентрала е най-известната.
Принцип на действие
Водата, загрята в парен котел до състояние на прегрята пара (520-565 градуса по Целзий), върти парна турбина, която задвижва турбогенератор.
Излишната топлина се освобождава в атмосферата (близките водни тела) чрез кондензационни агрегати, за разлика от когенерационните централи, които освобождават излишната топлина за нуждите на близки обекти (например отопление на къщи).
Кондензационната електроцентрала обикновено работи съгласно цикъла на Ранкин.
Основни системи
IES е сложен енергиен комплекс, състоящ се от сгради, конструкции, енергийно и друго оборудване, тръбопроводи, арматура, измервателна апаратура и автоматизация. Основните IES системи са:
котелна инсталация;
паротурбинна инсталация;
икономия на гориво;
система за отстраняване на пепел и шлака, пречистване на димни газове;
електрическа част;
техническо водоснабдяване (за отстраняване на излишната топлина);
система за химическо почистване и пречистване на водата.
При проектирането и изграждането на CES, неговите системи са разположени в сгради и съоръжения на комплекса, предимно в основната сграда. При експлоатация на IES персоналът, управляващ системите, като правило е обединен в цехове (котелно-турбинни, електрически, горивни, химически водопречистващи, термична автоматизация и др.).
Котелната централа е разположена в котелното помещение на основната сграда. В южните райони на Русия котелна инсталация може да бъде отворена, тоест без стени и покрив. Инсталацията се състои от парни котли (парогенератори) и паропроводи. Парата от котлите се прехвърля към турбините чрез тръбопроводи под напрежение. Паропроводите на различни котли по правило не са свързани чрез напречни връзки. Този тип схема се нарича "блокова" схема.
Паротурбинният агрегат е разположен в машинното помещение и в деаераторното (бункерно-деаераторно) отделение на основния корпус. Включва:
парни турбини с електрически генератор на същия вал;
кондензатор, в който парата, преминала през турбината, се кондензира и образува вода (кондензат);
кондензни и захранващи помпи, които осигуряват връщането на кондензат (захранваща вода) към парни котли;
рекуперативни нагреватели с ниско и високо налягане (LHP и PHH) - топлообменници, в които захранващата вода се нагрява чрез извличане на пара от турбината;
деаератор (използван също като HDPE), в който водата се пречиства от газообразни примеси;
тръбопроводи и спомагателни системи.
Горивната индустрия има различен съставв зависимост от основното гориво, за което е проектиран IES. За CPP, работещи с въглища, икономията на гориво включва:
устройство за размразяване (така наречената „отоплителна камера“ или „навес“) за размразяване на въглища в открити гондолни вагони;
устройство за разтоварване (обикновено самосвал);
склад за въглища, обслужван от грайферен кран или специална претоварна машина;
трошачна инсталация за предварително смилане на въглища;
Конвейери за преместване на въглища;
аспирационни системи, блокиращи и други спомагателни системи;
система за подготовка на прах, включително топкови, валцови или чукови мелници за смилане на въглища.
Системата за подготовка на прах, както и бункерите за въглища, са разположени в отделението за бункер-деаератор на основната сграда, останалите устройства за подаване на гориво са разположени извън основната сграда. Понякога се създава централна инсталация за прах. Складът за въглища е проектиран за 7-30 дни непрекъсната работа на IES. Някои устройства за подаване на гориво са излишни.
Икономията на гориво на IES, използваща природен газ, е най-простата: включва газоразпределителна точка и газопроводи. В такива електроцентрали обаче мазутът се използва като резервен или сезонен източник, така че се създава и съоръжение за мазут. Съоръжения за мазут се изграждат и в електроцентрали, работещи с въглища, където мазутът се използва за запалване на котли. Индустрията за мазут включва:
устройство за приемане и източване;
склад за мазут със стоманени или стоманобетонни резервоари;
мазутна помпена станция с мазутни нагреватели и филтри;
тръбопроводи със спирателна и контролна арматура;
противопожарни и други спомагателни системи.
Системата за отстраняване на пепел и шлака се инсталира само в електроцентрали, работещи с въглища. Както пепелта, така и шлаката са незапалими остатъци от въглища, но шлаката се образува директно в пещта на котела и се отстранява през кран (отвор в шахтата за шлака), а пепелта се отвежда с димните газове и се улавя на изхода на котела. Частиците пепел са значително по-малки по размер (около 0,1 mm) от парчетата шлака (до 60 mm). Системите за отстраняване на пепелта могат да бъдат хидравлични, пневматични или механични. Най-разпространената система за рециркулационно хидравлично отстраняване на пепел и шлака се състои от промивни устройства, канали, резервоарни помпи, тръбопроводи за тор, депа за пепел и шлака, помпени станции и тръбопроводи за пречистена вода.
Изпускането на димни газове в атмосферата е най-опасното въздействие на ТЕЦ върху околната среда. За събиране на пепелта от димните газове след нагнетателни вентилатори се монтират различни видове филтри (циклони, скрубери, електроутаители, ръкавни филтри), които задържат 90-99% твърди частици. Те обаче не са подходящи за почистване на дим от вредни газове. В чужбина, а напоследък и в местни електроцентрали (включително газьолни електроцентрали), се инсталират системи за десулфуриране на газ с вар или варовик (т.нар. deSOx) и каталитична редукция на азотни оксиди с амоняк (deNOx). Пречистените димни газове се отделят от димоотвод в комин, чиято височина се определя от условията за разсейване на останалите вредни примеси в атмосферата.
Електрическата част на ИЕС е предназначена за производство на електрическа енергия и разпределението й до потребителите. Генераторите IES създават трифазен електрически ток с напрежение обикновено 6-24 kV. Тъй като загубите на енергия в мрежите намаляват значително с увеличаване на напрежението, трансформаторите се монтират непосредствено след генераторите, повишавайки напрежението до 35, 110, 220, 500 kV и повече. Трансформаторите се монтират на открито. Част от електрическата енергия се изразходва за собствените нужди на електроцентралата. Свързването и изключването на електропроводи, простиращи се до подстанции и потребители, се извършва на отворени или затворени разпределителни устройства (ORU, ZRU), оборудвани с превключватели, способни да свързват и прекъсват електрическа верига с високо напрежение без образуване на електрическа дъга.
Системата за техническо водоснабдяване осигурява голямо количество студена водаза охлаждане на турбинни кондензатори. Системите са разделени на директни, циркулационни и смесени. При еднопроходните системи водата се изпомпва от естествен източник (обикновено река) и се изпуска обратно след преминаване през кондензатор. В същото време водата се загрява с около 8-12 ° C, което в някои случаи променя биологичното състояние на резервоарите. В рециркулационните системи водата циркулира под въздействието на циркулационни помпи и се охлажда с въздух. Охлаждането може да се извършва на повърхността на охладителни резервоари или в изкуствени структури: бризгални басейни или охладителни кули.
В маловодни райони вместо система за техническо водоснабдяване се използват въздушно-кондензационни системи (сухи охладителни кули), които представляват въздушен радиатор с естествена или изкуствена тяга. Това решение обикновено е принудително, тъй като те са по-скъпи и по-малко ефективни по отношение на охлаждането.
Системата за химическо пречистване на водата осигурява химическо пречистване и дълбоко обезсоляване на водата, постъпваща в парни котли и парни турбини, за да се избегнат отлагания по вътрешните повърхности на оборудването. Обикновено филтри, резервоари и реагентни съоръжения за пречистване на вода се намират в помощната сграда на IES. Освен това в топлоелектрическите централи се създават многостепенни системи за пречистване на отпадъчни води, замърсени с нефтопродукти, масла, вода за измиване и изплакване на оборудването, оттичане на дъжд и стопилка.
Влияние върху околната среда
Въздействие върху атмосферата. При изгаряне на гориво се изразходва голямо количество кислород и се отделя значително количество продукти от горенето, като летлива пепел, газообразни серни оксиди на азот, някои от които имат висока химическа активност.
Въздействие върху хидросферата. Предимно заустване на вода от кондензатори на турбини, както и промишлени отпадъчни води.
Въздействие върху литосферата. Изхвърлянето на големи маси пепел изисква много място. Тези замърсявания се намаляват чрез използване на пепел и шлака като строителни материали.
Сегашно състояние
В момента в Русия има стандартни електроцентрали с мощност 1000-1200, 2400, 3600 MW и няколко уникални; използват се блокове от 150, 200, 300, 500, 800 и 1200 MW. Сред тях са следните държавни електроцентрали (част от OGK):
Верхнетагилская ГРЕС - 1500 MW;
Ириклинская ГРЕС - 2430 MW;
Каширска ГРЕС - 1910 MW;
Нижневартовская ГРЕС - 1600 MW;
Пермская ГРЕС - 2400 MW;
Уренгойская ГРЕС - 24 MW.
Псковская ГРЕС - 645 MW;
Серовская ГРЕС - 600 MW;
Ставрополска държавна районна електроцентрала - 2400 MW;
Сургутская ГРЕС-1 - 3280 MW;
Троицкая ГРЕС - 2060 MW.
Гусиноозерска държавна районна електроцентрала - 1100 MW;
Костромска държавна районна електроцентрала - 3600 MW;
Държавна районна електроцентрала Печора - 1060 MW;
Харанорская ГРЕС - 430 MW;
Черепецка ГРЕС - 1285 MW;
Южноуралская ГРЕС - 882 MW.
Березовская ГРЕС - 1500 MW;
Смоленска ГРЕС - 630 MW;
Сургутская ГРЕС-2 - 4800 MW;
Шатурская ГРЕС - 1100 MW;
Yaivinskaya GRES - 600 MW.
Конаковская ГРЕС - 2400 MW;
Nevinnomysskaya GRES - 1270 MW;
Рефтинская ГРЕС - 3800 MW;
Среднеуралская ГРЕС - 1180 MW.
Киришская ГРЕС - 2100 MW;
Красноярска ГРЦ-2 - 1250 MW;
Новочеркаска ГРЕС - 2400 MW;
Ryazanskaya GRES (блокове № 1-6 - 2650 MW и блок № 7 (бившата GRES-24, която беше включена в Ryazanskaya GRES - 310 MW) - 2960 MW;
Череповецка ГРЕС - 630 MW.
Верхнетагилская ГРЕС
Verkhnetagilskaya GRES - топлоелектрическа централа във Верхни Тагил ( Свердловска област), работещ като част от ОГК-1. В служба от 29 май 1956 г.
Станцията включва 11 енергоблока с електрическа мощност 1497 MW и топлинна мощност 500 Gcal/h. Гориво на станцията: природен газ (77%), въглища (23%). Числеността на персонала е 1119 души.
Строителството на станцията с проектна мощност 1600 MW започва през 1951 г. Целта на строителството беше да осигури топлинна и електрическа енергия на Новоуралския електрохимически завод. През 1964 г. електроцентралата достига проектната си мощност.
За да се подобри топлоснабдяването на градовете Верхни Тагил и Новоуралск, станцията беше модернизирана:
Четири кондензационни турбоагрегата К-100-90 (ВК-100-5) ЛМЗ бяха заменени с топлинни турбини Т-88/100-90/2,5.
На TG-2,3,4 са монтирани мрежови нагреватели от типа PSG-2300-8-11 за загряване на мрежова вода в схемата за топлоснабдяване на Novouralsk.
На TG-1.4 са инсталирани мрежови нагреватели за топлоснабдяване на Верхний Тагил и промишлената площадка.
Цялата работа е извършена по проект на Централна клинична болница.
В нощта на 3 срещу 4 януари 2008 г. в Surgutskaya GRES-2 се случи авария: частично срутване на покрива над шести енергоблок с мощност 800 MW доведе до спиране на два енергоблока. Ситуацията се усложни от факта, че друг енергоблок (№ 5) беше в ремонт: В резултат на това бяха спрени енергоблокове № 4, 5, 6. Тази авария беше локализирана до 8 януари. През целия този период електроцентралата работи при особено интензивни условия.
Предвижда се изграждането на два нови енергоблока (гориво - природен газ) съответно до 2010 г. и 2013 г.
В GRES има проблем с емисиите в околната среда. ОГК-1 подписа договор с Енергийния инженерен център на Урал за 3,068 милиона рубли, който предвижда разработването на проект за реконструкция на котела във Верхнетагилската държавна районна електроцентрала, което ще доведе до намаляване на емисиите на отговарят на стандартите за ELV.
Каширская ГРЕС
Каширска държавна районна електроцентрала на името на Г. М. Кржижановски в град Кашира, Московска област, на брега на Ока.
Историческа станция, построена под личното ръководство на В. И. Ленин по плана GOELRO. Към момента на пускане в експлоатация 12 MW централа беше втората по големина електроцентрала в Европа.
Станцията е построена по плана GOELRO, строителството е извършено под личния надзор на В. И. Ленин. Построен е през 1919-1922 г., за строителството е построено работническото селище Новокаширск на мястото на село Терново. Пусната на 4 юни 1922 г. тя става една от първите съветски регионални топлоелектрически централи.
Псковская ГРЕС
Псковската държавна районна електроцентрала е държавна регионална електроцентрала, разположена на 4,5 километра от селище от градски тип Дедовичи, областен център на Псковска област, на левия бряг на река Шелон. От 2006 г. е клон на OJSC OGK-2.
Електропроводи за високо напрежение свързват Псковската държавна районна електроцентрала с Беларус, Латвия и Литва. Компанията майка смята това за предимство: има канал за износ на енергия, който се използва активно.
Инсталираната мощност на GRES е 430 MW, включва два високоманеврени енергоблока по 215 MW всеки. Тези енергоблокове са построени и въведени в експлоатация през 1993 и 1996 г. Първоначалният проект на първия етап включваше изграждането на три енергоблока.
Основният вид гориво е природен газ, той постъпва в станцията през клон на главния експортен газопровод. Захранващите блокове първоначално са проектирани да работят върху смлян торф; те са реконструирани по проект на ВТИ за изгаряне на природен газ.
Разходът на електроенергия за собствени нужди е 6,1%.
Ставрополска държавна районна електроцентрала
Ставрополската държавна районна електроцентрала е топлоелектрическа централа в Русия. Намира се в град Солнечнодолск, Ставрополски край.
Зареждането на електроцентралата позволява износ на електроенергия в чужбина: Грузия и Азербайджан. В същото време се гарантира, че потоците в опорната електрическа мрежа на Обединената енергийна система на Юга ще се поддържат на приемливи нива.
Част от Генерираща компания на едро № 2 (АД ОГК-2).
Разходът на електроенергия за собствени нужди на станцията е 3,47%.
Основното гориво на станцията е природен газ, но станцията може да използва мазут като резервно и аварийно гориво. Горивен баланс към 2008 г.: газ - 97%, мазут - 3%.
Смоленская ГРЕС
Смоленска държавна районна електроцентрала е топлоелектрическа централа в Русия. Част от Генерираща компания на едро № 4 (JSC OGK-4) от 2006 г.
На 12 януари 1978 г. е пуснат в експлоатация първият блок на държавната районна електроцентрала, чието проектиране започва през 1965 г., а строителството - през 1970 г. Станцията се намира в село Озерни, Духовшчински район, Смоленска област. Първоначално се предвиждаше да се използва торф като гориво, но поради забавянето на изграждането на предприятия за добив на торф бяха използвани други видове гориво (московски въглища, въглища Inta, шисти, хакасски въглища). Сменени са общо 14 вида горива. От 1985 г. окончателно е установено, че енергията ще се получава от природен газ и въглища.
8.16. Смоленская ГРЕС
Източници
Рижкин В. Я. Топлоелектрически централи. Изд. В. Я. Гиршфелд. Учебник за ВУЗ. 3-то издание, преработено. и допълнителни - М.: Енергоатомиздат, 1987. - 328 с.
Топлоелектрическа централа (топлоелектрическа централа) е електроцентрала, която генерира електрическа енергия чрез преобразуване на химическата енергия на горивото в механична енергия на въртене на вала на електрическия генератор.
Топлоелектрическите централи преобразуват топлинната енергия, отделена при изгарянето на органични горива (въглища, торф, шисти, нефт, газове) в механична енергия и след това в електрическа. Тук химическата енергия, съдържаща се в горивото, претърпява сложна трансформация от една форма в друга, за да произведе електрическа енергия.
Преобразуването на енергията, съдържаща се в горивото в топлоелектрическата централа, може да бъде разделено на следните основни етапи: преобразуване на химическа енергия в топлинна енергия, топлинна енергия в механична енергия и механична енергия в електрическа енергия.
Първите топлоелектрически централи (ТЕЦ) се появяват през края на XIX V. През 1882 г. е построена ТЕЦ в Ню Йорк, през 1883 г. в Санкт Петербург, а през 1884 г. в Берлин.
Сред топлоелектрическите централи по-голямата част са топлинни парни турбини. При тях топлинната енергия се използва в котелен агрегат (парогенератор).
Разположение на ТЕЦ: 1 – електрически генератор; 2 – парна турбина; 3 – табло за управление; 4 – обезвъздушител; 5 и 6 – бункери; 7 – сепаратор; 8 – циклон; 9 – котел; 10 – нагревателна повърхност (топлообменник); 11 – комин; 12 – трошачно помещение; 13 – резервен склад за гориво; 14 – каретка; 15 – устройство за разтоварване; 16 – конвейер; 17 – димоотвод; 18 – канал; 19 – пепелоуловител; 20 – вентилатор; 21 – камина; 22 – мелница; 23 – помпена станция; 24 – водоизточник; 25 – циркулационна помпа; 26 – регенеративен нагревател с високо налягане; 27 – захранваща помпа; 28 – кондензатор; 29 – станция за химическо пречистване на водата; 30 – повишаващ трансформатор; 31 – регенеративен нагревател с ниско налягане; 32 – кондензна помпа
Един от най-важните елементи на котелното устройство е камината. При него химическата енергия на горивото се преобразува в топлинна енергия при химическата реакция на горимите елементи на горивото с кислорода във въздуха. В този случай се образуват газообразни продукти от горенето, които абсорбират по-голямата част от топлината, отделена при изгарянето на горивото.
По време на нагряването на горивото в пещта се образува кокс и газообразни, летливи вещества. При температури от 600–750 °C летливите вещества се запалват и започват да горят, което води до повишаване на температурата в горивната камера. В същото време започва изгарянето на кокс. В резултат на това се образуват димни газове, които излизат от пещта при температура 1000–1200 °C. Тези газове се използват за нагряване на вода и производство на пара.
В началото на 19в. За производството на пара се използват прости агрегати, при които нагряването и изпарението на водата не се различават. Типичен представител на най-простия тип парен котел е цилиндричният котел.
Развиващата се електроенергийна индустрия изискваше котли, които произвеждаха пара с висока температура и високо налягане, тъй като в това състояние тя произвеждаше най-голямо количество енергия. Такива котли са създадени и са наречени водотръбни котли.
При водотръбните котли димните газове протичат около тръби, през които циркулира водата; топлината от димните газове се прехвърля през стените на тръбите към водата, която се превръща в пара.
Състав на основното оборудване на ТЕЦ и взаимовръзката на нейните системи: икономия на гориво; подготовка на гориво; котел; междинен прегревател; част с високо налягане на парна турбина (HPC или HPC); част с ниско налягане на парна турбина (LPT или LPC); електрически генератор; спомагателен трансформатор; комуникационен трансформатор; главна разпределителна уредба; кондензатор; кондензна помпа; циркулационна помпа; източник на водоснабдяване (например река); нагревател с ниско налягане (LPH); пречиствателна станция (ВПУ); консуматор на топлинна енергия; помпа за обратен конденз; обезвъздушител; захранваща помпа; нагревател с високо налягане (HPH); отстраняване на шлака; сгуроотвал; димоотвод (DS); комин; вентилатор (DV); пепелоуловител
Модерният парен котел работи по следния начин.
Горивото се изгаря в горивна камера, която има вертикални тръби по стените. Под въздействието на топлината, отделена при изгарянето на горивото, водата в тези тръби кипи. Получената пара се издига в барабана на котела. Котелът представлява дебелостенен хоризонтален стоманен цилиндър, напълнен до половината с вода. Парата се събира в горната част на барабана и излиза от него в група намотки - прегревател. В паропрегревателя парата се нагрява допълнително от димните газове, излизащи от пещта. Има температура, по-висока от тази, при която водата кипи при дадено налягане. Такава пара се нарича прегрята. След напускане на паропрегревателя, парата отива към потребителя. В димоотводите на котела, разположени след паропрегревателя, димните газове преминават през друга група серпентини - воден економайзер. При него водата се загрява от топлината на димните газове преди да постъпи в барабана на котела. Тръбите на въздушния нагревател обикновено се намират зад економайзера по протежение на димните газове. Въздухът в него се нагрява преди да се подаде в горивната камера. След въздухонагревателя димните газове с температура 120–160 °C излизат в комина.
Всички работни процеси на котелния агрегат са напълно механизирани и автоматизирани. Обслужва се от множество спомагателни механизми, задвижвани от електродвигатели, чиято мощност може да достигне няколко хиляди киловата.
Котелни агрегати на мощни електроцентрали произвеждат пара с високо налягане - 140-250 атмосфери и висока температура - 550-580 ° C. В пещите на тези котли се изгарят предимно твърдо гориво, натрошено до прахообразно състояние, мазут или природен газ.
Превръщането на въглищата в прахообразно състояние се извършва в инсталации за подготовка на прах.
Принципът на работа на такава инсталация с топкова барабанна мелница е следният.
По транспортни ленти горивото постъпва в котелното помещение и се изхвърля в бункер, от който след автоматично претегляне се подава чрез питател в мелницата за смилане на въглища. Смилането на горивото се извършва в хоризонтален барабан, въртящ се със скорост от около 20 rpm. Съдържа стоманени топчета. По тръбопровод към мелницата се подава горещ въздух, загрят до температура 300–400 °C. Отдавайки част от топлината си за изсушаване на горивото, въздухът се охлажда до температура около 130 °C и, излизайки от барабана, пренася въглищния прах, образуван в мелницата, в прахоуловителя (сепаратора). Освободени от големи частициПраховъздушната смес напуска сепаратора отгоре и се насочва към прахоуловителя (циклон). В циклона въглищният прах се отделя от въздуха и през клапана влиза в бункера за въглищен прах. В сепаратора големите прахови частици изпадат и се връщат в мелницата за по-нататъшно смилане. Към горелките на котела се подава смес от въглищен прах и въздух.
Горелките за пулверизирани въглища са устройства за подаване на пулверизирано гориво и необходимия за изгарянето му въздух в горивната камера. Те трябва да осигурят пълно изгаряне на горивото чрез създаване на хомогенна смес от въздух и гориво.
Горивната камера на съвременните котли с въглищен прах е висока камера, чиито стени са покрити с тръби, така наречените пароводни екрани. Те предпазват стените на горивната камера от полепване по тях на шлака, образувана по време на изгарянето на горивото, а също така предпазват облицовката от бързо износване поради химическото действие на шлаката и високата температура, която се развива по време на изгарянето на горивото в пещта.
Екраните възприемат 10 пъти повече топлина на квадратен метър повърхност от другите тръбни нагревателни повърхности на котела, които възприемат топлината на димните газове основно поради директен контакт с тях. В горивната камера въглищният прах се запалва и изгаря в газовия поток, който го носи.
Пещите на котлите, в които се изгарят газообразни или течни горива, също са камери, покрити с екрани. Към тях се подава смес от гориво и въздух чрез газови горелки или маслени дюзи.
Дизайнът на модерен барабанен котел с голям капацитет, работещ на въглищен прах, е както следва.
Горивото под формата на прах се вдухва в пещта през горелките заедно с част от въздуха, необходим за горенето. Останалият въздух се подава в горивната камера, предварително загрята до температура 300–400 °C. В горивната камера въглищните частици изгарят в движение, образувайки факел с температура 1500–1600 °C. Незапалимите примеси на въглищата се превръщат в пепел, по-голямата част от която (80–90%) се отстранява от пещта чрез димни газове, генерирани в резултат на изгаряне на гориво. Останалата част от пепелта, състояща се от лепкави частици шлака, натрупани по тръбите на горивните екрани и след това излезли от тях, пада на дъното на пещта. След това се събира в специална шахта, разположена под горивната камера. Поток от студена вода охлажда шлаката в него и след това се извежда от котелния агрегат чрез специални устройства на хидравличната система за отстраняване на пепелта.
Стените на горивната камера са покрити с екран - тръби, в които циркулира вода. Под въздействието на топлината, излъчвана от горящата факла, тя частично се превръща в пара. Тези тръби са свързани към барабана на котела, в който също се подава вода, загрята в економайзера.
Докато димните газове се движат, част от тяхната топлина се излъчва върху екранните тръби и температурата на газовете постепенно намалява. На изхода от пещта е 1000–1200 °C. При по-нататъшно движение димните газове на изхода от пещта влизат в контакт с екранните тръби, охлаждайки се до температура от 900–950 ° C. Димоотводът на котела съдържа намоткови тръби, през които преминава парата, образувана в ситовите тръби и отделена от водата в барабана на котела. В намотките парата получава допълнителна топлина от димните газове и се прегрява, т.е. нейната температура става по-висока от температурата на водата, която кипи при същото налягане. Тази част от котела се нарича прегревател.
Преминавайки между тръбите на паропрегревателя, димните газове с температура 500–600 °C навлизат в частта на котела, в която са разположени тръбите на бойлера или водния економайзер. Захранващата вода с температура 210–240 °C се подава от помпа. Такава висока температура на водата се постига в специални нагреватели, които са част от турбинната инсталация. Във водния економайзер водата се нагрява до точка на кипене и влиза в барабана на котела. Димните газове, преминаващи между тръбите на водния економайзер, продължават да се охлаждат и след това преминават вътре в тръбите на въздушния нагревател, в който въздухът се нагрява поради топлината, отделена от газовете, чиято температура се намалява до 120–160 °C.
Въздухът, необходим за изгаряне на гориво, се подава към въздухонагревателя от нагнетателен вентилатор и се нагрява там до 300–400 °C, след което влиза в пещта за изгаряне на гориво. Димът или отработените газове, напускащи въздухонагревателя, преминават през специално устройство - пепелоуловител - за отстраняване на пепелта. Пречистените димни газове се изпускат в атмосферата чрез димоотвод през комин с височина до 200 m.
Барабанът е от съществено значение в котлите от този тип. Чрез множество тръби към него се подава пароводна смес от горивните екрани. В барабана парата се отделя от тази смес и останалата вода се смесва с захранващата вода, влизаща в този барабан от економайзера. От барабана водата преминава през тръби, разположени извън горивната камера, в събирателни колектори, а от тях в ситовите тръби, разположени в горивната камера. По този начин се затваря кръговият път (циркулация) на водата в барабанните котли. Движението на водата и пароводната смес според схемата барабан - външни тръби - ситови тръби - барабан се дължи на факта, че общото тегло на колоната от пароводна смес, запълваща ситовите тръби, е по-малко от теглото на воден стълб във външните тръби. Това създава натиск на естествена циркулация, осигурявайки кръгово движение на водата.
Парните котли се управляват автоматично от множество регулатори, чиято работа се контролира от оператор.
Устройствата регулират подаването на гориво, вода и въздух към котела, поддържат постоянно нивото на водата в барабана на котела, температурата на прегрятата пара и др. Устройствата, които контролират работата на котелния агрегат и всички негови спомагателни механизми са концентрирани на специален контролен панел. Той също така съдържа устройства, които позволяват дистанционно да се извършват автоматизирани операции от този панел: отваряне и затваряне на всички спирателни кранове на тръбопроводи, пускане и спиране на отделни спомагателни механизми, както и пускане и спиране на целия котелен агрегат като цяло.
Водотръбните котли от описания тип имат много съществен недостатък: наличието на обемист, тежък и скъп барабан. За да се отърват от него, бяха създадени парни котли без барабани. Те се състоят от система от извити тръби, в единия край на които се подава захранваща вода, а от другия излиза прегрята пара с необходимото налягане и температура, т.е. водата преминава през всички нагревателни повърхности веднъж без циркулация, преди да се превърне в пара. Такива парни котли се наричат котли с директен поток.
Работната схема на такъв котел е както следва.
Захранващата вода преминава през економайзера, след което навлиза в долната част на намотките, разположени в спираловидна форма по стените на пещта. Сместа пара-вода, образувана в тези намотки, навлиза в намотка, разположена в димоотвода на котела, където завършва превръщането на водата в пара. Тази част от еднопроходния котел се нарича преходна зона. След това парата влиза в прегревателя. След напускане на паропрегревателя, парата се насочва към потребителя. Въздухът, необходим за горенето, се нагрява във въздухонагревател.
Еднократните котли позволяват да се произвежда пара при налягане над 200 атмосфери, което е невъзможно в барабанните котли.
Получената прегрята пара, която има високо налягане (100–140 атмосфери) и висока температура (500–580 °C), е способна да се разширява и да извършва работа. Тази пара се пренася по главните паропроводи до машинната зала, в която са монтирани парни турбини.
В парните турбини потенциалната енергия на парата се преобразува в механична енергия на въртене на ротора на парната турбина. На свой ред роторът е свързан с ротора на електрическия генератор.
Принципът на работа и структурата на парната турбина са разгледани в статията „Електрическа турбина“, така че няма да се спираме подробно на тях.
Парната турбина ще бъде толкова по-икономична, т.е. колкото по-малко топлина ще консумира за всеки киловатчас, който генерира, толкова по-ниско е налягането на парата, напускаща турбината.
За тази цел парата, излизаща от турбината, се насочва не в атмосферата, а в специално устройство, наречено кондензатор, в което се поддържа много ниско налягане, само 0,03–0,04 атмосфери. Това се постига чрез понижаване на температурата на парата чрез охлаждане с вода. Температурата на парата при това налягане е 24–29 °C. В кондензатора парата отдава топлината си на охлаждащата вода и в същото време кондензира, т.е. се превръща във вода - кондензат. Температурата на парата в кондензатора зависи от температурата на охлаждащата вода и количеството на тази вода, изразходвано за килограм кондензирана пара. Водата, използвана за кондензиране на парата, влиза в кондензатора при температура 10–15 °C и го напуска при температура около 20–25 °C. Разходът на охлаждаща вода достига 50–100 kg на 1 kg пара.
Кондензаторът е цилиндричен барабан с два капака в краищата. В двата края на барабана има метални бордове, в които голямо числомесингови тръби. Охлаждащата вода преминава през тези тръби. Парата от турбината преминава между тръбите, обикаляйки ги отгоре надолу. Кондензатът, образуван по време на кондензацията на парата, се отстранява отдолу.
Когато парата кондензира голямо значениеима пренос на топлина от парата към стената на тръбите, през които преминава охлаждащата вода. Ако в парата има дори малко количество въздух, топлопредаването от парата към стената на тръбата рязко се влошава; Количеството налягане, което ще трябва да се поддържа в кондензатора, ще зависи от това. Въздухът, който неизбежно навлиза в кондензатора с пара и през течове, трябва непрекъснато да се отстранява. Това се извършва от специално устройство - пароструен ежектор.
За охлаждане на отработената в турбината пара в кондензатора се използва вода от река, езеро, езеро или море. Разходът на охлаждаща вода при мощни електроцентрали е много висок и например за електроцентрала с мощност 1 милион kW е около 40 m3/sec. Ако водата за охлаждане на пара в кондензаторите се взема от реката и след това, загрята в кондензатора, се връща в реката, тогава такава система за водоснабдяване се нарича директен поток.
Ако в реката няма достатъчно вода, тогава се изгражда язовир и се образува езерце, от единия край на което се взема вода за охлаждане на кондензатора, а нагрятата вода се изхвърля в другия край. Понякога за охлаждане на водата, нагрята в кондензатора, се използват изкуствени охладители - охладителни кули, които са кули с височина около 50 m.
Водата, загрята в кондензаторите на турбината, се подава към тави, разположени в тази кула на височина 6–9 м. Течейки в потоци през отворите на тавите и пръски под формата на капки или тънък филм, водата тече надолу, частично изпаряване и охлаждане. Охладената вода се събира в басейн, откъдето се изпомпва към кондензаторите. Такава водоснабдителна система се нарича затворена.
Разгледахме основните устройства, използвани за преобразуване на химическата енергия на горивото в електрическа енергия в топлоелектрическа централа с парна турбина.
Работата на електроцентрала, работеща с въглища, се извършва по следния начин.
Въглищата се доставят от влакове с широка гама към разтоварващо устройство, където с помощта на специални разтоварващи механизми - автосамосвали - се разтоварват от вагоните върху лентови транспортьори.
Запасът от гориво в котелното помещение се създава в специални контейнери за съхранение - бункери. От бункерите въглищата постъпват в мелницата, където се изсушават и смилат до прахообразно състояние. В горивната камера на котела се подава смес от въглищен прах и въздух. При изгаряне на въглищен прах се образуват димни газове. След охлаждане газовете преминават през колектора за пепел и след като са изчистени от летливата пепел в него, се изхвърлят в комина.
Шлаките и летливата пепел, които изпадат от горивната камера от пепелните колектори, се транспортират по канали с вода и след това се изпомпват в сгуроотвала с помпи. Въздухът за изгаряне на гориво се подава от вентилатор към въздухонагревателя на котела. Прегрятата пара с високо налягане и висока температура, произведена в котела, се подава през паропроводи към парна турбина, където се разширява до много ниско налягане и отива в кондензатора. Образуваният в кондензатора кондензат се поема от кондензната помпа и се подава през нагревателя към деаератора. Деаераторът отстранява въздуха и газовете от кондензата. Деаераторът също така получава сурова вода, която е преминала през устройството за пречистване на водата, за да попълни загубата на пара и кондензат. От захранващия резервоар на деаератора захранващата вода се подава от помпа към водния економайзер на парния котел. Водата за охлаждане на отработената пара се взема от реката и се изпраща към кондензатора на турбината чрез циркулационна помпа. Електрическата енергия, генерирана от генератор, свързан към турбина, се разрежда чрез повишаващи електрически трансформатори по електропроводи с високо напрежение до потребителя.
Мощността на съвременните топлоелектрически централи може да достигне 6000 мегавата или повече с ефективност до 40%.
Топлоелектрическите централи могат да използват и газови турбини, работещи с природен газ или течно гориво. Газотурбинните електроцентрали (ГТЕЦ) се използват за покриване на пикове на електрическо натоварване.
Съществуват и централи с комбиниран цикъл, при които електроцентралата се състои от парна турбина и газотурбинен агрегат. Ефективността им достига 43%.
Предимството на топлоелектрическите централи в сравнение с водноелектрическите централи е, че те могат да бъдат построени навсякъде, което ги доближава до потребителя. Те работят с почти всички видове изкопаеми горива, така че могат да бъдат адаптирани към вида, който е наличен в даден район.
В средата на 70-те години на ХХ век. делът на електроенергията, произведена в топлоелектрическите централи, е приблизително 75% от общото производство. В СССР и САЩ той е дори по-висок – 80%.
Основният недостатък на топлоелектрическите централи е високата степен на замърсяване заобикаляща средавъглероден диоксид, както и голямата площ, заета от пепелни депа.
Чети и пишиполезен
Съвременният живот не може да се представи без електричество и топлина. Материалният комфорт, който ни заобикаля днес, като по-нататъчно развитиечовешката мисъл е тясно свързана с изобретяването на електричеството и използването на енергия.
От древни времена хората са се нуждаели от сила или по-скоро от двигатели, които биха им дали по-голяма човешка сила, за да строят къщи, да се занимават със земеделие и да развиват нови територии.
Първите пирамидални батерии
В пирамидите на Древен Египет учените са открили съдове, които приличат на батерии. През 1937 г. по време на разкопки близо до Багдад немският археолог Вилхелм Кьониг открива глинени кани, съдържащи медни цилиндри. Тези цилиндри са били фиксирани към дъното на глинени съдове със слой смола.
За първи път явления, които днес се наричат електрически, са забелязани в древен Китай, Индия и по-късно в древна Гърция. Древногръцкият философ Талес от Милет през 6 век пр. н. е. отбелязва способността на кехлибара, натрит с козина или вълна, да привлича парчета хартия, пух и други леки тела. От гръцкото име за кехлибар - "електрон" - това явление започва да се нарича електрификация.
Днес няма да ни е трудно да разгадаем „тайната” на кехлибара, натрит с вълна. Всъщност защо кехлибарът се наелектризира? Оказва се, че когато вълната се трие в кехлибар, на повърхността й се появява излишък от електрони и възниква отрицателен електрически заряд. Ние, така да се каже, „избираме“ електрони от атомите на вълната и ги прехвърляме на повърхността на кехлибара. Електрическо полеЕнергията, създадена от тези електрони, привлича хартията. Ако вземете стъкло вместо кехлибар, тогава се наблюдава различна картина. Чрез триене на стъкло с коприна ние „отстраняваме“ електрони от повърхността му. В резултат на това стъклото изпитва недостиг на електрони и се зарежда положително. Впоследствие, за да се разграничат тези такси, те започнаха условно да се обозначават със знаците, които са оцелели до днес, минус и плюс.
След като описаха удивителните свойства на кехлибара в поетични легенди, древните гърци не продължиха да го изучават. Човечеството трябваше да чака много векове за следващия пробив в завладяването на свободната енергия. Но когато най-накрая беше завършен, светът беше буквално преобразен. Още през 3-то хилядолетие пр.н.е. хората използват платна за лодки, но едва през 7 век. AD изобретил вятърна мелница с крила. Започва историята на вятърните турбини. Водни колела са били използвани в Нил, Ефрата и Яндзъ за повдигане на вода; те са били въртени от роби. Водните колела и вятърните мелници са били основните видове двигатели до 17 век.
Епоха на откритието
Историята на опитите за използване на пара записва имената на много учени и изобретатели. Така че Леонардо да Винчи е оставил 5000 страници с научни и технически описания, чертежи и скици на различни устройства.
Джанбатиста дела Порта изследва образуването на пара от вода, което е важно за по-нататъшното използване на пара в парни двигатели, изследва свойствата на магнита.
През 1600 г. придворният лекар на английската кралица Елизабет Уилям Гилбърт изучава всичко, което е известно на древните хора за свойствата на кехлибара, а самият той провежда експерименти с кехлибар и магнити.
Кой е изобретил електричеството?
Терминът "електричество" е въведен от английския натуралист и лекар на кралица Елизабет, Уилям Гилбърт. Той използва тази дума за първи път в своя трактат „За магнита, магнитните тела и големия магнит - Земята“ през 1600 г. Ученият обясни действието на магнитния компас, а също така даде описания на някои експерименти с електрифицирани тела.
Като цяло през 16-17 век не са натрупани много практически знания за електричеството, но всички открития са предвестници на наистина големи промени. Това е време, когато експерименти с електричество са извършвани не само от учени, но и от фармацевти, лекари и дори монарси.
Един от експериментите на френския физик и изобретател Дени Папен е да създаде вакуум в затворен цилиндър. В средата на 1670-те години в Париж той работи с холандския физик Кристиан Хюйгенс върху машина, която изтласква въздуха от цилиндър чрез взривяване на барут в него.
През 1680 г. Денис Папен идва в Англия и създава версия на същия цилиндър, в който получава по-пълен вакуум, използвайки вряща вода, която се кондензира в цилиндъра. Така той успя да вдигне тежест, прикрепена към буталото чрез въже, преметнато върху макара.
Системата работеше като демонстрационен модел, но за да се повтори процесът, целият апарат трябваше да бъде разглобен и сглобен отново. Папен бързо разбира, че за да автоматизира цикъла, парата трябва да се произвежда отделно в котела. Френски учен изобретил парен котел с лостов предпазен клапан.
През 1774 г. Уот Джеймс, в резултат на поредица от експерименти, създава уникална парна машина. За да осигури работата на двигателя, той използва центробежен регулатор, свързан с амортисьор на линията за отработена пара. Уат подробно изучава работата на парата в цилиндър, като за първи път конструира индикатор за тази цел.
През 1782 г. Уат получава английски патент за разширителна парна машина. Той въвежда и първата единица за сила – конска сила (по-късно друга единица за сила е наречена на негово име – ват). Парната машина на Watt, поради своята ефективност, стана широко разпространена и изигра огромна роля в прехода към машинно производство.
Италианският анатом Луиджи Галвани публикува своя Трактат за силите на електричеството в мускулното движение през 1791 г.
Това откритие, 121 години по-късно, дава тласък на изследванията на човешкото тяло с помощта на биоелектрически токове. Болните органи са открити чрез изучаване на техните електрически сигнали. Работата на всеки орган (сърце, мозък) е придружена от биологични електрически сигнали, които имат своя собствена форма за всеки орган. Ако даден орган не е наред, сигналите променят формата си и чрез сравняване на сигналите „здрав” и „болен” се откриват причините за заболяването.
Експериментите на Галвани доведоха до изобретяването на нов източник на електричество от професора от университета Тесин Алесандро Волта. Той даде различно обяснение на експериментите на Галвани с жаба и разнородни метали, доказа, че електрическите явления, които Галвани наблюдава, могат да се обяснят само с факта, че определена двойка разнородни метали, разделени от слой от специална електропроводима течност, служи като източник електрически токпротичащи през затворени проводници на външната верига. Тази теория, разработена от Волта през 1794 г., направи възможно създаването на първия в света източник на електрически ток, наречен Волтова колона.
Това беше набор от плочи от два метала, мед и цинк, разделени от подложки от филц, напоени с физиологичен разтвор или основа. Волта създаде устройство, способно да наелектризира тела с помощта на химическа енергия и следователно да поддържа движението на зарядите в проводник, тоест електрически ток. Скромният Волта нарече изобретението си в чест на Галвани "галваничен елемент", а електрическият ток, произтичащ от този елемент - "галваничен ток".
Първите закони на електротехниката
В началото на 19 век опитите с електрически ток привличат вниманието на учени от различни страни. През 1802 г. италианският учен Романиози открива отклонението на магнитната стрелка на компаса под въздействието на електрически ток, протичащ през близък проводник. През 1820 г. това явление е описано подробно в неговия доклад от датския физик Ханс Кристиан Ерстед. Малката книга на Ерстед, дълга само пет страници, беше публикувана в Копенхаген на шест езика същата година и направи огромно впечатление на колегите на Ерстед от различни страни.
Въпреки това френският учен Андре Мари Ампер е първият, който правилно обяснява причината за феномена, описан от Ерстед. Оказа се, че токът допринася за възникването на магнитно поле в проводника. Едно от най-важните постижения на Ампер е, че той е първият, който комбинира две преди това разделени явления - електричество и магнетизъм - с една теория за електромагнетизма и предлага те да се разглеждат като резултат от един естествен процес.
Вдъхновен от откритията на Ерстед и Ампер, друг учен, англичанинът Майкъл Фарадей, предполага, че не само магнитното поле може да въздейства на магнита, но и обратното – движещ се магнит ще въздейства на проводник. Поредица от експерименти потвърждават това блестящо предположение - Фарадей гарантира, че движещо се магнитно поле създава електрически ток в проводник.
По-късно това откритие послужи като основа за създаването на три основни електротехнически устройства - електрически генератор, електрически трансформатор и електродвигател.
Първоначален период на използване на електроенергия
Василий Владимирович Петров, професор в Медико-хирургическата академия в Санкт Петербург, стои в началото на осветлението с помощта на електричество. Докато изследва светлинните явления, причинени от електрически ток, през 1802 г. той прави известното си откритие - електрическа дъга, придружена от появата на ярко сияние и висока температура.
Жертви за науката
Руският учен Василий Петров, който пръв в света описва явлението електрическа дъга през 1802 г., не се щади при провеждането на експерименти. По това време не е имало инструменти като амперметър или волтметър и Петров проверявал качеството на батериите по усещането за електрически ток в пръстите си. За да усети слаби течения, ученият отряза горния слой кожа от върха на пръстите си.
Наблюденията и анализът на свойствата на електрическата дъга на Петров са в основата на създаването на дъгови лампи, лампи с нажежаема жичка и много други.
През 1875 г. Павел Николаевич Яблочков създава електрическа свещ, състояща се от две въглеродни пръчки, разположени вертикално и успоредно една на друга, между които е положена каолинова (глинена) изолация. За да бъде горенето по-дълго, на един свещник се поставят четири свещи, които горят последователно.
На свой ред Александър Николаевич Лодигин още през 1872 г. предлага да се използва нажежаема жичка вместо въглеродни електроди, които светят ярко, когато тече електрически ток. През 1874 г. Лодигин получава патент за изобретението на лампа с нажежаема жичка с въглероден прът и годишната награда Ломоносов на Академията на науките. Устройството е патентовано и в Белгия, Франция, Великобритания и Австро-Унгария.
През 1876 г. Павел Яблочков завършва разработването на дизайна на електрическа свещ, започнало през 1875 г., и на 23 март получава френски патент, съдържащ Кратко описаниесвещи в техните оригинални форми и изображението на тези форми. „Свещта на Яблочков“ се оказа по-проста, по-удобна и по-евтина за използване от лампата на А. Н. Лодигин. Под името „Руска светлина“ свещите на Яблочков по-късно се използват за улично осветление в много градове по света. Яблочков предложи и първите практически използвани трансформатори за променлив ток с отворена магнитна система.
В същото време, през 1876 г., в Сормовския машиностроителен завод е построена първата електроцентрала в Русия, нейният предшественик е построен през 1873 г. под ръководството на белгийско-френския изобретател Z.T. Грам за захранване на системата за осветление на завода, така наречената блок станция.
През 1879 г. руските електроинженери Яблочков, Лодигин и Чиколев, заедно с редица други електроинженери и физици, организират специално електротехническо отделение в рамките на Руското техническо общество. Задачата на катедрата беше да насърчава развитието на електротехниката.
Още през април 1879 г. за първи път в Русия е осветен с електрически светлини мост - мостът Александър II (сега Литейни мост) в Санкт Петербург. Със съдействието на отдела на Литейния мост беше въведена първата инсталация за външно електрическо осветление в Русия (с дъгови лампи на Яблочков в лампи, направени по проект на архитекта Кавос), което постави основата за създаването на локални осветителни системи с дъгови лампи за някои обществени сгради в Санкт Петербург, Москва и други големи градове. Електрическо осветление на моста, организирано от V.N. Чиколев, където вместо 112 газови струи горяха 12 свещи Яблочков, функционираше само 227 дни.
Пиротски трамвай
Електрическият трамвай е изобретен от Фьодор Аполонович Пироцки през 1880 г. Първите трамвайни линии в Санкт Петербург са положени едва през зимата на 1885 г. върху леда на Нева в района на Mytninskaya насип, тъй като правото на използване на улиците за превоз на пътницидостъп до тях са имали само собствениците на теглени от коне коне - железопътен транспорт, който се е придвижвал с помощта на коне.
През 80-те години се появиха първите централни станции, те бяха по-целесъобразни и по-икономични от блоковите станции, тъй като доставяха много предприятия с електричество наведнъж.
По това време масовите потребители на електроенергия са източници на светлина - дъгови лампи и лампи с нажежаема жичка. Първите електроцентрали в Санкт Петербург първоначално са били разположени на шлепове на кейовете на реките Мойка и Фонтанка. Мощността на всяка станция беше приблизително 200 kW.
Първата в света централна гара е пусната в експлоатация през 1882 г. в Ню Йорк, тя е с мощност 500 kW.
Електрическото осветление се появява за първи път в Москва през 1881 г., а през 1883 г. електрически лампи осветяват Кремъл. Специално за целта е построена подвижна електроцентрала, която се обслужва от 18 локомотива и 40 динама. Първата стационарна градска електроцентрала се появява в Москва през 1888 г.
Не трябва да забравяме и нетрадиционните енергийни източници.
Предшественикът на съвременните вятърни паркове с хоризонтална ос е с мощност 100 kW и е построен през 1931 г. в Ялта. Имаше кула с височина 30 метра. До 1941 г. единичната мощност на вятърните електроцентрали достига 1,25 MW.
План ГОЕЛРО
Електроцентралите са създадени в Русия в края на 19-ти и началото на 20-ти век, но бързият растеж на електроенергията и топлинната енергия през 20-те години на 20-ти век след приемането по предложение на V.I. Планът на Ленин ГОЕЛРО (Държавна електрификация на Русия).
На 22 декември 1920 г. VIII Всеруски конгрес на Съветите разглежда и одобрява Държавния план за електрификация на Русия - ГОЕЛРО, изготвен от комисия с председател Г.М. Кржижановски.
Планът GOELRO трябваше да бъде изпълнен в рамките на десет до петнадесет години и неговият резултат трябваше да бъде създаването на „голяма индустриална икономика на страната“. Това решение беше от голямо значение за икономическото развитие на страната. Неслучайно руските енергетици празнуват професионалния си празник на 22 декември.
Планът обръща голямо внимание на проблема с използването на местни енергийни ресурси (торф, речна вода, местни въглища и др.) за производство на електрическа енергия.
На 8 октомври 1922 г. се състоя официалното пускане на станция Уткина завод, първата торфена електроцентрала в Петроград.
Първата ТЕЦ в Русия
Първата топлоелектрическа централа, построена по плана на GOELRO през 1922 г., се нарича „Уткина завод“. В деня на откриването участниците в тържествената среща го преименуваха на „Червения октомври“ и под това име той работи до 2010 г. Днес това е Правобережная ТЕЦ на PJSC TGC-1.
През 1925 г. стартира Шатурската торфена електроцентрала, а през същата година Каширската електроцентрала започва да разработва нова технология за изгаряне на въглища край Москва под формата на прах.
Денят на началото на централното отопление в Русия може да се счита за 25 ноември 1924 г. - тогава влезе в експлоатация първият топлопровод от GES-3, предназначен за обществено ползване в къща номер деветдесет и шест на брега на река Фонтанка. Електрическа централа № 3, която беше преустроена за комбинирано производство на топло- и електрическа енергия, е първата комбинирана топло- и електрическа централа в Русия, а Ленинград е пионер в централното отопление. Централизирано снабдяване топла водаЖилищната сграда функционираше безпроблемно, а година по-късно GES-3 започна да доставя топла вода на бившата болница в Обухов и баните, разположени в Kazachy Lane. През ноември 1928 г. сградата на бившите Павловски казарми, разположена на Марсово поле, е свързана с отоплителните мрежи на държавна електроцентрала № 3.
През 1926 г. е пусната в експлоатация мощната Волховска водноелектрическа централа, чиято енергия се доставя на Ленинград чрез електропровод 110 kV с дължина 130 km.
Ядрената енергия на 20 век
На 20 декември 1951 г. ядрен реактор произведе използваемо количество електричество за първи път в историята - в това, което сега е Националната лаборатория INEEL на Министерството на енергетиката на САЩ. Реакторът генерира достатъчно мощност, за да запали обикновен низ от четири 100-ватови електрически крушки. След втория експеримент, проведен на следващия ден, 16-те участващи учени и инженери „увековечиха” своето историческо постижение, като написаха имената си с тебешир върху бетонната стена на генератора.
Съветските учени започнаха да разработват първите проекти за мирно използване на атомната енергия още през втората половина на 40-те години на миналия век. А на 27 юни 1954 г. в град Обниск е пусната първата атомна електроцентрала.
Пускането в експлоатация на първата атомна електроцентрала бележи откриването на ново направление в енергетиката, което получи признание на Първата международна научно-техническа конференция за използване на атомната енергия за мирни цели (август 1955 г., Женева). В края на ХХ век в света вече има повече от 400 атомни електроцентрали.
Модерна енергия. Късен 20 век
Краят на 20 век е белязан от различни събития, свързани както с високите темпове на изграждане на нови електроцентрали, началото на развитието на възобновяемите енергийни източници, така и с появата на първите проблеми от възникващата огромна глобална енергийна система и опити да ги решим.
Затъмнение
Американците наричат нощта на 13 юли 1977 г. „Нощта на страха“. Тогава имаше огромна по размери и последствия авария в електрическите мрежи в Ню Йорк. Заради мълния, ударила електропровод, електрозахранването на Ню Йорк беше прекъснато за 25 часа и 9 милиона жители останаха без ток. Трагедията беше придружена от финансова криза, в която се намираше метрополията, необичайно горещо време и безпрецедентна ширеща се престъпност. След прекъсване на електрозахранването банди от бедни квартали атакуваха модните райони на града. Смята се, че именно след тези ужасни събития в Ню Йорк понятието „затъмнение“ започва да се използва широко във връзка с аварии в енергетиката.
Тъй като съвременните общности стават все по-зависими от електричеството, прекъсванията на електрозахранването причиняват значителни загуби на бизнеса, общностите и правителствата. По време на инцидент осветителните устройства са изключени, асансьорите, светофарите и метрото не работят. В жизненоважни съоръжения (болници, военни съоръжения и др.) В енергийните системи за функциониране на живота по време на извънредни ситуации се използват автономни източници на енергия: батерии, генератори. Статистиката показва значително увеличение на катастрофите през 90-те години. XX - началото на XXI век.
През тези години развитието продължава алтернативна енергия. През септември 1985 г. се проведе пробно свързване на генератора на първата слънчева електроцентрала на СССР към мрежата. Проектът на първата кримска SPP в СССР е създаден в началото на 80-те години в Рижския клон на института Atomteploelectroproekt с участието на тринадесет други проектантски организации на Министерството на енергетиката и електрификацията на СССР. Станцията започва да функционира напълно през 1986 г.
През 1992 г. започва строителството на най-голямата водноелектрическа централа в света, водноелектрическата централа Three Gorges в Китай на река Яндзъ. Мощността на станцията е 22,5 GW. Напорните структури на водноелектрическата централа образуват голям резервоар с площ от 1045 km² и полезен капацитет от 22 km³. При създаването на резервоара бяха наводнени 27 820 хектара обработваема земя и около 1,2 милиона души бяха презаселени. Градовете Уансян и Ушан потънаха под вода. Пълното завършване на строителството и официалното въвеждане в експлоатация се състоя на 4 юли 2012 г.
Развитието на енергетиката е неделимо от проблемите, свързани със замърсяването на околната среда. В Киото (Япония) през декември 1997 г., в допълнение към Рамковата конвенция на ООН за изменението на климата, беше приет Протоколът от Киото. Той задължава развитите странии страни с преходна икономиканамаляване или стабилизиране на емисиите на парникови газове през 2008–2012 г. в сравнение с 1990 г. Срокът за подписване на протокола започва на 16 март 1998 г. и приключва на 15 март 1999 г.
Към 26 март 2009 г. протоколът е ратифициран от 181 държави (на тези страни общо се падат над 61% от глобалните емисии). Забележително изключение от този списък са Съединените щати. Първият период на прилагане на протокола започна на 1 януари 2008 г. и ще продължи пет години до 31 декември 2012 г., след което се очаква да бъде заменен с ново споразумение.
Протоколът от Киото беше първото глобално споразумение за опазване на околната среда, основано на пазарен регулаторен механизъм - механизъм за международна търговия с квоти за емисии на парникови газове.
21 век, или по-скоро 2008 г., се превърна в знаменателна година за руската енергийна система; Руското отворено акционерно дружество за енергетика и електрификация „ЕЕС на Русия“ (ОАО РАО „ЕЕС на Русия“), руска енергийна компания, която съществува през 1992-2008 г. е ликвидиран. Компанията обедини почти целия руски енергиен сектор и беше монополист на руския пазар за производство и пренос на енергия. На негово място се появиха държавни дружества естествен монопол, както и приватизирани производствени и търговски дружества.
През 21 век в Русия изграждането на електроцентрали достига ново ниво и започва ерата на използване на газовия цикъл с комбиниран цикъл. Русия насърчава разширяването на нови производствени мощности. На 28 септември 2009 г. започна строителството на Адлерската топлоелектрическа централа. Станцията ще бъде създадена на базата на 2 енергийни блока на газова централа с комбиниран цикъл с обща мощност 360 MW (топлинна мощност - 227 Gcal / h) с ефективност 52%.
Съвременната технология с парогазов цикъл осигурява висока ефективност, нисък разход на гориво и намаляване на вредните емисии в атмосферата средно с 30% в сравнение с традиционните парни електроцентрали. В бъдеще топлоелектрическите централи трябва да станат не само източник на топлина и електричество за зимните съоръжения Олимпийски игри 2014 г., но и значителен принос към енергийния баланс на Сочи и околните райони. ТЕЦ е включена в Програмата за изграждане на олимпийски съоръжения и развитие на Сочи като планински климатичен курорт, одобрена от правителството на Руската федерация.
На 24 юни 2009 г. в Израел заработи първата хибридна слънчево-газова електроцентрала. Изграден е от 30 слънчеви рефлектора и една кула „цвете“. За да поддържа мощността на системата 24 часа в денонощието, тя може да превключи на газова турбина по време на тъмнина. Инсталацията заема сравнително малко място и може да работи в отдалечени райони, които не са свързани с централни енергийни системи.
Новите технологии, използвани в хибридните електроцентрали, постепенно се разпространяват в целия свят, така че в Турция се планира изграждането на хибридна електроцентрала, която ще работи едновременно на три източника на възобновяема енергия - вятър, природен газ и слънчева енергия.
Алтернативната електроцентрала е проектирана така, че всички нейни компоненти да се допълват взаимно, така че американските експерти се съгласиха, че в бъдеще такива централи имат всички шансове да станат конкурентоспособни и да доставят електроенергия на разумна цена.
Зареждане...