A legelső központi erőművet, a Pearl Streetet 1882. szeptember 4 -én helyezték üzembe New Yorkban. Az állomást a Thomas Edison vezette Edison Illuminating Company támogatásával építették. Számos 500 kW feletti összteljesítményű Edison generátort telepítettek rá. Az állomás mintegy 2,5 négyzetkilométeres egész New York -i területet látott el árammal. Az állomás 1890 -ben leégett, és csak egy dinamó maradt, amely most a Michigan állambeli Greenfield Village -ben található.
1882. szeptember 30 -án kezdte meg működését az első vízerőmű, a Vulcan Street Wisconsinban. A projekt szerzője G.D. Rogers, az Appleton Paper & Pulp vezérigazgatója. Az állomáson hozzávetőleg 12,5 kW teljesítményű generátort telepítettek. Elég volt az áram Rogers házához és két papírgyárához.
Gloucester Road erőmű. Brighton volt az első város az Egyesült Királyságban, ahol zavartalan volt az áramellátás. 1882 -ben Robert Hammond megalapította a Hammond Electric Light Company -t, és 1882. február 27 -én megnyitotta a Gloucester Road Power Plant -t. Az állomás egy dinamókefeből állt, amelyet tizenhat ívlámpa táplálására használtak. 1885 -ben a Gloucester erőművet a Brighton Electric Light vásárolta meg. Később ezen az oldalon új állomást építettek, amely három dinamókefeből állt, 40 lámpával.
A Téli Palota erőműve
1886 -ban az Új Ermitázs egyik udvarán, amelyet azóta Electrodvornak hívnak, erőművet építettek a palotaigazgatás technikusa, Vaszilij Leontjevics Paskov terve alapján. Ez az erőmű 15 éven át a legnagyobb volt egész Európában.
Az erőmű turbinaterem a Téli Palotában. 1901 g.
Kezdetben gyertyákat használtak a Téli Palota megvilágítására, 1861 -től pedig gázlámpákat. Az elektromos lámpák nyilvánvaló előnyei azonban arra késztették a szakembereket, hogy keressék a gázvilágítás cseréjének lehetőségeit a Téli Palota épületeiben és az Ermitázs szomszédos épületeiben.
Vaszilij Leontjevics Paskov mérnök azt javasolta, hogy az elektromos áramot kísérletként használják a palotacsarnokok megvilágítására az 1885 -ös karácsonyi és újévi ünnepek alatt.
1885. november 9 -én III. Sándor császár jóváhagyta az "elektromos gyár" építésének tervét. A projekt a Téli Palota, az Ermitázs épületeinek, az udvar és a szomszédos terület villamosítását biztosította három évig, egészen 1888 -ig.
A munkát Vaszilij Paskovra bízták. Annak érdekében, hogy a gőzgépek működéséből kizárják az épület rezgésének lehetőségét, az erőművet külön üveg és fém pavilonba helyezték. Az Ermitázs második udvarán helyezkedett el, azóta "Electric" néven.
Az állomásépület 630 m² területű volt, 6 kazánból álló géptérből, 4 gőzgépből és 2 mozdonyból, valamint egy 36 elektromos dinamóval felszerelt helyiségből állt. A teljes teljesítmény elérte a 445 LE -t. Az első, aki megvilágította a szertartási helyiségek egy részét: az Avanzalt, Petrovszkijt, nagy tábornagyot, fegyverzetet, Georgijevszkij csarnokot, és külső megvilágítást rendezett. Három világítási módot javasoltak: teljes (ünnepi), hogy évente ötször bekapcsoljanak (4888 izzólámpa és 10 Yablochkov gyertya); működő - 230 izzólámpa; ügyelet (éjszakai) - 304 izzólámpa. Az állomás évente mintegy 30 ezer pood (520 tonna) szenet fogyasztott el.
Az elektromos berendezések fő szállítója a Siemens & Halske volt, az akkori legnagyobb villamosmérnöki vállalat.
Az erőmű hálózata folyamatosan bővült, és 1893-ra 30 ezer izzólámpát és 40 ívlámpát tett ki. Nem csak a palotakomplexum épületeit világították meg, hanem a Palota teret is a rajta található épületekkel.
A Téli Palota erőművének létrehozása egyértelmű példája lett annak a lehetőségnek, hogy egy nagy teljesítményű és gazdaságos áramforrást lehet létrehozni, amely képes nagyszámú fogyasztót ellátni.
A Téli Palota és az Ermitázs épületeinek elektromos világítási rendszerét 1918 után átvitték a városi elektromos hálózatra. A Téli Palota erőműve pedig 1945 -ig létezett, utána leszerelték.
1886. július 16 -án Szentpéterváron bejegyezték az ipari és kereskedelmi "Elektromos Világítás Társaságot". Ezt a dátumot tekintik az első orosz energiarendszer megalapításának dátumának. Az alapítók között volt a Siemens & Halske, a Deutsche Bank és az orosz bankárok. 1900 óta a céget 1886 -os Elektromos Világítás Társaságnak hívják. A társaság célját Karl Fedorovich Siemens fõalapító érdekei szerint jelölték ki: „Az utcák, gyárak, gyárak, üzletek és mindenféle egyéb helyek és helyiségek villamos energiával való megvilágítására” [Charta ..., 1886, p. 3]. A vállalatnak több fióktelepe volt az ország különböző városaiban, és nagyon nagy mértékben hozzájárult az orosz gazdaság elektromos szektorának fejlődéséhez.
Oroszország és a volt Szovjetunió más országainak lakosságának többsége tudja, hogy az ország nagyarányú villamosítása az 1920-ban elfogadott Oroszország állami villamosítására vonatkozó terv (GoElRo) megvalósításával jár együtt.
A méltányosság kedvéért meg kell jegyezni, hogy e terv kidolgozása az első világháború előestéjére nyúlik vissza, amely valójában akkor akadályozta meg annak elfogadását.
A villamos energia hozzájárult a haladás fejlődéséhez, ez kulcsfontosságú tényező a nemzetgazdaság bármely irányának működésében. Ma már mindenhol használják, minden ember számára természetes és megszokott jelenséggé vált, azonban nem mindig volt így. Mikor jelent meg az első erőmű Oroszországban?, vagyis "villamos energiát gyártó gyár"?
A villamosenergia -ipar fejlődésének kezdete
Hamis vélemény van az elektromos energia megjelenéséről az országban csak a bolsevikok érkezése után, amelyet Lenin „A villamosításról” rendelete írt alá. De megépültek Oroszországban az első erőművek jóval a Szovjetunió felemelkedése előtt. Még 1879-ben, II. Sándor császár (II. Miklós nagyapja) uralkodása alatt az északi fővárosban tartózkodott. Ez egy kis installáció volt, célja a Liteiny híd megvilágítása volt, a projektet P. Yablochkov mérnök irányításával valósították meg. Valamivel később egy hasonló erőmű épült Moszkvában, amely megvilágította a Lubjanka átjárót. 5 év után az ilyen állomások az Orosz Birodalom számos nagyvárosában találhatók, szilárd tüzelőanyaggal működtek, és villamos energiát tudtak termelni a világításhoz.
Vízerőművek - a haladás fejlesztése
Ezzel egy időben elkezdték tervezni a természetes elemek felhasználásával villamos energiát előállító létesítményeket. Hol épült Oroszország első erőműve? a víz mozgásának energiáját villamos energiává alakítani? Az első állomást is beépítették, az Okhta folyón helyezkedett el, és modern mércével mérve kis kapacitással, mindössze 350 lóerővel rendelkezett. Egy erősebb vízerőművet építettek 1903 -ban a Podkumka folyón, Essentuki közelében. Kapacitása elegendő volt a közeli városok felszenteléséhez: Pjatigorsk, Zheleznovodsk, Kislovodsk.
Erőmű építése Oroszországban - a fő cél
A 20. század eleje komoly változásokat hozott a világban, az iparosítás, a gépipar nagy mennyiségű fogyasztott villamos energiát igényelt. Erőművek építése a műszaki fejlődés fejlődésének fontos összetevőjévé vált, többek között a következő iparágakban:
- Gépgyártás;
- Vas- és színesfémkohászat;
- Informatikai technológiák;
- Közlekedési infrastruktúra.
Általánosságban elmondható, hogy áram és az azt előállító állomások nélkül a világunk nem lenne olyan, amilyennek megszoktuk látni.
Atomerőmű építése az Orosz Föderációban
Ma a legolcsóbb és legolcsóbb villamosenergia -típus marad. A nukleáris láncreakció alkalmazása lehetővé teszi kolosszális mennyiségű hőenergia előállítását, amelyet villamos energiává alakítanak át. Megbízhatóan ismert amikor megjelent az első erőmű az atomenergiával működő modern Oroszország területén. 1954-ben a szovjet tudósok Kurcsatov akadémikus vezetésével végrehajtottak egy projektet egy "békés atom" létrehozására, az Obninszki atomerőmű építése rekordidő alatt zajlott le.
Az első reaktor teljesítménye jelentéktelen volt, mindössze 5 MW, összehasonlításképpen a modern erőművek közül a legerősebb, a Kashiwazaki-Kariva 8122 MW-ot termel.
Oroszország teljes körű ciklusát végzik, az urán kinyerésétől és feldolgozásától az atomerőmű építéséig és későbbi üzemeltetéséig, valamint a termelési hulladékok ártalmatlanításáig.
További kilátások az ipar fejlődésére
A villamos energia iránti kereslet minden évben növekszik, illetve a fogyasztás növekedésével arányosan növekednie kell a villamosenergia -termelés mennyiségének. E célból új erőműveket építenek, a meglévőket pedig korszerűsítik.
A meglévő állomások mellett új környezetbarát projektek kezdenek megjelenni, amelyek biztosítják a lakosság számára a szükséges energiát.
Nagy potenciál y és állomások számára, valamint a apály és áramlás energiájának felhasználása. Minden évben új találmányok jelennek meg a világban, amelyek új áramforrásokat biztosítanak, ami ennek megfelelően hozzájárul a haladás további fejlődéséhez.
Oroszország szerepe a világ fejlődésében és erőművek építésében
Az ország ennek az iparágnak a fejlődésénél állt, gyakran több évvel megelőzve az ebben az irányban lévő legközelebbi versenytársait, nevezetesen az Egyesült Államokat. Tehát az első külföldi atomerőmű csak 1958 -ban jelent meg, vagyis 4 évvel a projekt szovjet tudósok és mérnökök sikeres végrehajtása után. Ma Oroszország a világ egyik legnagyobb villamosenergia -termelője, és a világ számos országában sikeresen hajt végre atomreaktor -építési projekteket. Az ilyen állomás építésének megvalósíthatósága csak akkor releváns, ha nagy az ipari potenciál, a projekt megvalósítása jelentős költségeket igényel, a megtérülés néha több évtized, figyelembe véve a zavartalan működést. A hőerőművek állandó üzemanyagforrásokat igényelnek, míg a vízerőművek nagy vízi utakkal rendelkeznek.
A TPP meghatározása, a TPP típusai és jellemzői. TPP besorolás
A TPP meghatározása, a TPP típusai és jellemzői. TPP osztályozás, TPP eszköz
Meghatározás
Hűtőtorony
Jellemzők
Osztályozás
Fűtő- és erőmű
Mini CHP készülék
A mini-CHP kinevezése
A mini-CHP hőhasznosítása
Üzemanyag mini-CHP-hez
Mini CHP és ökológia
Gázturbinás hajtómű
Kombinált ciklusú üzem
Működési elve
Előnyök
Terjesztés
Kondenzációs erőmű
Történelem
Működés elve
Alap rendszerek
A környezetre gyakorolt hatás
A legkorszerűbb
Verkhnetagilskaya GRES
Kashirskaya GRES
Pszkov Állami Kerületi Erőmű
Sztavropolszka GRES
Smolenskaya GRES
Hőerőmű az(vagy hőerőmű) - olyan erőmű, amely elektromos energiát termel azáltal, hogy az üzemanyag kémiai energiáját az elektromos generátor tengelyének forgási mechanikai energiájává alakítja át.
A hőerőmű fő egységei:
Motorok - hőerőmű hajtóművei
Elektromos generátorok
Hőerőmű hőcserélői
Hűtő tornyok.
Hűtőtorony
Érettségi torony (német gradieren - sóoldat sűrítésére; eredetileg hűtőtornyokat használtak a só elpárologtatására) - eszköz nagy mennyiségű víz hűtésére a légköri levegő irányított áramlásával. A hűtőtornyokat néha hűtőtornyoknak is nevezik.
Jelenleg a hűtőtornyokat elsősorban a hőcserélők hűtésére szolgáló vízellátó rendszerek újrahasznosítására használják (általában hőerőműveknél, hőerőműveknél). A mélyépítésben a hűtőtornyokat légkondicionálásra használják, például hűtőberendezések kondenzátorainak hűtésére, vészhelyzeti áramfejlesztők hűtésére. Az iparban a hűtőtornyokat hűtőszekrények, műanyag öntőgépek hűtésére és anyagok vegyi tisztítására használják.
A hűtési folyamat a víz egy részének elpárolgása miatt következik be, amikor vékony rétegben elfolyik, vagy egy speciális permetezőgépen keresztül esik, amely mentén a víz áramlásával ellentétes irányban levegő áramlik. Amikor a víz 1% -a elpárolog, a maradék víz hőmérséklete 5,48 ° C -kal csökken.
Általában hűtőtornyokat használnak ott, ahol nem lehetséges nagy tározók (tavak, tengerek) használata a hűtéshez. Ezenkívül ez a hűtési módszer környezetbarátabb.
A hűtőtornyok egyszerű és olcsó alternatívája a permetezőmedencék, ahol a vizet egyszerű permetezéssel hűtik le.
Jellemzők
A hűtőtorony fő paramétere az öntözési sűrűség értéke - az öntözött terület 1 m² -re jutó vízfogyasztás fajlagos értéke.
A hűtőtornyok fő tervezési paramétereit technikai és gazdasági számítás határozza meg, a hűtött víz térfogatától és hőmérsékletétől, valamint a telepítés helyének légköri paramétereitől (hőmérséklet, páratartalom stb.) Függően.
A hűtőtornyok télen történő használata, különösen zord éghajlaton, veszélyes lehet a hűtőtorony fagyásának lehetősége miatt. Ez leggyakrabban azon a helyen történik, ahol a fagyos levegő kis mennyiségű meleg vízzel érintkezik. A hűtőtorony befagyásának és ennek megfelelően meghibásodásának megelőzése érdekében biztosítani kell a hűtött víz egyenletes eloszlását a sprinkler felületén, és ellenőrizni kell az azonos öntözési sűrűséget a hűtőtorony egyes szakaszain. A ventilátor ventilátorok gyakran hajlamosak a jegesedésre a hűtőtorony nem megfelelő használata miatt.
Osztályozás
Az esőztető típusától függően a hűtőtornyok a következők:
film;
csöpög;
loccsanás;
Levegőellátási módszerrel:
ventilátor (a huzatot egy ventilátor hozza létre);
torony (a tolóerőt magas kipufogótorony segítségével hozzák létre);
nyitott (légköri), a szél erejét és a természetes konvekciót használva, amikor a levegő a sprinkleren keresztül mozog.
A ventilátoros hűtőtornyok technikai szempontból a leghatékonyabbak, mivel mélyebb és jobb vízhűtést biztosítanak, ellenállnak a nagy fajlagos hőterhelésnek (azonban a ventilátorok meghajtásához elektromos energia fogyasztásra van szükség).
Típusok
Kazán- és turbinás erőművek
Kondenzációs erőművek (GRES)
Kombinált hő- és erőművek (kapcsolt hő- és erőművek, CHP)
Gázturbinás erőművek
Kombinált ciklusú erőműveken alapuló erőművek
Dugattyús erőművek
Kompressziós gyújtás (dízel)
Szikragyújtás
Kombinált ciklus
Fűtő- és erőmű
A kombinált hő- és erőmű (CHP) egy olyan hőerőmű, amely nemcsak áramot termel, hanem hőenergia -forrást is biztosít a központosított hőellátó rendszerekben (gőz és meleg víz formájában, beleértve a melegvíz -ellátást is) valamint lakossági és ipari létesítmények fűtése). A kapcsolt energiatermelő erőműnek általában a fűtési ütemtervnek megfelelően kell működnie, vagyis az elektromos energia előállítása a hőenergia termelésétől függ.
A CHP elhelyezésekor figyelembe veszik a hőfogyasztók közelségét forró víz és gőz formájában.
Mini CHP
A Mini CHP egy kis kombinált hő- és erőmű.
Mini CHP készülék
A mini-CHP olyan hőerőművek, amelyek elektromos és hőenergia együttes előállítására szolgálnak, akár 25 MW teljesítményű egységben, függetlenül a berendezés típusától. Jelenleg a következő berendezések széles körű alkalmazást találtak a külföldi és a hazai hőerőművekben: ellennyomású gőzturbinák, kondenzációs gőzturbinák gőzkivonással, gázturbinás berendezések hőenergia víz- vagy gőzvisszanyerésével, gázdugattyús, gáz-dízel és dízel egységek hőenergia -visszanyerés ezen egységek különböző rendszereiből. A kapcsolt energiatermelő létesítmények kifejezést a mini -CHP és a CHP kifejezések szinonimájaként használják, azonban jelentése szélesebb, mivel feltételezi a különböző termékek közös előállítását (együttes, termelés - termelés), amelyek egyaránt lehetnek elektromos és a hőenergia, valamint más termékek, például hőenergia és széndioxid, elektromos energia és hideg stb. Valójában a trigeneration kifejezés, amely villamos energia, hő és hideg előállítását jelenti, szintén különleges eset a kapcsolt energiatermelésről. A mini-CHP megkülönböztető jellemzője az üzemanyagok gazdaságosabb felhasználása az előállított energiafajtákhoz, összehasonlítva az előállításuk általánosan elfogadott külön módszereivel. Ez annak köszönhető, hogy országos léptékben villamos energiát főként hőerőművek és atomerőművek kondenzációs ciklusaiban állítanak elő, 30-35% -os elektromos hatásfokkal, hőfogyasztó hiányában. Valójában ezt az állapotot meghatározza a településeken uralkodó elektromos és hőterhelés aránya, eltérő változásuk az év során, valamint az a képtelenség, hogy az elektromos energiával ellentétben a hőenergiát hosszú távra továbbítsák.
A mini-CHP modul gázdugattyút, gázturbinát vagy dízelmotort, elektromos áramfejlesztőt, hőcserélőt tartalmaz a víz hővisszanyerésére a motor, olaj és kipufogógázok hűtésekor. A mini-CHP-hez általában melegvizes kazánt adnak, hogy kompenzálják a hőterhelést a csúcsidőben.
A mini-CHP kinevezése
A mini-CHP fő célja, hogy villamos energiát és hőt termeljen különböző típusú tüzelőanyagokból.
A fogyasztó közelében lévő mini-CHP erőmű építésének koncepciója számos előnnyel jár (a nagy CHP-erőművekhez képest):
lehetővé teszi, hogy elkerülje a drága és veszélyes nagyfeszültségű távvezetékek (távvezetékek) építésének költségeit;
az energiaátviteli veszteségek kizártak;
nincs szükség pénzügyi költségekre a hálózatokhoz való csatlakozás technikai feltételeinek teljesítéséhez
központosított áramellátás;
zavartalan áramellátás a fogyasztó számára;
kiváló minőségű áramellátás, a beállított feszültség- és frekvenciaértékek betartása;
esetleg nyereséget.
A modern világban a mini-CHP építése lendületet vesz, az előnyök nyilvánvalóak.
A mini-CHP hőfelhasználása
A hőenergia az energiatermelés során elégetett tüzelőanyag energiájának jelentős részét teszi ki.
Vannak lehetőségek a hő használatára:
a hőenergia végfelhasználók általi közvetlen felhasználása (kapcsolt energiatermelés);
melegvíz -ellátás (melegvíz), fűtés, technológiai igények (gőz);
a hőenergia részleges átalakítása hideg energiává (trigeneration);
a hideget egy abszorpciós hűtőgép generálja, amely nem elektromos, hanem hőenergiát fogyaszt, ami lehetővé teszi nyáron a hő elég hatékony felhasználását légkondicionáló helyiségekben vagy technológiai igények kielégítésére;
Üzemanyag mini-CHP-hez
A felhasznált üzemanyagok típusai
gáz: fő földgáz, cseppfolyósított földgáz és egyéb éghető gázok;
folyékony üzemanyagok: olaj, fűtőolaj, dízelüzemanyag, biodízel és egyéb gyúlékony folyadékok;
szilárd tüzelőanyagok: szén, fa, tőzeg és más típusú bioüzemanyagok.
A leghatékonyabb és legolcsóbb üzemanyag Oroszországban a hálózati földgáz, valamint a kapcsolódó gáz.
Mini CHP és ökológia
Az erőművi motorok hulladékhőjének gyakorlati célokra történő felhasználása a mini-CHP megkülönböztető jellemzője, és ezt kogenerációnak (távfűtés) nevezik.
Két típusú energia kombinált termelése egy mini -CHP -n sokkal környezetbarátabb üzemanyag -felhasználáshoz járul hozzá, összehasonlítva a villamos energia és a hő előállításával a kazánművekben.
Az irracionálisan üzemanyagot használó, a városok és falvak légkörét szennyező kazánházak cseréje, a mini-CHPP nemcsak jelentős üzemanyag-megtakarításokhoz járul hozzá, hanem a légmedence tisztaságának növekedéséhez és az általános ökológiai állapot javulásához is.
A gázdugattyús és gázturbinás mini-CHP erőművek energiaforrása általában a földgáz. Természetes vagy kapcsolódó gáz fosszilis tüzelőanyag, amely nem szennyezi a légkört szilárd kibocsátással
Gázturbinás hajtómű
A gázturbinás motor (GTE, TRD) olyan hőmotor, amelyben a gázt összenyomják és felmelegítik, majd a sűrített és fűtött gáz energiáját mechanikai munkává alakítják át a gázturbina tengelyén. A dugattyús motorral ellentétben a gázturbinás motorokban a folyamatok mozgó gázáramban zajlanak.
A sűrített légköri levegő a kompresszorból belép az égéstérbe, ahol tüzelőanyagot szállítanak, amely égve nagy mennyiségű égésterméket képez nagy nyomás alatt. Ezután egy gázturbinában a gázhalmazállapotú égéstermékek energiáját mechanikus munkává alakítják át a lapátok gázsugárral történő forgása miatt, amelynek egy részét a kompresszorban lévő levegő összenyomására fordítják. A többi munka a meghajtott egységre kerül. Az egység által felhasznált munka a GTE hasznos munkája. A gázturbinás motorok rendelkeznek a legnagyobb teljesítménysűrűséggel a belső égésű motorok között, akár 6 kW / kg.
A legegyszerűbb gázturbinás motornak csak egy turbinája van, amely a kompresszort hajtja, és ugyanakkor hasznos energiaforrás. Ez korlátozza a motor üzemmódjait.
Néha a motor többtengelyes. Ebben az esetben több turbina van sorban, amelyek mindegyike saját tengelyét hajtja. A nagynyomású turbina (az első az égéstér után) mindig a motor kompresszort hajtja, a későbbiek pedig külső terhelést (helikopter vagy hajó propellerek, nagy teljesítményű elektromos generátorok stb.) És a motor további kompresszorait is , a fő előtt található.
A többtengelyes motor előnye, hogy minden turbina optimális fordulatszámmal és terheléssel működik. Az egytengelyes motor tengelyéből hajtott terhelés esetén a motor fojtószelep-reakciója, vagyis a gyors felpörgés képessége nagyon gyenge lenne, mivel a turbinának mind a kettőt energiával kell ellátnia, hogy a motort nagy mennyiségű levegő (a teljesítményt a levegő mennyisége korlátozza), és a terhelés felgyorsítása. A kéttengelyes kialakításnak köszönhetően a könnyű nagynyomású rotor gyorsan üzembe lép, és a motort levegővel látja el, az alacsony nyomású turbina pedig nagy mennyiségű gázzal a gyorsításhoz. Lehetőség van arra is, hogy csak nagynyomású rotor indításakor kevésbé gyors indítót használjunk a gyorsításhoz.
Kombinált ciklusú üzem
A kombinált ciklusú gázüzem villamosenergia -termelő állomás, amely hő- és villamosenergia -termelést szolgál. Fokozott hatékonyságában különbözik a gőz- és gázturbinás egységektől.
Működési elve
A kombinált ciklusú üzem két különálló egységből áll: gőz- és gázturbinából. Egy gázturbinás üzemben a turbinát az üzemanyag égésének gáz halmazállapotú termékei forgatják. Mind a földgáz, mind az olajipar termékei (fűtőolaj, dízelüzemanyag) szolgálhatnak üzemanyagként. Az első generátor ugyanazon a tengelyen található, mint a turbina, amely a rotor forgása miatt elektromos áramot generál. Az égéstermékek a gázturbinán áthaladva energiájuknak csak egy részét adják, és a gázturbina kimeneténél még mindig magas a hőmérsékletük. A gázturbinából kilépő égéstermékek a gőzerőműbe jutnak, a hulladékhő kazánba, ahol a vizet és a keletkező vízgőzt felmelegítik. Az égéstermékek hőmérséklete elegendő ahhoz, hogy a gőzt a gőzturbinában való használathoz szükséges állapotba hozzák (a füstgáz körülbelül 500 Celsius fokos hőmérséklete lehetővé teszi a túlhevített gőz előállítását körülbelül 100 atmoszféra nyomáson). A gőzturbina egy második elektromos generátort hajt.
Előnyök
A kombinált ciklusú erőművek elektromos hatásfoka körülbelül 51-58%, míg a külön működő gőz- vagy gázturbinás erőművek esetében ez 35-38% körül mozog. Ez nemcsak az üzemanyag-fogyasztást, hanem az üvegházhatású gázok kibocsátását is csökkenti.
Mivel a kombinált ciklusú berendezés hatékonyabban vonja ki a hőt az égéstermékekből, lehetséges az üzemanyag elégetése magasabb hőmérsékleten, ennek eredményeként a nitrogén -oxid kibocsátása a légkörbe alacsonyabb, mint más típusú üzemekben.
Viszonylag alacsony gyártási költség.
Terjesztés
Annak ellenére, hogy a gőz-gázciklus előnyeit először az 1950-es években bizonyította Khristianovich szovjet akadémikus, az ilyen típusú erőműveket Oroszországban nem használták széles körben. A Szovjetunióban számos kísérleti CCGT épült. Példa erre a Nevinnomysskaya GRES 170 MW -os és a Moldavskaya GRES 250 MW -os erőegységei. Az elmúlt években számos erőteljes kombinált ciklusú hajtóművet állítottak üzembe Oroszországban. Közöttük:
2 darab, egyenként 450 MW teljesítményű erőmű a szentpétervári északnyugati TPP-n;
1 hajtómű 450 MW kapacitással a Kaliningradskaya CHPP-2-nél;
1 CCGT egység 220 MW teljesítménnyel Tyumenskaya CHP-1-nél;
2 CCGT-egység 450 MW kapacitással a CHPP-27-nél és 1 CCGT-egység a CHPP-21-nél Moszkvában;
1 CCGT egység 325 MW kapacitással az Ivanovskaya SDPP -nél;
2 darab, egyenként 39 MW teljesítményű erőmű a Sochinskaya TPP -nél
2008 szeptemberétől számos CCGT egység a tervezés vagy az építés különböző szakaszaiban van Oroszországban.
Európában és az USA -ban hasonló létesítmények működnek a legtöbb hőerőműben.
Kondenzációs erőmű
A kondenzációs erőmű (CES) olyan hőerőmű, amely csak elektromos energiát termel. Történelmileg a "GRES" nevet kapta - az állami regionális erőmű. Az idő múlásával a "GRES" kifejezés elvesztette eredeti jelentését ("kerület"), és mai értelemben általában egy nagy teljesítményű (ezer MW) kondenzációs erőművet jelent, amely az egységes energiában működik rendszer más nagy erőművekkel együtt. Mindazonáltal szem előtt kell tartani, hogy nem minden „GRES” rövidítéssel ellátott állomás kondenzálódik, néhányuk kombinált hő- és erőműként működik.
Történelem
Az első GRES "Elektroperechaya", a mai "GRES-3" Moszkva közelében, Elektrogorsk városában épült 1912-1914-ben. a mérnök R.E. Klasson kezdeményezésére. A fő tüzelőanyag a tőzeg, 15 MW kapacitással. Az 1920 -as években a GOELRO terv több hőerőmű építését írta elő, amelyek közül a leghíresebb a Kashirskaya GRES.
Működés elve
A gőzkazánban túlhevített gőz állapotba (520-565 Celsius fok) felmelegített víz forgatja a gőzturbinát, amely turbinagenerátort hajt.
A felesleges hőt kondenzációs erőműveken keresztül vezetik a légkörbe (a közeli víztestekhez), ellentétben a kapcsolt energiatermelő erőművekkel, amelyek felesleges hőt bocsátanak ki a közeli objektumok (például házak fűtése) szükségleteihez.
A kondenzációs erőmű általában Rankine-cikluson működik.
Alap rendszerek
Az IES összetett energiakomplexum, amely épületekből, szerkezetekből, áram- és egyéb berendezésekből, csővezetékekből, szerelvényekből, műszerekből és automatizálásból áll. A fő IES rendszerek a következők:
kazánüzem;
gőzturbina üzem;
Üzemanyag gazdaság;
hamu- és salakleválasztó rendszer, füstgáz -tisztítás;
elektromos rész;
műszaki vízellátás (a felesleges hő eltávolítására);
kémiai és víztisztító rendszer.
Az IES tervezése és kivitelezése során rendszerei a komplexum épületeiben és szerkezeteiben, elsősorban a főépületben helyezkednek el. Az IES működése során a rendszereket kezelő személyzetet általában műhelyekbe egyesítik (kazán és turbina, elektromos, tüzelőanyag -ellátás, vegyi vízkezelés, termikus automatizálás stb.).
A kazánüzem a főépület kazánházában található. Oroszország déli régióiban a kazánüzem nyitva lehet, vagyis nem rendelkezik falakkal és tetővel. A berendezés gőzkazánokból (gőzfejlesztők) és gőzvezetékekből áll. A kazánokból származó gőz élő gőzvezetékeken keresztül kerül a turbinákba. A különféle kazánok gőzvezetékei általában nem térhálósítottak. Az ilyen sémát blokknak nevezik.
A gőzturbinás egység a gépházban és a főépület légtelenítő (bunker-légtelenítő) rekeszében található. Magába foglalja:
gőzturbinák elektromos generátorral az egyik tengelyen;
egy kondenzátor, amelyben a turbinán áthaladó gőz víz (kondenzátum) képződésére kondenzálódik;
kondenzátum- és tápszivattyúk, amelyek kondenzátumot (betáplált vizet) biztosítanak a gőzkazánokhoz;
alacsony és magas nyomású regeneráló fűtőberendezések (HDPE és LDPE) - hőcserélők, amelyekben a betáplált vizet a turbina gőzének kivonásával melegítik;
légtelenítő (HDPE -ként is szolgál), amelyben a vizet megtisztítják a gáz halmazállapotú szennyeződésektől;
csővezetékek és segédrendszerek.
Az üzemanyag -fogyasztás eltérő összetételű, attól függően, hogy melyik fő üzemanyagra tervezték az IES -t. Széntüzelésű IES esetén az üzemanyag-fogyasztás a következőket tartalmazza:
egy leolvasztó berendezés (az úgynevezett "teplyak" vagy "fészer") a szén felolvasztására nyitott gondolakocsikban;
kirakó eszköz (általában egy dömper);
szénraktár, amelyet daru vagy speciális kezelőgép szolgál ki;
zúzóüzem a szén előzetes zúzására;
szállítószalagok szén mozgatásához;
szívórendszerek, elzáró- és egyéb segédrendszerek;
porlasztó rendszer, beleértve a golyós, hengeres vagy kalapácsos malmokat.
A por-előkészítő rendszer, valamint a szénbunkerek a főépület bunker-légtelenítő rekeszében találhatók, a többi üzemanyag-ellátó berendezés a főépületen kívül található. Időnként központi porgyárat hoznak létre. A szénraktár az IES 7-30 napos folyamatos működésére számít. Az üzemanyag -ellátó készülékek egy része fenntartva van.
A földgázt használó IES üzemanyag -takarékosság a legegyszerűbb: magában foglal egy gázelosztó pontot és gázvezetékeket. Az ilyen erőműveknél azonban a fűtőolajat tartalékként vagy szezonális forrásként használják, ezért fűtőolaj-gazdaság is kialakítás alatt áll. Üzemanyag-létesítményeket építenek a széntüzelésű erőművekben is, ahol fűtőolajat használnak a kazánok meggyújtására. Az üzemanyag -takarékosság a következőket tartalmazza:
vevő és ürítő eszköz;
fűtőolaj tárolása acél vagy vasbeton tartályokkal;
fűtőolaj-szivattyúállomás fűtőberendezésekkel és fűtőolaj-szűrőkkel;
csővezetékek elzáró- és szabályozószelepekkel;
tűzoltó és egyéb segédrendszerek.
A hamu- és salakleválasztó rendszer csak széntüzelésű erőművekben van elrendezve. A hamu és a salak egyaránt éghetetlen szénmaradványok, de a salak közvetlenül a kazán kemencéjében képződik, és egy szellőzőnyíláson (lyuk a salakbányában) eltávolítva, a hamut pedig füstgázokkal szállítják el, és már a kivezető nyílásnál elfogják a kazánt. A hamu részecskék sokkal kisebbek (körülbelül 0,1 mm), mint a salakdarabok (legfeljebb 60 mm). A hamu- és salakleválasztó rendszerek lehetnek hidraulikusak, pneumatikusak vagy mechanikusak. A fordított hidraulikus hamu- és salakeltávolítás leggyakoribb rendszere öblítőberendezések, csatornák, kotrószivattyúk, hígtrágya -csővezetékek, hamulerakók, szivattyúzási és tisztítottvíz -vezetékek.
A füstgázok légkörbe történő kibocsátása a hőerőmű legveszélyesebb hatása a környezetre. A füstgázokból származó hamu összegyűjtéséhez a fúvóventilátorok után különféle típusú szűrőket (ciklonok, súrolók, elektrosztatikus kicsapók, zsákos szűrők) kell felszerelni, amelyek a szilárd részecskék 90-99% -át visszatartják. Nem alkalmasak azonban a füst káros gázoktól való tisztítására. Külföldön és a közelmúltban a hazai erőművekben (beleértve a gáz-fűtőolajat is) olyan rendszereket telepítenek, amelyek a gázok mész- vagy mészkővel történő kéntelenítését (ún. DeSOx) és a nitrogén-oxidok ammóniával (deNOx) történő katalitikus redukálását végzik. A megtisztított füstgázt a füstelvezető a kéménybe dobja, amelynek magasságát a megmaradt káros szennyeződések légkörben való eloszlatásának körülményei alapján határozzuk meg.
Az IES elektromos része elektromos energia előállítására és a fogyasztók számára történő elosztására szolgál. Háromfázisú elektromos áram jön létre általában 6-24 kV feszültséggel a KES generátorokban. Mivel a feszültség növekedésével a hálózatok energiavesztesége jelentősen csökken, akkor közvetlenül a generátorok után transzformátorokat telepítenek, amelyek 35, 110, 220, 500 és több kV -ra növelik a feszültséget. A transzformátorok kültéren vannak felszerelve. Az elektromos energia egy részét az erőmű saját szükségleteire használják fel. Az alállomásokra és a fogyasztókhoz távozó elektromos vezetékek csatlakoztatását és leválasztását nyitott vagy zárt kapcsolókészülékeken (kültéri kapcsolóberendezések, beltéri kapcsolókészülékek) végzik, olyan kapcsolókkal felszerelve, amelyek képesek nagyfeszültségű áramkör csatlakoztatására és megszakítására elektromos ív kialakítása nélkül.
A szolgáltató vízellátó rendszer nagy mennyiségű hideg vizet szolgáltat a turbina kondenzátorok hűtésére. A rendszereket közvetlen áramlású, fordított és vegyes rendszerekre osztják. Közvetlen áramlású rendszerekben a vizet szivattyúk természetes forrásból (általában folyóból) veszik fel, és a kondenzátoron való áthaladás után visszaengedik. Ugyanakkor a víz körülbelül 8-12 ° C-kal felmelegszik, ami bizonyos esetekben megváltoztatja a víztestek biológiai állapotát. A keringtető rendszerekben a víz keringő szivattyúk hatására kering, és levegővel hűtik. A hűtés elvégezhető a hűtőtartályok felületén vagy mesterséges szerkezetekben: permetezőmedencékben vagy hűtőtornyokban.
Az alacsony vízállású területeken a műszaki vízellátó rendszer helyett légkondenzációs rendszereket (száraz hűtőtornyokat) használnak, amelyek természetes vagy mesterséges huzatú légradiátorok. Ez a döntés általában kényszerített, mivel drágábbak és kevésbé hatékonyak a hűtés szempontjából.
A kémiai vízkezelő rendszer a gőzkazánokhoz és gőzturbinákhoz juttatott víz kémiai kezelését és mély ásványi sómentesítését biztosítja, hogy elkerülje a lerakódásokat a berendezés belső felületén. Általában szűrők, tartályok és reagens víztisztító berendezések találhatók az IES kisegítő épületében. Ezenkívül a hőerőművekben többlépcsős rendszereket hoznak létre olajtermékekkel, olajokkal, berendezések mosó- és mosóvizeivel, vihar- és olvadékcsatornáival szennyezett szennyvíz kezelésére.
A környezetre gyakorolt hatás
Hatás a légkörre. Az üzemanyag elégetésekor nagy mennyiségű oxigén fogy el, és jelentős mennyiségű égéstermék, például pernye, gáznemű kén -oxid és nitrogén szabadul fel, amelyek közül néhány nagyon reakcióképes.
Hatás a hidroszférára. Először is a turbina kondenzátorokból, valamint az ipari szennyvizekből való víz kibocsátása.
Hatás a litoszférára. A nagy hamu tömegek ártalmatlanítása sok helyet igényel. Ezt a szennyezést csökkenti hamu és salak építőanyagként történő felhasználása.
A legkorszerűbb
Jelenleg Oroszországban 1000–1200, 2400, 3600 MW kapacitású GRES-t és több egyedi 150, 200, 300, 500, 800 és 1200 MW-os egységet használnak. Köztük a következő GRES (a WGC -k része):
Verkhnetagilskaya GRES - 1500 MW;
Iriklinskaya GRES - 2430 MW;
Kashirskaya GRES - 1 910 MW;
Nizhnevartovskaya GRES - 1600 MW;
Permskaya GRES - 2400 MW;
Urengoyskaya GRES - 24 MW.
Pskovskaya GRES - 645 MW;
Serovskaya GRES - 600 MW;
Stavropolskaya GRES - 2400 MW;
Surgutskaya GRES -1 - 3280 MW;
Troitskaya GRES - 2060 MW.
Gusinoozyorskaya GRES - 1100 MW;
Kostromskaya GRES - 3600 MW;
Pechora SDPP - 1060 MW;
Kharanorskaya GRES - 430 MW;
Cherepetskaya GRES - 1285 MW;
Yuzhnouralskaya GRES - 882 MW.
Berezovskaya GRES - 1500 MW;
Smolenskaya GRES - 630 MW;
Surgutskaya GRES -2 - 4800 MW;
Shaturskaya GRES - 1100 MW;
Yaivinskaya GRES - 600 MW.
Konakovskaya GRES - 2400 MW;
Nevinnomysskaya GRES - 1270 MW;
Reftinskaya GRES - 3800 MW;
Sredneuralskaya GRES - 1180 MW.
Kirishskaya GRES - 2100 MW;
Krasznojarszkaja GRES-2 - 1250 MW;
Novocherkasskaya GRES - 2400 MW;
Ryazanskaya GRES (1-6. Egység - 2650 MW és 7. számú egység (korábbi GRES -24, amely a Ryazanskaya GRES része volt - 310 MW) - 2960 MW;
Cherepovetskaya GRES - 630 MW.
Verkhnetagilskaya GRES
A Verkhnetagilskaya GRES egy hőerőmű Verhniy Tagilban (Szverdlovszk régió), amely az OGK-1 részeként működik. 1956. május 29 -e óta működik.
Az állomás 11 erőegységet tartalmaz, 1497 MW elektromos kapacitással és termikus - 500 Gcal / h. Állomás-üzemanyag: földgáz (77%), szén (23%). A személyzet létszáma 1119 fő.
Az 1600 MW tervezési teljesítményű állomás építése 1951 -ben kezdődött. Az építkezés célja az volt, hogy hőt és áramot biztosítson a novouralszki elektrokémiai üzemnek. 1964 -ben az erőmű elérte tervezési kapacitását.
A Verhniy Tagil és Novouralsk városok hőellátásának javítása érdekében az állomást korszerűsítették:
Négy K-100-90 (VK-100-5) LMZ kondenzációs turbinaegységet T-88 / 100-90 / 2.5 fűtőturbinákra cseréltek.
A TG-2,3,4-nél a PSG-2300-8-11 típusú hálózati fűtőberendezések vannak felszerelve a hálózati víz melegítésére Novouralsk hőellátó körében.
A TG-1.4 hálózati fűtőberendezésekkel van felszerelve a Verkhniy Tagil és az ipari telep hőszolgáltatására.
Minden munkát a KhF TsKB projektje szerint végeztek.
2008. január 3–4-én éjszaka baleset történt a Surgutskaya GRES-2-nél: a hatodik, 800 MW teljesítményű tápegység tetejének részleges leomlása két erőmű leállításához vezetett. A helyzetet bonyolította az a tény, hogy egy másik (5 -ös) tápegységet javítottak: Ennek eredményeként leállították a 4 -es, 5 -ös és 6 -os erőműveket. Ez alatt az idő alatt a GRES különösen intenzív módban dolgozott.
A 2010 -ig, illetve 2013 -ig tartó időszakban két új erőmű (üzemanyag - földgáz) építését tervezik.
A GRES-nél problémát jelent a környezetbe történő kibocsátás. Az OGK-1 szerződést írt alá az Uráli Energetikai Mérnöki Központtal 3,068 millió rubelért, amely előírja a Verkhnetagilskaya GRES kazánjának rekonstrukciós projektjének kidolgozását, amely a kibocsátás csökkentéséhez vezet, hogy megfeleljen az MPE-nek szabványoknak.
Kashirskaya GRES
Kashirskaya GRES, G.M. Krzhizhanovsky nevét viseli a moszkvai régió Kashira városában, az Oka partján.
Történelmi állomás, V.I. Lenin személyes felügyelete alatt épült a GOELRO terv szerint. Az üzembe helyezés idején a 12 MW teljesítményű erőmű Európa második legnagyobb erőműve volt.
Az állomás a GOELRO terv szerint épült, az építkezés V.I.Lenin személyes felügyelete mellett zajlott. 1919-1922-ben épült, a Ternovo falu helyén történő építkezéshez egy működő Novokashirsk települést emeltek. 1922. június 4 -én indult, az egyik első szovjet kerületi hőerőművé vált.
Pszkov Állami Kerületi Erőmű
A Pskovskaya GRES egy állami regionális erőmű, amely 4,5 km -re található a város jellegű Dedovichi településtől - a Pszkov régió regionális központjától, a Shelon folyó bal partján. 2006 óta az OGK-2 fióktelepe.
A nagyfeszültségű távvezetékek összekötik a Pszkovi kerületi erőművet Fehéroroszországgal, Lettországgal és Litvániával. Az anyavállalat ezt előnynek tekinti: van egy energia-export csatorna, amelyet aktívan használnak.
A GRES beépített kapacitása 430 MW, két nagy manőverező képességű, egyenként 215 MW teljesítményű egységet tartalmaz. Ezeket az erőegységeket 1993 -ban és 1996 -ban építették és helyezték üzembe. Az első szakasz kezdeti projektje három erőegység építését foglalta magában.
Az üzemanyag fő típusa a földgáz, amelyet az állomáshoz szállítanak a fő exportgázvezeték egyik ágán keresztül. A hajtóműveket eredetileg őrölt tőzegre tervezték; a VTI projekt szerint rekonstruálták a földgáz égetésére.
A villamosenergia -fogyasztás saját szükségletekre 6,1%.
Sztavropolszka GRES
A Stavropolskaya GRES egy oroszországi hőerőmű. Szolnecsnodolszk városában található, Stavropol Territory.
Az erőmű terhelése lehetővé teszi a villamos energia exportját külföldre: Grúziába és Azerbajdzsánba. Ugyanakkor garantált az áramlások fenntartása a Déli Egyesült Energiarendszer gerinchálózatában a megengedett szinten.
A 2. számú nagykereskedelmi vállalat (JSC OGK-2) része.
A villamosenergia -fogyasztás az állomás saját szükségleteire 3,47%.
Az állomás fő üzemanyaga a földgáz, de az állomás használhat fűtőolajat tartalékként és sürgősségi üzemanyagként. Üzemanyag -mérleg 2008 -ban: gáz - 97%, fűtőolaj - 3%.
Smolenskaya GRES
A Smolenskaya GRES egy oroszországi hőerőmű. 2006 óta a 4. számú nagykereskedelmi vállalat (JSC OGK-4) része.
1978. január 12 -én üzembe helyezték a GRES első blokkját, amelynek tervezése 1965 -ben kezdődött, az építés pedig 1970 -ben. Az állomás a Szmolenszki régió Dukhovshchinsky kerület Ozerny faluban található. Kezdetben tőzegként kellett volna tüzelőanyagot használni, de a tőzegbányászati vállalkozások építésének elmaradása miatt más típusú tüzelőanyagokat (Moszkva melletti szén, Inta szén, pala, Khakass szén) használtak. Összesen 14 féle üzemanyagot cseréltek. 1985 óta végre megállapították, hogy az energiát földgázból és szénből nyerik.
8.16. Smolenskaya GRES
Forrásai
Ryzhkin V. Ya. Hőerőművek. Ed. V. Ya. Girshfeld. Tankönyv az egyetemek számára. 3. kiadás, Rev. és hozzá. - M.: Energoatomizdat, 1987.- 328 p.
Hőerőmű (hőerőmű) - olyan erőmű, amely elektromos energiát termel azáltal, hogy az üzemanyag kémiai energiáját elektromos generátor tengelyének forgási mechanikai energiájává alakítja át.
A hőerőművek a fosszilis tüzelőanyagok (szén, tőzeg, pala, olaj, gázok) égése során felszabaduló hőenergiát mechanikai energiává, majd elektromos energiává alakítják át. Itt az üzemanyagban található kémiai energia bonyolult átalakulási útvonalon megy keresztül egyik formából a másikba, hogy elektromos energiát nyerjen.
Az üzemanyagban lévő energia átalakítása egy hőerőműben a következő fő szakaszokra osztható: a kémiai energia átalakítása hőenergiává, a hőenergia mechanikai és mechanikai energiává elektromos energiává.
Az első hőerőművek (TPP) a 19. század végén jelentek meg. 1882 -ben a TPP -t New Yorkban, 1883 -ban - Szentpéterváron, 1884 -ben - Berlinben építették.
A termikus gőzturbinás erőművek teszik ki a TPP -k többségét. Hőenergiát használnak egy kazán egységben (gőzfejlesztő).
A hőerőmű elrendezése: 1 - elektromos generátor; 2 - gőzturbina; 3 - vezérlőpult; 4 - légtelenítő; 5 és 6 - bunkerek; 7 - elválasztó; 8 - ciklon; 9 - kazán; 10 - fűtőfelület (hőcserélő); 11 - kémény; 12 - zúzó szoba; 13 - tartalék üzemanyag -tároló; 14 - kocsi; 15 - kirakó eszköz; 16 - szállítószalag; 17 - füstelszívó; 18 - csatorna; 19 - hamugyűjtő; 20 - ventilátor; 21 - tűztér; 22 - malom; 23 - szivattyútelep; 24 - vízforrás; 25 - keringető szivattyú; 26 - regeneratív nagynyomású fűtés; 27 - adagolószivattyú; 28 - kondenzátor; 29 - kémiai vízkezelésre szolgáló berendezés; 30 - fokozható transzformátor; 31 - regeneráló kisnyomású fűtés; 32 - kondenzvíz szivattyú
A kazánegység egyik legfontosabb eleme a tűzhely. Ebben az üzemanyag kémiai energiája hőenergiává alakul át az üzemanyag tüzelőanyag-elemeinek légköri oxigénnel történő kémiai reakciója során. Ebben az esetben gáz halmazállapotú égéstermékek keletkeznek, amelyek elnyelik az üzemanyag égése során felszabaduló hő nagy részét.
Az üzemanyag fűtése során a kemencében koksz és gáznemű, illékony anyagok keletkeznek. 600–750 ° C hőmérsékleten az illékony anyagok meggyulladnak és égni kezdenek, ami a kemence hőmérsékletének növekedéséhez vezet. Ebben az esetben a koksz égése is megkezdődik. Ennek eredményeként füstgázok képződnek, amelyek a kemencét 1000–1200 ° C hőmérsékleten hagyják. Ezeket a gázokat víz melegítésére és gőz előállítására használják.
A XIX. Század elején. gőz előállításához egyszerű egységeket használtak, amelyekben nem különböztették meg a víz melegítését és párolgását. A legegyszerűbb gőzkazánok tipikus képviselője egy hengeres kazán volt.
A fejlődő villamosenergia -iparnak olyan kazánokra volt szüksége, amelyek magas hőmérsékletű és nagynyomású gőzt állítanak elő, mivel ebben az állapotban biztosítja a legtöbb energiát. Ilyen kazánokat hoztak létre, és vízcsöves kazánoknak nevezték őket.
A víztartályos kazánokban a füstgázok olyan csövek körül áramlanak, amelyeken keresztül a víz kering, a füstgázokból származó hő a csövek falain keresztül a vízbe kerül, ami gőzzé alakul.
A hőerőmű fő berendezéseinek összetétele és rendszereinek kapcsolata: üzemanyag -fogyasztás; üzemanyag -előkészítés; kazán; köztes túlhevítő; a nagynyomású gőzturbina (HPC vagy HPC) része; az alacsony nyomású gőzturbina (LPH vagy LPH) része; elektromos generátor; segédtranszformátor; kommunikációs transzformátor; fő kapcsolóberendezés; kondenzátor; kondenzvíz szivattyú; keringető szivattyú; vízellátó forrás (például folyó); alacsony nyomású fűtőelem (LPH); víztisztító berendezés (WPU); hőenergia -fogyasztó; visszatérő kondenzvíz szivattyú; légtelenítő; tápszivattyú; nagynyomású fűtőberendezés (HPH); salak és hamu eltávolítása; hamulerakó; füstelszívó (DS); kémény; fúvóventilátorok (DV); hamufogó
Egy modern gőzkazán a következőképpen működik.
Az üzemanyag a tűzhelyben ég, függőleges csövekkel a falaknál. Az üzemanyag égése során felszabaduló hő hatására ezekben a csövekben felforralódik a víz. A keletkező gőz a kazán dobjába emelkedik. A kazán vastag falú, vízszintes acélhenger, félig vízzel megtöltve. A gőz összegyűlik a dob felső részében, és egy tekercscsoportban hagyja - egy túlhevítőben. A túlhevítőben a gőzt a kemencéből távozó füstgázok is felmelegítik. Hőmérséklete magasabb, mint amelynél a víz adott nyomáson forr. Ezt a gőzt túlhevítettnek nevezik. A túlhevítő elhagyása után gőzt juttatnak a fogyasztóhoz. A túlhevítő után elhelyezett kazán gázvezetékekben a füstgázok áthaladnak egy másik tekercscsoporton - a víztakarékoson. Ebben a vizet a füstgázok melegítik, mielőtt belép a kazán dobjába. A légmelegítő csövei általában a gazdaságosító mögött helyezkednek el a füstgázút mentén. Ebben a levegőt felmelegítik, mielőtt a kemencébe táplálják. A légmelegítő után 120–160 ° C hőmérsékletű füstgázok távoznak a kéménybe.
A kazán minden munkafolyamata teljesen gépesített és automatizált. Számos elektromos motor által hajtott segédszerkezet szolgálja ki, amelyek teljesítménye elérheti a több ezer kilowattot.
Erőteljes erőművek kazánjai nagynyomású gőzt termelnek - 140–250 atmoszféra és magas hőmérséklet - 550–580 ° C. Ezeknek a kazánoknak a kemencéiben főleg a porított állapotba zúzott szilárd tüzelőanyagot, fűtőolajat vagy földgázt égetnek el.
A szenet porított állapotúvá alakítják porított üzemekben.
Az ilyen berendezés golyódobos malommal való működésének elve a következő.
Az üzemanyag szalagos szállítószalagokon keresztül jut be a kazánházba, és a garatba kerül, ahonnan az automatikus mérlegelés után egy adagoló táplálja a szénőrlő malomba. Az üzemanyag őrlése vízszintes dob belsejében történik, amely körülbelül 20 fordulat / perc sebességgel forog. Acélgolyókat tartalmaz. A 300–400 ° C hőmérsékletre felmelegített forró levegőt csővezetéken keresztül juttatják a malomba. Hőjének egy részét az üzemanyag szárítására fordítva a levegőt körülbelül 130 ° C -ra hűtik, és a dob elhagyásával a malomban keletkezett szénport a porleválasztóba (szeparátorba) viszi. A nagy részecskékből felszabadult por-levegő keverék felülről jön ki a szeparátorból, és a porleválasztóba (ciklonba) irányul. A ciklonban a szénpor elválik a levegőtől, és egy szelepen keresztül belép a szénporgyűjtőbe. A leválasztóban a nagy porrészecskék kiesnek, és visszatérnek a malomba további őrléshez. A szénpor és a levegő keveréke a kazán égőibe kerül.
A porszénégetők olyan eszközök, amelyek az égéshez szükséges porított üzemanyagot és levegőt juttatják az égéstérbe. Biztosítaniuk kell az üzemanyag teljes elégetését a levegő és az üzemanyag homogén keverékének létrehozásával.
A modern porított szénkazánok kemencéje egy magas kamra, amelynek falait csövek, az úgynevezett gőz-vízsziták borítják. Védik az égéstér falait az üzemanyag elégetése során keletkező salak tapadásától, valamint védik a bélést a salak kémiai hatása és a kemencében történő tüzelés során kialakuló magas hőmérséklet miatti gyors kopástól.
A képernyők 10 -szer több hőt érzékelnek négyzetméterenként, mint más cső alakú kazán fűtőfelületek, amelyek főként a velük való közvetlen érintkezés miatt elnyelik a füstgázok melegét. Az égéstérben a szénpor meggyullad és meggyullad az azt szállító gázáramban.
A kazánok kemencéi, amelyekben gáz halmazállapotú vagy folyékony tüzelőanyagokat égetnek, szintén szitákkal borított kamrák. Az üzemanyag és a levegő keverékét gázégőkön vagy olajfúvókákon keresztül táplálják beléjük.
A korszerű, nagy hatásfokú dobkazán egység, amely szénporon dolgozik, a következő.
A por alakú üzemanyagot az égőkön keresztül az égéshez szükséges levegő egy részével együtt a kemencébe fújják. A fennmaradó levegőt 300–400 ° C hőmérsékletre előmelegített kemencébe juttatják. A kemencében a szénszemcséket menet közben elégetik, és 1500–1600 ° C hőmérsékletű fáklyát képeznek. Az éghetetlen szénszennyeződések hamuvá alakulnak, amelyek nagy részét (80–90%) az üzemanyag elégetése során keletkező füstgázok távolítják el a kemencéből. A kemence falainak csöveire felhalmozódott, majd azokról levált salakrészecskékből álló hamu többi része a kemence aljára esik. Ezt követően egy speciális aknába gyűjtik, amely a tűztér alatt található. A salakot hideg vízsugárral hűtik le, majd a kazánon kívüli víz hajtja végre a hidraulikus hamutisztító rendszer speciális eszközeivel.
A kemence falait paraván borítja - csövek, amelyekben víz kering. Az égő fáklya által kibocsátott hő hatására részben gőzzé alakul. Ezek a csövek a kazán dobjához vannak csatlakoztatva, amely szintén a gazdaságosítóban felmelegített vízzel van ellátva.
A füstgázok mozgása során hőjük egy része a szűrőcsövekbe kerül, és a gázok hőmérséklete fokozatosan csökken. A tűztérből kilépve 1000–1200 ° C. További mozgás során a kemencéből kilépő füstgázok érintkeznek a sziták csöveivel, 900-950 ° C hőmérsékletre hűlnek le. Tekercscsöveket helyeznek a kazán füstcsövébe, amelyen keresztül a falcsövekben képződött és a kazán dobjában lévő víztől elválasztott gőz áthalad. A tekercsekben a gőz további hőt kap a füstgázoktól és túlmelegszik, vagyis hőmérséklete magasabb lesz, mint az azonos nyomáson forró víz hőmérséklete. A kazánnak ezt a részét túlhevítőnek nevezik.
A túlhevítő csövei között haladva 500–600 ° C hőmérsékletű füstgázok jutnak be a kazán azon részébe, ahol a vízmelegítő vagy víztakarékos csövek találhatók. 210-240 ° C hőmérsékletű tápvízzel szivattyúzzák. Ezt a magas vízhőmérsékletet a turbinaüzem részét képező speciális fűtőberendezésekben érik el. Víztakarékos berendezésben a vizet forráspontra melegítik, és belép a kazán dobjába. A vízgazdálkodó csövei között áthaladó füstgázok tovább hűlnek, majd a légmelegítő csövei belsejébe jutnak, amelyekben a levegőt a gázok által kibocsátott hő melegíti, amelynek hőmérséklete 120–160 ° C.
Az üzemanyag elégetéséhez szükséges levegőt egy fúvóventilátor szállítja a légmelegítőbe, és ott felmelegíti 300–400 ° C -ra, majd belép a kemencébe az üzemanyag elégetésére. A füstgázok vagy a légmelegítőből kilépő füstgázok a hamut eltávolító speciális eszközön - egy hamugyűjtőn - keresztül haladnak. A megtisztított füstgázokat füstelszívó vezeti a légkörbe egy 200 m magas kéményen keresztül.
A dob elengedhetetlen az ilyen típusú kazánokban. Számos csövön keresztül gőz-víz keverék kerül a kemence falai közé. A dobban a gőzt elválasztják ettől a keveréktől, és a fennmaradó vizet összekeverik a takarékosból ebbe a dobba belépő tápvízzel. A dobból a víz a kemencén kívül elhelyezett csöveken keresztül a gyűjtőkollektorokig, onnan pedig a kemencében elhelyezett szitacsövekre áramlik. Ily módon a dobos kazánokban a víz körpályája (keringése) lezárul. A víz és a gőz -víz keverék mozgása a dob szerint - külső csövek - pajzscsövek - dob a séma szerint történik, mivel a pajzscsöveket kitöltő gőz -víz keverék oszlopának össztömege kisebb, mint a súly a vízoszlopnak a külső csövekben. Ez természetes cirkulációs fejet hoz létre, amely biztosítja a víz körkörös mozgását.
A gőzkazánokat számos szabályozó automatikusan vezérli, amelyeket egy kezelő felügyel.
Az eszközök szabályozzák a kazán üzemanyag-, víz- és levegőellátását, állandó szinten tartják a kazán dobjának vízszintjét, a túlhevített gőz hőmérsékletét, stb. egy speciális vezérlőpultra koncentrálva. Ezenkívül olyan eszközöket is tartalmaz, amelyek lehetővé teszik az automatikus műveletek távoli végrehajtását ebből a kapcsolótáblából: a csővezetékek összes elzárószerkezetének nyitását és zárását, az egyes segédmechanizmusok indítását és leállítását, valamint a teljes kazánegység egészének beindítását és leállítását.
A leírt típusú vízcsöves kazánoknak nagyon jelentős hátrányuk van: terjedelmes, nehéz és drága dob jelenléte. Hogy megszabaduljunk tőle, dob nélküli gőzkazánokat hoztak létre. Hajlított csövekből állnak, amelyek egyik végébe tápvizet táplálnak, a másikból pedig a szükséges nyomású és hőmérsékletű túlhevített gőz jön ki, azaz mielőtt gőzzé alakulna, a víz egyszer átmegy az összes fűtőfelületen anélkül, hogy keringés. Az ilyen gőzkazánokat közvetlen áramlású kazánoknak nevezzük.
Az ilyen kazán működési rendje a következő.
A betáplált víz áthalad a takarékoson, majd belép a tekercsek alsó részébe, amelyek spirálisan helyezkednek el a tűztér falán. Az ezekben a tekercsekben képződött gőz-víz keverék belép a kazán füstcsatornájában található tekercsbe, ahol a víz gőzzé alakulása véget ér. Az egyszer áthaladó kazánnak ezt a részét átmeneti zónának nevezik. Ezután a gőz bejut a túlhevítőbe. A túlhevítő elhagyása után a gőz a fogyasztóhoz kerül. Az égéshez szükséges levegőt légmelegítőben melegítik.
A közvetlen áramlású kazánok lehetővé teszik a 200 atmoszféra feletti nyomású gőz előállítását, ami a dobkazánokban lehetetlen.
A keletkező túlhevített gőz, amelynek magas nyomása (100–140 atmoszféra) és magas hőmérséklete (500–580 ° C) van, képes tágítani és munkát végezni. Ezt a gőzt a fő gőzvezetékeken keresztül a turbinacsarnokba szállítják, amelybe a gőzturbinákat telepítik.
A gőzturbinákban a gőz potenciális energiáját a gőzturbina forgórészének forgási mechanikai energiájává alakítják át. A forgórész viszont az elektromos generátor forgórészéhez van csatlakoztatva.
A gőzturbina működési elvét és kialakítását az "Elektromos turbina" cikk tárgyalja, ezért nem foglalkozunk velük részletesen.
A gőzturbina a gazdaságosabb lesz, vagyis minél kevesebb hőt fogyasztanak az általa termelt kilowattórák, annál kisebb lesz a turbinát elhagyó gőz nyomása.
Ebből a célból a turbinából kilépő gőzt nem a légkörbe, hanem egy speciális, kondenzátornak nevezett készülékbe irányítják, amelyben nagyon alacsony nyomást tartanak fenn, mindössze 0,03–0,04 atmoszférát. Ezt úgy érik el, hogy a gőz hőmérsékletét vízzel lehűtve csökkentik. A gőz hőmérséklete ezen a nyomáson 24-29 ° C. A kondenzátorban a gőz átadja a hőt a hűtővíznek, és ezzel párhuzamosan kondenzálódik, vagyis vízzé - kondenzátummá alakul. A kondenzátorban lévő gőz hőmérséklete a hűtővíz hőmérsékletétől és ennek a vízmennyiségnek a mennyiségétől függ, minden kondenzált gőz kilogrammonként. A gőz kondenzálására használt víz 10-15 ° C hőmérsékleten jut be a kondenzátorba, és körülbelül 20-25 ° C hőmérsékleten hagyja el. A hűtővíz -fogyasztás eléri az 50–100 kg -ot 1 kg gőzön.
A kondenzátor hengeres dob, két végsapkával. A dob mindkét végén fémlemezek találhatók, amelyekben nagyszámú sárgaréz cső van rögzítve. Ezeken a csöveken hűtővíz áramlik. A turbinából származó gőz a csövek között áramlik, felülről lefelé áramlik körülöttük. A gőz kondenzációja során keletkező páralecsapódás eltávolításra kerül az aljáról.
A gőz páralecsapódása során nagy jelentőségű a hő átadása a gőzből a csövek falára, amelyen keresztül a hűtővíz áthalad. Ha csak kis mennyiségű levegő is van a gőzben, akkor a gőzből a cső falára történő hőátadás élesen károsodik; ettől függ a nyomás mértéke is, amelyet fenn kell tartani a kondenzátorban. A levegőt, amely elkerülhetetlenül gőzzel és szivárgáson keresztül jut be a kondenzátorba, folyamatosan el kell távolítani. Ezt egy speciális készülékkel - gőzsugaras kilökővel - végezzük.
A kondenzátorban lévő turbina által kibocsátott gőz hűtéséhez folyóból, tóból, tóból vagy tengerből származó vizet használnak. A nagy teljesítményű erőművek hűtővíz -fogyasztása nagyon magas, és például 1 millió kW teljesítményű erőmű esetében körülbelül 40 m3 / sec. Ha a kondenzátorokban lévő gőz hűtésére szolgáló vizet a folyóból veszik, majd a kondenzátorban felmelegítve visszatérnek a folyóba, akkor az ilyen vízellátó rendszert közvetlen áramlásnak nevezik.
Ha nincs elegendő víz a folyóban, akkor gátat építenek, és egy tavat alakítanak ki, amelynek egyik végéből vizet vesznek a kondenzátor hűtésére, és a felmelegített vizet a másik végébe vezetik. Néha a kondenzátorban felmelegített víz hűtésére mesterséges hűtőket használnak - hűtőtornyokat, amelyek körülbelül 50 m magas tornyok.
A turbinakondenzátorokban felmelegített vizet 6–9 m magasságban a toronyban elhelyezett tálcákhoz szállítják. A tálcák nyílásain fúvókákkal kifolyva, cseppek vagy vékony filmek formájában permetezve, a víz folyik lefelé, miközben részben elpárolog és lehűl. A lehűlt vizet a medencében gyűjtik össze, ahonnan a kondenzátorokba szivattyúzzák. Az ilyen vízellátó rendszert zártnak nevezik.
Megvizsgáltuk azokat a főbb eszközöket, amelyek az üzemanyag kémiai energiájának elektromos energiává történő átalakítására szolgálnak egy gőzturbina hőerőműben.
A szénégető erőmű működése a következő.
A szenet széles nyomtávú vasúti vonatok szállítják a kirakó berendezéshez, ahol speciális lerakó mechanizmusok - autódömperek - segítségével rakják le az autóról a szalagos szállítószalagra.
A kazánház üzemanyag -ellátását speciális tárolótartályokban - bunkerekben - hozzák létre. A bunkerekből a szén a malomba kerül, ahol szárítják és porrá őrlik. Szénpor és levegő keveréke kerül a kazán kemencéjébe. A szénpor elégetésekor füstgázok képződnek. Lehűlés után a gázok áthaladnak a hamugyűjtőn, és a pernye után megtisztítva a kéménybe kerülnek.
Az égéstérből a hamugyűjtőkből kiesett salakot és pernyét a csatornákon keresztül víz szállítja, majd szivattyúkkal szivattyúzzák a hamuba. Az üzemanyag -égéshez szükséges levegőt egy ventilátor szállítja a kazán légfűtőhöz. A kazánban keletkező túlhevített nagynyomású és magas hőmérsékletű gőzt gőzvezetékeken keresztül a gőzturbinába táplálják, ahol nagyon alacsony nyomásra tágul, és a kondenzátorba kerül. A kondenzátorban képződött kondenzátumot a kondenzátum szivattyú veszi és a fűtőberendezésen keresztül juttatja a légtelenítőbe. A légtelenítő eltávolítja a levegőt és a gázokat a kondenzátumból. A légtelenítő nyers vizet is kap, amely áthaladt egy vízkezelő berendezésen, hogy pótolja a gőz és a kondenzátum veszteségét. A légtelenítő betápláló tartályából a betáplált vizet a gőzkazán víztakarékos rendszerébe szivattyúzzák. A kipufogógőz hűtésére szolgáló vizet a folyóból veszik fel, és cirkulációs szivattyúval a turbina kondenzátorába juttatják. A turbinához kapcsolt generátor által termelt elektromos energiát fokozott elektromos transzformátorokon keresztül vezetik a nagyfeszültségű távvezetékek mentén a fogyasztóhoz.
A modern hőerőművek kapacitása elérheti a 6000 vagy több wattot, akár 40%-os hatékonysággal.
A hőerőművek földgázzal vagy folyékony tüzelőanyaggal működő gázturbinákat is használhatnak. Gázturbinás erőműveket (GTES) használnak az elektromos terhelés csúcsainak fedezésére.
Vannak kombinált ciklusú erőművek is, amelyekben az erőmű gőzturbinából és gázturbinás egységből áll. Hatékonyságuk eléri a 43%-ot.
A TPP -k előnye a vízerőművekkel szemben, hogy bárhol felépíthetők, közelebb hozva őket a fogyasztóhoz. Szinte minden típusú fosszilis tüzelőanyaggal működnek, így a környéken elérhető típushoz igazíthatók.
Század hetvenes éveinek közepén. a hőerőművekben termelt villamos energia aránya a teljes termelés megközelítőleg 75% -a volt. A Szovjetunióban és az USA -ban ez még magasabb volt - 80%.
A hőerőművek fő hátránya a nagyfokú szén -dioxiddal történő környezetszennyezés, valamint a hamvak halmai által elfoglalt nagy terület.
Olvass és írj hasznos
A modern élet nem képzelhető el áram és hő nélkül. Az anyagi kényelem, amely ma körülvesz minket, valamint az emberi gondolkodás továbbfejlesztése, szilárdan kapcsolódik az elektromosság feltalálásához és az energiafelhasználáshoz.
Az embereknek az ókortól kezdve szükségük volt erőre, pontosabban olyan motorokra, amelyek nagyobb emberi erőt adnak nekik ahhoz, hogy házakat építsenek, mezőgazdasággal foglalkozzanak és új területeket fejlesszenek.
A piramisok első akkumulátorai
Az ókori Egyiptom piramisaiban a tudósok elemekre emlékeztető edényeket találtak. 1937 -ben a Bagdad melletti ásatások során Wilhelm Koenig német régész agyagkorsókat fedezett fel, amelyekben rézhengerek voltak. Ezeket a palackokat gyanta réteggel rögzítették a cserépedények aljára.
Először az ókori Kínában, Indiában, később pedig az ókori Görögországban figyeltek fel a manapság elektromosnak nevezett jelenségekre. Az ógörög filozófus, Miles Thales, Kr. E. A borostyán görög nevéből - "elektron" - ezt a jelenséget kezdték villamosításnak nevezni.
Ma nem lesz nehéz megoldani a gyapjúval dörzsölt borostyán "titkát". Valóban, miért villamosít fel a borostyán? Kiderül, hogy ha a gyapjút a borostyánhoz dörzsölik, akkor a felületén elektronfelesleg jelenik meg, és negatív elektromos töltés keletkezik. A gyapjú atomokból elektronokat „veszünk”, és átvisszük a borostyánszínű felületre. Az elektronok által létrehozott elektromos mező vonzza a papírt. Ha a borostyán helyett üveget kell venni, akkor más kép figyelhető meg. Az üveget selyemmel dörzsölve elektronokat "eltávolítunk" a felületéről. Ennek eredményeként hiányzik az üvegen elektron, és pozitívan töltődik. Ezt követően, hogy megkülönböztessék ezeket a díjakat, hagyományosan a mai napig fennmaradt jelekkel jelölték őket, mínusz és plusz.
Miután a borostyán csodálatos tulajdonságait leírták költői legendákban, az ókori görögök nem tanulmányozták tovább. A szabad energia meghódításának következő áttörésére az emberiségnek sok évszázadot kellett várnia. De amikor még tökéletes volt, a világ szó szerint átalakult. Még a Kr.e. 3. évezredben. az emberek vitorlát használtak hajókhoz, de csak a 7. században. HIRDETÉS feltalálta a szélmalmot szárnyakkal. A szélturbinák története elkezdődött. Vízkerekeket használtak a Níluson, Efraton, Jangcén a víz emeléséhez, és rabszolgáik forgatták őket. A vízi kerekek és a szélmalmok voltak a fő motorok a 17. századig.
A felfedezés kora
A gőzhasználati kísérletek történetében sok tudós és feltaláló nevét rögzítik. Így Leonardo da Vinci 5000 oldalnyi tudományos és műszaki leírást, rajzot, különböző eszközök vázlatait hagyta hátra.
A Gianbattista della Porta vizsgálta a gőz képződését a vízből, ami fontos volt a gőzgépek gőzének további felhasználása szempontjából, és megvizsgálta a mágnes tulajdonságait.
1600 -ban William Gilbert, Erzsébet angol királyné udvari orvosa mindent tanulmányozott, amit az ókori népek ismertek a borostyán tulajdonságairól, és ő maga végzett kísérleteket borostyánnal és mágnesekkel.
Ki találta fel az elektromos áramot?
Az "áram" kifejezést William Gilbert angol természettudós, Erzsébet királynő orvosa vezette be. 1600 -ban először használta ezt a szót "A mágnesről, mágneses testekről és a nagy mágnesről - a Földről" című értekezésében. A tudós elmagyarázta a mágneses iránytű működését, és ismertetett néhány, villamosított testekkel végzett kísérletet.
Általánosságban elmondható, hogy a XVI - XVII. Században nem sok gyakorlati tudás gyűlt össze az elektromosságról, de minden felfedezés valóban nagy változások előfutára volt. Ez volt az az idő, amikor nemcsak tudósok, hanem gyógyszerészek, orvosok, sőt uralkodók is kísérleteztek az elektromos árammal.
Denis Papin francia fizikus és feltaláló egyik kísérlete az volt, hogy vákuumot hozzon létre egy zárt hengerben. Az 1670-es évek közepén Párizsban Christian Huygens holland fizikával dolgozott egy gépen, amely lőport robbantva kiszorította a levegőt a hengerből.
1680 -ban Denis Papin Angliába érkezett, és megalkotta ugyanezen henger egyik változatát, amelyben teljesebb vákuumot kapott forrásban lévő víz segítségével, amely a hengerben kondenzálódott. Így képes volt felemelni a dugattyúhoz erősített súlyt a szíjtárcsa fölé dobott kötéllel.
A rendszer bemutató modellként működött, de a folyamat megismétléséhez az egész készüléket szétszerelni és újra össze kellett szerelni. Papen gyorsan rájött, hogy a ciklus automatizálása érdekében a gőzt külön kell előállítani egy kazánban. Egy francia tudós feltalált egy gőzkazánt egy karral működtetett biztonsági szeleppel.
1774 -ben Watt James egy kísérletsorozat eredményeként egyedi gőzgépet hozott létre. A motor működésének biztosítása érdekében egy centrifugális szabályozót használt, amely a kimeneti gőzvezeték csappantyújához volt csatlakoztatva. Watt részletesen megvizsgálta a gőz munkáját egy hengerben, és először tervezett erre a célra egy mutatót.
1782-ben Watt angol szabadalmat kapott egy tágulási gőzgépre. Bemutatta az első teljesítményegységet is - lóerőt (később egy másik erőegységet neveztek el róla - watt). A Watt gőzgép gazdaságosságának köszönhetően széles körben elterjedt, és óriási szerepet játszott a gépgyártásra való áttérésben.
Az olasz anatómus, Luigi Galvani 1791 -ben publikálta a "Traktátus az elektromos erőkről az izommozgásban" című művet.
Ez a felfedezés, 121 évvel később, lendületet adott az emberi test bioelektromos áramokat használó kutatásának. A beteg szerveket elektromos jeleik vizsgálatával találták meg. Bármely szerv (szív, agy) munkáját biológiai elektromos jelek kísérik, amelyek mindegyik szerv számára saját formájúak. Ha a szerv nincs rendben, a jelek megváltoztatják alakjukat, és amikor összehasonlítják az "egészséges" és a "beteg" jeleket, kiderülnek a betegség okai.
Galvani kísérletei új áramforrás feltalálását késztették, a Tessini Egyetem professzora, Alessandro Volta. Galvani békával és különböző fémekkel végzett kísérleteire más magyarázatot adott, bebizonyította, hogy a Galvani által észlelt elektromos jelenségeket csak az magyarázza, hogy bizonyos páros fémek, amelyeket egy speciális, elektromosan vezető folyadék rétege választ el egymástól, a külső áramkör zárt vezetőin keresztül áramló elektromos áram forrása. Ez az elmélet, amelyet Volta fejlesztett ki 1794 -ben, lehetővé tette a világ első elektromos áramforrásának létrehozását, amelyet Voltaoszlopnak neveztek.
Ez két fémből, rézből és cinkből álló lemezek halmaza volt, amelyeket sóoldatba vagy lúgba mártott filc távtartói választottak el. Volta olyan eszközt hozott létre, amely a kémiai energia hatására képes a testek villamosítására, és ezért fenntartja a töltések mozgását egy vezetőben, vagyis egy elektromos áramot. A szerény Volta találmányát Galvani tiszteletére "galvanikus cellának" nevezte, és az ebből az elemből nyert elektromos áramot "galvanikus áramnak".
Az elektrotechnika első törvényei
A 19. század elején az elektromos árammal végzett kísérletek felkeltették a különböző országok tudósainak figyelmét. 1802 -ben Romagnosi olasz tudós felfedezte az iránytű mágneses tűjének eltérését a közeli vezetőn keresztül áramló elektromos áram hatására. 1820-ban Hans Christian Oersted dán fizikus beszámolójában részletesen leírta ezt a jelenséget. A kicsi, mindössze öt oldalas Oersted könyve ugyanazon évben hat nyelven jelent meg Koppenhágában, és hatalmas benyomást tett Oersted különböző országokból érkező kollégáira.
Andre Marie Ampere francia tudós azonban elsőként magyarázta meg helyesen az Oersted által leírt jelenség okát. Kiderült, hogy az áram hozzájárul a mágneses tér kialakulásához a vezetőben. Ampere egyik legfontosabb vívmánya az volt, hogy ő volt az első, aki két korábban szétválasztott jelenséget - az elektromosságot és a mágnességet - egyesített az elektromágnesesség egyik elmélete alapján, és javasolta, hogy ezeket egyetlen természeti folyamat eredményének tekintsék.
Oersted és Ampere felfedezéseitől inspirálva egy másik tudós, Michael Faraday, az angol azt javasolta, hogy ne csak a mágneses mező hathasson a mágnesre, hanem fordítva is - a mozgó mágnes hatással lesz a vezetőre. Egy kísérletsorozat megerősítette ezt a ragyogó találgatást - Faraday elérte, hogy egy mobil mágneses mező elektromos áramot hozott létre a vezetőben.
Később ez a felfedezés alapul szolgált az elektromos mérnöki munka három fő eszközének - egy elektromos generátor, egy elektromos transzformátor és egy elektromos motor - létrehozásához.
A villamosenergia -használat kezdeti időszaka
A villamos energia segítségével történő világítás eredete Vaszilij Vlagyimirovics Petrov, a Szentpétervári Orvosi és Sebészeti Akadémia professzora volt. Az elektromos áram okozta fényjelenségeket vizsgálva 1802 -ben tette meg híres felfedezését - elektromos ív, amelyet fényes izzás és magas hőmérséklet kísért.
Áldozatok a tudományért
Vaszilij Petrov orosz tudós, aki 1802 -ben a világon elsőként írta le az elektromos ív jelenségét, nem kímélte magát a kísérletek során. Abban az időben nem voltak olyan eszközök, mint ampermérő vagy voltmérő, és Petrov úgy ellenőrizte az elemek minőségét, hogy ujjaiban érezte az elektromos áramot. A gyenge áramlatok érzékeléséhez a tudós levágta a bőr felső rétegét az ujjhegyéről.
Az elektromos ív tulajdonságainak Petrov által végzett megfigyelései és elemzése képezte az alapot az elektromos ívlámpák, izzólámpák és még sok más létrehozásához.
1875 -ben Pavel Nikolayevich Yablochkov létrehoz egy elektromos gyertyát, amely két függőlegesen és egymással párhuzamosan elhelyezkedő szénrúdból áll, amelyek között kaolin (agyag) szigetelést helyeznek el. Hogy az égés tovább tartson, négy gyertyát helyeztek el egy gyertyatartóra, amelyek egymás után égtek.
Viszont Alekszandr Nyikolajevics Lodygin még 1872 -ben azt javasolta, hogy szénelektródák helyett izzószálat használjunk, amely fényesen világított, amikor elektromos áram áramlott. 1874 -ben Lodygin szabadalmat kapott szénszálas izzólámpa feltalálásáért és a Tudományos Akadémia éves Lomonoszov -díjáért. A készüléket Belgiumban, Franciaországban, Nagy-Britanniában, Ausztria-Magyarországon is szabadalmazták.
1876 -ban Pavel Yablochkov befejezte az elektromos gyertya tervezésének 1875 -ben megkezdett fejlesztését, és március 23 -án megkapta a francia szabadalmat, amely tartalmazza a gyertya eredeti leírását és ezen formák képét. A "Yablochkov gyertyája" egyszerűbbnek, kényelmesebbnek és olcsóbbnak bizonyult, mint az A. N. Lodygin lámpája. "Orosz fény" néven Yablochkov gyertyáit később a világ számos városában használták utcai világításra. Yablochkov javasolta az első gyakorlatilag használt, nyitott mágneses rendszerrel rendelkező váltakozó áramú transzformátorokat is.
Ugyanakkor 1876-ban Oroszországban építették az első erőművet a szormovói gépgyárban, elődjét 1873-ban, a belga-francia feltaláló, Z.T. Gram az üzem világítórendszerének áramellátására, az úgynevezett blokkállomás.
1879-ben Yablochkov, Lodygin és Chikolev orosz villamosmérnökök számos más villamosmérnökkel és fizikussal együtt az Orosz Műszaki Társaság részeként különleges villamosmérnöki osztályt szerveztek. Az osztály feladata az elektrotechnika fejlődésének elősegítése volt.
Már 1879 áprilisában, Oroszországban először elektromos lámpák világították meg a hidat - II. Sándor hídját (ma Liteiny -híd) Szentpéterváron. A Tanszék segítségével Oroszországban először telepítették a kültéri elektromos világítást (Yablochkov ívlámpákkal Kavos építész által gyártott lámpákban) a Liteiny -hídon, amely megalapozta néhány helyi ívlámpa -világítási rendszer létrehozását. középületek Szentpéterváron, Moszkvában és más nagyvárosokban. A híd elektromos világítása V.N. Csikolev, ahol 112 Yablochkov gyertyája égett 112 gázégő helyett, csak 227 napig működött.
Pirotsky villamos
Az elektromos villamoskocsit Fjodor Apollonovics Pirotsky találta fel 1880 -ban. Az első villamosvonalakat Szentpéterváron csak 1885 telén fektették le a Néva jegére, a Mytninskaya töltés környékére, mivel csak a lóvontatású villamosok tulajdonosai jogosultak utcákat használni személyforgalomhoz - vasúti közlekedés, amely lovak segítségével mozog.
A 80 -as években megjelentek az első központi állomások, amelyek célravezetőbbek és gazdaságosabbak voltak, mint a blokkállomások, mivel sok vállalkozást egyszerre láttak el árammal.
Abban az időben a villamos energia fő fogyasztói fényforrások voltak - ívlámpák és izzólámpák. Az első erőművek Szentpéterváron kezdetben a Moika és a Fontanka folyó kikötőhelyein lévő uszályokon helyezkedtek el. Az egyes állomások teljesítménye megközelítőleg 200 kW volt.
A világ első központi állomását 1882 -ben helyezték üzembe New Yorkban, 500 kW kapacitással.
Moszkvában az elektromos világítás először 1881 -ben jelent meg; már 1883 -ban elektromos lámpák világították meg a Kremlt. Erre a célra egy mobil erőművet építettek, amelyet 18 mozdony és 40 dinamó szolgált ki. Az első álló városi erőmű 1888-ban jelent meg Moszkvában.
Nem szabad megfeledkeznünk a nem hagyományos energiaforrásokról.
A modern vízszintes tengelyű szélerőművek elődje 100 kW volt, és 1931 -ben építették Jaltában. 30 méter magas tornya volt. 1941 -re a szélerőművek egységteljesítménye elérte az 1,25 MW -ot.
GOELRO terv
Oroszországban az erőműveket a 19. század végén és a 20. század elején hozták létre, azonban a villamosenergia -ipar és a hőerőművek gyors növekedése a 20. század 20. éveiben az elfogadást követően, V.I. javaslatára. Lenin GOELRO -terve (Oroszország állami villamosítása).
1920. december 22 -én a VIII. Szovjet kongresszus megvizsgálta és jóváhagyta az Oroszország villamosítására vonatkozó állami tervet - GOELRO, amelyet egy G.M. Krzhizhanovsky.
A GOELRO tervet tíz -tizenöt éven belül kellett megvalósítani, és ennek eredménye az "ország nagy ipari gazdaságának" megteremtése volt. Ez a döntés nagy jelentőséggel bírt az ország gazdasági fejlődése szempontjából. Az orosz energetikusok nem hiába ünneplik szakmai ünnepüket december 22-én.
A terv nagy figyelmet fordított a helyi energiaforrások (tőzeg, folyóvíz, helyi szén stb.) Villamosenergia -termelésre történő felhasználásának problémájára.
1922. október 8-án megtörtént az utkina zavodi állomás, az első petrográdi tőzegerőmű üzembe helyezése.
Az első CHP Oroszországban
A GOELRO terv szerint 1922 -ben épített legelső hőerőművet Utkina Zavodnak hívták. Az indulás napján az ünnepélyes találkozó résztvevői átnevezték "Vörös Októberre", és ezen a néven 2010 -ig működött. Ma a TGC-1 PJSC Pravoberezhnaya CHPP-je.
1925 -ben elindították a tőzegön lévő Shaturskaya erőművet, ugyanebben az évben a Kashirskaya erőműben új technológiát kezdtek kifejleszteni a szén porégetésére Moszkva közelében.
Az oroszországi távfűtés kezdetének napját 1924. november 25-nek lehet tekinteni-ekkor kezdte meg működését az első fűtővezeték a HPP-3-ból, amelyet a Fontanka folyó partján lévő kilencvenhatos számú házban általános használatra szántak. A 3. számú erőmű, amelyet hő- és villamosenergia -termelésre alakítottak át, az első kombinált hő- és erőmű Oroszországban, Leningrád pedig úttörő a távfűtésben. A lakóépület központosított melegvízellátása megszakítás nélkül működött, és egy évvel később a HPP-3 megkezdte a melegvízellátást az egykori obukhovi kórházhoz és a Kazachy Lane-i fürdőkhöz. 1928 novemberében az egykori Pavlovszk laktanya épületét, amely a Mars mezején található, bekötötték a 3. számú állami erőmű hőhálózataira.
1926 -ban üzembe helyezték az erőteljes Volkhovskaya HES -t, amelynek energiáját 130 km hosszú 110 kV -os távvezetéken keresztül szállították Leningrádba.
Századi atomenergia
1951. december 20-án egy atomreaktor a történelem során először termelt felhasználható mennyiségű áramot - az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának jelenlegi INEEL Nemzeti Laboratóriumában. A reaktor elegendő teljesítményt fejlesztett ki egy négy, 100 wattos izzóból álló egyszerű szál meggyújtásához. Másnap egy második kísérlet után 16 résztvevő tudós és mérnök „örökítette meg” történelmi eredményét azzal, hogy krétával felírta a nevét a generátor betonfalára.
A szovjet tudósok az 1940 -es évek második felében kezdték el fejleszteni az első projekteket az atomenergia békés felhasználására. 1954. június 27 -én pedig elindították Obnisk városában az első atomerőművet.
Az első atomerőmű elindítása új irányt nyitott az energetikában, amelyet az Atomenergia békés felhasználásáról szóló 1. nemzetközi tudományos és műszaki konferencián (1955. augusztus, Genf) elismertek. A huszadik század végére már több mint 400 atomerőmű volt a világon.
Modern energia. XX század vége
A 20. század végét különböző események jellemezték, amelyek mind az új állomások gyors ütemű építésével, a megújuló energiaforrások fejlesztésének kezdetével, mind pedig a kialakult hatalmas világenergia -rendszer első problémáival és megpróbálja megoldani őket.
Áramszünet
Az amerikaiak az 1977. július 13 -i éjszakát a "félelem éjszakájának" nevezik. Aztán hatalmas baleset történt a New York -i elektromos hálózatokban, méretében és következményeiben. Egy villámcsapás áramvezetékbe 25 órára megszakította az áramot New Yorkba, és 9 millió lakos maradt áram nélkül. A tragédiát egy pénzügyi válság kísérte, amelyben a metropolisz volt, szokatlanul meleg időjárás és soha nem látott burjánzó bűncselekmény. Az áramszünet után szegény városrészek bandái támadták a város divatos környékét. Úgy tartják, hogy a szörnyű New York -i események után kezdték széles körben használni az „áramkimaradás” fogalmát a villamosenergia -ipari balesetek kapcsán.
Mivel a modern közösség egyre inkább függ az elektromos áramtól, az áramszünetek jelentős veszteségeket okoznak a vállalkozásoknak, közösségeknek és kormányoknak. Baleset idején a világítóberendezések ki vannak kapcsolva, a lift, a közlekedési lámpa és a metró nem működik. A létfontosságú létesítményekben (kórházak, katonai létesítmények stb.) Az energiaellátó rendszerek balesetei során az élet működéséhez autonóm áramforrásokat használnak: akkumulátorokat, generátorokat. A statisztikák azt mutatják, hogy a 90 -es években jelentősen nőtt a balesetek száma. XX - XXI. Század eleje.
Ezekben az években folytatódott az alternatív energia fejlesztése. 1985 szeptemberében sor került a Szovjetunió első naperőművének generátorának próbacsatlakozására a hálózathoz. A Szovjetunió első krími SES projektjét a 80 -as évek elején hozták létre az Atomteploelektroproekt Intézet rigai fiókjában, a Szovjetunió Energetikai és Villamosítási Minisztériumának tizenhárom tervező szervezetének részvételével. Az állomást 1986 -ban teljesen üzembe helyezték.
1992 -ben elkezdték építeni a világ legnagyobb vízerőművét, a Három -szorost Kínában, a Jangce folyón. Az állomás kapacitása 22,5 GW. A vízerőmű nyomás alatt álló szerkezetei 1045 km² területű, 22 km³ hasznos kapacitású nagy tározót alkotnak. A tározó létrehozásakor 27 820 hektár megművelt területet öntött el víz, mintegy 1,2 millió embert telepítettek le. Wanxian és Wushan városai a víz alá kerültek. Az építés teljes befejezésére és a hivatalos üzembe helyezésre 2012. július 4 -én került sor.
Az energiafejlesztés elválaszthatatlan a környezetszennyezéssel kapcsolatos problémáktól. Kiotóban (Japán) 1997 decemberében az ENSZ éghajlatváltozási keretegyezménye mellett elfogadták a kiotói jegyzőkönyvet. Kötelezi a fejlett országokat és az átmeneti gazdaságú országokat, hogy csökkentsék vagy stabilizálják az üvegházhatást okozó gázok kibocsátását 2008–2012-ben 1990-hez képest. A jegyzőkönyv aláírásának időszaka 1998. március 16 -án kezdődött és 1999. március 15 -én ért véget.
2009. március 26 -án a jegyzőkönyvet a világ 181 országa ratifikálta (ezek az országok együttesen a globális kibocsátás több mint 61% -át teszik ki). A figyelemre méltó kivétel ez alól az Egyesült Államok. A jegyzőkönyv első végrehajtási időszaka 2008. január 1 -jén kezdődött, és öt évig, 2012. december 31 -ig tart, ezt követően pedig új megállapodás léphet a helyébe.
A Kiotói Jegyzőkönyv volt az első globális megállapodás a környezetvédelemről, amely piaci alapú szabályozási mechanizmuson - az üvegházhatású gázok nemzetközi kereskedelmének mechanizmusán - alapult.
A 21. század, vagy inkább 2008, az Oroszország energiarendszerének mérföldkőjévé vált, az Orosz Nyílt Nyílt Részvénytársaság Energetikai és Elektrifikációs UES of Russia (RAO UES of Russia), egy orosz energiacég, amely 1992-2008 között létezett. felszámolták. A társaság szinte az egész orosz energiaszektort egyesítette, és monopóliumot képviselt az oroszországi termelési és energiaszállítási piacon. Helyette állami tulajdonú természetes monopóliumvállalatok, valamint privatizált termelő és értékesítő vállalatok jöttek létre.
A 21. században Oroszországban az erőművek építése új szintet ér el, kezdődik a gőz-gázciklus használatának korszaka. Oroszország hozzájárul az új termelői kapacitások kiépítéséhez. 2009. szeptember 28 -án megkezdődött az Adler hőerőmű építése. Az állomást egy kombinált ciklusú erőmű 2 erőegysége alapján hozzák létre, amelyek összteljesítménye 360 MW (hőteljesítmény - 227 Gcal / h), 52%-os hatékonysággal.
A gőz-gázciklus modern technológiája nagy hatékonyságot, alacsony üzemanyag-fogyasztást és a légkörbe jutó káros kibocsátások átlagosan 30% -os csökkenését biztosítja a hagyományos gőzerőművekhez képest. A jövőben a TPP -nek nemcsak a 2014 -es téli olimpiai játékok létesítményeinek hő- és áramforrásává kell válnia, hanem jelentős mértékben hozzá kell járulnia Szocsi és a szomszédos régiók energiamérlegéhez is. A TPP szerepel az Orosz Föderáció kormánya által jóváhagyott olimpiai létesítmények építésére és Szocsi mint hegyvidéki üdülőhely fejlesztésére vonatkozó programban.
2009. június 24-én Izraelben üzembe helyezték az első hibrid napenergia-erőművet. 30 napvisszaverőből és egy "virágos" toronyból épült. Annak érdekében, hogy a rendszer a nap 24 órájában működjön, éjszakára gázturbinára kapcsolhat. A telepítés viszonylag kevés helyet foglal el, és távoli területeken is működtethető, amelyek nem kapcsolódnak központi áramellátó rendszerekhez.
A hibrid erőművekben alkalmazott új technológiák fokozatosan terjednek szerte a világon, ezért Törökországban egy olyan hibrid erőmű építését tervezik, amely egyidejűleg három megújuló energiaforrással - szél, földgáz és napenergia - fog működni.
Az alternatív erőmű úgy lett kialakítva, hogy minden alkatrésze kiegészítse egymást, ezért amerikai szakértők egyetértettek abban, hogy a jövőben az ilyen erőműveknek minden esélyük megvan arra, hogy versenyképessé váljanak, és elfogadható áron szállítsanak áramot.
Betöltés ...