Det aller første sentrale kraftverket, Pearl Street, ble satt i drift 4. september 1882 i New York City. Stasjonen ble bygget med støtte fra Edison Illuminating Company, som ble ledet av Thomas Edison. Flere Edison-generatorer med en total kapasitet på over 500 kW ble installert på den. Stasjonen leverte strøm til et helt område av New York med et område på rundt 2,5 kvadratkilometer. Stasjonen brant ned til grunnen i 1890; bare en dynamo overlevde, som nå er i Greenfield Village Museum, Michigan.
30. september 1882 startet det første vannkraftverket, Vulcan Street i Wisconsin, i drift. Forfatteren av prosjektet var G.D. Rogers, leder av Appleton Paper & Pulp Company. En generator med en effekt på ca. 12,5 kW ble installert på stasjonen. Det var nok strøm til å drive Rogers' hjem og hans to papirfabrikker.
Gloucester Road kraftstasjon. Brighton var en av de første byene i Storbritannia som hadde uavbrutt strømforsyning. I 1882 grunnla Robert Hammond Hammond Electric Light Company, og 27. februar 1882 åpnet han Gloucester Road Power Station. Stasjonen besto av en børstedynamo, som ble brukt til å drive seksten lysbuelamper. I 1885 ble Gloucester Power Station kjøpt av Brighton Electric Light Company. Senere ble det bygget en ny stasjon på dette territoriet, bestående av tre børstedynamoer med 40 lamper.
Winter Palace kraftverk
I 1886, i en av gårdsplassene til New Hermitage, som siden har blitt kalt Elektrodvor, ble det bygget et kraftverk i henhold til design av palassets ledelsestekniker, Vasily Leontievich Pashkov. Dette kraftverket var det største i hele Europa på 15 år.
Turbinrom til kraftverket i Vinterpalasset. 1901
Opprinnelig ble stearinlys brukt til å belyse Vinterpalasset, og fra 1861 begynte man å bruke gasslamper. Imidlertid fikk de åpenbare fordelene med elektriske lamper spesialister til å se etter muligheter for å erstatte gassbelysning i bygningene til Vinterpalasset og de tilstøtende Hermitage-bygningene.
Ingeniør Vasily Leontievich Pashkov foreslo, som et eksperiment, å bruke elektrisitet til å lyse opp palasshaller i julen og Nyttårsferie 1885.
Den 9. november 1885 ble prosjektet med å bygge en "elektrisitetsfabrikk" godkjent av keiseren Alexander III. Prosjektet sørget for elektrifisering av Vinterpalasset, Hermitage-bygningene, gårdsplassen og området rundt over tre år frem til 1888.
Arbeidet ble overlatt til Vasily Pashkov. For å eliminere muligheten for vibrasjon av bygningen fra driften av dampmotorer, ble kraftverket plassert i en egen paviljong laget av glass og metall. Den lå i den andre gårdsplassen til Eremitasjen, siden den gang kalt "Elektrisk".
Stasjonsbygningen okkuperte et areal på 630 m² og besto av et maskinrom med 6 kjeler, 4 dampmaskiner og 2 lokomotiver og et rom med 36 elektriske dynamoer. Totaleffekten nådde 445 hk. De første som belyste en del av seremonirommene var salene for forkammeret, Petrovskij, den store feltmarskalken, våpenhuset og St. Georg, og ekstern belysning ble arrangert. Tre belysningsmoduser ble foreslått: full (ferie) som skal slås på fem ganger i året (4888 glødelamper og 10 Yablochkov-lys); fungerer – 230 glødelamper; plikt (natt) - 304 glødelamper. Stasjonen konsumerte rundt 30 tusen poods (520 tonn) kull per år.
Hovedleverandøren av elektrisk utstyr var Siemens og Halske, datidens største elektroselskap.
Kraftverknettverket ble stadig utvidet og i 1893 utgjorde det allerede 30 tusen glødelamper og 40 buelamper. Ikke bare bygningene til palasskomplekset ble opplyst, men også Palace Square og bygningene som ligger på den.
Opprettelsen av Winter Palace kraftverk har blitt et tydelig eksempel på muligheten for å skape en kraftig og økonomisk strømkilde som kan drive et stort antall forbrukere.
Det elektriske lyssystemet til Vinterpalasset og Hermitage-bygningene ble byttet til byens strømnett etter 1918. Og bygningen til Winter Palace kraftstasjon eksisterte til 1945, hvoretter den ble demontert.
Den 16. juli 1886 ble det industrielle og kommersielle Electric Lighting Society registrert i St. Petersburg. Denne datoen anses generelt for å være grunnlagsdatoen for det første russiske energisystemet. Blant gründerne var Siemens og Halske, Deutsche Bank og russiske bankfolk. Siden 1900 har selskapet blitt kalt Electric Lighting Society of 1886. Formålet med selskapet ble utpekt i henhold til interessene til hovedgründeren, Karl Fedorovich Siemens: "For belysning av gater, fabrikker, fabrikker, butikker og alle slags andre steder og lokaler med elektrisitet" [Charter..., 1886, s. . 3]. Selskapet hadde flere filialer i forskjellige byer i landet og ga et veldig stort bidrag til utviklingen av den elektriske sektoren i den russiske økonomien.
Flertallet av befolkningen i Russland og andre land i det tidligere Sovjetunionen vet at storskala elektrifisering av landet er forbundet med implementeringen av Statens elektrifisering av Russland (GoElRo)-planen vedtatt i 1920.
I rettferdighet bør det bemerkes at utviklingen av denne planen går tilbake til tiden før første verdenskrig, som faktisk forhindret vedtakelsen.
Elektrisitet har bidratt til utviklingen av fremskritt; det fungerer som en nøkkelfaktor i funksjonen til ethvert område av den nasjonale økonomien. I dag brukes det overalt, det har blitt et naturlig og kjent fenomen for enhver person, men dette var ikke alltid tilfelle. Når dukket det første kraftverket opp i Russland?, altså «en fabrikk som produserer elektrisk energi»?
Begynnelsen på utviklingen av elkraftindustrien
Det er en falsk oppfatning om utseendet til elektrisk energi i landet først etter ankomsten av bolsjevikene, signert av Lenins dekret "Om elektrifisering". Men de første kraftverkene i Russland ble bygget lenge før fremveksten av Sovjetunionen. Tilbake i 1879, under regjeringen til keiser Alexander II (bestefar til Nicholas II) Nordlige hovedstad var . Det var en liten installasjon, dens formål var å belyse Liteiny Bridge, prosjektet ble implementert under ledelse av ingeniør P. Yablochkov. En tid senere ble et lignende kraftverk bygget i Moskva; det ga belysning for Lubyansky-passasjen. Etter 5 år var slike stasjoner lokalisert i mange store byer i det russiske imperiet, de opererte på fast brensel og var i stand til å produsere strøm til belysning.
Vannkraftverk - utvikling av fremdrift
Samtidig begynte de å designe installasjoner som var i stand til å generere elektrisitet ved hjelp av naturlige elementer. Hvor ble det første kraftverket bygget i Russland?, konvertere energien til vannbevegelse til elektrisitet? Den første stasjonen ble også bygget i , den lå ved Okhta-elven og hadde lav effekt etter moderne standarder, kun 350 hestekrefter. En kraftigere vannkraftstasjon ble bygget i 1903 ved Podkumka-elven nær Essentuki. Dens makt var nok til å innvie nærliggende byer: Pyatigorsk, Zheleznovodsk, Kislovodsk.
Bygging av et kraftverk i Russland - hovedformål
Begynnelsen av det 20. århundre brakte alvorlige endringer i verden; industrialisering og maskinteknikk krevde store mengder elektrisitet som ble forbrukt. Bygging av kraftverk har blitt en viktig komponent i utviklingen av teknologisk fremgang, inkludert i følgende bransjer:
- Maskinteknikk;
- Jernholdige og ikke-jernholdige metallurgi;
- IT-teknologi;
- Transportinfrastruktur.
Generelt, uten elektrisitet og stasjonene som genererer den, ville ikke vår verden vært slik vi er vant til å se den.
Bygging av kjernekraftverk i den russiske føderasjonen
I dag gjenstår den billigste og mest tilgjengelige formen for strøm. Bruken av en kjernefysisk kjedereaksjon gjør det mulig å generere enorme mengder termisk energi, som omdannes til elektrisitet. Det er pålitelig kjent når dukket den første kraftstasjonen opp på territoriet til det moderne Russland, drevet av kjernekraft. I 1954 implementerte sovjetiske forskere ledet av akademiker Kurchatov et prosjekt for å skape et "fredelig atom"; byggingen av Obninsk atomkraftverk fant sted i rekordfart kort tid.
Kraften til den første reaktoren var ubetydelig, bare 5 MW, til sammenligning produserer det kraftigste av de moderne kraftverkene, Kashiwazaki-Kariwa, 8122 MW.
På Russlands territorium utføres en full syklus, fra gruvedrift og prosessering av uran, til bygging og påfølgende drift av kjernekraftverk og deponering av produksjonsavfall.
Videre utsikter for industriutvikling
Etterspørselen etter elektrisitet vokser hvert år, og følgelig, med økende forbruk, bør volumet av elektrisitetsproduksjonen øke proporsjonalt. Til disse formålene bygges det nye kraftverk og moderniseres eksisterende.
I tillegg til eksisterende stasjoner begynner det å dukke opp nye miljøvennlige prosjekter som gir befolkningen nødvendig energi.
Stasjonene har stort potensiale, samt bruk av tidevannsenergi. Hvert år dukker det opp nye oppfinnelser i verden, som gir nye kilder til elektrisitet, som følgelig bidrar til videre utvikling av fremskritt.
Russlands rolle i global utvikling og bygging av kraftverk
Landet lå i forkant av utviklingen av denne industrien, ofte flere år foran sine nærmeste konkurrenter på dette området, nemlig USA. Så det første utenlandske atomkraftverket dukket opp først i 1958, det vil si 4 år etter den vellykkede implementeringen av prosjektet av sovjetiske forskere og ingeniører. I dag er Russland en av de viktigste produsentene av elektrisitet i verden, og implementerer også vellykket prosjekter for bygging av atomreaktorer i mange land rundt om i verden. Muligheten for å bygge en slik stasjon er bare relevant hvis det er et stort industripotensial; gjennomføringen av prosjektet krever betydelige kostnader, tilbakebetalingen tar noen ganger flere tiår, tatt i betraktning uavbrutt drift. Termiske stasjoner krever konstante drivstoffkilder, og vannkraftverk krever tilstedeværelse av en stor vannarterie.
Definisjon av termiske kraftverk, typer og egenskaper ved termiske kraftverk. klassifisering av termiske kraftverk
Definisjon av termiske kraftverk, typer og egenskaper ved termiske kraftverk. klassifisering av termiske kraftverk, prosjektering av termiske kraftverk
Definisjon
kjøletårn
Kjennetegn
Klassifisering
Kombinert varme- og kraftverk
Mini-CHP-enhet
Formål med mini-CHP
Bruk av varme fra mini-CHP
Drivstoff for mini-CHP
Mini-CHP og økologi
Gassturbinmotor
Kombinert anlegg
Driftsprinsipp
Fordeler
Spredning
Kondenskraftverk
Historie
Prinsipp for operasjon
Grunnleggende systemer
Miljøpåvirkning
Nåværende situasjon
Verkhnetagilskaya GRES
Kashirskaya GRES
Pskovskaya GRES
Stavropol State District Power Plant
Smolenskaya GRES
Termisk kraftverk er(eller termisk kraftstasjon) - et kraftverk som genererer elektrisk energi ved å konvertere den kjemiske energien til drivstoff til den mekaniske rotasjonsenergien til den elektriske generatorakselen.
Hovedkomponentene i det termiske kraftverket er:
Motorer - kraftenheter av termiske kraftverk
Elektriske generatorer
Varmevekslere av termiske kraftverk
Kjøletårn.
kjøletårn
Et kjøletårn (tysk gradieren - for å tykne en saltlakeløsning; opprinnelig ble kjøletårn brukt til å trekke ut salt ved fordampning) er en anordning for å kjøle en stor mengde vann med en rettet strøm av atmosfærisk luft. Noen ganger kalles kjøletårn også for kjøletårn.
For tiden brukes kjøletårn hovedsakelig i sirkulerende vannforsyningssystemer for kjøling av varmevekslere (vanligvis ved termiske kraftverk, CHP-anlegg). I anleggsteknikk brukes kjøletårn i klimaanlegg, for eksempel for å kjøle ned kondensatorene til kjøleenheter, for å kjøle nødstrømsgeneratorer. I industrien brukes kjøletårn til å kjøle ned kjølemaskiner, plaststøpemaskiner og kjemisk rensing av stoffer.
Avkjølingsprosessen skjer på grunn av fordampning av en del av vannet når det strømmer i en tynn film eller faller langs en spesiell sprinkler, langs hvilken en luftstrøm tilføres i motsatt retning av vannbevegelsen. Når 1 % av vannet fordamper, synker temperaturen på det gjenværende vannet med 5,48 °C.
Som regel brukes kjøletårn der det ikke er mulig å bruke store vannmasser (innsjøer, hav) til kjøling. I tillegg er denne kjølemetoden mer miljøvennlig.
Et enkelt og billig alternativ til kjøletårn er sprøytedammer, hvor vann kjøles ned ved enkel sprøyting.
Kjennetegn
Hovedparameteren til kjøletårnet er verdien av vanningstetthet - den spesifikke verdien av vannforbruk per 1 m² vanningsareal.
De viktigste designparametrene til kjøletårn bestemmes av tekniske og økonomiske beregninger avhengig av volumet og temperaturen til det avkjølte vannet og atmosfæriske parametere (temperatur, fuktighet, etc.) på installasjonsstedet.
Å bruke kjøletårn om vinteren, spesielt i tøft klima, kan være farlig på grunn av muligheten for at kjøletårnet fryser. Dette skjer oftest på stedet der frostluft kommer i kontakt med en liten mengde varmt vann. For å forhindre frysing av kjøletårnet og følgelig svikt, er det nødvendig å sikre jevn fordeling av avkjølt vann over overflaten av sprinkleren og overvåke den samme tettheten av vanning i individuelle områder av kjøletårnet. Vifter er også ofte utsatt for ising på grunn av feil bruk av kjøletårnet.
Klassifisering
Avhengig av typen sprinkler, er kjøletårnene:
film;
dryppe;
sprut;
Etter lufttilførselsmetode:
ventilasjon (trykk skapes av en vifte);
tårn (skyvekraft opprettes ved hjelp av et høyt eksostårn);
åpen (atmosfærisk), ved å bruke kraften fra vind og naturlig konveksjon når luft beveger seg gjennom sprinkleren.
Viftekjøletårn er de mest effektive fra et teknisk synspunkt, da de gir dypere vannkjøling av høyere kvalitet og tåler store spesifikke varmebelastninger (de krever imidlertid elektrisk energi for å drive viftene).
Typer
Kjel-turbin kraftverk
Kondenskraftverk (GRES)
Kombinerte varme- og kraftverk (kraftvarmeverk, kombinerte varme- og kraftverk)
Gassturbinkraftverk
Kraftverk basert på gassanlegg med kombinert syklus
Kraftverk basert på stempelmotorer
Kompresjonstenning (diesel)
Gnisten ble antent
Kombinert syklus
Kombinert varme- og kraftverk
Et kombinert varme- og kraftverk (CHP) er en type termisk kraftverk som produserer ikke bare elektrisitet, men er også en kilde til termisk energi i sentraliserte varmeforsyningssystemer (i form av damp og varmt vann, inkludert for å gi varmt vann forsyning og oppvarming av bolig- og industrianlegg). Som regel må et termisk kraftverk operere i henhold til en oppvarmingsplan, det vil si at produksjonen av elektrisk energi avhenger av produksjonen av termisk energi.
Ved plassering av et termisk kraftverk tas det hensyn til varmeforbrukernes nærhet i form av varmtvann og damp.
Mini-CHP
Mini-CHP - lite kraftvarmeverk.
Mini-CHP-enhet
Mini-CHP er termiske kraftverk som brukes til felles produksjon av elektrisk og termisk energi i enheter med en enhetskapasitet på inntil 25 MW, uavhengig av utstyrstype. For tiden er følgende installasjoner mye brukt i utenlandsk og innenlandsk termisk kraftteknikk: mottrykks dampturbiner, kondenserende dampturbiner med dampekstraksjon, gassturbinanlegg med vann- eller dampgjenvinning av termisk energi, gassstempel, gass-diesel og dieselenheter med gjenvinning av termisk energi fra ulike systemer av disse enhetene. Begrepet kraftvarmeanlegg brukes som et synonym for begrepene mini-CHP og CHP, men det har en bredere betydning, da det innebærer felles produksjon (sam- felles, generasjon - produksjon) av ulike produkter, som kan være både elektriske og termiske. energi, og og andre produkter, for eksempel termisk energi og karbondioksid, elektrisk energi og kulde, etc. Faktisk er begrepet trigenerering, som innebærer produksjon av elektrisitet, termisk energi og kulde, også et spesielt tilfelle av kraftvarme. Et særtrekk ved mini-CHP er den mer økonomiske bruken av drivstoff for de produserte energitypene sammenlignet med konvensjonelle separate metoder for deres produksjon. Dette skyldes det faktum at elektrisitet i hele landet produseres hovedsakelig i kondenseringssyklusene til termiske kraftverk og kjernekraftverk, som har en elektrisk virkningsgrad på 30-35 % i fravær av en varmeforbruker. Faktisk er denne tilstanden bestemt av det eksisterende forholdet mellom elektriske og termiske belastninger i befolkede områder, deres forskjellige natur av endring gjennom året, samt manglende evne til å overføre Termisk energi over lange avstander, i motsetning til elektrisk energi.
Mini-CHP-modulen inkluderer et gassstempel, en gassturbin eller dieselmotor, en elektrisitetsgenerator og en varmeveksler for å gjenvinne varme fra vann mens motoren, oljen og eksosgassene kjøles ned. En varmtvannskjele legges vanligvis til en mini-CHP for å kompensere for varmebelastningen på topptider.
Formål med mini-CHP
Hovedformålet med mini-CHP er å generere elektrisk og termisk energi fra forskjellige typer brensel.
Konseptet med å bygge minikraftvarmeanlegg i umiddelbar nærhet til forbrukeren har en rekke fordeler (sammenlignet med store kraftvarmeanlegg):
lar deg unngå kostnadene ved å bygge dyre og farlige høyspentledninger;
tap under energioverføring elimineres;
det er ikke behov for økonomiske kostnader for å oppfylle tekniske betingelser for tilknytning til nett
sentralisert strømforsyning;
uavbrutt tilførsel av strøm til forbrukeren;
strømforsyning med høykvalitets elektrisitet, overholdelse av spesifiserte spennings- og frekvensverdier;
kanskje tjene penger.
I den moderne verden får konstruksjonen av mini-CHP fart, fordelene er åpenbare.
Bruk av varme fra mini-CHP
En betydelig del av energien til drivstoffforbrenning under elektrisitetsproduksjon er termisk energi.
Det er alternativer for å bruke varme:
direkte bruk av termisk energi av sluttforbrukere (kraftvarme);
varmtvannsforsyning (DHW), oppvarming, teknologiske behov (damp);
delvis konvertering av termisk energi til kald energi (trigenerering);
kulden genereres av en absorpsjonskjølemaskin som ikke bruker elektrisk, men termisk energi, noe som gjør det mulig å bruke varme ganske effektivt om sommeren til klimaanlegg eller for teknologiske behov;
Drivstoff for mini-CHP
Typer drivstoff som brukes
gass: hovedledningsnaturgass, flytende naturgass og andre brennbare gasser;
flytende drivstoff: olje, fyringsolje, diesel, biodiesel og andre brennbare væsker;
fast brensel: kull, tre, torv og andre typer biodrivstoff.
Det mest effektive og rimelige drivstoffet i Russland er hovedgass, samt tilhørende gass.
Mini-CHP og økologi
Bruk av spillvarme fra kraftverksmotorer til praktiske formål er et særtrekk ved mini-CHP og kalles kraftvarme (kraftvarme).
Kombinert produksjon av to energityper ved minikraftvarmeverk bidrar til en mye mer miljøvennlig bruk av brensel sammenlignet med separat produksjon av elektrisitet og termisk energi ved kjeleanlegg.
Ved å erstatte kjelehus som irrasjonelt bruker drivstoff og forurenser atmosfæren i byer og tettsteder, bidrar minikraftvarmeanlegg ikke bare til betydelige drivstoffbesparelser, men også til å øke renheten i luftbassenget og forbedre den generelle miljøtilstanden.
Energikilden for gassstempel- og gassturbin-minikraftvarmeanlegg er vanligvis naturgass. Naturlig eller assosiert gass, organisk drivstoff som ikke forurenser atmosfæren med faste utslipp
Gassturbinmotor
Gassturbinmotor (GTE, TRD) er en varmemotor der gass komprimeres og varmes opp, og deretter omdannes energien til den komprimerte og oppvarmede gassen til mekanisk arbeid på gassturbinakselen. I motsetning til en stempelmotor, skjer prosesser i en gassturbinmotor i en strøm av gass i bevegelse.
Komprimert atmosfærisk luft fra kompressoren kommer inn i forbrenningskammeret, og drivstoff tilføres der, som ved forbrenning danner en stor mengde forbrenningsprodukter under høyt trykk. Deretter, i en gassturbin, omdannes energien til de gassformige forbrenningsproduktene til mekanisk arbeid på grunn av rotasjonen av bladene av gassstrålen, hvorav en del brukes på å komprimere luften i kompressoren. Resten av arbeidet overføres til den drevne enheten. Arbeidet som forbrukes av denne enheten er det nyttige arbeidet til gassturbinmotoren. Gassturbinmotorer har den høyeste effekttettheten blant forbrenningsmotorer, opptil 6 kW/kg.
Den enkleste gassturbinmotoren har bare én turbin, som driver kompressoren og samtidig er en kilde til nyttig kraft. Dette pålegger begrensninger på motorens driftsmoduser.
Noen ganger er motoren flerakslet. I dette tilfellet er det flere turbiner i serie, som hver driver sin egen aksel. Turbin høytrykk(den første etter forbrenningskammeret) driver alltid motorkompressoren, og påfølgende kan drive både en ekstern last (helikopter- eller skipspropeller, kraftige elektriske generatorer, etc.) og ekstra kompressorer til selve motoren, plassert foran motoren. viktigste.
Fordelen med en flerakselmotor er at hver turbin opererer med optimal hastighet og belastning. Med en last drevet fra akselen til en enakslet motor, vil motorens akselerasjon, det vil si evnen til å snurre raskt opp, være svært dårlig, siden turbinen trenger å levere kraft både for å gi motoren en stor mengde luft (kraften er begrenset av mengden luft) og for å akselerere belastningen. Med to skaft enkelt mønster høytrykksrotoren kommer raskt i drift, og forsyner motoren med luft og turbinen lavtrykk en stor mengde gasser for akselerasjon. Det er også mulig å bruke en mindre kraftig starter for akselerasjon når man kun starter høytrykksrotoren.
Kombinert anlegg
Et kombianlegg er en elektrisitetsstasjon som brukes til å produsere varme og elektrisitet. Den skiller seg fra dampkraft- og gassturbinanlegg i sin økte effektivitet.
Driftsprinsipp
Et kombianlegg består av to separate enheter: dampkraft og gassturbin. I en gassturbinenhet roteres turbinen av gassformige produkter fra drivstoffforbrenning. Drivstoffet kan enten være naturgass eller petroleumsindustriprodukter (fyringsolje, diesel). Den første generatoren er plassert på samme aksel som turbinen, som genererer elektrisk strøm på grunn av rotasjonen av rotoren. Når de passerer gjennom gassturbinen, gir forbrenningsproduktene den bare en del av energien og har fortsatt høy temperatur ved utgangen fra gassturbinen. Fra utgangen av gassturbinen kommer forbrenningsprodukter inn i dampkraftverket, spillvarmekjelen, hvor vann og den resulterende vanndampen varmes opp. Temperaturen på forbrenningsproduktene er tilstrekkelig til å bringe dampen til den tilstanden som er nødvendig for bruk i en dampturbin (røykgasstemperaturen på ca. 500 grader Celsius gjør at man får overopphetet damp ved et trykk på ca. 100 atmosfærer). Dampturbinen driver en andre elektrisk generator.
Fordeler
Kombianlegg har en elektrisk virkningsgrad på ca. 51-58 %, mens den for separat drift av dampkraft- eller gassturbinanlegg svinger rundt 35-38 %. Dette reduserer ikke bare drivstofforbruket, men reduserer også klimagassutslippene.
Fordi et kombianlegg trekker ut varme fra forbrenningsprodukter mer effektivt, kan drivstoff forbrennes ved høyere temperaturer, noe som resulterer i lavere nivåer av nitrogenoksidutslipp enn andre typer anlegg.
Relativt lave produksjonskostnader.
Spredning
Til tross for at fordelene med damp-gass-syklusen først ble bevist tilbake på 1950-tallet av den sovjetiske akademikeren Khristianovich, har denne typen kraftproduksjonsanlegg ikke fått utbredt bruk i Russland. Flere eksperimentelle CCGT-enheter ble bygget i USSR. Et eksempel er kraftenhetene med en kapasitet på 170 MW ved Nevinnomysskaya GRES og 250 MW ved Moldavskaya GRES. De siste årene har en rekke kraftige kombikraftenheter blitt satt i drift i Russland. Blant dem:
2 kraftenheter med en kapasitet på 450 MW hver ved North-Western Thermal Power Plant i St. Petersburg;
1 kraftenhet med en kapasitet på 450 MW ved Kaliningrad CHPP-2;
1 CCGT-enhet med en kapasitet på 220 MW ved Tyumen CHPP-1;
2 CCGT-enheter med en kapasitet på 450 MW ved CHPP-27 og 1 CCPP ved CHPP-21 i Moskva;
1 CCGT-enhet med en kapasitet på 325 MW ved Ivanovskaya GRES;
2 kraftenheter med en kapasitet på 39 MW hver ved Sochi TPP
Fra september 2008 i Russland i ulike stadier Det er flere CCGT-enheter under design eller konstruksjon.
I Europa og USA opererer lignende installasjoner ved de fleste termiske kraftverk.
Kondenskraftverk
Et kondenskraftverk (CPP) er et termisk kraftverk som kun produserer elektrisk energi. Historisk sett fikk den navnet "GRES" - statlig distriktskraftverk. Over tid har begrepet "GRES" mistet sin opprinnelige betydning ("distrikt") og betyr i moderne forstand, som regel, et høykapasitets kondenskraftverk (CPP) (tusenvis av MW), som opererer i enhetlig energi system sammen med andre store kraftverk. Det bør imidlertid tas i betraktning at ikke alle stasjoner med forkortelsen "GRES" i navnene er kondensstasjoner; noen av dem fungerer som kraftvarmeverk.
Historie
Den første GRES Elektroperedacha, dagens GRES-3, ble bygget nær Moskva i Elektrogorsk i 1912-1914. på initiativ av ingeniør R. E. Klasson. Hoveddrivstoffet er torv, effekten er 15 MW. På 1920-tallet sørget GOELRO-planen for bygging av flere termiske kraftverk, blant dem Kashirskaya State District Power Plant er det mest kjente.
Prinsipp for operasjon
Vann oppvarmet i en dampkjele til tilstanden overopphetet damp (520-565 grader Celsius) roterer en dampturbin som driver en turbogenerator.
Overskuddsvarme slippes ut i atmosfæren (nærliggende vannmasser) gjennom kondenseringsenheter, i motsetning til kraftvarmeverk, som frigjør overskuddsvarme til behovene til objekter i nærheten (for eksempel oppvarming av hus).
Et kondenskraftverk fungerer vanligvis i henhold til Rankine-syklusen.
Grunnleggende systemer
IES er et komplekst energikompleks som består av bygninger, strukturer, energi og annet utstyr, rørledninger, armaturer, instrumentering og automasjon. De viktigste IES-systemene er:
kjele anlegg;
damp turbin anlegg;
drivstofføkonomi;
system for fjerning av aske og slagg, røykgassrensing;
elektriske deler;
teknisk vannforsyning (for å fjerne overflødig varme);
kjemisk rengjøring og vannbehandlingssystem.
Når du designer og konstruerer en CES, er systemene plassert i bygninger og strukturer i komplekset, først og fremst i hovedbygningen. Ved drift av IES er personellet som administrerer systemene, som regel, forent i verksteder (kjele-turbin, elektrisk, drivstoffforsyning, kjemisk vannbehandling, termisk automatisering, etc.).
Kjelanlegget er plassert i fyrrom i hovedbygningen. I de sørlige regionene av Russland kan en kjeleinstallasjon være åpen, det vil si uten vegger og tak. Installasjonen består av dampkjeler (dampgeneratorer) og damprørledninger. Damp fra kjelene overføres til turbinene gjennom strømførende dampledninger. Dampledninger til forskjellige kjeler er som regel ikke forbundet med tverrforbindelser. Denne typen ordning kalles en "blokk"-ordning.
Dampturbinenheten er plassert i maskinrommet og i avlufterrommet (bunker-avlufter) i hovedbygningen. Det inkluderer:
dampturbiner med en elektrisk generator på samme aksel;
en kondensator der dampen som har gått gjennom turbinen kondenseres for å danne vann (kondensat);
kondensat- og matepumper som sikrer retur av kondensat (matevann) til dampkjeler;
lav- og høytrykks recuperative varmeovner (LHP og PHH) - varmevekslere der tilførselsvann varmes opp ved dampekstraksjon fra turbinen;
avlufter (også brukt som HDPE), der vann renses fra gassformige urenheter;
rørledninger og hjelpesystemer.
Drivstoffindustrien har annen sammensetning avhengig av hoveddrivstoffet som IES er designet for. For kullfyrte CPP-er inkluderer drivstofføkonomien:
avrimingsanordning (det såkalte "varmehuset" eller "skuret") for tining av kull i åpne gondolbiler;
losseanordning (vanligvis en bil dumper);
et kulllager som betjenes av en gripekran eller en spesiell omlastingsmaskin;
knuseanlegg for foreløpig maling av kull;
transportører for flytting av kull;
aspirasjonssystemer, blokkering og andre hjelpesystemer;
støvbehandlingssystem, inkludert kule-, valse- eller hammerkullkverner.
Støvbehandlingssystemet, så vel som kullbunkere, er plassert i bunkers-avlufterrommet i hovedbygningen, de resterende drivstofftilførselsenhetene er plassert utenfor hovedbygningen. Av og til settes det opp et sentralt støvanlegg. Kulllageret er designet for 7-30 dager med kontinuerlig drift av IES. Noen drivstofftilførselsenheter er overflødige.
Drivstofføkonomien til IES som bruker naturgass er den enkleste: den inkluderer et gassdistribusjonspunkt og gassrørledninger. Men ved slike kraftverk brukes fyringsolje som reserve- eller sesongkilde, så det settes også opp et fyringsoljeanlegg. Fyringsoljeanlegg bygges også ved kullkraftverk, der fyringsolje brukes til fyring av kjeler. Brennoljeindustrien inkluderer:
mottak og drenering enhet;
brennoljelagringsanlegg med stål- eller armert betongtanker;
fyringsoljepumpestasjon med fyringsoljevarmere og filtre;
rørledninger med avstengnings- og kontrollventiler;
brann og andre hjelpesystemer.
Systemet for fjerning av aske og slagg er kun installert ved kullkraftverk. Både aske og slagg er ikke-brennbare kullrester, men slagget dannes direkte i kjeleovnen og fjernes gjennom et tappehull (et hull i slaggsjakten), og asken føres bort med røykgassene og fanges opp. ved kjeleutgangen. Askepartikler er betydelig mindre i størrelse (ca. 0,1 mm) enn slaggbiter (opptil 60 mm). Askefjerningssystemer kan være hydrauliske, pneumatiske eller mekaniske. Det vanligste systemet for resirkulering av hydraulisk aske- og slaggfjerning består av spyleinnretninger, kanaler, tankpumper, slurryledninger, aske- og slaggdeponier, pumpestasjoner og klarvannsledninger.
Utslipp av røykgasser til atmosfæren er den farligste påvirkningen av et termisk kraftverk på miljøet. For å samle aske fra røykgasser, installeres filtre av ulike typer etter vifter (sykloner, scrubbere, elektriske utfellere, posedukfiltre), som holder på 90-99% av faste partikler. De er imidlertid ikke egnet til å rense røyk fra skadelige gasser. I utlandet, og nylig ved innenlandske kraftverk (inkludert gassoljekraftverk), installeres systemer for gassavsvovling med kalk eller kalkstein (såkalt deSOx) og katalytisk reduksjon av nitrogenoksider med ammoniakk (deNOx). Den rensede røykgassen slippes ut av en røykavtrekk inn i en skorstein, hvis høyde bestemmes ut fra betingelsene for spredning av gjenværende skadelige urenheter i atmosfæren.
Den elektriske delen av IES er beregnet på produksjon av elektrisk energi og distribusjon til forbrukere. IES-generatorer skaper en trefaset elektrisk strøm med en spenning på vanligvis 6-24 kV. Siden energitapet i nettverk reduseres betydelig med økende spenning, installeres transformatorer umiddelbart etter generatorene, noe som øker spenningen til 35, 110, 220, 500 kV og mer. Transformatorer monteres utendørs. En del av den elektriske energien brukes på kraftverkets egne behov. Tilkobling og frakobling av kraftoverføringslinjer som strekker seg til transformatorstasjoner og forbrukere utføres på åpne eller lukkede bryterutstyr (ORU, ZRU), utstyrt med brytere som er i stand til å koble til og bryte en elektrisk høyspentkrets uten dannelse av en elektrisk lysbue.
Det tekniske vannforsyningsanlegget gir en stor mengde kaldt vann for kjøling av turbinkondensatorer. Systemer er delt inn i direktestrøm, sirkulerende og blandet. I engangssystemer pumpes vann fra en naturlig kilde (vanligvis en elv) og slippes tilbake etter å ha passert gjennom en kondensator. Samtidig varmes vannet opp med ca. 8-12 °C, noe som i noen tilfeller endrer den biologiske tilstanden til reservoarene. I resirkuleringssystemer sirkulerer vann under påvirkning av sirkulasjonspumper og avkjøles av luft. Avkjøling kan utføres på overflaten av kjølereservoarer eller i kunstige strukturer: sprøytebassenger eller kjøletårn.
I lavvannsområder brukes i stedet for et teknisk vannforsyningssystem luftkondensanlegg (tørre kjøletårn), som er en luftradiator med naturlig eller kunstig trekk. Denne beslutningen er vanligvis tvunget, siden de er dyrere og mindre effektive når det gjelder kjøling.
Det kjemiske vannbehandlingssystemet gir kjemisk rensing og dyp avsalting av vann som kommer inn i dampkjeler og dampturbiner for å unngå avleiringer på utstyrets indre overflater. Vanligvis er filtre, tanker og reagensanlegg for vannbehandling plassert i hjelpebygningen til IES. I tillegg, ved termiske kraftverk, lages flertrinnssystemer for behandling av avløpsvann forurenset med petroleumsprodukter, oljer, utstyrsvaske- og skyllevann, storm- og smelteavrenning.
Miljøpåvirkning
Påvirkning på atmosfæren. Ved forbrenning av drivstoff forbrukes en stor mengde oksygen, og det frigjøres også en betydelig mengde forbrenningsprodukter, som flyveaske, gassformige svoveloksider av nitrogen, hvorav noen har høy kjemisk aktivitet.
Påvirkning på hydrosfæren. Primært utslipp av vann fra turbinkondensatorer, samt industrielt avløpsvann.
Påvirkning på litosfæren. Deponering av store askemasser krever mye plass. Denne forurensningen reduseres ved å bruke aske og slagg som byggematerialer.
Nåværende situasjon
For tiden i Russland er det standard kraftverk med en kapasitet på 1000-1200, 2400, 3600 MW og flere unike; enheter på 150, 200, 300, 500, 800 og 1200 MW brukes. Blant dem er følgende statlige distriktskraftverk (del av OGK):
Verkhnetagilskaya GRES - 1500 MW;
Iriklinskaya GRES - 2430 MW;
Kashirskaya GRES - 1910 MW;
Nizhnevartovskaya GRES - 1600 MW;
Permskaya GRES - 2400 MW;
Urengoyskaya GRES - 24 MW.
Pskovskaya GRES - 645 MW;
Serovskaya GRES - 600 MW;
Stavropol State District Power Plant - 2400 MW;
Surgutskaya GRES-1 - 3280 MW;
Troitskaya GRES - 2060 MW.
Gusinoozerskaya State District Power Plant - 1100 MW;
Kostroma State District Power Plant - 3600 MW;
Pechora State District Power Plant - 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;
Krasnoyarsk State District Power Plant-2 - 1250 MW;
Novocherkasskaya GRES - 2400 MW;
Ryazanskaya GRES (enheter nr. 1-6 - 2650 MW og blokk nr. 7 (den tidligere GRES-24, som ble inkludert i Ryazanskaya GRES - 310 MW) - 2960 MW;
Cherepovetskaya GRES - 630 MW.
Verkhnetagilskaya GRES
Verkhnetagilskaya GRES - termisk kraftverk i Verkhny Tagil ( Sverdlovsk-regionen), jobber som en del av OGK-1. I tjeneste siden 29. mai 1956.
Stasjonen inkluderer 11 kraftenheter med en elektrisk kapasitet på 1.497 MW og en termisk effekt på 500 Gcal/t. Stasjonsdrivstoff: naturgass (77 %), kull (23 %). Antall personell er 1119 personer.
Byggingen av stasjonen med en designkapasitet på 1600 MW begynte i 1951. Formålet med konstruksjonen var å gi termisk og elektrisk energi til Novouralsk elektrokjemiske anlegg. I 1964 nådde kraftverket sin designkapasitet.
For å forbedre varmeforsyningen til byene Verkhny Tagil og Novouralsk, ble stasjonen modernisert:
Fire kondenserende turbinenheter K-100-90 (VK-100-5) LMZ ble erstattet med varmeturbiner T-88/100-90/2,5.
På TG-2,3,4 nettverksvarmere av typen PSG-2300-8-11 er installert for å varme nettverksvann i Novouralsk varmeforsyningskrets.
Nettverksvarmer er installert på TG-1.4 for varmeforsyning til Verkhny Tagil og industriområdet.
Alt arbeid ble utført i henhold til prosjektet til Central Clinical Hospital.
Natt til 3. til 4. januar 2008 skjedde en ulykke ved Surgutskaya GRES-2: en delvis kollaps av taket over den sjette kraftenheten med en kapasitet på 800 MW førte til nedleggelse av to kraftenheter. Situasjonen ble komplisert av det faktum at en annen kraftenhet (nr. 5) var under reparasjon: Som et resultat ble kraftenhetene nr. 4, 5, 6 stoppet. Denne ulykken ble lokalisert innen 8. januar. I hele denne perioden drev kraftverket under spesielt intense forhold.
Det er planlagt å bygge to nye kraftenheter (drivstoff - naturgass) innen henholdsvis 2010 og 2013.
Det er et problem med utslipp til miljøet ved GRES. OGK-1 signerte en kontrakt med Energy Engineering Center of the Urals for 3,068 millioner rubler, som sørger for utvikling av et prosjekt for gjenoppbygging av kjelen ved Verkhnetagilskaya State District Power Plant, som vil føre til en reduksjon i utslipp til samsvarer med ELV-standarder.
Kashirskaya GRES
Kashirskaya State District Power Plant oppkalt etter G. M. Krzhizhanovsky i byen Kashira, Moskva-regionen, ved bredden av Oka.
En historisk stasjon, bygget under personlig tilsyn av V.I. Lenin i henhold til GOELRO-planen. På tidspunktet for idriftsettelse var 12 MW-anlegget det nest største kraftverket i Europa.
Stasjonen ble bygget i henhold til GOELRO-planen, byggingen ble utført under personlig tilsyn av V.I. Lenin. Det ble bygget i 1919-1922; for bygging ble arbeiderbosetningen Novokashirsk bygget på stedet for landsbyen Ternovo. Det ble lansert 4. juni 1922 og ble et av de første sovjetiske regionale termiske kraftverkene.
Pskovskaya GRES
Pskov State District Power Plant er et statseid regionalt kraftverk, som ligger 4,5 kilometer fra den urbane bosetningen Dedovichi, det regionale sentrum av Pskov-regionen, på venstre bredd av Shelon-elven. Siden 2006 har det vært en gren av OJSC OGK-2.
Høyspentledninger forbinder Pskov State District Power Plant med Hviterussland, Latvia og Litauen. Morselskapet anser dette som en fordel: det er en energieksportkanal som brukes aktivt.
Den installerte kapasiteten til GRES er 430 MW, den inkluderer to svært manøvrerbare kraftenheter på 215 MW hver. Disse kraftenhetene ble bygget og satt i drift i 1993 og 1996. Det første prosjektet i den første fasen inkluderte bygging av tre kraftenheter.
Hovedtypen drivstoff er naturgass, den kommer inn i stasjonen gjennom en gren av hovedeksportgassrørledningen. Kraftaggregatene ble opprinnelig designet for å operere på malt torv; de ble rekonstruert i henhold til VTI-prosjektet for brenning av naturgass.
Strømforbruk til eget behov er 6,1 %.
Stavropol State District Power Plant
Stavropol State District Power Plant er et termisk kraftverk i Russland. Ligger i byen Solnechnodolsk, Stavropol-territoriet.
Lasting av kraftverket gir mulighet for eksport av elektrisitet til utlandet: til Georgia og Aserbajdsjan. Samtidig er det garantert at strømninger i det elektriske ryggradsnettverket til United Energy System of the South vil opprettholdes på akseptable nivåer.
Del av engrosgenererende selskap nr. 2 (JSC OGK-2).
Strømforbruk til stasjonens eget behov er 3,47 %.
Stasjonens hoveddrivstoff er naturgass, men stasjonen kan bruke fyringsolje som reserve- og nøddrivstoff. Drivstoffbalanse per 2008: gass - 97%, fyringsolje - 3%.
Smolenskaya GRES
Smolensk State District Power Plant er et termisk kraftverk i Russland. Del av Wholesale Generating Company No. 4 (JSC OGK-4) siden 2006.
Den 12. januar 1978 ble den første enheten til statens distriktskraftstasjon satt i drift, designet av denne begynte i 1965, og byggingen i 1970. Stasjonen ligger i landsbyen Ozerny, Dukhovshchinsky-distriktet, Smolensk-regionen. Opprinnelig var det ment å bruke torv som brensel, men på grunn av forsinkelsen i byggingen av torvgruvebedrifter ble andre typer drivstoff brukt (Moskva-kull, Inta-kull, skifer, Khakass-kull). Totalt 14 typer drivstoff ble endret. Siden 1985 ble det endelig fastslått at energi skal hentes fra naturgass og kull.
8.16. Smolenskaya GRES
Kilder
Ryzhkin V. Ya. Termiske kraftverk. Ed. V. Ya. Girshfeld. Lærebok for universiteter. 3. utg., revidert. og tillegg - M.: Energoatomizdat, 1987. - 328 s.
Termisk kraftverk (termisk kraftverk) er et kraftverk som genererer elektrisk energi ved å konvertere den kjemiske energien til drivstoff til mekanisk rotasjonsenergi til den elektriske generatorakselen.
Termiske kraftverk omdanner den termiske energien som frigjøres under forbrenning av organisk brensel (kull, torv, skifer, olje, gasser) til mekanisk energi og deretter til elektrisk energi. Her gjennomgår den kjemiske energien i drivstoffet en kompleks transformasjon fra en form til en annen for å produsere elektrisk energi.
Transformasjonen av energi som finnes i brensel ved et termisk kraftverk kan deles inn i følgende hovedtrinn: konvertering av kjemisk energi til termisk energi, termisk energi til mekanisk energi og mekanisk energi til elektrisk energi.
De første termiske kraftverkene (TPP) dukket opp i sent XIX V. I 1882 ble det bygget et termisk kraftverk i New York, i 1883 i St. Petersburg og i 1884 i Berlin.
Blant termiske kraftverk er flertallet termiske dampturbinkraftverk. På dem brukes termisk energi i en kjeleenhet (dampgenerator).
Termisk kraftverk layout: 1 – elektrisk generator; 2 - dampturbin; 3 - kontrollpanel; 4 - avlufter; 5 og 6 – bunkers; 7 - separator; 8 - syklon; 9 - kjele; 10 - varmeoverflate (varmeveksler); 11 - skorstein; 12 - knuserom; 13 - reservedrivstofflager; 14 - vogn; 15 - losseanordning; 16 - transportbånd; 17 – røykavtrekk; 18 – kanal; 19 – askefanger; 20 – vifte; 21 - brannkammer; 22 – mill; 23 – pumpestasjon; 24 - vannkilde; 25 - sirkulasjonspumpe; 26 – høytrykks regenerativ varmeapparat; 27 - matepumpe; 28 - kondensator; 29 – kjemisk vannbehandlingsanlegg; 30 – opptrappingstransformator; 31 – lavtrykks regenerativ varmeovn; 32 – kondensatpumpe
Et av de viktigste elementene i en kjeleenhet er brannboksen. I den omdannes den kjemiske energien til drivstoffet til termisk energi under den kjemiske reaksjonen av de brennbare elementene i drivstoffet med oksygen i luften. I dette tilfellet dannes gassformige forbrenningsprodukter som absorberer mesteparten av varmen som frigjøres under drivstoffforbrenning.
Under oppvarming av brensel i ovnen dannes koks og gassformige, flyktige stoffer. Ved temperaturer på 600–750 °C antennes flyktige stoffer og begynner å brenne, noe som fører til en økning i temperaturen i brennkammeret. Samtidig starter koksforbrenningen. Som et resultat dannes det røykgasser som forlater ovnen ved en temperatur på 1000–1200 °C. Disse gassene brukes til å varme opp vann og produsere damp.
På begynnelsen av 1800-tallet. For å produsere damp ble det brukt enkle enheter der oppvarming og fordampning av vann ikke var differensiert. En typisk representant for den enkleste typen dampkjele var en sylindrisk kjele.
Den utviklende elektriske kraftindustrien krevde kjeler som produserte høytemperatur- og høytrykksdamp, siden det var i denne tilstanden den produserte den største mengden energi. Slike kjeler ble laget og de ble kalt vannrørskjeler.
I vannrørkjeler strømmer røykgasser rundt rør som vannet sirkulerer gjennom, varme fra røykgassene overføres gjennom rørveggene til vann, som blir til damp.
Sammensetning av hovedutstyret til et termisk kraftverk og sammenkoblingen av dets systemer: drivstofføkonomi; drivstoff forberedelse; kjele; mellomliggende overheter; høytrykksdel av en dampturbin (HPC eller HPC); lavtrykksdel av en dampturbin (LPT eller LPC); elektrisk generator; ekstra transformator; kommunikasjon transformator; hovedbryterutstyr; kondensator; kondensat pumpe; sirkulasjonspumpe; kilde til vannforsyning (for eksempel elv); lavtrykksvarmer (LPH); vannbehandlingsanlegg (WPU); termisk energiforbruker; retur kondensat pumpe; avlufter; feed pumpe; høytrykksvarmer (HPH); fjerning av slagg; askedeponi; røykavtrekk (DS); skorstein; vifte (DV); askefanger
En moderne dampkjele fungerer som følger.
Drivstoffet brenner i en brannkasse, som har vertikale rør langs veggene. Under påvirkning av varmen som frigjøres under forbrenning av drivstoff, koker vannet i disse rørene. Den resulterende dampen stiger inn i kjeletrommelen. Kjelen er en tykkvegget horisontal stålsylinder, fylt til halvparten med vann. Damp samler seg i den øvre delen av trommelen og går ut av den til en gruppe spoler - en overheter. I overheteren varmes dampen i tillegg opp av røykgassene som slipper ut av ovnen. Den har en temperatur som er høyere enn den der vann koker ved et gitt trykk. Slik damp kalles overopphetet. Etter å ha forlatt overheteren, går dampen til forbrukeren. I kjelerørene som er plassert etter overheteren, passerer røykgasser gjennom en annen gruppe spoler - en vannøkonomisator. I den varmes vannet opp av varmen fra røykgassene før det kommer inn i kjeletrommelen. Luftvarmerør er vanligvis plassert bak economizer langs røykgassene. Luften i den varmes opp før den føres inn i brennkammeret. Etter luftvarmeren kommer røykgasser med en temperatur på 120–160 °C ut i skorsteinen.
Alle arbeidsprosesser til kjeleenheten er fullt mekaniserte og automatiserte. Den betjenes av en rekke hjelpemekanismer drevet av elektriske motorer, hvis kraft kan nå flere tusen kilowatt.
Kjeleenheter til kraftige kraftverk produserer høytrykksdamp – 140–250 atmosfærer og høy temperatur – 550–580 °C. I ovnene til disse kjelene brennes hovedsakelig fast brensel, knust til pulvertilstand, fyringsolje eller naturgass.
Omdannelsen av kull til en pulverisert tilstand utføres i støvbearbeidingsanlegg.
Driftsprinsippet for en slik installasjon med en kuletrommelmølle er som følger.
Drivstoffet kommer inn i fyrrommet via transportbånd og slippes ut i en bunker, hvorfra det etter automatisk veiing blir matet inn i kullkverneverket med en mater. Drivstoffmaling skjer inne i en horisontal trommel som roterer med en hastighet på ca. 20 rpm. Den inneholder stålkuler. Varmluft oppvarmet til en temperatur på 300–400 °C tilføres møllen gjennom en rørledning. Ved å gi deler av varmen for å tørke drivstoffet, avkjøles luften til en temperatur på ca. 130 °C, og når den forlater trommelen, fører den kullstøvet som dannes i møllen inn i støvutskilleren (separatoren). Frigjort fra store partikler Støv-luftblandingen forlater separatoren ovenfra og ledes til støvutskilleren (syklon). I syklonen skilles kullstøv fra luften, og gjennom ventilen kommer det inn i kullstøvbunkeren. I separatoren faller store støvpartikler ut og føres tilbake til møllen for videre maling. En blanding av kullstøv og luft tilføres kjelebrennerne.
Pulveriserte kullbrennere er enheter for tilførsel av pulverisert brensel og luften som er nødvendig for forbrenning i forbrenningskammeret. De skal sikre fullstendig forbrenning av drivstoff ved å skape en homogen blanding av luft og drivstoff.
Brannkammeret til moderne kullkjeler er et høykammer, hvis vegger er dekket med rør, de såkalte dampvannskjermene. De beskytter veggene i forbrenningskammeret fra å feste seg til dem av slagg dannet under brennstoffforbrenning, og beskytter også foringen mot rask slitasje på grunn av den kjemiske virkningen av slagg og den høye temperaturen som utvikles under brennstoffforbrenning i ovnen.
Skjermene oppfatter 10 ganger mer varme per kvadratmeter overflate enn de andre rørformede varmeflatene på kjelen, som oppfatter varmen fra røykgassene hovedsakelig på grunn av direkte kontakt med dem. I forbrenningskammeret antennes og brenner kullstøv i gasstrømmen som bærer det.
Ovnene til kjeler der gassformig eller flytende brennstoff brennes, er også kamre dekket med skjermer. En blanding av drivstoff og luft tilføres dem gjennom gassbrennere eller oljedyser.
Utformingen av en moderne trommelkjeleenhet med høy kapasitet som opererer på kullstøv er som følger.
Drivstoff i form av støv blåses inn i ovnen gjennom brennerne sammen med en del av luften som er nødvendig for forbrenningen. Resten av luften tilføres brennkammeret forvarmet til en temperatur på 300–400 °C. I brennkammeret brenner kullpartikler i farten, og danner en fakkel med en temperatur på 1500–1600 °C. Ikke-brennbare urenheter av kull omdannes til aske, hvorav det meste (80–90 %) fjernes fra ovnen av røykgasser som genereres som følge av brennstoffforbrenning. Resten av asken, som består av klebrige partikler av slagg som samlet seg på rørene til forbrenningsskjermene og deretter kom av dem, faller til bunnen av ovnen. Etter dette samles det i en spesiell sjakt som ligger under brennkammeret. En strøm av kaldt vann avkjøler slaggen i den, og deretter blir den ført ut av kjeleenheten av spesielle enheter i det hydrauliske askefjerningssystemet.
Veggene i brannkammeret er dekket med en skjerm - rør der vannet sirkulerer. Under påvirkning av varmen som sendes ut av den brennende fakkelen, blir den delvis til damp. Disse rørene er koblet til kjeletrommelen, hvor det også tilføres vann oppvarmet i economizeren.
Når røykgassene beveger seg, blir deler av varmen deres utstrålet på silrørene og temperaturen på gassene synker gradvis. Ved utgangen fra ovnen er det 1000–1200 °C. Ved ytterligere bevegelse kommer røykgassene ved utgangen fra ovnen i kontakt med silrørene og avkjøles til en temperatur på 900–950 °C. Kjelerøret inneholder kveilrør som dampen som dannes i silrørene og separert fra vannet i kjeltrommelen passerer gjennom. I spoler mottar damp ekstra varme fra røykgassene og blir overopphetet, det vil si at temperaturen blir høyere enn temperaturen på vann som koker ved samme trykk. Denne delen av kjelen kalles overheteren.
Etter å ha passert mellom overheterrørene, kommer røykgasser med en temperatur på 500–600 °C inn i den delen av kjelen der varmtvannsberederen eller vannøkonomisatorrørene er plassert. Matevann med en temperatur på 210–240 °C tilføres den av en pumpe. En så høy vanntemperatur oppnås i spesielle varmeovner som er en del av turbininstallasjonen. I en vannøkonomisator varmes vann opp til kokepunktet og kommer inn i kjeletrommelen. Røykgasser som passerer mellom rørene til vannøkonomisatoren fortsetter å avkjøles og passerer deretter inn i rørene til luftvarmeren, der luften varmes opp på grunn av varmen som avgis av gassene, hvis temperatur reduseres til 120–160 grader. °C.
Luften som kreves for brenselforbrenning tilføres luftvarmeren av en vifte og varmes der opp til 300–400 °C, hvoretter den går inn i ovnen for drivstoffforbrenning. Røyken eller avgassene som forlater luftvarmeren passerer gjennom en spesiell enhet - en askefanger - for å fjerne aske. De rensede røykgassene slippes ut i atmosfæren av en røykavtrekk gjennom en skorstein som er opptil 200 m høy.
Trommelen er essensiell i kjeler av denne typen. Gjennom mange rør tilføres en damp-vannblanding fra forbrenningsskjermene. I trommelen separeres damp fra denne blandingen og det gjenværende vannet blandes med matevannet som kommer inn i denne trommelen fra economizeren. Fra trommelen passerer vann gjennom rør som er plassert utenfor brannkammeret inn i samleoppsamlere, og fra dem inn i skjermrør plassert i brannkammeret. På denne måten stenges den sirkulære banen (sirkulasjonen) av vann i trommelkjeler. Bevegelsen av vann og damp-vannblanding i henhold til trommel - ytre rør - silrør - trommelskjema skjer på grunn av det faktum at den totale vekten av kolonnen med damp-vannblanding som fyller silrørene er mindre enn vekten av vannsøyle i ytterrørene. Dette skaper et trykk av naturlig sirkulasjon, og sikrer sirkulær bevegelse av vannet.
Dampkjeler styres automatisk av en rekke regulatorer, hvis drift overvåkes av en operatør.
Enhetene regulerer tilførselen av drivstoff, vann og luft til kjelen, opprettholder konstant vannnivået i kjeletrommelen, temperaturen på den overopphetede dampen osv. Enhetene som styrer driften av kjeleenheten og alle dens hjelpemekanismer er konsentrert om et spesielt kontrollpanel. Den inneholder også enheter som lar automatiserte operasjoner utføres eksternt fra dette panelet: åpning og lukking av alle stengeventiler på rørledninger, start og stopp av individuelle hjelpemekanismer, samt start og stopp av hele kjeleenheten som helhet.
Vannrørskjeler av den beskrevne typen har en svært betydelig ulempe: tilstedeværelsen av en klumpete, tung og kostbar trommel. For å bli kvitt det ble det laget dampkjeler uten tromler. De består av et system av buede rør, inn i den ene enden av hvilke tilførselsvann tilføres, og fra den andre kommer overopphetet damp med ønsket trykk og temperatur ut, dvs. at vann passerer gjennom alle varmeflater én gang uten sirkulasjon før det omdannes til damp. Slike dampkjeler kalles direktestrømskjeler.
Driftsdiagrammet for en slik kjele er som følger.
Matevann passerer gjennom economizeren, og kommer deretter inn i den nedre delen av spolene som ligger i en spiralformet form på ovnens vegger. Damp-vannblandingen som dannes i disse spolene kommer inn i en spiral som ligger i kjelens røykkanal, hvor omdanningen av vann til damp slutter. Denne delen av engangskjelen kalles overgangssonen. Dampen kommer deretter inn i overheteren. Etter å ha forlatt overheteren, ledes dampen til forbrukeren. Luften som kreves for forbrenning varmes opp i en luftvarmer.
Engangskjeler gjør det mulig å produsere damp ved et trykk på mer enn 200 atmosfærer, noe som er umulig i trommelkjeler.
Den resulterende overopphetede dampen, som har høyt trykk (100–140 atmosfærer) og høy temperatur (500–580 °C), er i stand til å utvide seg og utføre arbeid. Denne dampen overføres gjennom hoveddamprørledninger til turbinrommet, der det er installert dampturbiner.
I dampturbiner omdannes den potensielle energien til damp til mekanisk rotasjonsenergi til dampturbinrotoren. I sin tur er rotoren koblet til rotoren til den elektriske generatoren.
Driftsprinsippet og strukturen til en dampturbin er diskutert i artikkelen "Elektrisk turbin", så vi vil ikke dvele på dem i detalj.
Dampturbinen vil være jo mer økonomisk, dvs. jo mindre varme den vil forbruke for hver kilowattime den genererer, jo lavere blir trykket på dampen som forlater turbinen.
For dette formålet ledes dampen som forlater turbinen ikke inn i atmosfæren, men inn i en spesiell enhet som kalles en kondensator, der et veldig lavt trykk opprettholdes, bare 0,03–0,04 atmosfærer. Dette oppnås ved å senke temperaturen på dampen ved å avkjøle den med vann. Damptemperaturen ved dette trykket er 24–29 °C. I kondensatoren gir dampen fra seg varmen til kjølevannet og samtidig kondenserer den, dvs. blir til vann - kondensat. Temperaturen på dampen i kondensatoren avhenger av temperaturen på kjølevannet og mengden av dette vannet som forbrukes per kilo kondensert damp. Vannet som brukes til å kondensere dampen kommer inn i kondensatoren ved en temperatur på 10–15 °C og forlater den ved en temperatur på omtrent 20–25 °C. Kjølevannsforbruket når 50–100 kg per 1 kg damp.
Kondensatoren er en sylindrisk trommel med to deksler i endene. I begge ender av trommelen er det metallplater som stort antall messingrør. Kjølevann passerer gjennom disse rørene. Damp fra turbinen passerer mellom rørene og strømmer rundt dem fra topp til bunn. Kondensatet som dannes under dampkondensering fjernes nedenfra.
Når damp kondenserer veldig viktig har varmeoverføring fra dampen til veggen på rørene som kjølevannet passerer gjennom. Hvis det til og med er en liten mengde luft i dampen, forringes varmeoverføringen fra dampen til veggen av røret kraftig; Mengden trykk som må opprettholdes i kondensatoren vil avhenge av dette. Luft som uunngåelig kommer inn i kondensatoren med damp og gjennom lekkasjer, må kontinuerlig fjernes. Dette utføres av en spesiell enhet - en dampstråleejektor.
For å kjøle ned dampen som går ut i turbinen i kondensatoren, brukes vann fra en elv, innsjø, dam eller hav. Kjølevannsforbruket ved kraftige kraftverk er svært høyt og er for eksempel for et kraftverk med en kapasitet på 1 million kW ca 40 m3/sek. Hvis vann for kjøling av damp i kondensatorer tas fra elven, og deretter, oppvarmet i kondensatoren, returneres til elven, kalles et slikt vannforsyningssystem direktestrøm.
Hvis det ikke er nok vann i elven, bygges en demning og det dannes en dam, fra den ene enden av vann tas for å avkjøle kondensatoren, og oppvarmet vann slippes ut til den andre enden. Noen ganger, for å avkjøle vannet som er oppvarmet i kondensatoren, brukes kunstige kjølere - kjøletårn, som er tårn omtrent 50 m høye.
Vann oppvarmet i turbinkondensatorene tilføres brett plassert i dette tårnet i en høyde på 6–9 m. Strømmer i bekker gjennom åpningene på brettene og spruter i form av dråper eller en tynn film, vannet renner ned, delvis fordamping og avkjøling. Det avkjølte vannet samles i et basseng, hvorfra det pumpes til kondensatorene. Et slikt vannforsyningssystem kalles lukket.
Vi undersøkte hovedenhetene som ble brukt til å konvertere den kjemiske energien til drivstoff til elektrisk energi i et termisk kraftverk med dampturbiner.
Driften av et kullkraftverk skjer som følger.
Kull tilføres av bredsporede tog til en losseanordning, hvor det ved hjelp av spesielle lossemekanismer - bildumpere - losses fra bilene over på båndtransportører.
Drivstofftilførselen i fyrrommet lages i spesielle lagerbeholdere - bunkere. Fra bunkerne kommer kullet inn i møllen, hvor det tørkes og males til pulveraktig tilstand. En blanding av kullstøv og luft mates inn i kjelens brannkammer. Når kullstøv brenner, dannes det røykgasser. Etter avkjøling passerer gassene gjennom askeoppsamleren og etter å ha blitt renset for flyveaske i den, slippes de ut i skorsteinen.
Slaggen og flygeasken som faller ut av brennkammeret fra askeoppsamlerne, transporteres gjennom kanaler med vann og pumpes deretter til askedeponiet med pumper. Luft for brenselforbrenning tilføres av en vifte til kjelens luftvarmer. Den overopphetede høytrykks- og høytemperaturdampen som produseres i kjelen føres gjennom dampledninger til en dampturbin, hvor den ekspanderer til et svært lavt trykk og går inn i kondensatoren. Kondensatet som dannes i kondensatoren tas av kondensatpumpen og tilføres gjennom varmeren til avlufteren. Avlufteren fjerner luft og gasser fra kondensatet. Avlufteren mottar også råvann som har passert gjennom vannbehandlingsapparatet for å fylle på tapet av damp og kondensat. Fra avlufterens matetank tilføres matevannet av en pumpe til vannøkonomisatoren til dampkjelen. Vann for avkjøling av eksosdampen tas fra elven og sendes til turbinkondensatoren med en sirkulasjonspumpe. Elektrisk energi generert av en generator koblet til en turbin slippes ut gjennom elektriske transformatorer langs høyspentledninger til forbrukeren.
Kraften til moderne termiske kraftverk kan nå 6000 megawatt eller mer med en effektivitet på opptil 40 %.
Termiske kraftverk kan også bruke gassturbiner som går på naturgass eller flytende brensel. Gassturbinkraftverk (GTPP) brukes til å dekke topper av elektrisk belastning.
Det finnes også kombikraftverk, der kraftverket består av en dampturbin og en gassturbinenhet. Effektiviteten deres når 43%.
Fordelen med termiske kraftverk sammenlignet med vannkraftverk er at de kan bygges hvor som helst, og bringer dem nærmere forbrukeren. De går på nesten alle typer fossilt brensel, slik at de kan tilpasses den typen som er tilgjengelig i et gitt område.
På midten av 70-tallet av XX århundre. andelen elektrisitet produsert ved termiske kraftverk var omtrent 75 % av total produksjon. I USSR og USA var den enda høyere – 80 %.
Den største ulempen med termiske kraftverk er den høye graden av forurensning miljø karbondioksid, samt det store arealet som er okkupert av askedeponier.
Lese og skrive nyttig
Moderne liv kan ikke forestilles uten elektrisitet og varme. Den materielle komforten som omgir oss i dag, som videre utvikling menneskelig tanke er tett forbundet med oppfinnelsen av elektrisitet og bruken av energi.
Siden antikken har folk trengt styrke, eller snarere motorer som ville gi dem større menneskelig styrke, for å bygge hus, drive jordbruk og utvikle nye territorier.
De første pyramidebatteriene
I pyramidene i det gamle Egypt har forskere funnet fartøyer som ligner batterier. I 1937, under utgravninger nær Bagdad, oppdaget den tyske arkeologen Wilhelm Koenig leirkanner som inneholdt kobbersylindere. Disse sylindrene ble festet til bunnen av leirekar med et lag med harpiks.
For første gang ble fenomener som kalles elektriske i dag lagt merke til i det gamle Kina, India og senere i antikkens Hellas. Den antikke greske filosofen Thales fra Milet på 600-tallet f.Kr. bemerket evnen til rav, gnidd med pels eller ull, til å tiltrekke seg papirrester, lo og andre lette kropper. Fra det greske navnet for rav - "elektron" - begynte dette fenomenet å bli kalt elektrifisering.
I dag vil det ikke være vanskelig for oss å avdekke "hemmeligheten" til rav gnidd med ull. Faktisk, hvorfor blir rav elektrifisert? Det viser seg at når ull gnis mot rav, vises et overskudd av elektroner på overflaten, og en negativ elektrisk ladning oppstår. Vi "velger" så å si elektroner fra ullatomene og overfører dem til overflaten av rav. Elektrisk felt Energien som skapes av disse elektronene tiltrekker papiret. Hvis du tar glass i stedet for rav, blir et annet bilde observert. Ved å gni glass med silke "fjerner" vi elektroner fra overflaten. Som et resultat får glasset mangel på elektroner og blir positivt ladet. Deretter, for å skille disse anklagene, begynte de å bli konvensjonelt utpekt av tegnene som har overlevd til i dag, minus og pluss.
Etter å ha beskrevet de fantastiske egenskapene til rav i poetiske legender, fortsatte ikke de gamle grekerne å studere det. Menneskeheten måtte vente i mange århundrer på det neste gjennombruddet i erobringen av fri energi. Men da den endelig ble fullført, ble verden bokstavelig talt forvandlet. Tilbake i det 3. årtusen f.Kr. folk brukte seil til båter, men først på 700-tallet. AD oppfant en vindmølle med vinger. Historien om vindturbiner begynte. Vannhjul ble brukt på Nilen, Ephrata og Yangtze for å heve vann; de ble rotert av slaver. Vannhjul og vindmøller var hovedtypene for motorer frem til 1600-tallet.
Oppdagelsesalder
Historien om forsøk på å bruke damp registrerer navnene på mange forskere og oppfinnere. Så Leonardo da Vinci la igjen 5000 sider med vitenskapelige og tekniske beskrivelser, tegninger og skisser av forskjellige enheter.
Gianbattista della Porta undersøkte dannelsen av damp fra vann, noe som var viktig for videre bruk av damp i dampmotorer, undersøkte egenskapene til en magnet.
I 1600 studerte hofflegen til dronning Elizabeth av England, William Gilbert, alt som var kjent for de gamle folkene om egenskapene til rav, og han utførte selv eksperimenter med rav og magneter.
Hvem oppfant elektrisitet?
Begrepet "elektrisitet" ble introdusert av den engelske naturforskeren og legen til dronning Elizabeth, William Gilbert. Han brukte først dette ordet i sin avhandling "Om magneten, magnetiske legemer og den store magneten - jorden" i 1600. Forskeren forklarte virkningen av et magnetisk kompass, og ga også beskrivelser av noen eksperimenter med elektrifiserte kropper.
Generelt ble det ikke akkumulert mye praktisk kunnskap om elektrisitet i løpet av 1500- og 1600-tallet, men alle funn var varsler om virkelig store endringer. Dette var en tid da eksperimenter med elektrisitet ble utført ikke bare av forskere, men også av farmasøyter, leger og til og med monarker.
Et av eksperimentene til den franske fysikeren og oppfinneren Denis Papin var å skape et vakuum i en lukket sylinder. På midten av 1670-tallet i Paris jobbet han sammen med den nederlandske fysikeren Christian Huygens på en maskin som skulle tvinge luft ut av en sylinder ved å eksplodere krutt i den.
I 1680 kom Denis Papin til England og skapte en versjon av den samme sylinderen, der han oppnådde et mer fullstendig vakuum ved å bruke kokende vann som kondenserte i sylinderen. Dermed var han i stand til å løfte en vekt festet til stempelet med et tau som ble kastet over en trinse.
Systemet fungerte som en demonstrasjonsmodell, men for å gjenta prosessen måtte hele apparatet demonteres og settes sammen igjen. Papin innså raskt at for å automatisere syklusen, måtte dampen produseres separat i kjelen. En fransk vitenskapsmann oppfant en dampkjele med en sikkerhetsventil.
I 1774 skapte Watt James, som et resultat av en rekke eksperimenter, en unik dampmaskin. For å sikre motordrift brukte han en sentrifugalregulator koblet til et spjeld på eksosdampledningen. Watt studerte i detalj arbeidet med damp i en sylinder, og konstruerte en indikator for første gang for dette formålet.
I 1782 mottok Watt et engelsk patent på en ekspansjonsdampmaskin. Han introduserte også den første kraftenheten - hestekrefter (senere ble en annen kraftenhet oppkalt etter ham - watt). Watts dampmaskin ble på grunn av sin effektivitet utbredt og spilte en stor rolle i overgangen til maskinproduksjon.
Den italienske anatomen Luigi Galvani publiserte sin avhandling om elektrisitetskreftene i muskelbevegelser i 1791.
Denne oppdagelsen, 121 år senere, ga drivkraft til forskning på menneskekroppen ved hjelp av bioelektriske strømmer. Syke organer ble oppdaget ved å studere deres elektriske signaler. Arbeidet til ethvert organ (hjerte, hjerne) er ledsaget av biologiske elektriske signaler, som har sin egen form for hvert organ. Hvis et organ ikke er i orden, endrer signalene form, og ved å sammenligne de «friske» og «syke» signalene oppdages årsakene til sykdommen.
Galvanis eksperimenter førte til oppfinnelsen av en ny strømkilde av Tessin University-professor Alessandro Volta. Han ga Galvanis eksperimenter med en frosk og forskjellige metaller en annen forklaring, beviste at de elektriske fenomenene som Galvani observerte bare kan forklares ved at et visst par forskjellige metaller, adskilt av et lag av en spesiell elektrisk ledende væske, tjener som en kilde elektrisk strøm strømmer gjennom lukkede ledere til den eksterne kretsen. Denne teorien, utviklet av Volta i 1794, gjorde det mulig å lage verdens første kilde til elektrisk strøm, som ble kalt Voltaic Column.
Det var et sett med plater av to metaller, kobber og sink, atskilt av filtputer dynket i saltvann eller alkali. Volta skapte en enhet som var i stand til å elektrifisere kropper ved å bruke kjemisk energi og derfor opprettholde bevegelsen av ladninger i en leder, det vil si en elektrisk strøm. Den beskjedne Volta kalte oppfinnelsen sin til ære for Galvani "galvanisk element", og den elektriske strømmen som følge av dette elementet - "galvanisk strøm".
De første lovene innen elektroteknikk
På begynnelsen av 1800-tallet vakte eksperimenter med elektrisk strøm oppmerksomheten til forskere fra forskjellige land. I 1802 oppdaget den italienske forskeren Romagnosi avbøyningen av den magnetiske nålen til et kompass under påvirkning av en elektrisk strøm som strømmer gjennom en nærliggende leder. I 1820 ble dette fenomenet beskrevet i detalj i hans rapport av den danske fysikeren Hans Christian Oersted. Oersteds lille bok, bare fem sider lang, ble utgitt i København på seks språk samme år og gjorde et enormt inntrykk på Oersteds kolleger fra forskjellige land.
Imidlertid var den franske forskeren Andre Marie Ampere den første som korrekt forklarte årsaken til fenomenet som Oersted beskrev. Det viste seg at strømmen bidrar til fremveksten av et magnetfelt i lederen. En av Amperes viktigste prestasjoner var at han var den første som kombinerte to tidligere adskilte fenomener - elektrisitet og magnetisme - med én teori om elektromagnetisme og foreslo å betrakte dem som et resultat av en enkelt naturlig prosess.
Inspirert av oppdagelsene til Oersted og Ampere foreslo en annen vitenskapsmann, engelskmannen Michael Faraday, at ikke bare et magnetfelt kan påvirke en magnet, men også omvendt - en bevegelig magnet vil påvirke en leder. En rekke eksperimenter bekreftet denne strålende gjetning - Faraday oppnådde at et bevegelig magnetfelt skapte en elektrisk strøm i en leder.
Senere fungerte denne oppdagelsen som grunnlaget for etableringen av tre hovedelektrotekniske enheter - en elektrisk generator, en elektrisk transformator og en elektrisk motor.
Innledende periode med strømbruk
Vasily Vladimirovich Petrov, professor ved det medisinske og kirurgiske akademiet i St. Petersburg, sto ved opprinnelsen til belysning ved bruk av elektrisitet. Mens han utforsket lysfenomener forårsaket av elektrisk strøm, gjorde han i 1802 sin berømte oppdagelse - en elektrisk lysbue, ledsaget av utseendet til en lys glød og høy temperatur.
Ofre for vitenskapen
Den russiske vitenskapsmannen Vasily Petrov, som var den første i verden som beskrev fenomenet en elektrisk lysbue i 1802, sparte ikke seg selv da han utførte eksperimenter. På den tiden var det ingen instrumenter som et amperemeter eller et voltmeter, og Petrov sjekket kvaliteten på batteriene ved følelsen av elektrisk strøm i fingrene. For å føle svake strømmer kuttet forskeren av det øverste hudlaget fra fingertuppene.
Petrovs observasjoner og analyse av egenskapene til den elektriske lysbuen dannet grunnlaget for opprettelsen av lysbuelamper, glødelamper og mye mer.
I 1875 skapte Pavel Nikolaevich Yablochkov et elektrisk stearinlys bestående av to karbonstenger plassert vertikalt og parallelt med hverandre, mellom hvilke kaolin (leire) isolasjon ble lagt. For å gjøre brenningen lengre ble det plassert fire lys på en lysestake, som brant sekvensielt.
På sin side foreslo Alexander Nikolaevich Lodygin tilbake i 1872 å bruke en glødetråd i stedet for karbonelektroder, som lyste sterkt når en elektrisk strøm fløt. I 1874 mottok Lodygin patent på oppfinnelsen av en glødelampe med en karbonstang og den årlige Lomonosov-prisen til Vitenskapsakademiet. Enheten ble også patentert i Belgia, Frankrike, Storbritannia og Østerrike-Ungarn.
I 1876 fullførte Pavel Yablochkov utviklingen av designet av et elektrisk stearinlys, startet i 1875, og mottok 23. mars et fransk patent som inneholder Kort beskrivelse stearinlys i deres originale former og bildet av disse formene. "Yablochkovs stearinlys" viste seg å være enklere, mer praktisk og billigere å bruke enn A. N. Lodygins lampe. Under navnet "russisk lys" ble Yablochkovs stearinlys senere brukt til gatebelysning i mange byer rundt om i verden. Yablochkov foreslo også de første praktisk brukte vekselstrømtransformatorene med et åpent magnetisk system.
Samtidig, i 1876, ble det første kraftverket bygget i Russland ved Sormovo Machine-Building Plant; stamfaren ble bygget i 1873 under ledelse av den belgisk-franske oppfinneren Z.T. Gram for å drive plantebelysningssystemet, den såkalte blokkstasjonen.
I 1879 organiserte de russiske elektroingeniørene Yablochkov, Lodygin og Chikolev, sammen med en rekke andre elektroingeniører og fysikere, en spesiell elektroingeniøravdeling i det russiske tekniske foreningen. Avdelingens oppgave var å fremme utviklingen av elektroteknikk.
Allerede i april 1879, for første gang i Russland, ble en bro opplyst med elektrisk lys - Alexander II-broen (nå Liteiny-broen) i St. Petersburg. Med bistand fra avdelingen ble den første installasjonen av ekstern elektrisk belysning i Russland introdusert på Liteiny Bridge (med Yablochkov-buelamper i lamper laget i henhold til designen til arkitekten Kavos), som la grunnlaget for etableringen av lokale belysningssystemer med buelamper for noen offentlige bygninger i St. Petersburg, Moskva og andre store byer. Elektrisk belysning av brua arrangert av V.N. Chikolev, der 12 Yablochkov-lys brant i stedet for 112 gassstråler, fungerte i bare 227 dager.
Pirotsky trikk
Den elektriske trikkebilen ble oppfunnet av Fjodor Apollonovich Pirotsky i 1880. De første trikkelinjene i St. Petersburg ble lagt først vinteren 1885 på isen i Neva i området ved Mytninskaya-vollen, siden retten til å bruke gatene for persontransport det var bare eierne av hestetrukne hester som hadde tilgang til dem - jernbanetransport som beveget seg ved hjelp av hester.
På 80-tallet dukket de første sentralstasjonene opp; de var mer hensiktsmessige og mer økonomiske enn blokkstasjoner, siden de forsynte mange bedrifter med strøm på en gang.
På den tiden var masseforbrukerne av elektrisitet lyskilder - lysbuelamper og glødelamper. De første kraftverkene i St. Petersburg var opprinnelig plassert på lektere ved bryggene til elvene Moika og Fontanka. Effekten til hver stasjon var omtrent 200 kW.
Verdens første sentralstasjon ble satt i drift i 1882 i New York, den hadde en effekt på 500 kW.
Elektrisk belysning dukket først opp i Moskva i 1881; allerede i 1883 opplyste elektriske lamper Kreml. En mobil kraftstasjon ble bygget spesielt for dette formålet, som ble betjent av 18 lokomotiver og 40 dynamoer. Det første stasjonære bykraftverket dukket opp i Moskva i 1888.
Vi må ikke glemme utradisjonelle energikilder.
Forgjengeren til moderne vindparker med horisontal akse hadde en kapasitet på 100 kW og ble bygget i 1931 i Jalta. Den hadde et tårn på 30 meter. I 1941 nådde enhetskapasiteten til vindkraftverk 1,25 MW.
GOELRO plan
Kraftverk ble opprettet i Russland på slutten av 1800- og begynnelsen av 1900-tallet, men den raske veksten av elektrisk kraft og varmekraft på 20-tallet av 1900-tallet etter adopsjonen etter forslag fra V.I. Lenins GOELRO (Statens elektrifisering av Russland) plan.
Den 22. desember 1920 gjennomgikk og godkjente den VIII all-russiske sovjetkongressen statsplanen for elektrifisering av Russland - GOELRO, utarbeidet av en kommisjon ledet av G.M. Krzhizhanovsky.
GOELRO-planen skulle implementeres innen ti til femten år, og resultatet skulle være opprettelsen av en "stor industriell økonomi i landet." Denne beslutningen var av stor betydning for den økonomiske utviklingen i landet. Det er ikke for ingenting at russiske kraftingeniører feirer sin profesjonelle ferie 22. desember.
Planen ga mye oppmerksomhet til problemet med å bruke lokale energiressurser (torv, elvevann, lokalt kull, etc.) til produksjon av elektrisk energi.
Den 8. oktober 1922 fant den offisielle lanseringen av Utkina Zavod-stasjonen, det første torvkraftverket i Petrograd, sted.
Russlands første termiske kraftverk
Det aller første termiske kraftverket, bygget i henhold til GOELRO-planen i 1922, ble kalt "Utkina Zavod". På lanseringsdagen ga deltakerne i det seremonielle møtet nytt navn til "Red October", og under dette navnet fungerte det til 2010. I dag er det Pravoberezhnaya CHPP fra PJSC TGC-1.
I 1925 ble Shaturskaya torvkraftverk lansert, og samme år begynte Kashirskaya kraftverk å utvikle en ny teknologi for brenning av kull nær Moskva i form av støv.
Dagen for begynnelsen av fjernvarme i Russland kan betraktes som 25. november 1924 - da ble den første varmerørledningen fra GES-3, beregnet for offentlig bruk i hus nummer nittiseks ved bredden av Fontanka-elven, i drift. Kraftverk nr. 3, som ble ombygd for kombinert varme- og kraftproduksjon, er det første kraftvarmeverket i Russland, og Leningrad er en pioner innen fjernvarme. Sentralisert forsyning varmt vann Boligbygningen fungerte uten feil, og et år senere begynte GES-3 å levere varmt vann til det tidligere Obukhov-sykehuset og badene i Kazachy Lane. I november 1928 ble bygningen til den tidligere Pavlovsk-brakken, som ligger på Mars-feltet, koblet til oppvarmingsnettverket til statlig kraftverk nr. 3.
I 1926 ble den kraftige Volkhov vannkraftstasjonen satt i drift, hvis energi ble levert til Leningrad via en 110 kV kraftoverføringslinje med en lengde på 130 km.
Kjernekraft fra det 20. århundre
Den 20. desember 1951 produserte en atomreaktor en brukbar mengde elektrisitet for første gang i historien – ved det som nå er US Department of Energy's National INEEL Laboratory. Reaktoren genererte nok strøm til å tenne en enkel streng med fire 100-watts lyspærer. Etter det andre eksperimentet, utført dagen etter, "udødeliggjorde" de 16 deltakende forskerne og ingeniørene sin historiske prestasjon ved å skrive navnene deres med kritt på betongveggen til generatoren.
Sovjetiske forskere begynte å utvikle de første prosjektene for fredelig bruk av atomenergi tilbake i andre halvdel av 1940-tallet. Og 27. juni 1954 ble det første atomkraftverket lansert i byen Obnisk.
Lanseringen av det første atomkraftverket markerte åpningen av en ny retning innen energi, som fikk anerkjennelse på den første internasjonale vitenskapelige og tekniske konferansen om fredelig bruk av atomenergi (august 1955, Genève). Ved slutten av det tjuende århundre var det allerede mer enn 400 atomkraftverk i verden.
Moderne energi. Sent på 1900-tallet
Slutten av 1900-tallet var preget av ulike hendelser knyttet til både det høye tempoet i byggingen av nye kraftverk, begynnelsen på utviklingen av fornybare energikilder, og fremveksten av de første problemene fra det fremvoksende enorme globale energisystemet og forsøkene å løse dem.
Blackout
Amerikanerne kaller natten til 13. juli 1977 «Fryktens natt». Så skjedde det en stor ulykke i sin størrelse og konsekvenser på elektriske nettverk i New York. På grunn av lynnedslag i en kraftledning ble strømforsyningen til New York avbrutt i 25 timer og 9 millioner innbyggere ble stående uten strøm. Tragedien ble ledsaget av en finanskrise der metropolen var lokalisert, uvanlig varmt vær og en enestående frodig kriminalitet. Etter et strømbrudd angrep gjenger fra fattige nabolag de fasjonable områdene i byen. Det antas at det var etter de forferdelige hendelsene i New York at konseptet "blackout" begynte å bli mye brukt i forhold til ulykker i kraftindustrien.
Etter hvert som moderne samfunn blir stadig mer avhengige av elektrisitet, forårsaker strømbrudd betydelige tap for bedrifter, lokalsamfunn og myndigheter. Under en ulykke blir belysningsenheter slått av, heiser, trafikklys og T-bane fungerer ikke. På vitale fasiliteter (sykehus, militære anlegg, etc.), brukes autonome strømkilder i kraftsystemer for å fungere i livet under nødssituasjoner: batterier, generatorer. Statistikk viser en betydelig økning i ulykker på 90-tallet. XX - tidlige XXI århundrer.
I løpet av disse årene fortsatte utviklingen alternativ energi. I september 1985 fant en prøvetilkobling av generatoren til det første solenergianlegget i USSR til nettverket sted. Prosjektet til den første Krim-SPP i USSR ble opprettet på begynnelsen av 80-tallet i Riga-grenen til Atomteploelectroproekt Institute med deltakelse av tretten andre designorganisasjoner fra USSR Ministry of Energy and Electrification. Stasjonen ble fullt operativ i 1986.
I 1992 startet byggingen av verdens største vannkraftverk, Three Gorges Hydroelectric Power Station i Kina ved Yangtse-elven. Stasjonens effekt er 22,5 GW. Trykkstrukturene til vannkraftverket danner et stort reservoar med et areal på 1 045 km² og en nyttig kapasitet på 22 km³. Da reservoaret ble opprettet, ble 27 820 hektar dyrket mark oversvømmet, og rundt 1,2 millioner mennesker ble gjenbosatt. Byene Wanxian og Wushan gikk under vann. Fullstendig ferdigstillelse av bygging og offisiell igangkjøring fant sted 4. juli 2012.
Energiutvikling er uatskillelig fra problemer knyttet til miljøforurensning. I Kyoto (Japan) i desember 1997 ble Kyoto-protokollen vedtatt i tillegg til FNs rammekonvensjon om klimaendringer. Han forplikter de utviklede landene og land med overgangsøkonomi redusere eller stabilisere klimagassutslippene i 2008–2012 sammenlignet med 1990. Perioden for undertegning av protokollen åpnet 16. mars 1998 og sluttet 15. mars 1999.
Per 26. mars 2009 er protokollen ratifisert av 181 land (disse landene står til sammen for mer enn 61 % av de globale utslippene). Et bemerkelsesverdig unntak fra denne listen er USA. Den første gjennomføringsperioden av protokollen startet 1. januar 2008 og vil vare i fem år frem til 31. desember 2012, hvoretter den forventes å bli erstattet av en ny avtale.
Kyoto-protokollen var den første globale avtalen om miljøvern basert på en markedsbasert reguleringsmekanisme – en mekanisme for internasjonal handel med klimagassutslippskvoter.
Det 21. århundre, eller rettere sagt 2008, ble et landemerkeår for det russiske energisystemet; det russiske åpne aksjeselskapet for energi og elektrifisering "UES of Russia" (OAO RAO "UES of Russia"), et russisk energiselskap som eksisterte i 1992-2008, ble avviklet. Selskapet samlet nesten hele den russiske energisektoren og var en monopolist i det russiske produksjons- og energitransportmarkedet. I stedet oppsto statseide naturlige monopolselskaper, samt privatiserte produksjons- og salgsselskaper.
I det 21. århundre i Russland når byggingen av kraftverk et nytt nivå, og æraen med å bruke gasssyklusen med kombinerte sykluser begynner. Russland fremmer utvidelse av ny produksjonskapasitet. 28. september 2009 startet byggingen av Adler termiske kraftverk. Stasjonen vil bli opprettet på grunnlag av 2 kraftenheter av et kombinert gassanlegg med en total kapasitet på 360 MW (termisk kraft - 227 Gcal/t) med en virkningsgrad på 52%.
Moderne damp-gass syklusteknologi gir høy effektivitet, lavt drivstofforbruk og en reduksjon i skadelige utslipp til atmosfæren med gjennomsnittlig 30 % sammenlignet med tradisjonelle dampkraftverk. I fremtiden bør termiske kraftverk ikke bare bli en kilde til varme og elektrisitet for vinteranlegg olympiske leker 2014, men også et betydelig bidrag til energibalansen i Sotsji og områdene rundt. Det termiske kraftverket er inkludert i programmet for bygging av olympiske anlegg og utvikling av Sotsji som et fjellklimaanlegg, godkjent av regjeringen i den russiske føderasjonen.
24. juni 2009 startet det første hybride sol-gasskraftverket i drift i Israel. Den ble bygget av 30 solreflektorer og ett "blomstertårn". For å opprettholde systemets kraft 24 timer i døgnet kan det bytte til en gassturbin i mørket. Installasjonen tar relativt liten plass og kan operere i avsidesliggende områder som ikke er koblet til sentrale kraftsystemer.
Ny teknologi som brukes i hybridkraftverk sprer seg gradvis over hele verden, så i Tyrkia er det planlagt å bygge en hybridkraftstasjon som skal operere samtidig på tre kilder til fornybar energi - vind, naturgass og solenergi.
Det alternative kraftverket er utformet slik at alle dets komponenter utfyller hverandre, så amerikanske eksperter var enige om at slike anlegg i fremtiden har alle muligheter til å bli konkurransedyktige og levere strøm til en fornuftig pris.
Laster inn...