TPP tööpõhimõtted

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Mis on soojuselektrijaam ja millised on soojuselektrijaama tööpõhimõtted? Selliste objektide üldine määratlus kõlab ligikaudu järgmiselt - need on elektrijaamad, mis tegelevad loodusenergia töötlemisega elektrienergiaks. Nendel eesmärkidel kasutatakse ka looduslikke kütuseid.

Soojuselektrijaamade tööpõhimõte. Lühikirjeldus

Siiani on kõige laialdasem alt kasutusel soojuselektrijaamad. Sellistes rajatistes põletatakse fossiilkütuseid, mis vabastab soojusenergiat. TPP ülesanne on kasutada seda energiat elektri saamiseks.

TPP tööpõhimõte seisneb mitte ainult elektrienergia, vaid ka soojusenergia tootmises, mis tarnitakse tarbijatele ka näiteks kuuma vee kujul. Lisaks toodavad need energiarajatised umbes 76% kogu elektrienergiast. Selline lai levik on tingitud asjaolust, et orgaanilise kütuse kättesaadavus jaama tööks on üsna suur. Teiseks põhjuseks oli see, et kütuse transportimine selle tootmiskohast jaama endasse on üsna lihtne jakehtestatud operatsioon. TPP tööpõhimõte on konstrueeritud nii, et töövedeliku jääksoojust on võimalik kasutada sekundaarseks tarnimiseks selle tarbijani.

Jaamade eraldamine tüübi järgi

Väärib märkimist, et soojusjaamu saab jagada tüüpideks sõltuv alt sellest, millist energiat nad toodavad. Kui soojuselektrijaama tööpõhimõte seisneb ainult elektrienergia tootmises (st tarbijat soojusenergiat ei tarnita), siis nimetatakse seda kondensatsioonielektrijaamaks (CPP).

Elektrienergia tootmiseks, auru väljastamiseks ja tarbijale kuuma vee tarnimiseks mõeldud rajatistes on kondensatsiooniturbiinide asemel auruturbiinid. Ka sellistes jaama elementides on vahepealne aurueemaldus või vasturõhuseade. Seda tüüpi soojuselektrijaamade (CHP) peamine eelis ja tööpõhimõte seisneb selles, et heitauru kasutatakse ka soojusallikana ja tarnitakse tarbijatele. Nii saab vähendada soojuskadu ja jahutusvee kogust.

TPP tööpõhimõtted

Enne tööpõhimõtte kaalumist on vaja mõista, millisest jaamast me räägime. Selliste rajatiste standardkorraldus sisaldab sellist süsteemi nagu auru soojendamine. See on vajalik, kuna vahepealse ülekuumenemisega ahela soojuslik kasutegur on kõrgem kui süsteemis, kus see puudub. Lihtsam alt öeldes on sellise skeemiga soojuselektrijaama tööpõhimõte samaga palju tõhusamalgsed ja lõplikud eelseadistatud parameetrid kui ilma selleta. Kõigest sellest võime järeldada, et jaama töö aluseks on fossiilkütus ja köetav õhk.

Tööskeem

TPP tööpõhimõte on üles ehitatud järgmiselt. Küttematerjal ja oksüdeeriv aine, mille rolli kõige sagedamini täidab kuumutatud õhk, juhitakse katla ahju pideva joana. Kütusena võivad toimida sellised ained nagu kivisüsi, nafta, kütteõli, gaas, põlevkivi, turvas. Kui me räägime Vene Föderatsioonis levinuimast kütusest, siis on see söetolm. Lisaks on soojuselektrijaama tööpõhimõte üles ehitatud nii, et kütuse põlemisel tekkiv soojus soojendab aurukatlas olevat vett. Kuumutamise tulemusena muutub vedelik küllastunud auruks, mis siseneb auru väljalaskeava kaudu auruturbiini. Selle seadme põhieesmärk jaamas on muundada sissetuleva auru energia mehaaniliseks energiaks.

Kõik turbiini liikumisvõimelised elemendid on võlliga tihed alt seotud, mille tulemusena nad pöörlevad ühtse mehhanismina. Võlli pöörlema panemiseks kannab auruturbiin auru kineetilise energia rootorile.

Jaama mehaaniline töö

TPP seade ja tööpõhimõte selle mehaanilises osas on seotud rootori tööga. Turbiinist tulev aur on väga kõrge rõhu ja temperatuuriga. See loob kõrge sisemise energia.aur, mis tuleb katlast turbiini düüsidesse. Aurujoad, mis läbivad düüsi pideva vooluna suurel kiirusel, mis on sageli isegi suurem kui helikiirus, mõjuvad turbiini labadele. Need elemendid on jäig alt kinnitatud ketta külge, mis omakorda on võlliga tihed alt ühendatud. Sel ajahetkel muundatakse auru mehaaniline energia rootorturbiinide mehaaniliseks energiaks. Kui rääkida täpsem alt soojuselektrijaama tööpõhimõttest, siis mehaaniline mõju mõjutab turbogeneraatori rootorit. See on tingitud asjaolust, et tavalise rootori ja generaatori võll on tihed alt ühendatud. Ja siis on üsna tuntud, lihtne ja arusaadav protsess mehaanilise energia muundamiseks elektrienergiaks sellises seadmes nagu generaator.

Auru liikumine pärast rootorit

Pärast veeauru läbimist turbiinist langevad selle rõhk ja temperatuur oluliselt ning see siseneb jaama järgmisse ossa – kondensaatorisse. Selle elemendi sees toimub auru vastupidine muundumine vedelikuks. Selle ülesande täitmiseks on kondensaatori sees jahutusvesi, mis siseneb sinna läbi seadme seinte sees olevate torude. Pärast auru taastamist veeks pumbatakse see kondensaadipumba abil välja ja siseneb järgmisesse kambrisse - õhutusseadmesse. Samuti on oluline märkida, et pumbatav vesi läbib regeneratiivseid küttekehasid.

Deaeraatori põhiülesanne on gaaside eemaldamine sissetulevast veest. Samaaegselt puhastustoiminguga soojendatakse ka vedelikku samamoodi naguregeneratiivsetes kütteseadmetes. Selleks kasutatakse auru soojust, mis võetakse järgnevast turbiini. Õhu eemaldamise peamine eesmärk on vähendada hapniku ja süsinikdioksiidi sisaldust vedelikus vastuvõetavate väärtusteni. See aitab vähendada korrosiooni kiirust vett ja auru varustavatel radadel.

Jaamad söel

Soojuselektrijaamade tööpõhimõte sõltub suuresti kasutatavast kütuseliigist. Tehnoloogilisest aspektist on kivisüsi kõige raskemini rakendatav aine. Sellele vaatamata on sellistes rajatistes, mis moodustavad ligikaudu 30% jaamade koguosast, peamine toitumisallikas tooraine. Lisaks on plaanis selliste objektide arvu suurendada. Samuti väärib märkimist, et jaama tööks vajalike funktsionaalsete sektsioonide arv on palju suurem kui teistel tüüpidel.

Kuidas söeküttel töötavad soojuselektrijaamad töötavad

Jaama pidevaks töötamiseks tuuakse mööda raudteerööpaid pidev alt kivisütt, mille mahalaadimine toimub spetsiaalsete mahalaadimisseadmete abil. Siis on sellised elemendid nagu konveierilindid, mille kaudu lastakse mahalaaditud kivisüsi lattu. Järgmisena siseneb kütus purustustehasesse. Vajadusel on võimalik söe lattu tarnimise protsessist mööda minna ja see tühjendusseadmetest otse purustitesse üle kanda. Pärast selle etapi läbimist siseneb purustatud tooraine toorsöepunkrisse. Järgmine samm on materjali tarniminesöetolmveskite söötjad. Lisaks juhitakse söetolm pneumaatilise transpordimeetodi abil söetolmu punkrisse. Seda teed mööda minnes möödub aine sellistest elementidest nagu separaator ja tsüklon ning punkrist siseneb see juba sööturite kaudu otse põletitesse. Tsüklonit läbiv õhk imeb sisse veskiventilaator, misjärel juhitakse see katla põlemiskambrisse.

Lisaks näeb gaasi liikumine välja selline. Põlemiskambris tekkivad lenduvad ained läbivad järjestikku läbi seadmete, näiteks katlamaja gaasikanalid, seejärel, kui kasutatakse järelsoojendussüsteemi, suunatakse gaas primaarsesse ja sekundaarsesse ülekuumendisse. Selles kambris, nagu ka veesäästuseadmes, eraldab gaas oma soojust töövedeliku soojendamiseks. Järgmisena paigaldatakse element, mida nimetatakse õhuülekuumendiks. Siin kasutatakse gaasi soojusenergiat sissetuleva õhu soojendamiseks. Pärast kõigi nende elementide läbimist liigub lenduv aine tuhapüüdurisse, kus see puhastatakse tuhast. Seejärel tõmbavad suitsupumbad gaasi välja ja lasevad selle gaasitoru abil atmosfääri.

TPP ja NPP

Üsna sageli tekib küsimus, mis on ühist soojus- ja tuumaelektrijaamade vahel ning kas soojuselektrijaamade ja tuumaelektrijaamade tööpõhimõtetes on sarnasust.

Kui me räägime nende sarnasustest, siis on neid mitu. Esiteks on mõlemad ehitatud nii, et nad kasutavad oma tööks loodusressurssi, milleks on fossiil ja kaevatud. Pealegi,võib märkida, et mõlemad objektid on suunatud mitte ainult elektrienergia, vaid ka soojusenergia tootmisele. Tööpõhimõtete sarnasused seisnevad ka selles, et soojuselektrijaamades ja tuumajaamades on protsessi kaasatud turbiinid ja aurugeneraatorid. Järgnev alt on toodud vaid mõned erinevused. Nende hulka kuulub asjaolu, et näiteks ehituse maksumus ja soojuselektrijaamadest saadav elekter on tunduv alt madalam kui tuumajaamadest. Kuid teisest küljest ei saasta tuumaelektrijaamad atmosfääri seni, kuni jäätmed on nõuetekohaselt kõrvaldatud ja õnnetusi ei juhtu. Kui soojuselektrijaamad paiskavad oma tööpõhimõtte tõttu pidev alt atmosfääri kahjulikke aineid.

Siin peitub peamine erinevus tuumaelektrijaamade ja soojuselektrijaamade töös. Kui soojusrajatistes kantakse kütuse põlemisel tekkiv soojusenergia kõige sagedamini vette või muundatakse auruks, siis tuumaelektrijaamades võetakse energia uraani aatomite lõhustumisest. Saadud energia hajub erinevate ainete soojendamiseks ja vett kasutatakse siin üsna harva. Lisaks on kõik ained suletud suletud ahelates.

Soojusvarustus

Mõnes elektrijaamas võivad nende skeemid ette näha sellise süsteemi, mis soojendab nii elektrijaama ennast kui ka kõrvalasuvat küla, kui see on olemas. Selle seadme võrgusoojenditesse võetakse aur turbiinist, lisaks on olemas spetsiaalne liin kondensaadi eemaldamiseks. Vesi tarnitakse ja juhitakse välja spetsiaalse torustiku kaudu. Sel viisil tekkiv elektrienergia suunatakse elektrigeneraatorist ja edastatakse tarbijale,läbides astmelisi trafosid.

Põhivarustus

Kui rääkida soojuselektrijaamades töötavatest põhielementidest, siis need on katlamajad, aga ka elektrigeneraatori ja kondensaatoriga ühendatud turbiinipaigaldised. Peamine erinevus põhiseadmete ja lisaseadmete vahel on see, et sellel on standardsed parameetrid võimsuse, tootlikkuse, auru parameetrite, aga ka pinge ja voolutugevuse jms osas. Samuti võib märkida, et põhiseadmete tüüp ja arv elemendid valitakse sõltuv alt sellest, kui palju võimsust peate ühest TPP-st saama, samuti selle töörežiimist. Animatsioon soojuselektrijaama tööpõhimõttest võib aidata seda küsimust üksikasjalikum alt mõista.