Как се произвежда електричество в ТЕЦ (ТЕЦ)

Топлоелектрическите централи са разделени на станции:

• по вида на задвижващия двигател — парна турбина, газова турбина, с двигатели с вътрешно горене;

• по вид гориво — с твърдо органично гориво (въглища, дърва за огрев, торф), течно гориво (масло, бензин, керосин, дизелово гориво), работещо на газ.

В топлоелектрическите централи енергията на изгорялото гориво се превръща в топлинна енергия, която се използва за загряване на водата в котела и генериране на пара. Парната енергия задвижва парна турбина, свързана към генератор.

Топлоелектрическите централи, в които парата се използва изцяло за производство на електроенергия, се наричат ​​кондензационни електроцентрали (CES). Мощните IES са разположени в близост до зони за производство на гориво, отдалечени от потребителите на електроенергия, поради което електричеството се предава при високо напрежение (220 — 750 kV). Електроцентралите се строят на блокове.

В градовете широко се използват когенерационни електроцентрали или комбинирани топлоелектрически централи (ТЕЦ). В тези електроцентрали парата, частично източена в турбината, се използва за технологични нужди, както и за отопление и топла вода в жилищно -комунални услуги. Едновременното производство на електрическа и топлинна енергия намалява разходите за доставка на електрическа и топлинна енергия в сравнение с отделното производство на електрическа и топлинна енергия.

Топлоелектрическите централи използват топлината, генерирана от изгарянето на изкопаеми горива като нефт, газ, въглища или мазут, за да произвеждат големи количества пара под високо налягане от вода. Както разбирате, парата тук, въпреки че действа като охлаждаща течност от ерата на парните машини, все пак е напълно способна да върти турбинен генератор.

Парата от котела се подава към турбина, с вал, свързан към трифазен генератор на променлив ток. Механичната енергия на въртенето на турбината се преобразува в електрическа енергия на генератора и се предава на потребителите при напрежение на генератора или при повишено напрежение чрез усилващи трансформатори.

Налягането на подаваната пара в турбината е около 23,5 МРа, докато температурата й може да достигне 560 ° С. А водата се използва в топлоелектрическа централа именно защото се нагрява от типичното за такива растения изкопаемо органично гориво, чиито запаси в дълбините на нашата планета са все още доста големи, въпреки че дават огромен минус под формата на вредни емисии, които замърсяват околната среда.

Така че въртящият се ротор на турбината е свързан тук с котвата на турбинен генератор с огромна мощност (няколко мегавата), който в крайна сметка генерира електричество в тази топлоелектрическа централа.

По отношение на енергийната ефективност, топлоелектрическите централи по принцип са такива, че превръщането на топлината в електричество се извършва върху тях с ефективност от около 40%, докато много голямо количество топлина в най -лошия случай е просто изхвърля се в околната среда и в най -добрия случай незабавно се подава към отоплителната и топлата вода, водоснабдяването до близките потребители. По този начин, ако топлината, отделена в електроцентрала, веднага се използва за топлоснабдяване, тогава ефективността на такава централа като цяло достига 80%, а станцията се нарича комбинирана топлоелектрическа централа или ТЕЦ.

Най -често срещаната турбина на генератор на топлоелектрическа централа съдържа на своя вал множество колела с лопатки, раздалечени в две отделни групи. Парата под най -високото налягане — тази, която се изхвърля от котела, тя веднага влиза в пътя на потока на генераторната установка, където завърта първата група работни колела с лопатки. Освен това същата пара допълнително се нагрява в парен нагревател, след което влиза във втората група колела, работещи при по -ниско налягане на парата.

В резултат на това турбината, свързана директно с ротора на генератора, прави 50 оборота в секунда (магнитното поле на котвата, която пресича намотката на статора на генератора, също се върти със съответната честота). За да се предотврати прегряване на генератора по време на работа, станцията има охладителна система за генератора, която предотвратява прегряването му.

Вътре в котела на топлоелектрическа централа е монтирана горелка, върху която горивото се изгаря, образувайки високотемпературен пламък. Например, въглищният прах може да се изгори с подаване на кислород. Пламъкът обхваща голяма площ от тръбопровод със сложна конфигурация с преминаваща през него вода, която при нагряване става пара, излизаща навън под високо налягане.

Водните пари, изтичащи под високо налягане, се подават към лопатките на турбината, прехвърляйки механичната им енергия към нея. Турбината се върти и механичната енергия се превръща в електрическа. Преодолявайки системата от лопатки на турбината, парата се насочва към кондензатора, където, падайки върху тръбите със студена вода, се кондензира, тоест отново става течност — вода. Такава ТЕЦ се нарича кондензационна електроцентрала (CES).

Комбинираните топлоелектрически централи (CHP), за разлика от кондензационните електроцентрали (CES), съдържат система за извличане на топлина от пара, след като тя е преминала през турбината и вече е допринесла за производството на електроенергия.

Парата се приема с различни параметри, което зависи от типа на конкретна турбина, като количеството пара, взето от турбината, също се регулира. Парата, взета за генериране на топлина, се кондензира в мрежовите бойлери, където дава енергията си на водата от мрежата, а водата се изпомпва до пиковите котли за гореща вода и отоплителните точки. Освен това водата се подава към системата за отопление.

Ако е необходимо, извличането на топлина от пара в ТЕЦ може да бъде напълно изключено, тогава комбинираната топлоелектрическа централа ще се превърне в обикновена IES. По този начин ТЕЦ е в състояние да работи в един от двата режима: в топлинен режим — когато приоритетът е за генериране на топлина, или в електрически режим — когато приоритет е електричеството, например през лятото.