Меченосец древнее животное. Мечехвосты – реликтовое животное
Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.
Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.
И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.
Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.
Принцип работы
Для начала стоит определиться с терминами «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Чистая» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана исключительно на производство электроэнергии. Ее другое название «конденсационная электростанция» – КЭС.
Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, помимо генерации электроэнергии, осуществляет подачу горячей воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.
Схема работы ТЭЦ достаточно проста. В топку одновременно поступают топливо и разогретый воздух — окислитель. Наиболее распространенное топливо на российских ТЭЦ – измельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который затем под давлением подается на паровую турбину. Мощный поток пара заставляет ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую.
Далее пар, уже значительно утративший свои первоначальные показатели – температуру и давление – попадает в конденсатор, где после холодного «водяного душа» он опять становится водой. Затем конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и далее — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО 2 , которые могут вызвать коррозию. После этого вода вновь подогревается от пара и подается обратно в котел.
Теплоснабжение
Вторая, не менее важная функция ТЭЦ – обеспечение горячей водой (паром), предназначенной для систем центрального отопления близлежащих населенных пунктов и бытового использования. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и 120 градусов зимой, после чего сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и далее по системе тепломагистралей поступает к потребителям. Запасы воды на ТЭЦ постоянно пополняются.
Как работают ТЭС на газе
По сравнению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного более компактны и экологичны. Достаточно сказать, что такой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это по сути тот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При этом выбросы продуктов сгорания минимальны.
Новые технологии сжигания угля
КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.
Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.
Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО 2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.
Метод «oxyfuel capture»
Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.
Метод «pre-combustion»
Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO 2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО 2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.
Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира
Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидеров замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.
На вопрос Зачем на ТЭЦ большие конусовидные трубы(обычно их несколько)? заданный автором Mitya лучший ответ это Это не трубы! Это- градирни, специальные водоохлаждающие сооружения. В настоящее время градирни применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых электростанциях, ТЭЦ). Процесс охлаждения происходит за счёт испарения части воды при стекании её тонкой плёнкой или каплями по специальному оросителю, вдоль которого в противоположном движению воды направлении подаётся поток воздуха. При испарении 1 % воды, температура оставшейся понижается на 6 °C.
Ответ от 22 ответа
[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Зачем на ТЭЦ большие конусовидные трубы(обычно их несколько)?
Ответ от Простофиля
[гуру]
Чем выше труба, тем больше тяга в котле. Трубы могут быть каждая на свой котел (это хорошо) или из экономии -одна на несколько котлов. А конусовидные, понятно, для прочности!
Ответ от Вровень
[эксперт]
Есть градирни а есть и трубы причем очент высокие, а градирни сейчас разрешают экологи и Ростехнадзор заменять на открытые водоемы при наличии специальных очистных сооружений
Ответ от Foxius
[гуру]
В замкнутых системах водоснабжения для охлаждения воды, подогретой в конденсаторе, сооружаются устройства, называемые градирнями.
Градирни делятся на испарительные и сухие (радиаторные). В испарительных градирнях вода, стекая по оросителю под действием силы тяжести, вступает в соприкосновение с потоком воздуха. Охлаждение воды происходит в основном за счет ее испарения. Дополнительное охлаждение достигается путем теплопередачи. Вода, поступающая в градирню, стекает на первый из многочисленных слоев насадки. Роль насадки состоит в ускорении рассеивания тепла за счет разбрызгивания воды и увеличения тем самым площади контакта с воздухом.
Испарительные градирни делятся на три типа: открытые; с естественной циркуляцией воздуха; с принудительной циркуляцией воздуха.
Открытые градирни просты по конструкции и надежны в работе. Для притока воздуха в них используется сила ветра. Недостатком является значительная площадь и необходимость установки градирни на открытом пространстве для хорошего продувания ветром.
Испарительные градирни с естественной циркуляцией воздуха значительно сложнее по конструкции и представляют собой гиперболические башни, высота которых достигает 120 м. Перемещение воздуха в них создается за счет разницы в плотностях входящего и выходящего потоков.
В градирнях с принудительной циркуляцией воздушный поток создается с помощью вентиляторов. В сухих, или радиаторных градирнях испарение полностью отсутствует, а для рассеивания теплоты используется эффект теплопередачи. Основное преимущество сухой градирни состоит в том, что в ней практически отсутствуют потери воды.
Каждый человек хоть раз в жизни видел тепловые электростанции (ТЭЦ). Это большие заводы по выработке электроэнергии с трубами. Обычно на ТЭЦ трубы двух видов: дымовые - высокие и «стройные» и огромные охладительные башни - более низкие и «толстые». Последние не несут вред окружающей среде. По сути они - увлажнители воздуха, только размером с 12-этажный дом.
В этот раз мне удалось побывать внутри и на действующей башенной градирне на Карагандинской ТЭЦ-3.
Здесь используется несколько градирен. Для изучения мы выбрали самую большую, высота которой 78 метров.
Взгляд внутрь. На фото можно найти Дмитрия и сопоставить масштабы:
Обычно охлаждающие башни или градирни (анг. cooling towers) используют там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоемы или озера.
Вид на саму станцию и соседнюю градирню:
При испарении 1 % воды, температура оставшейся массы понижается на 5,5 градусов Цельсия.
Вентиляторные градирни - они намного меньше, но коэффициент полезности у них больше:
Не смотря на высоту градирни, снимать с неё что-либо кроме станции нечего. Ну разве что теплицы, которые расположены неподалеку:
Выращивают огурцы и помидоры:
Переместимся под градирню, где идет постоянный тропический ливень:
Зимой в этом месте намного красивее, когда образуются наледи:
Процесс охлаждения воды происходит за счет испарения ее части воды при стекании каплями по специальному оросителю, а в противоположном направлении подаётся поток воздуха. Проще говоря, вода льется вниз, а воздух идет вверх, испаряя и охлаждая воду.
Ну и самое интересное - внутри. Я всегда мечтал попасть внутрь действующей градирни. Внутри стоит непроглядный туман. Камера запотевает почти мгновенно, одежда промокает тоже, но чуть медленнее:
Распылители:
Интересный факт: самая большая градирня в мире находится на АЭС Исар II в Германии. Она охлаждает 216 000 кубометров воды в час. Ее высота 165 м и основной диаметр 153 м.
Сто лет не заглядывал. Ну вы и понаписали про трубы)))
Кому надо скажу как теплоэнергетик.
На электростанции (ТЭЦ) лазать не советую, особенно в Мск. Это режимный объект стратегического значения. Там обычно серьезная охрана + технические средства охраны, всякие видео и сигнализации. Могут припаять вплоть до терроризма, в зависимости от степени долпоепизма полиции и службы безопасности (в Мосэнерго, сиречь газпроме вас СБ запрессует думаю конкретно). Котельные в этом смысле безопаснее.
"дым свистит" потому что устье трубы подбирается исходя из расчетного расхода газа и высоты трубы по условиям рассеивания (это чтоб не нарушать ПДК вредных вещество на границе санитарно-защитной зоны) и в нормальных условиях работы газы выходят с высокой скоротью на достаточно большую высоту. Если дым "садится" на оголовок трубы - то это большая редкость и ненормально.
Дымовые газы горячие, в зависимости от виды сжигаемого топлива и степени "убитости" котла (точнее от количества присосов в газовоздушный тракт холодного воздуха) тепмература уходящих газов лежит в пределе 100-200 гр. Цельсия.
Дымовые газы - это смесь различных газов образующихся при сжигании топлива + неполностью сгоревшие частицы или полностью выгоревшие (зола, сажа). Наиболее типичные и достаточно вредные - оксиды азота, СО, оксиды серы, а также водяной пар - он безвреден. Оксиды азота есть при любом топливе. Оксиды серы - при сжигании природного газа нет, максимум при сжигании мазута, уголь зависит от концентрации серы в угле. Т.ч. дышать не советую. Достаточно держаться на расстоянии от устья и немного ниже, обычно площадка обслуживания на больших трубах так и расположена. В больших трубах обычно вентилируемый зазор между несущей обечайкой и футеровкой, т.ч. еще и воздух будет выходить по периметру оголовка трубы.
Трубы котельных выше 120 м не бывают - это максимальный стандарт для них. Максимальная высота труб крупных ТЭС - до 330-360 м. В москве трубы ТЭЦ не более 200м. Часть труб на московских ТЭЦ многоствольные - 3-4 металлических ствола внутри бетонной обечайки 10-15м метров диаметром, внутри лестницы, площадки, грузовой лифт (например ТЭЦ-26 в Бирюлево).
Бывают трубы в аварийном состоянии, с трещинами... обычно их стараются не эксплуатировать. Риск залаза на заброшенную трубу больше, т.к. никто не следит за состоянием оболочки и креплением площадок и скоб/лестниц.
П.С. что там у вас в градирне гореть должно? на фото полуразобраный пояс орошения, из асбоцементных листов судя по фотке. Хотя при ремонтах градирни иногда сгорают от раздобайства рабочих использующих сварку. На ТЭЦ-11 (м. Авимоторная) лет 10 назад спалили градирню с обшивой из алюминиевых сплавов и деревянным оросителем.