Principis bàsics del funcionament del TPP

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Què és una central tèrmica i quins són els principis de funcionament d'una central tèrmica? La definició general d'aquests objectes sona aproximadament de la següent manera: es tracta de centrals elèctriques que es dediquen al processament de l'energia natural en energia elèctrica. També s'utilitzen combustibles naturals per a aquests propòsits.

El principi de funcionament de les centrals tèrmiques. Descripció breu

Fins ara, les centrals tèrmiques són les més utilitzades. En aquestes instal·lacions es cremen combustibles fòssils, que alliberen energia tèrmica. La tasca del TPP és utilitzar aquesta energia per obtenir electricitat.

El principi de funcionament dels TPP és la generació no només d'energia elèctrica, sinó també la producció d'energia tèrmica, que també es subministra als consumidors en forma d'aigua calenta, per exemple. A més, aquestes instal·lacions energètiques generen al voltant del 76% de tota l'electricitat. Una distribució tan àmplia es deu al fet que la disponibilitat de combustible orgànic per al funcionament de l'estació és força gran. La segona raó va ser que el transport de combustible des del lloc de producció fins a la pròpia estació és bastant senzill ifuncionament establert. El principi de funcionament del TPP està dissenyat de manera que sigui possible utilitzar la calor residual del fluid de treball per al lliurament secundari al seu consumidor.

Separació d'estacions per tipus

Val la pena destacar que les estacions tèrmiques es poden dividir en tipus en funció del tipus d'energia que produeixen. Si el principi de funcionament d'una central tèrmica només es basa en la producció d'energia elèctrica (és a dir, l'energia tèrmica no es subministra al consumidor), s'anomena central elèctrica de condensació (CPP).

Les instal·lacions destinades a la producció d'energia elèctrica, a l'alliberament de vapor, així com al subministrament d'aigua calenta al consumidor, disposen de turbines de vapor en comptes de turbines de condensació. També en aquests elements de l'estació hi ha una extracció de vapor intermèdia o un dispositiu de contrapressió. El principal avantatge i principi de funcionament d'aquest tipus de central tèrmica (CHP) és que el vapor d'escapament també s'utilitza com a font de calor i es subministra als consumidors. D'aquesta manera, es poden reduir la pèrdua de calor i la quantitat d'aigua de refrigeració.

Principis bàsics del funcionament del TPP

Abans de procedir a la consideració del principi mateix de funcionament, cal entendre de quin tipus d'estació estem parlant. La disposició estàndard d'aquestes instal·lacions inclou un sistema com ara el reescalfament del vapor. És necessari perquè l'eficiència tèrmica d'un circuit amb un sobreescalfament intermedi serà més gran que en un sistema on no hi ha. En paraules senzilles, el principi de funcionament d'una central tèrmica amb aquest esquema serà molt més eficient amb el mateixparàmetres preestablerts inicials i finals que sense ell. De tot això, podem concloure que la base del funcionament de l'estació és el combustible fòssil i l'aire calent.

Esquema de treball

El principi de funcionament del TPP es construeix de la següent manera. El material combustible, així com l'agent oxidant, el paper del qual és assumit més sovint per l'aire escalfat, s'introdueixen al forn de la caldera en un corrent continu. Substàncies com el carbó, el petroli, el fuel, el gas, l'esquist, la torba poden actuar com a combustible. Si parlem del combustible més comú a la Federació de Rússia, aquest és la pols de carbó. A més, el principi de funcionament d'una central tèrmica es construeix de manera que la calor que es genera a causa de la combustió del combustible escalfa l'aigua de la caldera de vapor. Com a resultat de l'escalfament, el líquid es converteix en vapor saturat, que entra a la turbina de vapor per la sortida del vapor. L'objectiu principal d'aquest dispositiu a l'estació és convertir l'energia del vapor entrant en energia mecànica.

Tots els elements de la turbina capaços de moure estan estretament connectats amb l'eix, de manera que giren com un únic mecanisme. Per fer girar l'eix, la turbina de vapor transfereix l'energia cinètica del vapor al rotor.

Funcionament mecànic de l'estació

El dispositiu i principi de funcionament del TPP en la seva part mecànica està connectat amb el funcionament del rotor. El vapor que surt de la turbina té una pressió i una temperatura molt altes. Això crea una gran energia interna.vapor, que arriba de la caldera als broquets de la turbina. Els dolls de vapor, que travessen el broquet en un flux continu, a una velocitat elevada, que sovint és fins i tot superior a la del so, actuen sobre les pales de la turbina. Aquests elements estan fixats rígidament al disc, que, al seu torn, està estretament connectat a l'eix. En aquest moment, l'energia mecànica del vapor es converteix en l'energia mecànica de les turbines del rotor. Parlant amb més precisió sobre el principi de funcionament d'una central tèrmica, l'efecte mecànic afecta el rotor del turbogenerador. Això es deu al fet que l'eix d'un rotor convencional i un generador estan estretament connectats. I després hi ha un procés bastant conegut, senzill i entenedor de convertir l'energia mecànica en energia elèctrica en un dispositiu com un generador.

Moviment de vapor després del rotor

Després que el vapor d'aigua passa per la turbina, la seva pressió i temperatura cauen significativament i entra a la part següent de l'estació: el condensador. Dins d'aquest element es produeix la transformació inversa del vapor en líquid. Per dur a terme aquesta tasca, hi ha aigua de refrigeració a l'interior del condensador, que hi entra a través de canonades que passen per dins de les parets de l'aparell. Després que el vapor es torni a convertir en aigua, és bombejat per una bomba de condensat i entra al compartiment següent: el desaireador. També és important tenir en compte que l'aigua bombejada passa pels escalfadors regeneratius.

La tasca principal del desaireador és eliminar els gasos de l'aigua entrant. Simultàniament a l'operació de neteja, el líquid també s'escalfa de la mateixa manera queen escalfadors regeneratius. Per a això s'utilitza la calor del vapor, que s'agafa del que segueix a la turbina. L'objectiu principal de l'operació de desaireació és reduir el contingut d'oxigen i diòxid de carboni del líquid a valors acceptables. Això ajuda a reduir la velocitat de la corrosió als camins que subministren aigua i vapor.

Estacions del carbó

Hi ha una gran dependència del principi de funcionament de les centrals tèrmiques del tipus de combustible que s'utilitza. Des del punt de vista tecnològic, la substància més difícil d'implementar és el carbó. Malgrat això, les matèries primeres són la principal font de nutrició d'aquestes instal·lacions, que representen aproximadament el 30% de la quota total de les estacions. A més, es preveu augmentar el nombre d'aquests objectes. També val la pena assenyalar que el nombre de compartiments funcionals necessaris per al funcionament de l'estació és molt més gran que en altres tipus.

Com funcionen les centrals tèrmiques de carbó

Per tal que l'estació funcioni de manera continuada, es porta carbó constantment per les vies del ferrocarril, que es descarrega mitjançant dispositius especials de descàrrega. Després hi ha elements com les cintes transportadores, a través de les quals el carbó descarregat s'alimenta al magatzem. A continuació, el combustible entra a la planta de trituració. Si cal, és possible evitar el procés de subministrament de carbó al magatzem i transferir-lo directament a les trituradores des dels dispositius de descàrrega. Després de passar per aquesta etapa, la matèria primera triturada entra al búnquer de carbó en brut. El següent pas és el subministrament de materialalimentadors per a molins de carbó polveritzat. A més, la pols de carbó, mitjançant un mètode pneumàtic de transport, s'introdueix al búnquer de pols de carbó. Passant per aquest camí, la substància passa per alt elements com un separador i un cicló, i des del búnquer ja entra pels alimentadors directament als cremadors. L'aire que travessa el cicló és aspirat pel ventilador del molí, després del qual s'introdueix a la cambra de combustió de la caldera.

A més, el moviment del gas té aquest aspecte. La matèria volàtil formada a la cambra de combustió passa seqüencialment a través de dispositius com els conductes de gas d'una planta de calderes, després, si s'utilitza un sistema de reescalfament, el gas es subministra als sobreescalfadors primari i secundari. En aquest compartiment, així com en l'economitzador d'aigua, el gas desprèn la seva calor per escalfar el fluid de treball. A continuació, s'instal·la un element anomenat sobreescalfador d'aire. Aquí, l'energia tèrmica del gas s'utilitza per escalfar l'aire entrant. Després de passar per tots aquests elements, la substància volàtil passa al receptor de cendres, on es neteja de les cendres. Aleshores, les bombes de fum extreuen el gas i l'alliberen a l'atmosfera mitjançant una canonada de gas.

TPP i NPP

Sovint sorgeix la pregunta de què és comú entre les centrals tèrmiques i nuclears i si hi ha una similitud en els principis de funcionament de les centrals tèrmiques i les centrals nuclears.

Si parlem de les seves similituds, n'hi ha diversos. En primer lloc, tots dos estan construïts de manera que utilitzen un recurs natural per a la seva feina, que és un fòssil i excavat. A més,es pot observar que ambdós objectes estan orientats a generar no només energia elèctrica, sinó també energia tèrmica. Les similituds en els principis de funcionament també es troben en el fet que les centrals tèrmiques i les centrals nuclears tenen turbines i generadors de vapor implicats en el procés. Les següents són només algunes de les diferències. Aquests inclouen el fet que, per exemple, el cost de la construcció i l'electricitat rebuda de les centrals tèrmiques és molt inferior al de les centrals nuclears. Però, d' altra banda, les centrals nuclears no contaminen l'atmosfera sempre que els residus s'eliminin correctament i no hi hagi accidents. Mentre que les centrals tèrmiques, pel seu principi de funcionament, emeten constantment substàncies nocives a l'atmosfera.

Aquí rau la principal diferència en el funcionament de les centrals nuclears i les centrals tèrmiques. Si a les instal·lacions tèrmiques, l'energia tèrmica de la combustió del combustible es transfereix amb més freqüència a l'aigua o es converteix en vapor, a les centrals nuclears, l'energia es pren de la fissió dels àtoms d'urani. L'energia resultant divergeix per escalfar una varietat de substàncies i l'aigua s'utilitza aquí molt poques vegades. A més, totes les substàncies es troben en circuits tancats i tancats.

Subministrament de calor

En alguns TPP, els seus esquemes poden preveure un sistema d'aquest tipus que escalfe la pròpia central elèctrica, així com el poble adjacent, si n'hi ha. Als escalfadors de xarxa d'aquesta unitat, es treu vapor de la turbina i també hi ha una línia especial per a l'eliminació de condensats. L'aigua es subministra i es descarrega mitjançant un sistema de canonades especials. L'energia elèctrica que es generarà d'aquesta manera es desvia del generador elèctric i es transfereix al consumidor,passant per transformadors augmentadors.

Equip principal

Si parlem dels principals elements que funcionen a les centrals tèrmiques, es tracta de les calderes, així com les instal·lacions de turbines emparellades amb un generador elèctric i un condensador. La principal diferència entre l'equip principal i l'equip addicional és que té paràmetres estàndard pel que fa a la seva potència, productivitat, paràmetres de vapor, així com la tensió i intensitat de corrent, etc. També es pot assenyalar que el tipus i el nombre de bàsiques Els elements es seleccionen en funció de la quantitat d'energia que necessiteu per obtenir d'un TPP, així com del seu mode de funcionament. Una animació del principi de funcionament d'una central tèrmica pot ajudar a entendre aquest problema amb més detall.