Դասարան: 9

Նպատակներձևավորել ուսանողների պատկերացումները ռուսական էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության մասին՝ որպես երկրի ազգային տնտեսության ավանգարդ ճյուղի:

Առաջադրանքներ.

• կրթականխորացնել ուսանողների գիտելիքները Ռուսաստանի վառելիքաէներգետիկ համալիրի վերաբերյալ. բացատրել «էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերություն» և «էներգետիկ համակարգ» հասկացությունները. պատկերացում տալ էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության դերի և կարևորության մասին երկրի արդյունաբերության և բնակչության համար.
• Ուսումնականսովորողների մեջ զարգացնել քարտեզի և տեքստի հետ աշխատելու հմտություններն ու կարողությունները. նպաստել վերլուծական և տրամաբանական մտածողության զարգացմանը.
• Ուսումնականհետաքրքրություն զարգացնել հայրենի երկրի աշխարհագրության, նրա տնտեսության և էկոլոգիայի նկատմամբ։

Դասի տեսակը:համակցված.

Տեխնիկական ուսումնական օժանդակություն և նյութական աջակցություն.Ներառված է համակարգիչ - 1 հատ, վիդեո պրոյեկտոր - 1 հատ, ինտերակտիվ գրատախտակ - 1 հատ, համակարգչային ծրագրեր և մեդիա - 1 հավաքածու, «Ռուսաստանի էլեկտրաէներգետիկական արդյունաբերություն» քարտեզ, ուսանողական ատլասներ, շնորհանդես ( Հավելված 1) տարբեր էլեկտրակայանների լուսանկարներ, գծապատկերներ, տեսանյութ.

Տերմինաբանական ապարատ.էլեկտրակայան, ՋԷԿ, հիդրոէլեկտրակայան, ատոմակայան, էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներ, էներգահամակարգ։

Ժամանակը: 45 րոպե.

Դասերի ժամանակ

I. Կազմակերպչական պահ (1 րոպե)

II. Տնային աշխատանքների հարցում (8 րոպե)

Փորձարկում. Աշխատեք շնորհանդեսի տեքստի հետ:

Ածխի ամենամեծ պաշարները (ընդհանուր երկրաբանական) կենտրոնացած են՝ (սլայդ 3)
Ա) Կուզնեցկի ավազան
Բ) Պեչորայի ավազան
Բ) Տունգուսկա ավազան
Դ) Դոնեցյան ավազան

Ածխի պաշարներով Ռուսաստանում առաջին տեղը զբաղեցնում է ավազանը (սլայդ 4)
Ա) Կուզնեցկի
Բ) Պեչորսկի
Բ) Հարավային Յակուտ

Ամենաէժան ածուխը (2-3 անգամ ավելի էժան, քան Կուզնեցկը) լողավազանում (սլայդ 5)
Ա) Պեչորսկի
Բ) Դոնեցկ
Բ) Կանսկ-Աչինսկ

Ռուսաստանի ամենամեծ նավթագազային բազան է (սլայդ 6)
Ա) Արևմտյան Սիբիր
Բ) Վոլգայի շրջան
Բ) Բարենցի ծովը

Ռուսաստանի տարածքում կան (սլայդ 7)
Ա) 26 նավթավերամշակման գործարան
Բ) 22 նավթավերամշակման գործարան
Գ) 30 նավթավերամշակման գործարան
Դ) 40 նավթավերամշակման գործարան

Ռուսաստանում գազատարների ընդհանուր երկարությունը կազմում է (սլայդ 8)
Ա) 140 հազար կմ
Բ) 150 հազար կմ
Գ) 170 հազար կմ
Դ) 120 հազար կմ

Գազի պաշարների առումով Ռուսաստանը զբաղեցնում է աշխարհի վարկանիշը (սլայդ 9)
Ա) 1-ին տեղ
Բ) 2-րդ տեղ
Գ) 3-րդ տեղ

Գծեք դիագրամ «Վառելիքի և էներգիայի համալիրի կազմը»

Տեքստի հետ աշխատանք (աշակերտները ստանում են տեքստով բացիկներ, հայտնաբերում են սխալները և ուղղում դրանք): Պատասխաններ՝ 1) Բ; 2) Ա; 3) Բ; 4) Ա; 5) Ա; 6) Բ; 7) Ա. (սլայդ 10). Աշխատանքի գնահատում զույգերով: Հավելված 2

III. Նոր թեմա սովորելը (սլայդ 12) (30 րոպե)

Պլանավորել.

1. Էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերության նշանակությունը երկրի համար.
2. Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ.

1. Էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերության նշանակությունը երկրի համար.

Սահմանումը գրի՛ր նոթատետրում (սլայդ 13)

Էլեկտրաէներգիան արդյունաբերություն է, որն էլեկտրակայաններում արտադրում է էլեկտրաէներգիա և այն փոխանցում է էլեկտրահաղորդման գծերի միջոցով հեռավորության վրա:

Աշխատեք դասագրքերի աղյուսակի վիճակագրական նյութի հետ (էջ 125) «Ռուսաստանում էլեկտրաէներգիայի արտադրության դինամիկան վերջին 20 տարիների ընթացքում». 1990-ականների վերջում նկատվում է արտադրության անկում, ներկայում արտադրության աճ։

Էներգիայի սպառողներ (սլայդ 14)

Հիմնական պահանջը էլեկտրամատակարարման հուսալիությունն է։ Դրա համար նրանք փորձում են բոլոր էլեկտրակայանները միացնել էլեկտրահաղորդման գծերով (TL), որպեսզի դրանցից մեկի հանկարծակի խափանումը փոխհատուցվի մյուսների կողմից։ Այսպես է ձևավորվում երկրի Միասնական էներգետիկ համակարգը (ՄԷՍ) (սլայդ 15):

Էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերության մեջ երկրի UES-ը համատեղում է էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը, փոխանցումը և սպառողների միջև բաշխումը: Էներգահամակարգում յուրաքանչյուր էլեկտրակայան հնարավորություն ունի ընտրելու շահագործման ամենատնտեսող ռեժիմը։ Ռուսաստանի ԵԷՍ-ը միավորում է ավելի քան 700 խոշոր էլեկտրակայաններ, որոնցում կենտրոնացված է երկրի բոլոր էլեկտրակայանների հզորության ավելի քան 84%-ը (սլայդ 16): Սլայդ քարտեզ (սլայդ 17):

Տարբեր տեսակի կայաններում էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը ներկայացված է դիագրամում (սլայդ 18):

Տարբեր տեսակի էլեկտրակայանների տեղակայման գործոնները (սլայդ 19):

Էլեկտրակայաններից յուրաքանչյուրն ունի իր առանձնահատկությունները. Դիտարկենք դրանք։

Էլեկտրակայանների տեսակները.

2. ՋԷԿ- ջերմային. Նրանք աշխատում են ավանդական վառելանյութերով՝ ածուխ, մազութ, գազ, տորֆ, նավթային թերթաքար։

Արդյունավետություն -30-70% (սլայդ 20, 21):

ՋԷԿ-ի տեղակայման գործոնները (սլայդ 22):

CHP-ն ջերմային էլեկտրակայանների տեսակ է (սլայդ 23):

ՋԷԿ-երի առավելություններն ու թերությունները (սլայդ 24):

Մեր երկրում ամենամեծ ՋԷԿ-ը Սուրգուտի ՋԷԿ-ն է (փոքր հաղորդագրություն ուսանողից՝ ժամանակացույցից շուտ) (սլայդ 25):

Հաջորդ տեսակն է

հիդրոէլեկտրակայաններ

3. ՀԷԿ- հիդրավլիկ. Օգտագործեք ընկնելու կամ շարժվելու էներգիան ջրի արդյունավետությունը՝ 80% (սլայդ 26):

Հիդրոէլեկտրակայանի գտնվելու վայրը որոշվում է «Ռուսաստանի հիդրոէներգետիկ ռեսուրսներ» քարտեզով (սլայդ 27):

Ամենամեծ գետերի վրա կառուցվել են հիդրոէլեկտրակայանների կասկադներ (սլայդ 28):

Հիդրոէլեկտրակայանների առավելություններն ու թերությունները (սլայդ 29):

Ռուսաստանի ամենամեծ հիդրոէլեկտրակայանը Սայանո-Շուշենսկայան է (6,4 ՄՎտ), որտեղ 2009 թվականին տեղի է ունեցել տեխնածին աղետ (սլայդ 30):

Չեբոկսարի ՀԷԿ-ը ամենամոտն է Մարի Էլի Հանրապետությանը (սլայդ 31):

Ատոմակայաններ.

4. ԱԷԿ- ատոմակայաններ. Նրանք օգտագործում են միջուկային տրոհման էներգիան։

• Արդյունավետություն -30-35% (սլայդ 32):

Ատոմակայանի շահագործման սկզբունքը կարելի է դիտել տեսահոլովակում (սլայդ 33) ( Հավելված 3 , Հավելված 4): Քարտեզի վրա տեսնում ենք ատոմակայանի գտնվելու վայրը (սլայդ 34):

Ատոմակայանների առավելություններն ու թերությունները (սլայդ 35):

Էլեկտրակայանների դիտարկվող տեսակները գործում են հանքային վառելիքի այրման վրա, որն անխուսափելիորեն կավարտվի որոշակի ժամանակ անց։ Ապագա էլեկտրաէներգիայի կարիքները բավարարելու համար կպահանջվեն էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներ:

5. Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ

Այլընտրանքային էլեկտրակայաններ (սլայդ 36): Դիտարկենք էներգիայի այլընտրանքային ձևերի տեսակները:

1. արեւային էներգիա. Չուվաշիայում արևային մարտկոցների գործարան է կառուցվում (սլայդ 37): (38) Հանրապետության մայրաքաղաքում արևային մարտկոցներն արդեն գործնականում կիրառվում են։ Յոշկար-Օլայի բուսաբանական այգում ջերմոցը լուսավորվում և տաքացվում է արևային էներգիայի օգնությամբ (սլայդ 39):
2. Քամու էներգիա. Սլայդը (40) ցույց է տալիս հողմային շարժիչները և հողմաղացը բացօթյա թանգարանի Կոզմոդեմյանսկում, Մարի Էլի Հանրապետություն: Նման ջրաղացներ օգտագործվել են երկրի բազմաթիվ բնակավայրերում։
3. Երկրի ներքին էներգիան. (սլայդ 41): Երկրի ո՞ր մարզում են գտնվում GTPP-ները: (սլայդ 42):
4. Մակընթացային էներգիան օգտագործվում է Կիսլոգուբսկայա ՋԷԿ-ում (սլայդ 43)

IV. Անդրադարձ (4 րոպե)

Ի՞նչ նոր բաներ եք սովորել ինքներդ ձեզ համար:

1. Ինչպիսի՞ էլեկտրակայաններ են գերակշռում Ռուսաստանում:
2. Ո՞րն է տարբերությունը էլեկտրակայանների և կայանների միջև:
3. Որտեղ է լավագույնը հիդրոէլեկտրակայան կառուցելու համար.
4. Որտե՞ղ են կառուցվում ատոմակայանները.
5. Ի՞նչ է էներգետիկ համակարգը:

V. Տնային առաջադրանք (2ր).

(սլայդ 44, 45) Կարդացեք դասագրքի 23-րդ պարբերությունը: Եզրագծային քարտեզի վրա դրեք՝ Բալակովո, Բելոյարսկայա, Բիլիբինսկայա, Բրատկայա, Վոլժսկայա, Զեյսկայա, Կոլա, Կոնակովսկայա, Կուրսկ, Լենինգրադ, Օբնինսկայա, Ռեֆտինսկայա, Սմոլենսկայա, Սուրգուցկայա, Չեբոկսարիսկայա։ Գրեք էլեկտրաէներգիայի ոլորտի խնդիրները և փորձեք գտնել խնդրի լուծումը:

Ցանկացողների համար.

• դիտեք «Էներգիա. ինչպես է այն աշխատում» շարքը
• myenergy.com

Ուսանողների գնահատականներ.

Շնորհակալություն դասի համար։

գրականություն.

1. Ռուսաստանի աշխարհագրություն. Բնակչություն և տնտեսություն 9-րդ դասարան. Դասագիրք V.P. Դրոնով, Վ.Յա. Ռոմ.
2. Դասի զարգացումներ աշխարհագրության «Ռուսաստանի բնակչությունը և տնտեսությունը» 9-րդ դասարան. Է.Ա. Ժիզինա.
3. Ատլաս և ուրվագծային քարտեզներ աշխարհագրության մեջ 9-րդ դասարանի համար.
4. Կիրիլի և Մեթոդիոսի վիրտուալ դպրոց. Աշխարհագրության դասեր 9-րդ դասարան.
5. Քարտեզ Ռուսաստանի էներգետիկ արդյունաբերություն Մուլտիմեդիա սկավառակ.
6. Դասի շնորհանդես «Էներգետիկ արդյունաբերություն. Էլեկտրակայանների տեսակները»:

ՋԷԿ-ի տեխնոլոգիական սխեման արտացոլում է նրա տեխնոլոգիական համակարգերի կազմը և փոխկապակցվածությունը, դրանցում տեղի ունեցող գործընթացների ընդհանուր հաջորդականությունը: Նկ. 11-ը ցույց է տալիս պինդ վառելիքի խտացնող ջերմաէլեկտրակայանի սխեմատիկ դիագրամ:

ՋԷԿ-ի կազմը ներառում է՝ վառելիքի տնտեսություն և այրման համար վառելիք պատրաստելու համակարգ. կաթսայատան գործարան- կաթսայի և օժանդակ սարքավորումների համադրություն (բաղկացած է բուն կաթսայից, այրման սարքից, գերտաքացուցիչից, ջրի էկոնոմիզատորից, օդատաքացուցիչից, շրջանակից, աղյուսից, կցամասերից, կաթսայատան օժանդակ սարքավորումներից և խողովակաշարերից); տուրբինային կայան- տուրբինային և օժանդակ սարքավորումների մի շարք. ջրի մաքրման և կոնդենսատի մաքրման կայաններ; տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգ, մոխրի և խարամի հեռացման համակարգ; էլեկտրատեխնիկա; էներգիայի սարքավորումների կառավարման համակարգ.

Վառելիքի տնտեսությունը ներառում է ընդունող և բեռնաթափող սարքեր, տրանսպորտային մեխանիզմներ, պինդ և հեղուկ վառելիքի վառելիքի պահեստներ և վառելիքի նախնական պատրաստման սարքեր (ածխի ջարդիչներ): Մազութի օբյեկտները ներառում են նաև մազութի մղման պոմպեր և ջեռուցիչներ:

Այրման համար պինդ վառելիքի պատրաստումը բաղկացած է փոշու գործարանում այն ​​մանրացնելուց և չորացնելուց, իսկ մազութի պատրաստումը բաղկացած է այն տաքացնելուց, մեխանիկական կեղտից մաքրելուց և երբեմն հատուկ հավելումներով մշակելուց: Գազի վառելիքի պատրաստումը կրճատվում է հիմնականում գազի ճնշման կարգավորման համար, նախքան այն կաթսա մտնելը:

Վառելիքի այրման համար անհրաժեշտ օդը կաթսա է մատակարարվում փչակներով: Վառելիքի այրման արտադրանքները. ծխատար գազերը ներծծվում են ծխի արտանետիչներով և ծխնելույզների միջոցով դուրս են բերվում մթնոլորտ: Կապուղիների (օդային խողովակներ և գազատարներ) և սարքավորումների տարբեր տարրերի համակցությունը, որոնց միջով անցնում են օդը և արտանետվող գազերը, առաջացնում են գազ.

ՋԷԿ-ի օդային ուղին. Դրանում ներառված են ծխի արտանետիչները, ծխնելույզը և փչակները նախագծի տեղադրում.Վառելիքի այրման գոտում դրա բաղադրության մեջ ընդգրկված ոչ այրվող (հանքային) կեղտերը ենթարկվում են ֆիզիկական և քիմիական փոխակերպումների և մասամբ հեռացվում են կաթսայից խարամի տեսքով, իսկ դրանց մի զգալի մասը տարվում է ծխատար գազերով։ մոխրի նուրբ մասնիկների տեսքով։ Մթնոլորտային օդը մոխրի արտանետումներից պաշտպանելու համար մոխրի հավաքիչներ են տեղադրվում ծխի արտանետումների դիմաց (դրանց մոխրի մաշվածությունը կանխելու համար):

Խարամը և թակարդված մոխիրը սովորաբար հիդրավլիկ ճանապարհով հեռացվում են էլեկտրակայանի տարածքից դուրս՝ դեպի մոխրի աղբավայրեր: Մազութ և գազ այրելիս մոխրի հավաքիչներ չեն տեղադրվում։

Վառելիքի այրման ժամանակ քիմիապես կապված էներգիան վերածվում է ջերմային էներգիայի, ձևավորվում են այրման արտադրանքներ, որոնք կաթսայի ջեռուցման մակերեսներում ջերմություն են հաղորդում ջրին և դրանից առաջացած գոլորշին։

Ձևավորվում է սարքավորումների ամբողջությունը, դրա առանձին տարրերը, խողովակաշարերը, որոնցով շարժվում են ջուրը և գոլորշին կայանի ջրային գոլորշու ուղին.

Կաթսայում ջուրը տաքացվում է մինչև հագեցվածության ջերմաստիճանը, գոլորշիանում, իսկ եռացող (կաթսայի) ջրից գոյացած հագեցած գոլորշին գերտաքացվում է։ Այնուհետև գերտաքացած գոլորշին խողովակաշարերի միջոցով ուղարկվում է տուրբին, որտեղ նրա ջերմային էներգիան վերածվում է մեխանիկական էներգիայի, որը փոխանցվում է տուրբինի լիսեռին: Տուրբինում սպառված գոլորշին մտնում է կոնդենսատոր, ջերմություն հաղորդում հովացման ջրին և խտանում։

Կոնդենսատորից ջրի վերածված գոլորշին դուրս է մղվում կոնդենսատային պոմպի միջոցով և, անցնելով ցածր ճնշման ջեռուցիչների միջով (LPH), մտնում է օդափոխիչ: Այստեղ ջուրը գոլորշու միջոցով տաքացվում է մինչև հագեցվածության ջերմաստիճանը, մինչդեռ թթվածինը և այլ գազերը դուրս են բերվում մթնոլորտ՝ սարքավորումների կոռոզիան կանխելու համար: Օդազերծիչից ջուր է կանչել սննդային , մղվում է բարձր ճնշման ջեռուցիչների (HPH) միջոցով սնուցման պոմպի միջոցով և սնվում է կաթսա:

HDPE-ի և օդափոխիչի կոնդենսատը, ինչպես նաև սնուցող ջուրը HPH-ում տաքացվում են տուրբինից վերցված գոլորշու միջոցով: Ջեռուցման այս մեթոդը նշանակում է ջերմության վերադարձ (վերածնում) դեպի ցիկլ եւ կոչվում է վերականգնողական ջեռուցում. Դրա շնորհիվ նվազում է գոլորշու հոսքը դեպի կոնդենսատոր, և, հետևաբար, հովացման ջրին փոխանցվող ջերմության քանակը, ինչը հանգեցնում է շոգետուրբինային կայանի արդյունավետության բարձրացմանը։

Կոնդենսատորներին սառեցնող ջրով ապահովող տարրերի հավաքածուն կոչվում է տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգ. Այն ներառում է ջրամատակարարման աղբյուր (գետ, ջրամբար, հովացուցիչ աշտարակ – հովացման աշտարակ), շրջանառության պոմպ, մուտքային և ելքային խողովակներ։ Կոնդենսատորում տուրբին մտնող գոլորշու ջերմության մոտ 55%-ը փոխանցվում է հովացման ջրին. Ջերմության այս մասը չի օգտագործվում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար և անօգուտ է վատնում:

Այս կորուստները զգալիորեն կնվազեն, եթե տուրբինից մասնակի սպառված գոլորշին վերցվի, և դրա ջերմությունն օգտագործվի արդյունաբերական ձեռնարկությունների տեխնոլոգիական կարիքների համար կամ ջեռուցման համար ջուր տաքացնելու համար։ Այսպիսով, կայանը դառնում է համակցված ջերմաէլեկտրակայան (ՋԷԿ), որն ապահովում է էլեկտրական և ջերմային էներգիայի համակցված արտադրություն։ ՋԷԿ-երում տեղադրվում են գոլորշու արդյունահանմամբ հատուկ տուրբիններ՝ այսպես կոչված համակցված տուրբիններ։ Ջերմային սպառողին տրվող գոլորշու կոնդենսատը մատակարարվում է ջերմային էներգիայի էլեկտրակայանին հետադարձ կոնդենսատային պոմպի միջոցով:

CHP կայանները կարող են ունենալ արտաքին գոլորշու և կոնդենսատի կորուստներկապված արդյունաբերական սպառողներին ջերմության արտանետման հետ: Միջին հաշվով դրանք կազմում են 35 - 50%: Գոլորշու և կոնդենսատի ներքին և արտաքին կորուստները համալրվում են ջրի մաքրման կայանում նախապես մշակված կոսմետիկ ջրով:

ՋԷԿ-երն են ներքին կոնդենսատի և գոլորշու կորուստներ, ջրագոլորշի ուղու ոչ լրիվ կիպ լինելու, ինչպես նաև կայանի տեխնիկական կարիքների համար գոլորշու և կոնդենսատի անդառնալի սպառման պատճառով։ Նրանք կազմում են տուրբինների ընդհանուր գոլորշու հոսքի մի փոքր մասը (մոտ 1 - 1,5%):

Այս կերպ, կաթսայի կերակրման ջուրտուրբինային կոնդենսատի և հարդարման ջրի խառնուրդ է:

Կայանի էլեկտրական սարքավորումները ներառում են էլեկտրական գեներատոր, կապի տրանսֆորմատոր, հիմնական անջատիչ սարք, էլեկտրակայանի սեփական մեխանիզմների էլեկտրամատակարարման համակարգ՝ օժանդակ տրանսֆորմատորի միջոցով։

ՋԷԿ-երի էլեկտրասարքավորումների կառավարման համակարգը հավաքում և մշակում է տեղեկատվություն տեխնոլոգիական գործընթացի առաջընթացի և սարքավորումների վիճակի, մեխանիզմների ավտոմատ և հեռակառավարման և հիմնական գործընթացների կարգավորման, սարքավորումների ավտոմատ պաշտպանության մասին:

Անվտանգության հարցեր 3-րդ գլխի համար

1. Ի՞նչ տեսակի էլեկտրակայաններ գիտեք:

2. Ի՞նչ տարբերություն ՋԷԿ-երի և ատոմակայանի միջև:

3. Ջերմային էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելու ի՞նչ մեթոդներ գիտեք:

4. Ո՞րն է տարբերությունը կաթսայատան և տուրբինային կայանի միջև:

5. Տրե՛ք կայանի նախագծային տեղադրման և ջրային շոգեուղու սահմանումները:

6. Ի՞նչ է կաթսայի կերակրման ջուրը:

7. Ի՞նչ է տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգը:

8. Ի՞նչ տարբերություն արտաքին կորուստների և կոնդենսատի և գոլորշու ներքին կորուստների միջև:

ՋՐԻ ՊԱՏՐԱՍՏՈՒՄ

ՈՒԿՐԱԻՆԱՅԻ ԵՐԻՏԱՍԱՐԴՈՒԹՅՈՒՆ ԵՎ ՍՊՈՐՏ

Յու.ԲԱՅՑ. ԳԻՉԵՎ

ՋԷԿ

Չաստբ Ի

Դնեպրոպետրովսկ NMetAU 2011 թ

ԿՐԹՈՒԹՅԱՆ ԵՎ ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅՈՒՆ,

ՈՒԿՐԱԻՆԱՅԻ ԵՐԻՏԱՍԱՐԴՈՒԹՅՈՒՆ ԵՎ ՍՊՈՐՏ

ՈՒԿՐԱԻՆԱՅԻ ԱԶԳԱՅԻՆ ՄԵՏԱԼՈՒՐԳԻԱԿԱՆ ԱԿԱԴԵՄԻԱ

Յու.ԲԱՅՑ. ԳԻՉԵՎ

ՋԷԿ

Չաստբ Ի

Իլլ 23. Մատենագիտություն՝ 4 անուն.

Ազատման համար պատասխանատու տեխ. գիտությունների, պրոֆ.

Գրախոսներ՝ , տեխ. գիտությունների, պրոֆ. (DNURT)

Քենդ. տեխ. գիտությունների դոց. (NMetAU)

© Ազգային մետալուրգիական

Ուկրաինայի ակադեմիա, 2011 թ

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ…………………………………………………………………………………..4

1 ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ՏԵՂԵԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ ՋԷԿՆԵՐԻ ՄԱՍԻՆ……………………….5

1.1 Էլեկտրակայանների սահմանում և դասակարգում…………………………….5

1.2 ՋԷԿ-ի տեխնոլոգիական սխեման…………………………8

1.3 ՋԷԿ-ի տեխնիկական և տնտեսական ցուցանիշները………………………………….11.

1.3.1 Էներգետիկ ցուցանիշներ……………………………………….11

1.3.2 Տնտեսական ցուցանիշներ…………………………………….13

1.3.3 Կատարողականի ցուցանիշներ………………………………………………………………………………………………………………

1.4 ՋԷԿ-ին ներկայացվող պահանջները……………………………………………………………

1.5 Արդյունաբերական ջերմաէլեկտրակայանների առանձնահատկությունները…………………16

2 ՋԷԿ-Ի ՋԵՐՄԱԿԱՆ ՍԽԵՄԱՆԵՐԻ ԿԱՌՈՒՑՈՒՄ…………………………………………………………………………

2.1 Ջերմային շղթաների ընդհանուր հասկացություններ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………….

2.2 Գոլորշի սկզբնական պարամետրեր………………………………………………….18

2.2.1 Գոլորշի սկզբնական ճնշում…………………………………………….18

2.2.2 Գոլորշի սկզբնական ջերմաստիճանը………………………………………………………………………………………………

2.3 Գոլորշի տաքացում………………………………………………..22

2.3.1 Վերտաքացման էներգաարդյունավետություն...24

2.3.2 Տաքացման ճնշում……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.3.3 Տաքացման տեխնիկական իրականացում……27

2.4 Գոլորշի վերջնական պարամետրեր…………………………………………………….29

2.5 Կերակրման ջրի վերականգնող ջեռուցում .............................. 30

2.5.1 Վերականգնողական ջեռուցման էներգաարդյունավետություն..30

2.5.2 Վերականգնողական ջեռուցման տեխնիկական իրականացում.......34

2.5.3 Վերականգնվող կերային ջրի ջեռուցման ջերմաստիճանը..37

2.6 Տուրբինների հիմնական տեսակների հիման վրա ՋԷԿ-երի ջերմային սխեմաների կառուցում……..39

2.6.1 «K» տուրբինի հիման վրա ջերմային սխեմայի կառուցում…………………39

2.6.2 «T» տուրբինի հիման վրա ջերմային շղթայի կառուցում……………..41

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ……………………………………………………………………...44

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

«Ջերմաէլեկտրակայաններ» կարգապահությունը մի շարք պատճառներով առանձնահատուկ նշանակություն ունի 8 (7) մասնագիտության համար կարդացվող առարկաներից: - ջերմաէներգետիկա.

Նախ, տեսական տեսանկյունից, առարկան կուտակում է ուսանողների ձեռք բերած գիտելիքները գրեթե բոլոր նախորդ հիմնական առարկաներից՝ «Վառելիք և դրա այրումը», «Կաթսայատան կայաններ», «Գերլիցքավորիչներ և ջերմային շարժիչներ», «Ջերմամատակարարման աղբյուրներ։ արդյունաբերական ձեռնարկություններ», «Գազի մաքրում» և այլն։

Երկրորդ, գործնական տեսանկյունից ՋԷԿ-երը ինտեգրված էներգետիկ ձեռնարկություն են, որն իր մեջ ներառում է էներգետիկ տնտեսության բոլոր հիմնական տարրերը՝ վառելիքի պատրաստման համակարգ, կաթսայատան, տուրբինային խանութ, փոխակերպման և մատակարարման համակարգ ջերմային էներգիա արտաքին սպառողներին, վնասակար արտանետումների օգտագործման և չեզոքացման համակարգեր:

Երրորդ, արդյունաբերական տեսանկյունից ՋԷԿ-երը էներգիա արտադրող գերիշխող ձեռնարկություններն են ներքին և արտաքին էներգետիկ հատվածներում: ՋԷԿ-երին բաժին է ընկնում Ուկրաինայում էլեկտրաէներգիա արտադրող տեղադրված հզորության մոտ 70%-ը, իսկ հաշվի առնելով ատոմակայանները, որտեղ ներդրված են նաև շոգետուրբինային տեխնոլոգիաներ, դրվածքային հզորությունը կազմում է մոտ 90%։

Այս դասախոսական նշումները մշակվել են 8(7) մասնագիտության աշխատանքային ծրագրին և ուսումնական պլանին համապատասխան: - ջերմաէներգատեխնիկա և որպես հիմնական թեմաներ ներառում է.

«ՋԷԿ» առարկան նպաստում է ուսանողների ստացած գիտելիքների համակարգմանը, նրանց մասնագիտական ​​հորիզոնների ընդլայնմանը և կարող է օգտագործվել մի շարք այլ առարկաների կուրսային, ինչպես նաև մասնագետների և մագիստրատուրայի դիպլոմային աշխատանքների պատրաստման մեջ։ թեզեր.

1 ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ՏԵՂԵԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ ՋԷԿԵՐԻ ՄԱՍԻՆ

1.1 Էլեկտրակայանների սահմանում և դասակարգում

Էլեկտրակայան- էներգետիկ ձեռնարկություն, որը նախատեսված է վառելիքի և էներգիայի տարբեր տեսակների էլեկտրաէներգիայի վերածելու համար:

Էլեկտրակայանների դասակարգման հիմնական տարբերակները.

I. Կախված փոխակերպվող վառելիքի և էներգիայի պաշարների տեսակից.

1) ջերմաէլեկտրակայաններ (ՋԷԿ), որոնցում էլեկտրաէներգիան ստացվում է ածխաջրածնային վառելիքի փոխակերպմամբ (ածուխ, բնական գազ, մազութ, այրվող VER և այլն).

2) ատոմակայաններ (ԱԷԿ), որոնցում էլեկտրաէներգիան ստացվում է ատոմային էներգիան միջուկային վառելիքի վերածելու միջոցով.

3) հիդրոէլեկտրակայաններ (ՀԷԿ), որոնցում էլեկտրաէներգիան ստացվում է բնական ջրաղբյուրի, հիմնականում՝ գետերի հոսքի մեխանիկական էներգիայի փոխակերպմամբ։

Դասակարգման այս տարբերակը կարող է ներառել նաև ոչ ավանդական և վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ օգտագործող էլեկտրակայաններ.

արևային էլեկտրակայաններ;

երկրաջերմային էլեկտրակայաններ;

հողմային էլեկտրակայաններ;

· մակընթացային էլեկտրակայաններ և այլն:

II. Այս կարգի համար հետաքրքրություն է ներկայացնում ջերմային էլեկտրակայանների ավելի խորը դասակարգումը, որոնք, կախված ջերմային շարժիչների տեսակից, բաժանվում են.

1) գոլորշու տուրբինային էլեկտրակայաններ (STP).

2) գազատուրբինային էլեկտրակայաններ (GTP).

3) համակցված ցիկլով էլեկտրակայաններ (CGE).

4) էլեկտրակայաններ ներքին այրման շարժիչների վրա (ICE).

Այս էլեկտրակայաններից գերակշռում են շոգետուրբինային էլեկտրակայանները, որոնք կազմում են ՋԷԿ-երի ընդհանուր դրվածքային հզորության ավելի քան 95%-ը:

III. Կախված արտաքին սպառողին մատակարարվող էներգակիրների տեսակից, գոլորշու տուրբինային էլեկտրակայանները բաժանվում են.

1) կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններ (ԿՊԿ), որոնք միայն էլեկտրաէներգիա են մատակարարում արտաքին սպառողին.

2) համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ (ՋԷԿ), որոնք արտաքին սպառողներին մատակարարում են ինչպես ջերմություն, այնպես էլ էլեկտրաէներգիա:

IV. Կախված նպատակից և գերատեսչական ենթակայությունից՝ էլեկտրակայանները բաժանվում են.

1) մարզային էլեկտրակայաններ, որոնք նախատեսված են էլեկտրաէներգիա ապահովելու մարզի բոլոր սպառողներին.

2) արդյունաբերական էլեկտրակայաններ, որոնք արդյունաբերական ձեռնարկությունների մաս են կազմում և նախատեսված են հիմնականում ձեռնարկությունների սպառողներին էլեկտրաէներգիա ապահովելու համար.

V. Կախված տարվա ընթացքում տեղադրված հզորության օգտագործման տևողությունից՝ էլեկտրակայանները բաժանվում են.

1) հիմնական (B)՝ 6000 ÷ 7500 ժ/տարի, այսինքն՝ տարվա տևողության ավելի քան 70%-ը.

2) կիսահիմնական (P/B)՝ 4000÷6000 ժ/տարի, 50÷70%;

3) կիսագագաթ (P/P)՝ 2000÷4000 ժ/տարի, 20÷50%;

4) գագաթնակետ (P)՝ մինչև 2000 ժ/տարի, մինչև տարվա տեւողության 20%-ը։

Դասակարգման այս տարբերակը կարելի է ցույց տալ էլեկտրական բեռների տևողության գրաֆիկի օրինակով.

Նկար 1.1 - Էլեկտրական բեռների տեւողության գրաֆիկ

VI. Կախված տուրբիններ ներթափանցող գոլորշու ճնշումից, շոգետուրբինային ջերմաէլեկտրակայանները բաժանվում են.

1) ցածր ճնշում՝ մինչև 4 ՄՊա;

2) միջին ճնշում՝ մինչև 9 - 13 ՄՊա;

3) բարձր ճնշում՝ մինչև 25 - 30 ՄՊա, ներառյալ.

● ենթակրիտիկական ճնշում՝ մինչև 18 - 20 ՄՊա

● կրիտիկական և գերկրիտիկական ճնշում՝ ավելի քան 22 ՄՊա

VII. Կախված հզորությունից՝ շոգետուրբինային էլեկտրակայանները բաժանվում են.

1) ցածր հզորությամբ էլեկտրակայաններ՝ մինչև 100 ՄՎտ ընդհանուր դրվածքային հզորություն՝ մինչև 25 ՄՎտ տեղադրված տուրբոգեներատորների միավոր հզորությամբ.

2) միջին հզորություն՝ մինչև 1000 ՄՎտ ընդհանուր տեղադրված հզորություն՝ մինչև 200 ՄՎտ տեղադրված տուրբոգեներատորների միավոր հզորությամբ.

3) բարձր հզորություն. ընդհանուր տեղադրված հզորությունը 1000 ՄՎտ-ից ավելի է, տեղադրված տուրբոգեներատորների միավոր հզորությունը 200 ՄՎտ-ից ավելի:

VIII. Կախված գոլորշու գեներատորները տուրբոգեներատորներին միացնելու եղանակից, ջերմաէլեկտրակայանները բաժանվում են.

1) կենտրոնացված (ոչ բլոկային) ջերմաէլեկտրակայաններ, որոնցում բոլոր կաթսաներից գոլորշին մտնում է մեկ կենտրոնական գոլորշու խողովակաշար, այնուհետև բաշխվում տուրբոգեներատորների միջև (տես նկ. 1.2);

1 - գոլորշու գեներատոր; 2 - գոլորշու տուրբին; 3 - կենտրոնական (հիմնական) գոլորշու խողովակաշար; 4 – գոլորշու տուրբինային կոնդենսատոր; 5 - էլեկտրական գեներատոր; 6 - տրանսֆորմատոր:

Նկար 1.2 - Կենտրոնացված (ոչ բլոկային) ՋԷԿ-ի սխեմատիկ դիագրամ

2) բլոկային ջերմաէլեկտրակայաններ, որոնցում տեղադրված գոլորշու գեներատորներից յուրաքանչյուրը միացված է հստակ սահմանված տուրբոգեներատորին (տես նկ. 1.3):

1 - գոլորշու գեներատոր; 2 - գոլորշու տուրբին; 3 – միջանկյալ գերտաքացուցիչ; 4 – գոլորշու տուրբինային կոնդենսատոր; 5 - էլեկտրական գեներատոր; 6 - տրանսֆորմատոր:

Նկար 1.3 - Բլոկային ՋԷԿ-ի սխեմատիկ դիագրամ

Ի տարբերություն ՋԷԿ-ի ոչ բլոկ-բլոկ-սխեմայի, այն պահանջում է ավելի քիչ կապիտալ ծախսեր, ավելի հեշտ է շահագործել և պայմաններ է ստեղծում էլեկտրակայանի շոգետուրբինային կայանի ամբողջական ավտոմատացման համար: Բլոկային դիագրամում սարքավորումների տեղադրման համար կայանի խողովակաշարերի և արտադրության ծավալները կրճատվում են: Գոլորշու միջանկյալ գերտաքացումն օգտագործելիս բլոկ-սխեմաների օգտագործումը պարտադիր է, քանի որ հակառակ դեպքում հնարավոր չէ վերահսկել գերտաքացման համար տուրբինից արտանետվող գոլորշու հոսքը։

1.2 ՋԷԿ-ի տեխնոլոգիական սխեման

Տեխնոլոգիական սխեման պատկերում է էլեկտրակայանի հիմնական մասերը, դրանց փոխհարաբերությունները և, համապատասխանաբար, ցույց է տալիս տեխնոլոգիական գործողությունների հաջորդականությունը՝ վառելիքը կայան առաքվելու պահից մինչև սպառողին էլեկտրաէներգիա մատակարարելը:

Որպես օրինակ, Նկար 1.4-ը ցույց է տալիս գործընթացի հոսքի դիագրամ փոշիացված ածխով շոգետուրբինային էլեկտրակայանի համար: Այս տեսակի ՋԷԿ-ը գերակշռում է Ուկրաինայում և արտերկրում գործող հիմնական ջերմաէլեկտրակայանների շարքում:

Sun - վառելիքի սպառումը կայարանում; Դպ. դ) գոլորշու գեներատորի աշխատանքն է. Դս. n. - պայմանական գոլորշու սպառում կայանի սեփական կարիքների համար. Dt - գոլորշու հոսք դեպի տուրբին; Evyr - արտադրված էլեկտրաէներգիայի քանակը; Esn - էլեկտրաէներգիայի սպառում կայանի սեփական կարիքների համար; Eop - արտաքին սպառողին մատակարարվող էլեկտրաէներգիայի քանակը:

Նկար 1.4 - գոլորշու տուրբինային փոշիացված ածխի էլեկտրակայանի տեխնոլոգիական սխեմայի օրինակ

Ընդունված է ՋԷԿ-ի տեխնոլոգիական սխեման բաժանել երեք մասի, որոնք նշված են Նկար 1.4-ում կետագծերով.

Ի … Վառելիք-գազ-օդ ճանապարհ, որը ներառում է.

1 – վառելիքի տնտեսում (բեռնաթափման սարք, չմշակված ածխի պահեստ, ջարդիչ կայաններ, մանրացված ածխի բունկերներ, կռունկներ, փոխակրիչներ);

2 - փոշիացման համակարգ (ածխի աղացներ, նուրբ օդափոխիչներ, ածխի փոշու բունկերներ, սնուցիչներ);

3 – օդափոխիչ՝ վառելիքի այրման համար օդ մատակարարելու համար;

4 - գոլորշու գեներատոր;

5 - գազի մաքրում;

6 - ծխի արտանետում;

7 - ծխնելույզ;

8 – բագերի պոմպ հիդրոաշի և խարամի խառնուրդի տեղափոխման համար.

9 – հեռացման համար հիդրոաշի և խարամի խառնուրդի մատակարարում:

Ընդհանուր առմամբ վառելիք-գազ-օդ ճանապարհը ներառում է Վառելիքի խնայողություն, փոշու պատրաստման համակարգ, քամիչ-փչող միջոցներ, կաթսայատան ծխնելույզներ և մոխրի և խարամի հեռացման համակարգ:

II … Steam ուղին, որը ներառում է.

10 - գոլորշու տուրբին;

11 - գոլորշու տուրբինային կոնդենսատոր;

12 - շրջանառվող ջրամատակարարման համակարգի շրջանառության պոմպ կոնդենսատորի հովացման համար.

13 – հակադարձ համակարգի հովացման սարք;

14 - շրջանառության համակարգում ջրի կորուստները փոխհատուցող լրացուցիչ ջրի մատակարարում.

15 - քիմիապես մաքրված ջրի պատրաստման համար չմշակված ջրի մատակարարում, որը փոխհատուցում է կայանի կոնդենսատի կորուստը.

16 - ջրի քիմիական մաքրում;

17 - ջրի քիմիական մաքրման պոմպ, որը լրացուցիչ քիմիական մաքրված ջուր է մատակարարում արտանետվող գոլորշու կոնդենսատի հոսքին.

18 - կոնդենսատային պոմպ;

19 – վերականգնողական ցածր ճնշման սնուցման ջրատաքացուցիչ;

20 - դեզերատոր;

21 - կերակրման պոմպ;

22 – վերականգնողական բարձր ճնշման սնուցման ջրատաքացուցիչ;

23 - դրենաժային պոմպեր ջերմափոխանակիչից ջեռուցման գոլորշու կոնդենսատի հեռացման համար.

24 - վերականգնողական գոլորշու արդյունահանում;

25 - Միջանկյալ գերտաքացուցիչ:

Ընդհանուր առմամբ, գոլորշի-ջուր ճանապարհը ներառում է. Կաթսայի գոլորշի-ջրային մաս, տուրբին, կոնդենսատային հանգույց, հովացման շրջանառվող ջրի և լրացուցիչ քիմիապես մաքրված ջրի պատրաստման համակարգեր, կերային ջրի վերականգնողական ջեռուցման և կերային ջրի օդազերծման համակարգ:

III … Էլեկտրական մաս, որը ներառում է.

26 - էլեկտրական գեներատոր;

27 - արտաքին սպառողին մատակարարվող էլեկտրաէներգիայի աճող տրանսֆորմատոր.

28 - էլեկտրակայանի բաց անջատիչ սարքերի ավտոբուսներ.

29 – էլեկտրակայանի սեփական կարիքների էլեկտրական էներգիայի տրանսֆորմատոր.

30 - սեփական կարիքների էլեկտրաէներգիա բաշխող սարքի ավտոբուսներ.

Այսպիսով, էլեկտրական մասը ներառում է. էներգիայի գեներատոր, տրանսֆորմատորներ և բաշխիչ ավտոբուսներ:

1.3 ՋԷԿ-ի տեխնիկական և տնտեսական ցուցանիշները

ՋԷԿ-երի տեխնիկատնտեսական ցուցանիշները բաժանվում են 3 խմբի. էներգետիկ, տնտեսական և գործառնական, որոնք, համապատասխանաբար, կոչված են գնահատելու կայանի տեխնիկական մակարդակը, արդյունավետությունը և որակը:

1.3.1 Էներգաարդյունավետություն

ՋԷԿ-երի հիմնական էներգետիկ ցուցանիշները ներառում են. k.p.d. էլեկտրակայաններ (), հատուկ ջերմային սպառում (), էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար վառելիքի հատուկ սպառում ():

Այս ցուցանիշները կոչվում են կայանի ջերմային արդյունավետության ցուցիչներ։

Էլեկտրակայանի փաստացի շահագործման արդյունքներով արդյունավետությունը որոշվում է հարաբերություններով.

; (1.1)

; (1.2)

Էլեկտրակայան նախագծելիս և դրա շահագործումը վերլուծելիս արդյունավետությունը որոշվում են արտադրանքներով, որոնք հաշվի են առնում արդյունավետությունը: Կայանի առանձին տարրեր.

որտեղ ηkot, ηturbo – արդյունավետություն կաթսաների և տուրբինների խանութներ;

ηt. p. - k.p.d. ջերմային հոսք, որը հաշվի է առնում ջերմության կորուստները կայանի ներսում ջերմային կրիչների կողմից խողովակաշարի պատերի միջով շրջակա միջավայր ջերմության փոխանցման և ջերմային կրիչի արտահոսքի պատճառով, ηt. n = 0,98 ... 0,99 (տես 0,985);

esn-ը էլեկտրակայանի սեփական կարիքների համար ծախսված էլեկտրաէներգիայի մասնաբաժինն է (էլեկտրական շարժիչ վառելիքի պատրաստման համակարգում, կաթսայատան սարքավորման շարժիչ սարքավորում, պոմպի շարժիչ և այլն), esn = Esn/Evyr = 0,05…0,10 (տես. 0,075);

qsn-ը սեփական կարիքների համար ջերմության սպառման մասնաբաժինն է (քիմիական ջրի մաքրում, սնուցող ջրի օդազերծում, կոնդենսատորում վակուում ապահովող գոլորշու էժեկտորների շահագործում և այլն), qsn = 0,01…0,02 (տես 0,015):

K. p.d. կաթսայատանը կարող է ներկայացվել որպես կ.պ.դ. գոլորշու գեներատոր՝ ηcat = ηp. դ. = 0,88…0,96 (տես 0,92)

K. p.d. Տուրբինային խանութը կարող է ներկայացվել որպես բացարձակ էլեկտրական արդյունավետություն: տուրբոգեներատոր:

ηturb = ηt. g = ηt ηoi ηm, (1.5)

որտեղ ηt-ը ջերմային արդյունավետությունն է: շոգետուրբինային կայանի ցիկլը (օգտագործված ջերմության հարաբերակցությունը մատակարարվող ջերմությանը), ηt = 0,42…0,46 (տես 0,44);

ηoi ներքին հարաբերական արդյունավետությունն է: տուրբիններ (հաշվի առնելով տուրբինի ներսում կորուստները գոլորշու շփման, վարարումների, օդափոխության պատճառով), ηoi = 0,76…0,92 (տես 0,84);

ηm - էլեկտրամեխանիկական արդյունավետություն, որը հաշվի է առնում կորուստները տուրբինից գեներատոր մեխանիկական էներգիայի փոխանցման և բուն էլեկտրական գեներատորի կորուստները, ηeng = 0,98 ... 0,99 (տես 0,985):

Հաշվի առնելով արտադրանքը (1.5), արդյունավետության (1.4) արտահայտությունը ցանցային էլեկտրակայանը ունի հետևյալ ձևը.

ηsnet = ηpg ηt ηoi ηm ηtp (1 – esn) (1 – qsn); (1.6)

իսկ միջին արժեքները փոխարինելուց հետո կլինեն.

ηsnet = 0,92 0,44 0,84 0,985 0,985 (1 - 0,075) (1 - 0,015) = 0,3;

Ընդհանուր առմամբ, էլեկտրակայանի համար արդյունավետությունը զուտ փոփոխությունները սահմաններում՝ ηsnet = 0.28…0.38:

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար հատուկ ջերմային սպառումը որոշվում է հարաբերակցությամբ.

, (1.7)

որտեղ Qfuel-ը վառելիքի այրումից ստացվող ջերմությունն է .

; (1.8)

որտեղ rn-ը կապիտալ ներդրումների արդյունավետության նորմատիվային գործակիցն է, տարի-1:

pH-ի փոխադարձ արժեքը ցույց է տալիս վերադարձման ժամկետը, օրինակ, pH = 0,12 տարի-1, վերադարձման ժամկետը կլինի.

Այս ծախսերն օգտագործվում են նոր էլեկտրակայանի կառուցման կամ գոյություն ունեցող էլեկտրակայանի վերակառուցման համար առավել խնայող տարբերակն ընտրելու համար:

1.3.3 Կատարում

Արդյունավետության ցուցանիշները գնահատում են էլեկտրակայանի շահագործման որակը և մասնավորապես ներառում են.

1) անձնակազմի գործակիցը (սպասարկող անձնակազմի թիվը կայանի տեղադրված հզորության 1 ՄՎտ-ին), Վտ (մարդ/ՄՎտ).

2) էլեկտրակայանի դրվածքային հզորության օգտագործման գործակիցը (էլեկտրաէներգիայի փաստացի արտադրության հարաբերակցությունը առավելագույն հնարավոր արտադրությանը).

; (1.16)

3) տեղադրված հզորության օգտագործման ժամերի քանակը

4) սարքավորումների առկայության գործակիցը և սարքավորումների տեխնիկական օգտագործման գործակիցը

; (1.18)

Կաթսաների և տուրբինների խանութների համար սարքավորումների պատրաստվածության գործակիցներն են՝ Kgotkot = 0,96…0,97, Kgotturb = 0,97…0,98:

ՋԷԿ-երի սարքավորումների օգտագործման գործակիցն է` KispTES = 0,85 ... 0,90:

1.4 ՋԷԿ-ին ներկայացվող պահանջները

ՋԷԿ-երի պահանջները բաժանվում են 2 խմբի. տեխնիկական և տնտեսական.

Տեխնիկական պահանջները ներառում են.

Հուսալիություն (անխափան էլեկտրամատակարարում` սպառողների պահանջներին և էլեկտրական բեռների առաքման ժամանակացույցին համապատասխան);

Մանևրելիություն (բեռը արագ բարձրացնելու կամ հեռացնելու, ինչպես նաև ագրեգատները գործարկելու կամ դադարեցնելու ունակություն);

· ջերմային արդյունավետություն (առավելագույն արդյունավետություն և վառելիքի նվազագույն հատուկ սպառում կայանի տարբեր աշխատանքային ռեժիմների համար);

· շրջակա միջավայրի բարեկեցություն (նվազագույն վնասակար արտանետումներ շրջակա միջավայր և չգերազանցող թույլատրելի արտանետումները կայանի տարբեր աշխատանքային ռեժիմներում):

Տնտեսական պահանջներ նվազեցվում են էլեկտրաէներգիայի նվազագույն արժեքին՝ բոլոր տեխնիկական պահանջների պահպանման պայմանով։

1.5 Արդյունաբերական ջերմաէլեկտրակայանների առանձնահատկությունները

Արդյունաբերական ջերմաէլեկտրակայանների հիմնական հատկանիշներից են.

1) էլեկտրակայանի երկկողմանի հաղորդակցությունը հիմնական տեխնոլոգիական խանութների հետ (էլեկտրակայանը ապահովում է տեխնոլոգիական խանութների էլեկտրական բեռը և, ըստ անհրաժեշտության, փոխում է էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը, իսկ խանութները որոշ դեպքերում աղբյուր են. ջերմային և այրվող RES, որոնք օգտագործվում են էլեկտրակայաններում);

2) ձեռնարկության էլեկտրակայանների և տեխնոլոգիական խանութների մի շարք համակարգերի ընդհանրությունը (վառելիքի մատակարարում, ջրամատակարարում, տրանսպորտային միջոցներ, վերանորոգման բազա, ինչը նվազեցնում է կայանի կառուցման արժեքը).

3) արդյունաբերական էլեկտրակայաններում, բացի տուրբոգեներատորներից, ձեռնարկության արտադրամասերին տեխնոլոգիական գազեր մատակարարելու համար տուրբոկոմպրեսորների և տուրբոփչակների առկայությունը.

4) արդյունաբերական էլեկտրակայանների մեջ ջերմային էլեկտրակայանների (ՋԷԿ) գերակշռությունը.

5) արդյունաբերական ջերմաէլեկտրակայանների համեմատաբար փոքր հզորությունը.

70…80%, ≤ 100 ՄՎտ:

Արդյունաբերական ջերմաէլեկտրակայաններն ապահովում են էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր արտադրության 15 ... 20%-ը:

2 ՋԷԿ-Ի ՋԵՐՄԱԿԱՆ ՍԽԵՄԱՆԵՐԻ ԿԱՌՈՒՑՈՒՄ

2.1 Ջերմային սխեմաների ընդհանուր հասկացություններ

Ջերմային սխեմաները վերաբերում են էլեկտրակայանների շոգեջրային ուղիներին և ցույց են տալիս :

1) կայանի հիմնական և օժանդակ սարքավորումների հարաբերական դիրքը.

2) սարքավորումների տեխնոլոգիական միացումը ջերմային կրիչների խողովակաշարի գծերով.

Ջերմային սխեմաները կարելի է բաժանել 2 տեսակի.

1) հիմնարար;

2) տեղակայվել.

Սխեմատիկ դիագրամներում սարքավորումը ցուցադրվում է այնքանով, որքանով անհրաժեշտ է ջերմային շղթայի հաշվարկման և հաշվարկի արդյունքների վերլուծության համար:

Սխեմատիկ դիագրամի հիման վրա լուծվում են հետևյալ խնդիրները.

1) որոշել շղթայի տարբեր տարրերում ջերմային կրիչների հոսքի արագությունը և պարամետրերը.

2) ընտրել սարքավորումներ.

3) մշակել մանրամասն ջերմային սխեմաներ.

Ընդլայնված ջերմային սխեմաներներառում է կայանի բոլոր սարքավորումները, ներառյալ պահեստայինը, բոլոր կայանի խողովակաշարերը փակող և հսկիչ փականներով:

Մանրամասն սխեմաների հիման վրա լուծվում են հետևյալ խնդիրները.

1) էլեկտրակայանների նախագծման մեջ սարքավորումների փոխադարձ տեղադրում.

2) նախագծման ընթացքում աշխատանքային գծագրերի կատարումը.

3) կայանների շահագործում.

Ջերմային սխեմաների կառուցմանը նախորդում է հետևյալ հարցերի լուծումը.

1) կայանի տեսակի ընտրությունը, որը հիմնված է ակնկալվող էներգիայի բեռների տեսակի և քանակի վրա, այսինքն՝ IES կամ CHP.

2) որոշել կայանի էլեկտրական և ջերմային հզորությունը որպես ամբողջություն և նրա առանձին բլոկների (ագրեգատների) հզորությունը.

3) ընտրել գոլորշու սկզբնական և վերջնական պարամետրերը.

4) որոշել գոլորշու միջանկյալ գերտաքացման անհրաժեշտությունը.

5) ընտրել գոլորշու գեներատորների և տուրբինների տեսակները.

6) մշակել կերային ջրի ռեգեներատիվ տաքացման սխեմա.

7) հիմնական տեխնիկական լուծումներն ըստ ջերմային սխեմայի (ագրեգատների հզորությունը, գոլորշու պարամետրերը, տուրբինների տեսակը) համատեղել մի շարք օժանդակ խնդիրների հետ. կերակրման պոմպեր և այլն:

Ջերմային սխեմաների մշակման վրա հիմնականում ազդում են 3 գործոն.

1) շոգետուրբինային կայանում սկզբնական և վերջնական գոլորշու պարամետրերի արժեքը.

2) գոլորշու միջանկյալ գերտաքացում.

3) կերային ջրի ռեգեներատիվ տաքացում.

2.2 Գոլորշի սկզբնական պարամետրերը

Գոլորշի սկզբնական պարամետրերն են տուրբինի կանգառի փականի վերևում գտնվող գոլորշու ճնշումը (P1) և ջերմաստիճանը (t1):

2.2.1 Գոլորշի սկզբնական ճնշում

Գոլորշու սկզբնական ճնշումը ազդում է արդյունավետության վրա: էլեկտրակայաններ եւ, առաջին հերթին, ջերմային արդյունավետության միջոցով։ շոգետուրբինային կայանի ցիկլը, որը արդյունավետությունը որոշելիս. էլեկտրակայանն ունի նվազագույն արժեք (ηt = 0.42…0.46).

Ջերմային արդյունավետությունը որոշելու համար. կարող է օգտագործվել iS- ջրի գոլորշիների դիագրամ (տես նկ. 2.1):

(2.2)

որտեղ Nad-ը գոլորշու ադիաբատիկ ջերմության կորուստն է (իդեալական ցիկլի համար);

qsubv - ցիկլին մատակարարվող ջերմության քանակը.

i1, i2 – գոլորշու էթալպիա տուրբինից առաջ և հետո;

i2"-ը տուրբինում սպառված գոլորշու կոնդենսատի էնթալպիան է (i2" = cpt2):

Նկար 2.1 - Ջերմային արդյունավետության սահմանմանը:

(2.2) բանաձևով հաշվարկի արդյունքները տալիս են արդյունավետության հետևյալ արժեքները.

ηt, միավորների կոտորակներ

Այստեղ 3,4 ... 23,5 ՄՊա են ստանդարտ գոլորշու ճնշումները, որոնք ընդունվել են Ուկրաինայի էներգետիկ հատվածի գոլորշու տուրբինային էլեկտրակայանների համար:

Հաշվարկի արդյունքներից հետևում է, որ գոլորշու սկզբնական ճնշման բարձրացմամբ արդյունավետության արժեքը ավելանում է. Դրա հետ մեկտեղ, ճնշման բարձրացումը մի շարք բացասական հետևանքներ է ունենում.

1) ճնշման աճով գոլորշու ծավալը նվազում է, տուրբինի հոսքի ուղու հոսքի տարածքը և շեղբերների երկարությունը նվազում են, և, հետևաբար, գոլորշու հոսքերը մեծանում են, ինչը հանգեցնում է ներքին հարաբերական արդյունավետության նվազմանը. . տուրբիններ (ηоі);

2) ճնշման բարձրացումը հանգեցնում է գոլորշու կորստի ավելացմանը տուրբինի ծայրի կնիքների միջոցով.

3) սարքավորումների համար մետաղի սպառումը և շոգետուրբինային կայանի արժեքը մեծանում են.

Բացասական ազդեցությունը վերացնելու համար ճնշման ավելացմանը զուգահեռ պետք է մեծացվի տուրբինի հզորությունը, որն ապահովում է :

1) գոլորշու սպառման ավելացում (բացառում է տուրբինում հոսքի տարածքի և շեղբերների երկարության նվազումը).

2) նվազեցնում է մեխանիկական կնիքների միջոցով գոլորշու հարաբերական թակումը.

3) ճնշման բարձրացումը հզորության բարձրացման հետ մեկտեղ հնարավորություն է տալիս խողովակաշարերը դարձնել ավելի կոմպակտ և նվազեցնել մետաղի սպառումը:

Գոլորշի սկզբնական ճնշման և տուրբինի հզորության միջև օպտիմալ հարաբերակցությունը, որը ստացվել է արտասահմանում գործող էլեկտրակայանների աշխատանքի վերլուծության հիման վրա, ներկայացված է Նկար 2.2-ում (օպտիմալ հարաբերակցությունը նշվում է ելուստով):

Նկար 2.2 - Տուրբոգեներատորի հզորության (N) և գոլորշու սկզբնական ճնշման (P1) միջև կապը:

2.2.2 Գոլորշի սկզբնական ջերմաստիճանը

Գոլորշի սկզբնական ճնշման աճով գոլորշու խոնավության պարունակությունը տուրբինի ելքի մոտ մեծանում է, ինչը պատկերված է iS - դիագրամի գրաֆիկներով (տես Նկ. 2.3):

P1 > P1" > P1"" (t1 = const, P2 = const)

x2< x2" < x2"" (y = 1 – x)

y2 > y2" > y2""

Նկար 2.3 - գոլորշու վերջնական խոնավության փոփոխության բնույթը գոլորշու սկզբնական ճնշման բարձրացմամբ:

Գոլորշի խոնավության առկայությունը մեծացնում է շփման կորուստները, նվազեցնում ներքին հարաբերական արդյունավետությունը: և առաջացնում է տուրբինի շեղբերների և այլ տարրերի կաթիլային էրոզիա, ինչը հանգեցնում է դրանց ոչնչացմանը:

Գոլորշիների առավելագույն թույլատրելի խոնավությունը (y2dop) կախված է շեղբերների երկարությունից (ll); օրինակ:

ll ≤ 750…1000 մմ y2perm ≤ 8…10%

ll ≤ 600 մմ y2adm ≤ 13%

Գոլորշու խոնավությունը նվազեցնելու համար գոլորշու ճնշման բարձրացման հետ մեկտեղ պետք է բարձրացնել նրա ջերմաստիճանը, որը պատկերված է Նկար 2.4-ում:

t1 > t1" > t1"" (P2 = const)

x2 > x2" > x2"" (y = 1 - x)

y2< y2" < y2""

Նկար 2.4 - գոլորշու վերջնական խոնավության պարունակության փոփոխության բնույթը գոլորշու սկզբնական ջերմաստիճանի բարձրացմամբ:

Գոլորշի ջերմաստիճանը սահմանափակվում է պողպատի ջերմակայունությամբ, որից պատրաստվում են գերտաքացուցիչը, խողովակաշարերը և տուրբինային տարրերը:

Հնարավոր է օգտագործել 4 դասի պողպատներ.

1) ածխածնային և մանգանային պողպատներ (սահմանափակող ջերմաստիճանով tpr ≤ 450…500°С);

2) պեռլիտ դասի քրոմ-մոլիբդեն և քրոմ-մոլիբդեն-վանադիումային պողպատներ (tpr ≤ 570…585°С);

3) մարտենզիտ-ֆերիտիկ դասի բարձր քրոմային պողպատներ (tpr ≤ 600…630°С);

4) ավստենիտիկ դասի չժանգոտվող քրոմ-նիկելային պողպատներ (tpr ≤ 650…700°С).

Պողպատի մի դասից մյուսը տեղափոխվելիս սարքավորումների արժեքը կտրուկ աճում է:

Պողպատի դաս

Հարաբերական արժեքը

Տվյալ փուլում, տնտեսական տեսակետից, նպատակահարմար է օգտագործել tr ≤ 540°C (565°C) աշխատանքային ջերմաստիճանով պեռլիտիկ պողպատ։ Martensite-ferritic և austenitic պողպատները հանգեցնում են սարքավորումների արժեքի կտրուկ աճի:

Պետք է նշել նաև գոլորշու սկզբնական ջերմաստիճանի ազդեցությունը ջերմային արդյունավետության վրա: գոլորշու տուրբինային ցիկլ. Գոլորշի ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է ջերմային արդյունավետության բարձրացման.

1 - էլեկտրական գեներատոր; 2 - գոլորշու տուրբին; 3 - կառավարման վահանակ; 4 - դեզերատոր; 5 և 6 - բունկերներ; 7 - բաժանարար; 8 - ցիկլոն; 9 - կաթսա; 10 – ջեռուցման մակերես (ջերմափոխանակիչ); 11 - ծխնելույզ; 12 - ջախջախիչ սենյակ; 13 - պահուստային վառելիքի պահեստավորում; 14 - վագոն; 15 - բեռնաթափման սարք; 16 - փոխակրիչ; 17 - ծխի արտանետիչ; 18 - ալիք; 19 - մոխիր բռնող; 20 - երկրպագու; 21 - հրդեհային տուփ; 22 - ջրաղաց; 23 - պոմպակայան; 24 - ջրի աղբյուր; 25 - շրջանառության պոմպ; 26 – բարձր ճնշման վերականգնող ջեռուցիչ; 27 - կերակրման պոմպ; 28 - կոնդենսատոր; 29 - ջրի քիմիական մաքրման տեղադրում; 30 - բարձրացնող տրանսֆորմատոր; 31 – ցածր ճնշման վերականգնող ջեռուցիչ; 32 - կոնդենսատային պոմպ.

Ստորև բերված դիագրամը ցույց է տալիս ՋԷԿ-ի հիմնական սարքավորումների կազմը և դրա համակարգերի փոխկապակցվածությունը: Համաձայն այս սխեմայի, հնարավոր է հետևել ՋԷԿ-երում տեղի ունեցող տեխնոլոգիական գործընթացների ընդհանուր հաջորդականությանը:

Նշումներ ՋԷԿ-ի դիագրամի վրա.

1. Վառելիքի տնտեսում;
2. վառելիքի պատրաստում;
3. միջանկյալ գերտաքացուցիչ;
4. բարձր ճնշման մի մասը (CHVD կամ CVP);
5. ցածր ճնշման մաս (LPH կամ LPC);
6. էլեկտրական գեներատոր;
7. օժանդակ տրանսֆորմատոր;
8. կապի տրանսֆորմատոր;
9. հիմնական անջատիչ սարքեր;
10. կոնդենսատային պոմպ;
11. շրջանառության պոմպ;
12. ջրամատակարարման աղբյուր (օրինակ, գետ);
13. (PND);
14. ջրի մաքրման կայան (VPU);
15. ջերմային էներգիայի սպառող;
16. հակադարձ կոնդենսատային պոմպ;
17. դեզերատոր;
18. կերակրման պոմպ;
19. (PVD);
20. խարամի և մոխրի հեռացում;
21. մոխրի աղբանոց;
22. ծխի արտանետիչ (DS);
23. ծխնելույզ;
24. օդափոխիչի երկրպագուներ (DV);
25. մոխիր բռնող.

ՋԷԿ-ի տեխնոլոգիական սխեմայի նկարագրությունը.

Ամփոփելով վերը նշված բոլորը՝ մենք ստանում ենք ՋԷԿ-ի կազմը.

• վառելիքի տնտեսում և վառելիքի պատրաստման համակարգ;
• Կաթսայատան կայան. բուն կաթսայի և օժանդակ սարքավորումների համադրություն.
• տուրբինային կայան՝ գոլորշու տուրբին և դրա օժանդակ սարքավորումներ.
• ջրի մաքրման և կոնդենսատի մաքրման կայան;
• տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգ;
• մոխրի և խարամի հեռացման համակարգ (պինդ վառելիքով աշխատող ջերմաէլեկտրակայանների համար);
• էլեկտրական սարքավորումներ և էլեկտրական սարքավորումների կառավարման համակարգ.

Վառելիքի տնտեսությունը, կախված կայանում օգտագործվող վառելիքի տեսակից, ներառում է ընդունող և բեռնաթափող սարք, տրանսպորտային մեխանիզմներ, պինդ և հեղուկ վառելիքի վառելիքի պահեստներ և վառելիքի նախնական պատրաստման սարքեր (ածխի ջարդման կայաններ): Մազութի տնտեսության կազմը ներառում է նաև մազութի մղման պոմպեր, մազութի ջեռուցիչներ, զտիչներ։

Այրման համար պինդ վառելիքի պատրաստումը բաղկացած է այն մանրացնելուց և չորացնելուց այն փոշիացնող գործարանում, իսկ մազութի պատրաստումը բաղկացած է այն տաքացնելուց, մեխանիկական կեղտից մաքրելուց և երբեմն հատուկ հավելումներով մշակելուց: Գազի վառելիքով ամեն ինչ ավելի հեշտ է։ Գազի վառելիքի պատրաստումը կրճատվում է հիմնականում կաթսայի այրիչների դիմաց գազի ճնշման կարգավորման համար:

Վառելիքի այրման համար անհրաժեշտ օդը կաթսայի այրման տարածք է մատակարարվում փչող օդափոխիչներով (DV): Վառելիքի այրման արտադրանքները՝ ծխատար գազերը, ներծծվում են ծխի արտանետիչներով (DS) և արտանետվում ծխնելույզների միջոցով մթնոլորտ: Կապուղիների (օդատարներ և գազատարներ) և սարքավորումների տարբեր տարրերի համակցությունը, որոնց միջով անցնում են օդը և արտանետվող գազերը, կազմում է ջերմաէլեկտրակայանի (ջեռուցման կայանի) գազ-օդ ճանապարհը: Ծխի արտանետիչները, ծխնելույզը և դրա բաղադրության մեջ ներառված պայթուցիկ օդափոխիչները կազմում են նախագծային տեղադրումը: Վառելիքի այրման գոտում դրա բաղադրության մեջ ընդգրկված ոչ այրվող (հանքային) կեղտերը ենթարկվում են քիմիական և ֆիզիկական փոխակերպումների և մասամբ հեռացվում են կաթսայից խարամի տեսքով, և դրանց մի զգալի մասն իրականացվում է ծխատար գազերի միջոցով: մոխրի նուրբ մասնիկների ձև: Մթնոլորտային օդը մոխրի արտանետումներից պաշտպանելու համար մոխրի հավաքիչներ են տեղադրվում ծխի արտանետումների դիմաց (դրանց մոխրի մաշվածությունը կանխելու համար):

Խարամը և թակարդված մոխիրը սովորաբար հեռացվում են հիդրավլիկ ճանապարհով դեպի մոխրի աղբավայրեր:

Մազութ և գազ այրելիս մոխրի հավաքիչներ չեն տեղադրվում։

Երբ վառելիքն այրվում է, քիմիապես կապված էներգիան վերածվում է ջերմության: Արդյունքում առաջանում են այրման արտադրանքներ, որոնք կաթսայի ջեռուցման մակերեսներում ջերմություն են հաղորդում ջրին և դրանից գոյացած գոլորշին։

Սարքավորումների ամբողջությունը, նրա առանձին տարրերը, խողովակաշարերը, որոնցով ջուրն ու գոլորշին են շարժվում, կազմում են կայանի գոլորշի-ջուր ուղին։

Կաթսայում ջուրը տաքացվում է մինչև հագեցվածության ջերմաստիճանը, գոլորշիանում, իսկ եռացող կաթսայի ջրից գոյացած հագեցած գոլորշին գերտաքացվում է։ Կաթսայից գերտաքացած գոլորշին խողովակաշարերով ուղարկվում է տուրբին, որտեղ նրա ջերմային էներգիան վերածվում է մեխանիկական էներգիայի, որը փոխանցվում է տուրբինի լիսեռին։ Տուրբինում սպառված գոլորշին մտնում է կոնդենսատոր, ջերմություն հաղորդում հովացման ջրին և խտանում։

Ժամանակակից ՋԷԿ-երում և 200 ՄՎտ և ավելի բլոկի հզորությամբ բլոկներ ունեցող ՋԷԿ-երում օգտագործվում է գոլորշու տաքացում։ Տուրբինն այս դեպքում ունի երկու մաս՝ բարձր ճնշման մաս և ցածր ճնշման մաս։ Տուրբինի բարձր ճնշման հատվածում սպառված գոլորշին ուղարկվում է միջանկյալ գերտաքացուցիչ, որտեղ լրացուցիչ ջերմություն է մատակարարվում դրան։ Այնուհետև գոլորշին վերադառնում է տուրբին (դեպի ցածր ճնշման մաս) և դրանից մտնում է կոնդենսատոր: Գոլորշի միջանկյալ գերտաքացումը մեծացնում է տուրբինային կայանի արդյունավետությունը և բարձրացնում դրա շահագործման հուսալիությունը:

Կոնդենսատը կոնդենսատից դուրս է մղվում կոնդենսատային պոմպի միջոցով և ցածր ճնշման տաքացուցիչներով (LPH) անցնելուց հետո մտնում է օդազերծիչ: Այստեղ այն տաքացվում է գոլորշու միջոցով մինչև իր հագեցվածության ջերմաստիճանը, մինչդեռ թթվածինը և ածխածնի երկօքսիդը դուրս են գալիս դրանից և հեռացվում մթնոլորտ՝ սարքավորումների կոռոզիայից կանխելու համար: Օդազերծված ջուրը, որը կոչվում է կերակրման ջուր, մղվում է բարձր ճնշման ջեռուցիչների միջոցով (HPH) դեպի կաթսա:

HDPE-ի և օդափոխիչի կոնդենսատը, ինչպես նաև սնուցող ջուրը HPH-ում տաքացվում են տուրբինից վերցված գոլորշու միջոցով: Ջեռուցման այս մեթոդը նշանակում է ջերմության վերադարձ (վերածնում) դեպի ցիկլ և կոչվում է վերականգնողական ջեռուցում։ Դրա շնորհիվ նվազում է գոլորշու հոսքը դեպի կոնդենսատոր, և, հետևաբար, հովացման ջրին փոխանցվող ջերմության քանակը, ինչը հանգեցնում է շոգետուրբինային կայանի արդյունավետության բարձրացմանը։

Կոնդենսատորներին հովացման ջրով ապահովող տարրերի հավաքածուն կոչվում է ծառայության ջրամատակարարման համակարգ։ Այն ներառում է՝ ջրամատակարարման աղբյուր (գետ, ջրամբար, հովացուցիչ աշտարակ – հովացուցիչ աշտարակ), շրջանառության պոմպ, մուտքային և ելքային խողովակներ։ Կոնդենսատորում տուրբին մտնող գոլորշու ջերմության մոտ 55%-ը փոխանցվում է սառեցված ջրին. ջերմության այս մասը չի օգտագործվում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար և վատնվում է:

Այս կորուստները զգալիորեն կրճատվում են, եթե տուրբինից մասամբ սպառված գոլորշին վերցվի, և դրա ջերմությունն օգտագործվի արդյունաբերական ձեռնարկությունների տեխնոլոգիական կարիքների համար կամ ջեռուցման և տաք ջրամատակարարման ջրի ջեռուցման համար: Այսպիսով, կայանը դառնում է համակցված ջերմաէլեկտրակայան (ՋԷԿ), որն ապահովում է էլեկտրական և ջերմային էներգիայի համակցված արտադրություն։ ՋԷԿ-երում տեղադրվում են գոլորշու արդյունահանմամբ հատուկ տուրբիններ՝ այսպես կոչված համակցված տուրբիններ։ Ջերմային սպառողին տրվող գոլորշու կոնդենսատը վերադարձվում է ջերմային էներգիայի սպառման կայան՝ հետադարձ կոնդենսատային պոմպի միջոցով:

ՋԷԿ-ում առկա են գոլորշու և կոնդենսատի ներքին կորուստներ գոլորշի-ջուր ճանապարհի ոչ լրիվ կիպ լինելու, ինչպես նաև կայանի տեխնիկական կարիքների համար գոլորշու և կոնդենսատի անվերադարձ սպառման պատճառով։ Դրանք կազմում են տուրբինների ընդհանուր գոլորշու հոսքի մոտավորապես 1-1,5%-ը:

ՋԷԿ-ներում կարող են լինել գոլորշու և կոնդենսատի արտաքին կորուստներ՝ կապված արդյունաբերական սպառողների ջերմության մատակարարման հետ: Միջին հաշվով դրանք կազմում են 35 - 50%: Գոլորշու և կոնդենսատի ներքին և արտաքին կորուստները համալրվում են ջրի մաքրման կայանում նախապես մշակված կոսմետիկ ջրով:

Այսպիսով, կաթսայի սնուցման ջուրը տուրբինային կոնդենսատի և հարդարման ջրի խառնուրդ է:

Կայանի էլեկտրական սարքավորումները ներառում են էլեկտրական գեներատոր, կապի տրանսֆորմատոր, հիմնական անջատիչ սարք, էլեկտրակայանի սեփական մեխանիզմների էլեկտրամատակարարման համակարգ՝ օժանդակ տրանսֆորմատորի միջոցով։

Կառավարման համակարգը հավաքում և մշակում է տեղեկատվություն տեխնոլոգիական գործընթացի ընթացքի և սարքավորումների վիճակի, մեխանիզմների ավտոմատ և հեռակառավարման և հիմնական գործընթացների կարգավորման, սարքավորումների ավտոմատ պաշտպանության մասին:

Հիդրավլիկ էլեկտրակայաններ (ՀԷԿ) և պոմպային պահեստներ (ՀԷԿ)՝ օգտագործելով ընկնող ջրի էներգիան

Ատոմային էլեկտրակայաններ (ԱԷԿ)՝ օգտագործելով միջուկային տրոհման էներգիան

Դիզելային էլեկտրակայաններ (DPP)

Ջերմային էլեկտրակայաններ գազատուրբինով (GTU) և համակցված ցիկլի կայաններով (CCGT)

Արևային էլեկտրակայաններ (SPP)

Հողմային էլեկտրակայաններ (WPP)

Երկրաջերմային էլեկտրակայաններ (GEOTES)

Մակընթացային էլեկտրակայաններ (ՋԷԿ)

Ամենից հաճախ ժամանակակից էներգիայի մեջ առանձնանում են ավանդական և ոչ ավանդական էներգիան։

Ավանդական էներգետիկ ոլորտը հիմնականում բաժանված է էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության և ջերմային էներգիայի արդյունաբերության:

Էներգիայի ամենահարմար տեսակը էլեկտրականն է, որը կարելի է քաղաքակրթության հիմք համարել։ Առաջնային էներգիայի վերածումը էլեկտրական էներգիայի իրականացվում է էլեկտրակայաններում։

Մեր երկիրը ահռելի քանակությամբ էլեկտրաէներգիա է արտադրում և սպառում։ Այն արտադրվում է գրեթե ամբողջությամբ երեք հիմնական տեսակի էլեկտրակայանների կողմից՝ ջերմային, ատոմային և հիդրոէլեկտրակայաններ։

Աշխարհի էլեկտրաէներգիայի մոտավորապես 70%-ը արտադրվում է ջերմաէլեկտրակայանների կողմից։ Դրանք բաժանվում են կոնդենսացիոն ջերմաէլեկտրակայանների (CPP), որոնք արտադրում են միայն էլեկտրաէներգիա, և համակցված ջերմաէլեկտրակայանների (CHP), որոնք արտադրում են էլեկտրաէներգիա և ջերմություն։

Ռուսաստանում էներգիայի մոտ 75%-ն արտադրվում է ջերմաէլեկտրակայաններում։ ՋԷԿ-երը կառուցվում են վառելիքի արդյունահանման կամ էներգիայի սպառման տարածքներում: Լրիվ հոսող լեռնային գետերի վրա ձեռնտու է հիդրոէլեկտրակայաններ կառուցել։ Ուստի ամենամեծ հիդրոէլեկտրակայանները կառուցված են Սիբիրյան գետերի վրա։ Ենիսեյ, Անգարա. Բայց հարթ գետերի վրա կառուցվել են նաև հիդրոէլեկտրակայանների կասկադներ՝ Վոլգա, Կամա։

Ատոմակայանները կառուցվում են այն տարածքներում, որտեղ մեծ քանակությամբ էներգիա է սպառվում, իսկ այլ էներգետիկ ռեսուրսները բավարար չեն (երկրի արևմտյան մասում)։

Ռուսաստանում էլեկտրակայանների հիմնական տեսակները ջերմային են (ՋԷԿ): Այս կայանքները արտադրում են Ռուսաստանի էլեկտրաէներգիայի մոտավորապես 67%-ը: Նրանց տեղադրման վրա ազդում են վառելիքի և սպառողական գործոնները: Ամենահզոր էլեկտրակայանները գտնվում են վառելիքի արդյունահանման վայրերում։ Բարձր կալորիականությամբ, փոխադրվող վառելիք օգտագործող ջերմաէլեկտրակայանները միտված են սպառողին:

Նկ.1. ՋԷԿ-ի սխեմատիկ դիագրամ

ՋԷԿ-ի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է Նկ.1-ում: Պետք է հիշել, որ դրա նախագծում կարող են տրամադրվել մի քանի սխեմաներ. վառելիքի ռեակտորից հովացուցիչը կարող է անմիջապես չգնալ դեպի տուրբին, այլ ջերմափոխանակիչում զիջել իր ջերմությունը հաջորդ շղթայի հովացուցիչին, որն արդեն կարող է մտնել տուրբին, կամ կարող է հետագայում փոխանցել իր էներգիան հաջորդ եզրագծին: Նաև ցանկացած էլեկտրակայանում տրամադրվում է սպառված հովացուցիչ նյութի հովացման համակարգ՝ հովացուցիչ նյութի ջերմաստիճանը վերամշակման համար պահանջվող արժեքին հասցնելու համար: Եթե ​​էլեկտրակայանի մոտ կա բնակավայր, ապա դա ձեռք է բերվում թափոնների ջերմության միջոցով տաքացնելով տների կամ տաք ջրի ջուրը, իսկ եթե ոչ, ապա թափոնների ջերմության կրիչի ավելցուկային ջերմությունը պարզապես թափվում է. մթնոլորտը հովացման աշտարակներում. Սառեցման աշտարակները առավել հաճախ օգտագործվում են որպես արտանետվող գոլորշու կոնդենսատոր ոչ միջուկային էլեկտրակայաններում:

ՋԷԿ-ի հիմնական սարքավորումն է կաթսա-շոգեգեներատոր, տուրբին, գեներատոր, գոլորշու կոնդենսատոր, շրջանառության պոմպ։

Գոլորշի գեներատորի կաթսայում, երբ վառելիքն այրվում է, ջերմային էներգիա է արտազատվում, որը վերածվում է ջրի գոլորշու էներգիայի։ Տուրբինում ջրի գոլորշու էներգիան վերածվում է պտտման մեխանիկական էներգիայի։ Գեներատորը ռոտացիայի մեխանիկական էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի։ CHP-ի սխեման տարբերվում է նրանով, որ բացի էլեկտրական էներգիայից, այն նաև ջերմություն է առաջացնում՝ հեռացնելով գոլորշու մի մասը և դրանով տաքացնելով ջերմային ցանցին մատակարարվող ջուրը:

Կան ջերմային էլեկտրակայաններ՝ գազատուրբիններով։ Աշխատանքային հեղուկը և դրանք՝ գազ օդով։ Գազն ազատվում է օրգանական վառելիքի այրման ժամանակ և խառնվում տաքացվող օդի հետ։ Գազ-օդ խառնուրդը 750-770°C ջերմաստիճանում սնվում է տուրբինի մեջ, որը պտտում է գեներատորը։ Գազային տուրբիններով ջերմաէլեկտրակայաններն ավելի մանևրելի են, հեշտ են գործարկվում, կանգնեցնում և կարգավորվում: Բայց դրանց հզորությունը 5-8 անգամ պակաս է գոլորշուներից։

ՋԷԿ-երում էլեկտրաէներգիայի արտադրության գործընթացը կարելի է բաժանել երեք ցիկլերի՝ քիմիական՝ այրման գործընթաց, որի արդյունքում ջերմությունը փոխանցվում է գոլորշու. մեխանիկական - գոլորշու ջերմային էներգիան վերածվում է ռոտացիոն էներգիայի. էլեկտրական - մեխանիկական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի:

ՋԷԿ-ի ընդհանուր արդյունավետությունը բաղկացած է ցիկլերի արդյունավետության (η) արտադրյալից.

Իդեալական մեխանիկական ցիկլի արդյունավետությունը որոշվում է այսպես կոչված Կարնո ցիկլով.

որտեղ T 1 և T 2 - գոլորշու ջերմաստիճանը գոլորշու տուրբինի մուտքի և ելքի մոտ:

Ժամանակակից ջերմաէլեկտրակայաններում T 1 =550°C (823°K), T 2 =23°C (296°K):

Գործնականում հաշվի առնելով կորուստները η TES = 36-39%: Ջերմային էներգիայի ավելի ամբողջական օգտագործման շնորհիվ CHP-ի արդյունավետությունը = 60-65%:

Ատոմակայանը ՋԷԿ-ից տարբերվում է նրանով, որ կաթսան փոխարինվում է միջուկային ռեակտորով։ Միջուկային ռեակցիայի ջերմությունն օգտագործվում է գոլորշու արտադրության համար։

Ատոմակայաններում առաջնային էներգիան ներքին միջուկային էներգիան է, որն անջատվում է միջուկային տրոհման ժամանակ վիթխարի կինետիկ էներգիայի տեսքով, որն էլ իր հերթին վերածվում է ջերմության։ Տեղակայումը, որտեղ տեղի են ունենում այս փոխակերպումները, կոչվում է ռեակտոր:

Ռեակտորի միջուկով անցնում է հովացուցիչ նյութ, որը ծառայում է ջերմության հեռացմանը (ջուր, իներտ գազեր և այլն): Հովացուցիչ նյութը ջերմություն է տեղափոխում գոլորշու գեներատորի մեջ՝ այն տալով ջրին: Ստացված ջրի գոլորշին մտնում է տուրբին: Ռեակտորի հզորությունը վերահսկվում է հատուկ ձողերի միջոցով: Դրանք ներմուծվում են միջուկ և փոխում են նեյտրոնային հոսքը, հետևաբար՝ միջուկային ռեակցիայի ինտենսիվությունը։

Ատոմակայանի բնական միջուկային վառելիքը ուրանն է։ Ճառագայթումից կենսաբանական պաշտպանության համար օգտագործվում է մի քանի մետր հաստությամբ բետոնի շերտ։

1 կգ ածուխ այրելիս կարելի է ստանալ 8 կՎտ/ժ էլեկտրաէներգիա, իսկ 1 կգ միջուկային վառելիքի սպառմամբ՝ 23 մլն կՎտ/ժ էլեկտրաէներգիա։

Ավելի քան 2000 տարի մարդկությունն օգտագործում է Երկրի ջրային էներգիան։ Այժմ ջրային էներգիան օգտագործվում է հիդրոէլեկտրակայաններում (ՀԷԿ) երեք տեսակի.

• հիդրոէլեկտրակայաններ (ՀԷԿ);
• մակընթացային էլեկտրակայաններ (ՏԷԿ)՝ օգտագործելով ծովերի և օվկիանոսների մակընթացությունների էներգիան.
• պոմպային-պահեստային կայաններ (ՊՍՊԿ), որոնք կուտակում և օգտագործում են ջրամբարների և լճերի էներգիան։

Էլեկտրակայանի տուրբինում հիդրոէներգիայի ռեսուրսները վերածվում են մեխանիկական էներգիայի, որը գեներատորում վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։

Այսպիսով, էներգիայի հիմնական աղբյուրներն են պինդ վառելիքը, նավթը, գազը, ջուրը, ուրանի միջուկների քայքայման էներգիան և այլ ռադիոակտիվ նյութեր։