Koľko vyrába CHP? TES - čo to je? TPP a CHP: rozdiely

Pre lepšie spaľovanie plynu sú kotly vybavené ťahacími mechanizmami. Do kotla sa privádza vzduch, ktorý slúži ako okysličovadlo pri spaľovaní plynu. Na zníženie hladiny hluku sú mechanizmy vybavené tlmičmi hluku. Spaliny vznikajúce pri spaľovaní paliva sú odvádzané do komína a rozptýlené do atmosféry.

Horúci plyn prúdi cez dymovod a ohrieva vodu prechádzajúcu cez špeciálne kotlové rúrky. Pri zahrievaní sa voda mení na prehriatu paru, ktorá vstupuje do parnej turbíny. Para vstupuje do turbíny a začína otáčať lopatky turbíny, ktoré sú spojené s rotorom generátora. Energia pary sa premieňa na mechanickú energiu. V generátore sa mechanická energia premieňa na elektrickú energiu, rotor sa ďalej otáča a vytvára striedavý elektrický prúd vo vinutiach statora.

Prostredníctvom zvyšovacieho transformátora a znižovacej trafostanice sa elektrina dodáva spotrebiteľom cez elektrické vedenie. Para odsávaná v turbíne sa posiela do kondenzátora, kde sa mení na vodu a vracia sa do kotla. V tepelnej elektrárni sa voda pohybuje v kruhu. Chladiace veže sú určené na chladenie vody. Kogeneračné jednotky využívajú ventilátorové a vežové chladiace veže. Voda v chladiacich vežiach je chladená atmosférickým vzduchom. V dôsledku toho sa uvoľňuje para, ktorú vidíme nad chladiacou vežou v podobe oblakov. Voda v chladiacich vežiach stúpa pod tlakom a padá ako vodopád do prednej komory, odkiaľ steká späť do tepelnej elektrárne. Aby sa znížilo strhávanie kvapiek, chladiace veže sú vybavené lapačmi vody.

Zásobovanie vodou je zabezpečené z rieky Moskva. V budove chemickej úpravy vody sa voda čistí od mechanických nečistôt a privádza sa do skupín filtrov. V niektorých sa pripravuje na úroveň vyčistenej vody na napájanie vykurovacej siete, v iných - na úroveň demineralizovanej vody a používa sa na napájanie energetických jednotiek.

Cyklus používaný na zásobovanie teplou vodou a diaľkové vykurovanie je tiež uzavretý. Časť pary z parná turbína odoslané do ohrievačov vody. Ďalej je horúca voda nasmerovaná na vykurovacie body, kde dochádza k výmene tepla s vodou prichádzajúcou z domov.

Vysoko kvalifikovaní špecialisti Mosenergo podporujú výrobný proces 24 hodín denne a zásobujú obrovskú metropolu elektrinou a teplom.

Ako funguje pohonná jednotka s kombinovaným cyklom?

Tepelná časť elektrární je dostatočne podrobne rozobratá v kurze „Všeobecná energetika“. Tu je však v tomto kurze vhodné vrátiť sa k úvahám o niektorých otázkach tepelnej časti. Túto úvahu však treba brať z hľadiska jej vplyvu na elektrickú časť elektrární.

2.1. Schémy kondenzačných elektrární (CPS)

Napájacia voda je do kotla dodávaná aj napájacím čerpadlom (PN). vysoká teplota premení na paru. Na výstupe kotla sa teda získava ostrá para s nasledujúcimi parametrami: p=3...30 MPa, t=400...650°C. Do parnej turbíny (T) sa privádza živá para. Tu sa energia pary premieňa na mechanickú energiu otáčania rotora turbíny. Táto energia sa prenáša do elektrického synchrónneho generátora (G), kde sa premieňa na elektrickú energiu.

Odpadová para z turbíny vstupuje do kondenzátora (K) (preto sa tieto stanice nazývajú kondenzačné stanice), ochladzujú sa studenou vodou a kondenzujú. Kondenzát je privádzaný čerpadlom kondenzátu (CP) do systému úpravy vody (ČOV) a následne po doplnení chemicky čistenou vodou (dnes nazývaná napájacia voda) je privádzaný do kotla napájacím čerpadlom.

Zdrojom studenej vody, ktorá je privádzaná do kondenzátora obehovým čerpadlom (CP), môže byť rieka, jazero, umelá nádrž, ale aj chladiace veže a rozprašovacie jazierka. Prechod hlavnej časti pary cez kondenzátor vedie k tomu, že 60...70% tepelnej energie generovanej kotlom je odvádzaných cirkulujúcou vodou.

Plynné produkty spaľovania paliva z kotla sú odvádzané odsávačmi dymu (Ds) a vypúšťané do atmosféry komínom vysokým 100...250 m (najvyšší komín s výškou 420 m je zapísaný v Guinessovej knihe rekordov) a pevné častice sú odosielané na skládku popola hydraulickým systémom odstraňovania popola (GZU).

Všetky tieto zariadenia a celky (podávače prachu, dúchadlá, odsávače dymu, napájacie čerpadlá atď.) určené na zabezpečenie technologického procesu a normálnej prevádzky hlavného zariadenia (kotly, turbíny, generátory) sa nazývajú pomocné mechanizmy (S.N.). Na blokových staniciach sú mechanizmy S.N. Delia sa na blokové, určené na zabezpečenie prevádzky len jedného bloku a všeobecné staničné - na prevádzku stanice ako celku.

Hlavné mechanizmy S.N. sú:

– ventilátor (DV) na prívod vzduchu do kotla;

– odsávač dymu (Ds) na vypúšťanie plynných (a prevažne pevných suspendovaných častíc) produktov spaľovania paliva z kotla do komína vysokého 100...250 m (420 m v Guinessovej knihe);

– obehové čerpadlo (CP) na dodávku studenej cirkulačnej vody do kondenzátora;

– čerpadlo kondenzátu (KN) na odčerpávanie kondenzátu z kondenzátora;

– napájacie čerpadlo (PN) na dodávku napájacej vody do kotla a na vytvorenie požadovaného tlaku v prevádzkovom okruhu.

Elektráreň využíva aj ďalšie pomocné mechanizmy na dodávku paliva a prípravu paliva, v chemickej úprave vody a systémoch odstraňovania trosky a popola, v riadiacich systémoch pre rôzne posúvače, kohútiky a armatúry atď. atď. Všetky vo vnútri tento kurz Nie je vhodné ich uvádzať, ale napriek tomu väčšinu z nich zvážime v procese štúdia materiálu.

Mechanizmy S.N. rozdelené na zodpovedných a nezodpovedných.

Zodpovedné sú tie mechanizmy, ktorých krátkodobé zastavenie vedie k núdzovému odstaveniu alebo vyloženiu hlavných blokov stanice. Krátkodobé prerušenie prevádzky nekritických pomocných mechanizmov nevedie k okamžitému núdzovému zastaveniu hlavného zariadenia. Aby sa však nenarušil technologický cyklus výroby elektriny, po krátkom čase ich treba opäť uviesť do prevádzky.

V kotolni sú zodpovednými mechanizmami odsávače dymu, ventilátory a podávače prachu. Zastavenie prevádzky odsávačov dymu, ventilátorov a podávačov prachu vedie k zhasnutiu horáka a odstaveniu parného kotla. Medzi nezodpovedné patria preplachovacie a zachytávacie čerpadlá hydraulického systému odstraňovania popola (GZU), ako aj elektrické odlučovače.

Medzi kritické strojové zariadenia strojovne patria napájacie, obehové a kondenzátové čerpadlá, turbínové a generátorové olejové čerpadlá, zdvíhacie čerpadlá chladiča generátorového plynu a olejové čerpadlá s tesnením hriadeľa generátora. Irelevantné mechanizmy zahŕňajú vypúšťacie čerpadlá regeneračných ohrievačov, drenážne čerpadlá a ejektory.

Významné miesto v technologickom cykle stanice zaujímajú napájacie čerpadlá, ktoré dodávajú napájaciu vodu do parných kotlov. Výkon elektrických pohonov vysokotlakových napájacích čerpadiel dosahuje 40 % (pri plyno-olejových CPP) z celkového výkonu spotrebiteľov vlastnej potreby, t.j. niekoľko megawattov. Zastavenie napájacích čerpadiel vedie k núdzovému odstaveniu parných kotlov technologickými ochranami. Takúto odstávku znášajú najmä prietokové kotly blokových elektrární.

Vyradenie kondenzátnych a obehových čerpadiel vedie k narušeniu podtlaku turbíny a k ich núdzovému odstaveniu.

Medzi mimoriadne kritické pomocné mechanizmy, ktorých vypnutie môže viesť k poškodeniu hlavných jednotiek, patria olejové čerpadlá systému mazania turbogenerátora a tesnenia hriadeľa generátora. Nezapnutie záložných olejových čerpadiel pri núdzovom odstavení stanice so stratou pomocného výkonu môže viesť k prerušeniu dodávky oleja do ložísk turbíny a generátora a roztaveniu ich ložísk. Preto je napájanie olejových čerpadiel turbín a tesnenia hriadeľa generátora zálohované batériami.

Osobitné miesto v tepelných elektrárňach zaujímajú mechanizmy na prípravu paliva a zásobovanie palivom: drviče, mlyny na mletie uhlia, mlynské ventilátory, dopravníky a dopravníky na zásobovanie palivami a bunkre prachových zariadení, nakladacie žeriavy v sklade uhlia, sklápače automobilov. Krátkodobé zastavenie týchto mechanizmov väčšinou nevedie k narušeniu technologického cyklu výroby elektrickej a tepelnej energie, a preto možno tieto mechanizmy klasifikovať ako nezodpovedné. V bunkroch je totiž vždy zásoba surového uhlia, a preto zastavenie dopravníkov alebo zariadení na drvenie uhlia nevedie k zastaveniu dodávky paliva do spaľovacích komôr. Bubnové guľové mlyny je možné aj zastaviť, keďže pri ich použití v elektrárňach sú väčšinou medzibunkre so zásobou uhoľného prachu dimenzované na približne dve hodiny prevádzky kotla pri menovitom výkone. Keď sa používajú kladivové mlyny, medzizásobníky sa zvyčajne neposkytujú, ale na každý kotol sú inštalované najmenej tri mlyny. Keď sa jeden z nich zastaví, zvyšné poskytujú najmenej 90 % produktivity.

Všeobecné staničné mechanizmy zahŕňajú čerpadlá na chemickú úpravu vody a zásobovanie domácností vodou. Väčšinu z nich možno klasifikovať ako nezodpovedných spotrebiteľov, pretože krátkodobé odstavenie čerpadiel na chemickú úpravu vody by nemalo viesť k havarijnému stavu v zásobovaní kotlov vodou. Výnimkou sú čerpadlá na dodávanie chemicky čistenej vody do turbínového priestoru, pretože v prípade narušenia rovnováhy medzi ich výkonom a spotrebou napájacej vody je možné núdzový na stanici.

Mechanizmy pre všeobecné staničné účely zahŕňajú aj záložné budiče, čerpadlá na umývanie kyselín, protipožiarne čerpadlá (tieto mechanizmy nefungujú za normálnych prevádzkových podmienok blokov), ventilačné zariadenia, vzduchové kompresory, žeriavové zariadenia, dielne, nabíjačky batérií, otvorené rozvádzače a kombinovaná pomocná budova. Väčšinu týchto mechanizmov možno klasifikovať ako nezodpovedné. Zodpovedné sú niektoré pomocné mechanizmy elektrickej časti stanice: motorgenerátory podávačov prachu a chladiace ventilátory výkonných transformátorov, ktoré prefukujú olejové chladiče a silne cirkulujú olej. Keď generátor pracuje so záložným budičom, tento tiež patrí k zodpovedným mechanizmom pre jeho vlastné potreby.

Elektromotory sa spravidla používajú ako pohony pomocných mechanizmov a iba na staniciach s jednotkami s vyšším výkonom možno použiť parné turbíny na zníženie skratových prúdov v systéme pomocného napájania (o tom bude popísané nižšie). Na napájanie elektrických spotrebičov S.N. Na staniciach je zabezpečený napájací systém S.N. so špeciálnym zdrojom energie, ktorým je zvyčajne transformátor TSN pripojený na napätie generátora.

Vlastnosti IES sú nasledovné:

1) sú postavené čo najbližšie k ložiskám paliva alebo spotrebe elektrickej energie;

2) prevažná väčšina vyrobenej elektrickej energie sa dodáva do elektrických sietí vysokého napätia (110...750 kV);

Prvé dva body určujú účel staníc kondenzačného typu - napájanie do regionálnych sietí (ak je stanica vybudovaná v oblasti, kde sa spotrebúva elektrická energia) a napájanie sústavy (pri výstavbe stanice v miestach, kde sa vyrába palivo). ).

3) pracovať podľa voľného (nezávislého od spotrebiteľov tepla) harmonogramu výroby elektriny - výkon sa môže meniť od vypočítaného maxima po technologické minimum (určené najmä stabilitou spaľovania plameňa v kotle);

4) nízka manévrovateľnosť - otáčanie turbín a nakladanie záťaže zo studeného stavu vyžaduje približne 3...10 hodín;

Body 3 a 4 určujú prevádzkový režim takýchto staníc - pracujú najmä v základnej časti plánu zaťaženia systému.

5) vyžadovať viac chladiaca voda na jej privádzanie do turbínových kondenzátorov;

Táto vlastnosť určuje stavenisko stanice - v blízkosti nádrže s dostatočným množstvom vody.

6) majú relatívne nízku účinnosť - 30...40%.

1.2. schémy CHP

Kombinované teplárne sú určené na centralizované zásobovanie priemyselných podnikov a miest teplom a elektrickou energiou. Na rozdiel od CES preto kogeneračné jednotky okrem elektrickej energie vyrábajú teplo vo forme pary alebo horúcej vody pre potreby výroby, vykurovania, vetrania a zásobovania teplou vodou. Pre tieto účely má tepelná elektráreň významné odbery pary, čiastočne odsávanej v turbíne. Pri takejto kombinovanej výrobe elektrickej a tepelnej energie sa dosahujú výrazné úspory paliva v porovnaní so samostatným napájaním, t.j. výrobu elektriny v CPP a príjem tepla z miestnych kotolní.

Turbíny s jedným a dvoma riadenými odbermi pary a kondenzátormi sú najviac používané v tepelných elektrárňach. Regulovateľné odbery umožňujú v určitých medziach samostatne regulovať dodávku tepla a výrobu elektriny.

Pri čiastočnom tepelnom zaťažení môžu v prípade potreby vyvinúť menovitý výkon prechodom pary do kondenzátorov. Pri veľkej a konštantnej spotrebe pary v technologických procesov Používajú sa aj turbíny s protitlakom bez kondenzátorov. Prevádzkový výkon takýchto jednotiek je úplne určený tepelným zaťažením. Najrozšírenejšie sú jednotky s výkonom 50 MW a vyšším (do 250 MW).

Mechanizmy pre pomocné potreby v KVET sú podobné ako v CPP, ale sú doplnené o mechanizmy, ktoré zabezpečujú dodávku tepelnej energie spotrebiteľovi. Patria sem: sieťové čerpadlá (SN), kotlové kondenzačné čerpadlá, napájacie čerpadlá vykurovacej siete, vratné čerpadlá kondenzátu (RCP) a iné mechanizmy.

Kombinovaná výroba tepelnej a elektrickej energie výrazne komplikuje technologická schéma KVET určuje aj závislosť výroby elektrickej energie od odberateľa tepla. Režim KVET – denný a sezónny – je určený najmä spotrebou tepla. Stanica funguje najekonomickejšie, ak jej elektrický výkon zodpovedá tepelnému výkonu. V tomto prípade sa do kondenzátorov dostane minimálne množstvo pary. V obdobiach, keď je spotreba tepla relatívne nízka, napríklad v lete, ako aj v zime, keď je teplota vzduchu vyššia ako návrhová teplota a v noci, elektrický výkon tepelnej elektrárne zodpovedajúci spotrebe tepla klesá. Ak energetický systém potrebuje elektrickú energiu, tepelná elektráreň musí prejsť do zmiešaného režimu, čím sa zvýši prietok pary do nízkotlakovej časti turbíny a do kondenzátorov. Okrem toho, aby sa predišlo prehriatiu chvostovej časti turbíny, musí cez ňu prechádzať určité množstvo pary vo všetkých režimoch. Zároveň sa znižuje účinnosť elektrárne. Pri znížení elektrickej záťaže v tepelnej elektrárni pod výkon tepelnej spotreby možno tepelnú energiu potrebnú pre spotrebiteľov získavať pomocou redukčno-chladiacej jednotky ROU, poháňanej ostrou parou z kotla.

Akčný rádius výkonných tepelných elektrární - zásobovanie horúcu vodu na vykurovanie - nepresahuje 10 km. Prímestské kogeneračné jednotky prenášajú horúcu vodu s vyššou počiatočnou teplotou na vzdialenosť až 45 km. Steam pre výrobné procesy pri tlaku 0,8...1,6 MPa sa môže prenášať nie ďalej ako 2...3 km.

Pri priemernej hustote tepelného zaťaženia výkon tepelnej elektrárne zvyčajne nepresahuje 300...500 MW. Len v najväčšom veľké mestá(Moskva, Petrohrad) s vysokou hustotou zaťaženia sú vhodné tepelné elektrárne s výkonom do 1000...1500 MW.

Vlastnosti tepelnej elektrárne sú nasledovné:

1) sú postavené v blízkosti spotrebiteľov tepelnej energie;

2) zvyčajne fungujú na dovážané palivo (väčšina tepelných elektrární využíva plyn prepravovaný plynovodmi);

3) väčšina z nich vyrobená elektrina sa distribuuje spotrebiteľom v blízkom okolí (pri generátore alebo pri zvýšenom napätí);

4) fungovať podľa čiastočne vynúteného harmonogramu výroby elektriny (t. j. harmonogram závisí od spotrebiteľa tepla);

5) nízka manévrovateľnosť (ako IES);

6) majú relatívne vysokú celkovú účinnosť (60...75% s výrazným odberom pary pre výrobu a domáce potreby).

1.3. Schémy JE

Atómový elektrárne– ide o tepelné stanice, ktoré využívajú energiu jadrových reakcií. Tepelná energia uvoľnená v reaktore pri štiepnej reakcii jadier uránu sa z aktívnej zóny odvádza pomocou chladiva, ktoré sa čerpá pod tlakom cez aktívnu zónu. Najbežnejšou chladiacou kvapalinou je voda, ktorá sa dôkladne čistí v anorganických filtroch.

Jadrové elektrárne sú navrhované a konštruované s reaktormi rôznych typov využívajúcich tepelné alebo rýchle neutróny v jednookruhovej, dvojokruhovej alebo trojokruhovej konštrukcii. Vybavenie posledného okruhu, ktorého súčasťou je turbína a kondenzátor, je podobné ako vybavenie tepelných elektrární. Prvý, rádioaktívny okruh obsahuje reaktor, parogenerátor a napájacie čerpadlo.

Zapnuté jadrové elektrárne Používajú sa CIS jadrové reaktory tieto hlavné typy:

RBMK (vysokovýkonný reaktor, kanál) - tepelný neutrónový reaktor, voda-grafit;

VVER (vodou chladený energetický reaktor) – tepelný neutrónový reaktor, typ nádoby;

BN (fast neutrons) je rýchly neutrónový reaktor s chladivom tekutým kovom sodíka.

Jednotkový výkon jadrových blokov dosiahol 1 500 MW. V súčasnosti sa predpokladá, že výkon bloku jadrovej elektrárne nie je obmedzený ani tak technickými úvahami, ako skôr bezpečnostnými podmienkami v prípade havárií reaktorov.

Vodou chladené reaktory môžu pracovať vo vodnom alebo parnom režime. V druhom prípade sa para vyrába priamo v aktívnej zóne reaktora.

Ryža. 2.6. Jednookruhová schéma jadrovej elektrárne

V JE Leningrad bola použitá jednookruhová schéma s varným reaktorom a grafitovým moderátorom typu RBMK-1000. Reaktor pracuje v bloku s dvoma kondenzačnými turbínami typu K-500-65/3000 a dvoma generátormi s výkonom 500 MW. Varný reaktor je parogenerátor a tým predurčuje možnosť použitia jednookruhového okruhu. Počiatočné parametre nasýtenej pary pred turbínou: teplota 284°C, tlak pary 7,0 MPa. Jednookruhový obvod je pomerne jednoduchý, ale rádioaktivita sa šíri do všetkých prvkov jednotky, čo komplikuje biologickú ochranu.

Trojokruhová schéma sa používa v jadrových elektrárňach s rýchlymi neutrónovými reaktormi so sodíkovým chladivom typu BN-600. Aby sa zabránilo kontaktu rádioaktívneho sodíka s vodou, je skonštruovaný druhý okruh s nerádioaktívnym sodíkom. Obvod sa teda ukáže ako trojkruhový. Reaktor BN-600 pracuje v bloku s tromi kondenzačnými turbínami K-200-130 s počiatočným tlakom pary 13 MPa a teplotou 500°C.

Prvá priemyselná jadrová elektráreň Obninsk na svete s výkonom 5 MW bola uvedená do prevádzky v ZSSR 27. júna 1954. V roku 1956...1957. Bloky jadrových elektrární boli spustené v Anglicku (Calder Hall s výkonom 92 MW) a v USA (Shippingport Nuclear Power Plant s výkonom 60 MW). Následne sa začali zrýchľovať programy výstavby jadrových elektrární v Anglicku, USA, Japonsku, Francúzsku, Kanade, Nemecku, Švédsku a mnohých ďalších krajinách. Predpokladalo sa, že do roku 2000 by výroba elektriny z jadrových elektrární vo svete mohla dosiahnuť 50 % celkovej výroby elektriny. V súčasnosti však tempo vývoja jadrovej energie vo svete z viacerých dôvodov výrazne klesli.

Vlastnosti jadrovej elektrárne sú nasledovné:

1) môže byť postavená na akomkoľvek geografickom mieste vrátane ťažko dostupných miest;

2) vo svojom režime sú autonómne od série vonkajšie faktory;

3) vyžadujú malé množstvo paliva;

4) môže pracovať podľa rozvrhu voľného pracovného zaťaženia;

5) citlivé na striedavé podmienky, najmä jadrové elektrárne s reaktormi s rýchlymi neutrónmi; z tohto dôvodu a aj s prihliadnutím na požiadavky na hospodárnu prevádzku je základná časť harmonogramu zaťaženia elektrizačnej sústavy alokovaná pre jadrové elektrárne (doba využívania inštalovaného výkonu 6500...7000 h/rok);

6) mierne znečistiť atmosféru; emisie rádioaktívnych plynov a aerosólov sú nevýznamné a neprekračujú hodnoty prípustné hygienickými normami. V tomto smere sú jadrové elektrárne čistejšie ako tepelné.

1.4. Schémy vodných elektrární

Pri výstavbe vodnej elektrárne sa zvyčajne sledujú tieto ciele:

Výroba elektriny;

Zlepšenie podmienok pre plavbu na rieke;

Zlepšenie podmienok zavlažovania priľahlých pozemkov.

Výkon vodnej elektrárne závisí od prietoku vody turbínou a tlaku (rozdiel hladín horných a dolných bazénov).

Bloky pre každú vodnú elektráreň sa spravidla navrhujú individuálne vo vzťahu k charakteristikám tejto vodnej elektrárne.

Pre tlakové níže sa stavajú prietokové (vodné elektrárne Uglič a Rybinsk) alebo kombinované (vodné elektrárne Volžskij pomenované po V.I. Leninovi a pomenované podľa XXII. zjazdu KSSZ) a pre výrazné tlaky (viac ako 30...35 m) - priehradné vodné elektrárne (DneproGES, vodná elektráreň Bratsk). V horských oblastiach sa budujú diverzné vodné elektrárne (VN Gyumush, VE Farhad) s vysokými tlakmi a nízkymi prietokmi.

Ryža. 6

Vodné elektrárne majú zvyčajne nádrže, ktoré im umožňujú akumulovať vodu a regulovať jej prietok a následne aj prevádzkový výkon stanice tak, aby poskytovali čo najpriaznivejší režim pre energetický systém ako celok.

Regulačný proces je nasledujúci. Určitý čas, keď je zaťaženie elektrizačnej sústavy nízke (alebo prirodzený prítok vody v rieke je veľký), vodná elektráreň spotrebuje vodu v množstve menšom ako je prirodzený prítok. V tomto prípade sa voda hromadí v nádrži a prevádzková kapacita stanice je relatívne malá. Inokedy, keď je zaťaženie systému vysoké (alebo je prítok vody malý), vodná elektráreň spotrebuje vodu v množstve presahujúcom prirodzený prítok. V tomto prípade sa spotrebuje voda nahromadená v nádrži a prevádzková kapacita stanice sa zvýši na maximum. V závislosti od objemu zásobníka môže byť regulačná perióda alebo čas potrebný na naplnenie a prevádzku zásobníka deň, týždeň, niekoľko mesiacov alebo viac. Počas tejto doby môže vodná elektráreň spotrebovať presne definované množstvo vody, určené prirodzeným prítokom.

Pri prevádzke vodnej elektrárne spolu s tepelnými elektrárňami a jadrovými elektrárňami sa zaťaženie elektrizačnej sústavy rozloží medzi ne tak, aby pri danej spotrebe vody v sledovanom období bol dopyt po elektrine uspokojovaný s minimálnou spotrebou paliva. (alebo minimálne náklady pre palivo) v systéme. Skúsenosti s prevádzkou energetických systémov ukazujú, že počas väčšiny roka je vhodné využívať vodné elektrárne v špičkovom režime. To znamená, že počas dňa sa prevádzkový výkon vodnej elektrárne musí meniť v širokých medziach – od minima počas hodín, keď je zaťaženie elektrizačnej sústavy nízke, až po maximum počas hodín najvyššieho zaťaženia sústavy. Týmto využívaním vodných elektrární sa vyrovnáva zaťaženie tepelných staníc a ich prevádzka sa stáva hospodárnejšou.

V období povodní je vhodné využívať vodné elektrárne 24 hodín denne s prevádzkovou kapacitou blízkou maximu, a tým znížiť vypúšťanie nečinnej vody cez priehradu.

Prevádzku vodných elektrární charakterizujú časté štarty a zastavenia blokov, rýchla zmena prevádzkového výkonu z nuly na nominálny. Hydraulické turbíny sú svojou povahou prispôsobené tomuto režimu. Pre hydrogenerátory je tento režim tiež prijateľný, keďže na rozdiel od parných turbínových generátorov je axiálna dĺžka hydrogenerátora relatívne malá a teplotné deformácie vinutia sú menej výrazné. Proces spúšťania hydraulickej jednotky a získavania výkonu je plne automatizovaný a trvá len niekoľko minút.

Doba využívania inštalovaného výkonu vodných elektrární je zvyčajne kratšia ako u tepelných elektrární. Je to 1500...3000 hodín pre špičkové stanice a až 5000...6000 hodín pre základňové stanice. Na horských a polohorských riekach je vhodné stavať vodné elektrárne.

3-4. Mechanizmy pre pomocné potreby vodných elektrární

Mechanizmy pre pomocné potreby vodných elektrární sa podľa účelu delia na agregátne a všeobecné staničné.

Mechanizmy pomocných agregátov zabezpečujú spustenie, zastavenie a normálnu prevádzku hydraulických generátorov a s nimi spojených zvyšovacích výkonových transformátorov v blokových schémach. Patria sem:

Olejové čerpadlá riadiaceho systému hydraulickej turbíny;

Chladiace čerpadlá a ventilátory pre výkonové transformátory;

Olejové alebo vodné čerpadlá systému mazania jednotky;

Priame vodné chladiace čerpadlá pre generátory;

Jednotkové brzdové kompresory;

Čerpadlá na čerpanie vody z krytu turbíny;

Pomocné zariadenia systému budenia generátora;

Patogény v samobudiacich systémoch. Medzi verejné patria:

Čerpadlá na čerpanie vody zo špirálových komôr a sacích potrubí;

Čerpadlá na zásobovanie vodou pre domácnosť;

Drenážne čerpadlá;

Zariadenia na nabíjanie, ohrev a vetranie batérií;

žeriavy, zdvíhacie mechanizmy priehradové brány, štíty, zátky sacích potrubí, mriežky na zachytávanie odpadu;

Kompresory pre vonkajšie rozvádzače;

Vykurovanie, osvetlenie a vetranie priestorov a stavieb;

Vykurovacie zariadenia pre okenice, mriežky a drážky.

Vďaka centralizovanému systému zásobovania jednotiek stlačeným vzduchom sú súčasťou kompresorov pre celú stanicu aj kompresory pre jednotky tlaku oleja a brzdenie jednotky.

Zloženie a výkon elektrických prijímačov pre pomocné potreby vodných elektrární sú ovplyvnené klimatickými podmienkami: v drsnom podnebí sa objavuje značné (niekoľko tisíc kilowattov) vykurovacie zaťaženie na spínačoch, olejových nádržiach, olejom naplnených káblových koncovkách, mriežkach, brány, drážky; V horúcom podnebí tieto záťaže chýbajú, ale zvyšuje sa spotreba energie na chladenie zariadení, vetranie a klimatizáciu.

Na vodných elektrárňach pracuje nepretržite v dlhodobom režime relatívne malá časť pomocných mechanizmov. Patria sem: čerpadlá a chladiace ventilátory pre generátory a transformátory; pomocné zariadenia budiacich systémov; čerpadlá na vodné alebo olejové mazanie ložísk. Tieto mechanizmy patria medzi najkritickejšie a umožňujú prerušenie napájania počas trvania automatického prevodu zálohy (ATS). V nepretržitom režime pracujú aj čerpadlá pre technickú vodu a elektrické vykurovacie zariadenia. Ostatné elektrické prijímače fungujú opakovane, krátko, krátko alebo aj len občas. Zodpovednými mechanizmami za vlastné potreby sú aj požiarne čerpadlá, čerpadlá pre olejové tlakové zariadenia, niektoré drenážne čerpadlá, kompresory vonkajších rozvádzačov a uzatváracie mechanizmy pre ventily tlakových potrubí. Tieto mechanizmy umožňujú prerušenie napájania až na niekoľko minút bez narušenia normálneho a bezpečná práca jednotiek. Zvyšných spotrebiteľov vlastných potrieb možno klasifikovať ako nezodpovedných.

Olejové tlakové agregáty hydraulických agregátov majú dostatočnú energetickú rezervu na uzavretie vodiacej lopatky a zabrzdenie agregátu aj v prípade havarijného výpadku napätia v pomocnom systéme. Pre zaistenie bezpečnosti zariadení pri výpadku napätia vo vodných elektrárňach preto nie sú potrebné autonómne zdroje vo forme batérií a dieselových generátorov.

Jednotkový výkon pomocných mechanizmov sa pohybuje od jednotiek až po stovky kilowattov. Najvýkonnejšími mechanizmami pre vlastnú potrebu sú čerpadlá technickej vody, čerpadlá na čerpanie vody zo sacích potrubí a niektoré zdvíhacie mechanizmy. Vo väčšine vodných elektrární, s výnimkou odklonových vodných elektrární, sú odberatelia vlastných potrieb sústredení v obmedzenom priestore, v rámci staničnej budovy a priehrady.

Na rozdiel od tepelných elektrární, pomocné mechanizmy vodných elektrární nevyžadujú nepretržitú reguláciu produktivity; Postačuje prerušovaný a krátkodobý prevádzkový režim (olejové čerpadlá, kompresory).

Vlastnosti vodnej elektrárne sú nasledovné:

1) sú postavené tam, kde sú vodné zdroje a podmienky na výstavbu, ktoré sa zvyčajne nezhodujú s umiestnením elektrického zaťaženia;

2) väčšina elektrickej energie sa dodáva do elektrických sietí vysokého napätia;

3) pracovať na flexibilnom rozvrhu (ak existuje nádrž);

4) vysoko manévrovateľný (otáčanie a naberanie zaťaženia trvá približne 3...5 minút);

5) majú vysokú účinnosť (až 85%).

Z hľadiska prevádzkových parametrov majú vodné elektrárne oproti tepelným elektrárňam množstvo výhod. V súčasnosti však tepelná a jadrové elektrárne. Určujúcimi faktormi sú tu veľkosť kapitálových investícií a čas výstavby elektrární. (Sú tam údaje o konkrétnych kapitálových investíciách, nákladoch na elektrickú energiu a dobe výstavby rôzne druhy email stanice).

Špecifické náklady vodných elektrární (RUB/MW) sú vyššie ako špecifické náklady tepelných elektrární s rovnakým výkonom z dôvodu väčšieho objemu stavebné práce. Dlhšia je aj doba výstavby vodnej elektrárne. Náklady na elektrickú energiu sú však nižšie, keďže prevádzkové náklady nezahŕňajú náklady na palivo.

Prečerpávacie elektrárne.

Účelom prečerpávacích elektrární je vyrovnávanie denného harmonogramu zaťaženia elektrizačnej sústavy a zvyšovanie účinnosti tepelných elektrární a jadrových elektrární. V hodinách minimálneho zaťaženia sústavy pracujú bloky prečerpávacích elektrární v prečerpávacom režime, pričom prečerpávajú vodu z dolnej nádrže do hornej a tým zvyšujú zaťaženie tepelných elektrární a jadrových elektrární. Počas hodín maximálne zaťaženie Systémy pracujú v turbínovom režime, čerpajú vodu z hornej nádrže a tým vykladajú tepelné elektrárne a jadrové elektrárne od krátkodobých špičkových záťaží. Jednotky PSPP sa používajú aj ako rotačné záložné jednotky a ako synchrónne kompenzátory.

Špičkové prečerpávacie elektrárne sú konštruované spravidla na prevádzku v turbínovom režime 4...6 hodín denne. Doba prevádzky prečerpávacej elektrárne v prečerpávacom režime je 7...8 hodín s pomerom čerpania k výkonu turbíny 1,05...1,10. Ročné využitie kapacity prečerpávacej elektrárne je 1000...1500 hodín.

PSPP sú vybudované v systémoch, kde nie sú žiadne vodné elektrárne alebo ich kapacita nepostačuje na pokrytie zaťaženia počas špičiek. Sú vyrobené z množstva blokov, ktoré vyrábajú energiu vo vysokonapäťovej sieti a prijímajú ju zo siete pri prevádzke v režime čerpadla. Jednotky sú veľmi dobre manévrovateľné a možno ich rýchlo previesť z režimu čerpadla do režimu generátora alebo do režimu synchrónneho kompenzátora. Účinnosť prečerpávacích elektrární je 70...75%. Vyžadujú malý počet pracovníkov údržby. Prečerpávacie elektrárne je možné stavať tam, kde sú zdroje zásobovania vodou a miestne geologické podmienky umožňujú vytvorenie tlakovej nádrže.

1.4. Jednotky s plynovou turbínou

1.7. Solárne elektrárne.

Medzi solárnymi elektrárňami (solárne elektrárne) možno rozlíšiť dva typy elektrární - s parným kotlom a s kremíkovými fotočlánkami. Takéto elektrárne našli uplatnenie v rade krajín s významným počtom slnečných dní v roku. Podľa zverejnených údajov možno ich účinnosť zvýšiť až na 20 %.

1.8. Geotermálne elektrárne využívajú lacnú energiu z podzemných termálnych prameňov.

Geotermálne elektrárne fungujú na Islande, Novom Zélande, Papui, Novej Guinei, v USA av Taliansku poskytujú približne 6 % všetkej vyrobenej elektriny. V Rusku (na Komčatke) bola postavená geotermálna elektráreň Pauzhetskaya.

1.9. Prílivové elektrárne s takzvanými kapsulovými hydroelektrárňami sa stavajú tam, kde je výrazný rozdiel vo vodnej hladine počas prílivu a odlivu. Najvýkonnejší TPP Rance bol postavený v roku 1966 vo Francúzsku: jeho kapacita je 240 MW. PPP sa projektujú v USA s výkonom 1000 MW, vo Veľkej Británii s výkonom 7260 MW atď. V Rusku, na polostrove Kola, kde príliv a odliv dosahuje 10...13 m, bola v roku 1968 uvedená do prevádzky prvá etapa experimentálnej elektrárne Kislogubskaja (2·0,4 MW).

1.10. Magnetohydrodynamické elektrárne využívajú princíp generovania prúdu, keď pohybujúci sa vodič prechádza magnetickým poľom. Ako pracovná kvapalina sa používa nízkoteplotná plazma (asi 2700 C), ktorá vzniká pri spaľovaní organického paliva a dodávaní špeciálnych ionizačných prísad do spaľovacej komory. Pracovná tekutina prechádzajúca supravodivým magnetickým systémom vytvára jednosmerný prúd, ktorý sa pomocou invertorových meničov mení na striedavý prúd. Pracovná kvapalina po prechode magnetickým systémom vstupuje do parnej turbínovej časti elektrárne, pozostávajúcej z parogenerátora a klasickej kondenzačnej parnej turbíny. V súčasnosti je v Rjazaňskej štátnej okresnej elektrárni postavená 500 MW hlavná energetická jednotka MHD vrátane generátora MHD s výkonom cca 300 MW a agregátu parnej turbíny s výkonom 315 MW s K-300-240. turbína. Pri inštalovanom výkone nad 610 MW je výkon pohonnej jednotky MHD do systému 500 MW z dôvodu značnej spotreby energie pre vlastnú potrebu v pohonnej jednotke MHD.
časti. Účinnosť MGD-500 presahuje 45 %, merná spotreba paliva je približne 270 g/(kW*h). Hlavná pohonná jednotka MHD bola navrhnutá na využívanie zemného plynu, na ktorý sa v budúcnosti plánovalo prejsť tuhé palivo. Avšak ďalší rozvoj Inštalácie MHD neboli vyvinuté kvôli nedostatku materiálov schopných prevádzky pri tak vysokých teplotách.