Bagaimana tenaga elektrik dihasilkan dalam loji kuasa haba (CHP)

Loji kuasa haba dibahagikan kepada stesen:

• mengikut jenis enjin pendorong - turbin stim, turbin gas, dengan enjin pembakaran dalaman;

• mengikut jenis bahan api — dengan bahan api organik pepejal (arang batu, kayu api, gambut), bahan api cecair (minyak, petrol, minyak tanah, bahan api diesel), berjalan dengan gas.

Dalam loji kuasa terma, tenaga bahan api yang dibakar ditukar kepada tenaga haba, yang digunakan untuk memanaskan air di dalam dandang dan menjana wap. Tenaga wap memacu turbin stim yang disambungkan kepada penjana.

Loji kuasa haba di mana wap digunakan sepenuhnya untuk menghasilkan elektrik dipanggil loji kuasa pemeluwapan (CES). IES berkuasa terletak berhampiran kawasan pengeluaran bahan api, jauh daripada pengguna elektrik, oleh itu elektrik dihantar pada voltan tinggi (220 — 750 kV). Loji kuasa dibina dalam blok.

Loji kuasa kogenerasi atau gabungan haba dan loji kuasa (CHP) digunakan secara meluas di bandar.Dalam loji janakuasa ini, wap yang sebahagiannya habis dalam turbin digunakan untuk keperluan teknologi, serta untuk pemanasan dan air panas dalam perkhidmatan kediaman dan komunal. Pengeluaran elektrik dan haba secara serentak mengurangkan kos bekalan elektrik dan haba berbanding pengeluaran elektrik dan haba yang berasingan.

Loji janakuasa terma menggunakan haba yang dijana dengan membakar bahan api fosil seperti minyak, gas, arang batu atau minyak bahan api untuk menghasilkan sejumlah besar wap tekanan tinggi daripada air. Seperti yang anda lihat, wap di sini, walaupun bertindak sebagai penyejuk dari zaman enjin stim, masih mampu menghidupkan penjana turbin dengan sempurna.

Stim dari dandang disalurkan ke turbin, dengan aci disambungkan kepada penjana arus ulang-alik tiga fasa. Tenaga mekanikal putaran turbin ditukar kepada tenaga elektrik penjana dan dihantar kepada pengguna pada voltan penjana atau pada voltan injak melalui transformer injak.

Tekanan stim yang dibekalkan dalam turbin adalah kira-kira 23.5 MPa, manakala suhunya boleh mencapai 560 ° C. Dan air digunakan dalam loji kuasa haba dengan tepat kerana ia dipanaskan oleh bahan api organik fosil yang khas untuk tumbuhan tersebut, yang rizabnya. berada di kedalaman planet kita masih agak besar, walaupun mereka memberikan tolak besar dalam bentuk pelepasan berbahaya yang mencemarkan alam sekitar.

Jadi rotor berputar turbin disambungkan di sini kepada angker penjana turbin kuasa besar (beberapa megawatt) yang akhirnya menjana elektrik di loji kuasa haba ini.

Dari segi kecekapan tenaga, loji janakuasa haba secara amnya adalah sedemikian rupa sehingga penukaran haba kepada elektrik dijalankan pada mereka dengan kecekapan kira-kira 40%, manakala jumlah haba yang sangat besar dalam kes yang paling teruk hanya dibuang ke persekitaran dan dalam yang paling teruk - dalam kes terbaik, ia segera dibekalkan kepada pemanasan dan air panas, bekalan air kepada pengguna berdekatan. Oleh itu, jika haba yang dikeluarkan dalam loji janakuasa segera digunakan untuk bekalan haba, maka kecekapan loji sedemikian secara amnya mencapai 80%, dan stesen itu dipanggil gabungan haba dan loji kuasa atau TPP.

Turbin penjana yang paling biasa bagi loji janakuasa haba mengandungi pada acinya sebilangan besar roda dengan bilah dijarakkan dalam dua kumpulan berasingan. Stim di bawah tekanan tertinggi, yang dilepaskan dari dandang, serta-merta memasuki laluan aliran set penjana, di mana ia memutar set pertama pendesak ram. Di samping itu, stim yang sama dipanaskan lagi dalam pemanas stim, selepas itu ia memasuki kumpulan kedua roda yang beroperasi pada tekanan stim yang lebih rendah.

Akibatnya, turbin, yang disambungkan terus ke pemutar penjana, membuat 50 pusingan sesaat (medan magnet angker, yang melintasi belitan stator penjana, juga berputar pada frekuensi yang sepadan). Untuk mengelakkan penjana daripada terlalu panas semasa operasi, stesen mempunyai sistem penyejukan untuk penjana yang menghalangnya daripada terlalu panas.

Pembakar dipasang di dalam dandang loji kuasa haba, di mana bahan api dibakar, membentuk nyalaan suhu tinggi. Sebagai contoh, habuk arang batu boleh dibakar dengan oksigen.Nyalaan meliputi kawasan besar paip dengan konfigurasi kompleks dengan air yang melaluinya, yang, apabila dipanaskan, menjadi wap yang keluar ke luar di bawah tekanan tinggi.

Wap air yang mengalir keluar di bawah tekanan tinggi disalurkan ke bilah turbin, memindahkan tenaga mekanikalnya kepadanya. Turbin berputar dan tenaga mekanikal ditukar kepada tenaga elektrik. Mengatasi sistem bilah turbin, stim diarahkan ke pemeluwap, di mana, jatuh pada paip dengan air sejuk, ia terkondensasi, iaitu, ia menjadi cecair semula - air. Loji kuasa haba sedemikian dipanggil loji kuasa pemeluwapan (CES).

Gabungan haba dan loji kuasa (CHP), tidak seperti loji kuasa pemeluwapan (CES), mengandungi sistem untuk mengekstrak haba daripada stim selepas ia melalui turbin dan sudah menyumbang kepada pengeluaran elektrik.

Stim diambil dengan parameter yang berbeza, yang bergantung pada jenis turbin tertentu, dan jumlah stim yang diambil dari turbin juga dikawal. Stim yang diambil untuk menjana haba dipekatkan dalam dandang rangkaian, di mana ia memberikan tenaganya kepada air rangkaian, dan air dipam ke puncak dandang air panas dan titik pemanasan. Di samping itu, air dibekalkan ke sistem pemanasan.

Jika perlu, pengekstrakan haba daripada stim di loji kuasa haba boleh dimatikan sepenuhnya, maka gabungan haba dan loji kuasa akan menjadi IES yang mudah. Oleh itu, loji kuasa haba boleh beroperasi dalam salah satu daripada dua mod: dalam mod terma — apabila keutamaan adalah untuk menjana haba, atau dalam mod elektrik — apabila keutamaan adalah elektrik, contohnya pada musim panas.