Bota moderne kërkon një sasi të madhe energjie (elektrike dhe termike), e cila prodhohet në termocentrale të llojeve të ndryshme.
Njeriu ka mësuar se si të nxjerrë energji nga disa burime (lëndë djegëse hidrokarbure, burime bërthamore, ujë në rënie, erë, etj.) Megjithatë, edhe sot e kësaj dite termocentralet dhe ato bërthamore mbeten më të njohurat dhe efikaset, për të cilat do të diskutohet.
Çfarë është një termocentral bërthamor?
Një termocentral bërthamor (NPP) është një strukturë që përdor reaksionin e kalbjes së karburantit bërthamor për të prodhuar energji.
Përpjekjet për të përdorur një reaksion bërthamor të kontrolluar (d.m.th., të kontrolluar, të parashikueshëm) për të gjeneruar energji elektrike u bënë nga shkencëtarët sovjetikë dhe amerikanë në të njëjtën kohë - në vitet 40 të shekullit të kaluar. Në vitet 1950, "atomi paqësor" u bë realitet dhe në shumë vende të botës filluan të ndërtojnë termocentrale bërthamore.
Nyja qendrore e çdo centrali bërthamor është një instalim bërthamor në të cilin ndodh reaksioni. Gjatë kalbjes së substancave radioaktive, lëshohet një sasi e madhe nxehtësie. Energjia termike e lëshuar përdoret për të ngrohur ftohësin (zakonisht ujin), i cili, nga ana tjetër, ngroh ujin e qarkut sekondar derisa të kthehet në avull. Avulli i nxehtë i kthen turbinat, i cili gjeneron energji elektrike.
Mosmarrëveshjet për përshtatshmërinë e përdorimit të energjisë bërthamore për prodhimin e energjisë elektrike nuk shuhen në botë. Mbështetësit e termocentraleve bërthamore flasin për produktivitetin e tyre të lartë, sigurinë e gjeneratës së fundit të reaktorëve dhe faktin që termocentrale të tillë nuk ndotin mjedisin. Kundërshtarët argumentojnë se termocentralet bërthamore janë potencialisht jashtëzakonisht të rrezikshme dhe funksionimi i tyre dhe, veçanërisht, asgjësimi i karburantit të shpenzuar shoqërohet me kosto të mëdha.
Çfarë është TES?
Termocentralet janë lloji më tradicional dhe më i përhapur i termocentraleve në botë. Termocentralet (siç nënkupton kjo shkurtim) prodhojnë energji elektrike duke djegur lëndë djegëse hidrokarbure - gaz, qymyr, naftë. 
Skema e funksionimit të një termocentrali është si më poshtë: kur digjet karburanti, gjenerohet një sasi e madhe e energjisë termike, me ndihmën e së cilës nxehet uji. Uji shndërrohet në avull të mbinxehur, i cili futet në turbogjenerator. Duke rrotulluar, turbinat vënë në lëvizje pjesët e gjeneratorit elektrik, gjenerohet energji elektrike.
Në disa CHP, nuk ka asnjë fazë të transferimit të nxehtësisë në ftohës (ujë). Ata përdorin impiante turbinash me gaz, në të cilat turbina rrotullohet nga gazrat e përftuara drejtpërdrejt nga djegia e karburantit.
Një avantazh i rëndësishëm i TEC-eve është disponueshmëria dhe liria relative e karburantit. Megjithatë termocentralet kanë edhe disavantazhe. Para së gjithash, është një kërcënim për mjedisin. Kur karburanti digjet, një sasi e madhe e substancave të dëmshme lëshohen në atmosferë. Për t'i bërë termocentralet më të sigurta, përdoren një sërë metodash, duke përfshirë: pasurimin e karburantit, instalimin e filtrave të posaçëm që bllokojnë përbërjet e dëmshme, përdorimin e riqarkullimit të gazrave të gripit, etj.
Çfarë është një CHP?
Vetë emri i këtij objekti i ngjan atij të mëparshëm dhe në fakt, termocentralet, si termocentralet, konvertojnë energjinë termike të karburantit të djegur. Por përveç energjisë elektrike, termocentralet (siç nënkupton CHP) furnizojnë konsumatorët me ngrohje. Impiantet CHP janë veçanërisht të rëndësishme në zonat klimatike të ftohta, ku është e nevojshme të sigurohen ndërtesat e banimit dhe ndërtesat industriale me ngrohje. Kjo është arsyeja pse ka kaq shumë termocentrale në Rusi, ku tradicionalisht përdoret ngrohja qendrore dhe furnizimi me ujë i qyteteve.
Sipas parimit të funksionimit, CHP-të klasifikohen si termocentrale me kondensim, por ndryshe nga ato, në termocentralet e kombinuara, një pjesë e energjisë termike të gjeneruar përdoret për prodhimin e energjisë elektrike dhe një pjesë tjetër përdoret për ngrohjen e ftohësit, i cili. i ofrohet konsumatorit. 
Impiantet CHP janë më efikase se termocentralet konvencionale sepse lejojnë përdorimin maksimal të energjisë së marrë. Në fund të fundit, pas rrotullimit të gjeneratorit elektrik, avulli mbetet i nxehtë dhe kjo energji mund të përdoret për ngrohje.
Krahas termocentraleve, ka edhe termocentrale bërthamore, të cilat në të ardhmen duhet të luajnë një rol kryesor në furnizimin me energji elektrike dhe ngrohje të qyteteve veriore.
Sipas përkufizimit të pranuar përgjithësisht, termocentralet- këto janë termocentrale që prodhojnë energji elektrike duke shndërruar energjinë kimike të karburantit në energji mekanike të rrotullimit të boshtit të gjeneratorit elektrik.
Së pari TEC-i u shfaq në fund të shekullit të 19-të në Nju Jork (1882), dhe në 1883 u ndërtua termocentrali i parë në Rusi (Shën Petersburg). Që nga momenti i shfaqjes së tij, janë TEC-et ata që janë bërë më të përhapur, duke pasur parasysh kërkesën gjithnjë në rritje për energji të epokës teknogjene që po vjen. Deri në mesin e viteve 70 të shekullit të kaluar, ishte funksionimi i termocentraleve ai që ishte metoda dominuese e prodhimit të energjisë elektrike. Për shembull, në SHBA dhe BRSS, pjesa e termocentraleve midis të gjithë energjisë elektrike të marrë ishte 80%, dhe në mbarë botën - rreth 73-75%.
Përkufizimi i mësipërm, megjithëse i gjerë, nuk është gjithmonë i qartë. Ne do të përpiqemi të shpjegojmë me fjalët tona parimin e përgjithshëm të funksionimit të termocentraleve të çdo lloji.
Prodhimi i energjisë elektrike në termocentralet ndodhin me pjesëmarrjen e shumë fazave të njëpasnjëshme, por parimi i përgjithshëm i funksionimit të tij është shumë i thjeshtë. Fillimisht, karburanti digjet në një dhomë të veçantë djegieje (kazan me avull), ndërsa lirohet një sasi e madhe nxehtësie, e cila e kthen ujin që qarkullon përmes sistemeve speciale të tubacioneve të vendosura brenda bojlerit në avull. Presioni vazhdimisht në rritje i avullit rrotullon rotorin e turbinës, i cili transferon energjinë rrotulluese në boshtin e gjeneratorit dhe si rezultat, gjenerohet një rrymë elektrike.
Sistemi i avullit/ujit është i mbyllur. Avulli, pasi kalon nëpër turbinë, kondensohet dhe kthehet përsëri në ujë, i cili gjithashtu kalon përmes sistemit të ngrohësit dhe përsëri hyn në bojlerin me avull.
Ekzistojnë disa lloje të termocentraleve. Aktualisht, ndër termocentralet, mbi të gjitha Termocentralet me turbina me avull (TPES). Në termocentralet e këtij lloji, energjia termike e karburantit të djegur përdoret në një gjenerator me avull, ku arrihet një presion shumë i lartë i avullit të ujit, duke lëvizur rotorin e turbinës dhe, në përputhje me rrethanat, gjeneratorin. Si lëndë djegëse termocentrale të tilla përdorin naftë ose naftë, si dhe gaz natyror, qymyr, torfe, shist argjilor, me fjalë të tjera, të gjitha llojet e karburanteve. Faktori i efikasitetit të TPES është rreth 40%, dhe fuqia e tyre mund të arrijë 3-6 GW.
GRES (centrali i qarkut shtetëror)- një emër mjaft i njohur dhe i njohur. Ky nuk është asgjë më shumë se një termocentral me turbina me avull termik i pajisur me turbina speciale kondensimi që nuk përdorin energjinë e gazrave të shkarkimit dhe nuk e kthejnë atë në nxehtësi, për shembull, për të ngrohur ndërtesat. Termocentrale të tilla quhen edhe termocentrale me kondensim.
Në të njëjtin rast, nëse TPES janë të pajisura me turbina të posaçme ngrohëse që shndërrojnë energjinë dytësore të avullit të shkarkimit në energji termike që përdoret për nevojat e shërbimeve publike ose industriale, atëherë këto janë termocentrale ose termocentrale. Për shembull, në BRSS, rreth 65% e energjisë elektrike të prodhuar nga termocentralet e turbinave me avull përbënin pjesën e stacionit të energjisë të qarkut shtetëror, dhe, në përputhje me rrethanat, 35% - për pjesën e termocentraleve.
Ka edhe lloje të tjera të termocentraleve. Në termocentralet me turbina me gaz, ose GTPP, një gjenerator rrotullohet nga një turbinë me gaz. Si lëndë djegëse për termocentrale të tilla përdoret gaz natyror ose lëndë djegëse e lëngshme (naftë, mazut). Megjithatë, efikasiteti i termocentraleve të tillë nuk është shumë i lartë, rreth 27-29%, kështu që ato përdoren kryesisht si burime rezervë të energjisë elektrike për të mbuluar maja të ngarkesës në rrjetin elektrik, ose për të furnizuar me energji elektrike vendbanimet e vogla.
Termocentralet me impiant të turbinave me gaz me cikël të kombinuar (PGES). Këto janë termocentrale të kombinuara. Ato janë të pajisura me mekanizma me turbina me avull dhe turbina me gaz, dhe efikasiteti i tyre arrin 41-44%. Këto termocentrale gjithashtu bëjnë të mundur rikuperimin e nxehtësisë dhe shndërrimin e saj në energji termike që përdoret për ngrohjen e ndërtesave.
Disavantazhi kryesor i të gjithë termocentraleve është lloji i karburantit të përdorur. Të gjitha llojet e lëndëve djegëse që përdoren në termocentralet janë burime natyrore të pazëvendësueshme që po mbarojnë ngadalë por vazhdimisht. Kjo është arsyeja pse aktualisht, së bashku me përdorimin e termocentraleve bërthamore, është duke u zhvilluar një mekanizëm për prodhimin e energjisë elektrike duke përdorur burime të rinovueshme ose burime të tjera alternative të energjisë.
Në vitin 1879, kur Thomas Alva Edison shpiku llambën inkandeshente, filloi epoka e elektrifikimit. Prodhimi i sasive të mëdha të energjisë elektrike kërkonte karburant të lirë dhe lehtësisht të disponueshëm. Qymyri i plotësonte këto kërkesa dhe termocentralet e para (të ndërtuara në fund të shekullit të 19-të nga vetë Edison) punonin me qymyr.
Ndërsa në vend u ndërtuan gjithnjë e më shumë stacione, varësia nga qymyri u rrit. Që nga Lufta e Parë Botërore, rreth gjysma e prodhimit vjetor të energjisë elektrike në Shtetet e Bashkuara vinte nga termocentralet me qymyr. Në vitin 1986, kapaciteti total i instaluar i termocentraleve të tillë ishte 289,000 MW, dhe ato konsumonin 75% të totalit (900 milion ton) të qymyrit të nxjerrë në vend. Duke pasur parasysh pasiguritë ekzistuese në lidhje me perspektivat për zhvillimin e energjisë bërthamore dhe rritjen e prodhimit të naftës dhe gazit natyror, mund të supozohet se deri në fund të shekullit, termocentralet me qymyr do të prodhojnë deri në 70% të të gjithë energjisë elektrike. të krijuara në vend.
Megjithatë, përkundër faktit se qymyri ka qenë prej kohësh dhe do të jetë burimi kryesor i energjisë elektrike për shumë vite në vijim (në Shtetet e Bashkuara ai përbën rreth 80% të rezervave të të gjitha llojeve të lëndëve djegëse natyrore), ai kurrë nuk ka qenë karburant optimal për termocentralet. Përmbajtja specifike e energjisë për njësi të peshës (d.m.th. vlera kalorifike) e qymyrit është më e ulët se ajo e naftës ose gazit natyror. Është më e vështirë për t'u transportuar dhe, përveç kësaj, djegia e qymyrit shkakton një sërë efektesh të padëshirueshme mjedisore, veçanërisht shiun acid. Që nga fundi i viteve 1960, atraktiviteti i termocentraleve me qymyr ka rënë ndjeshëm për shkak të shtrëngimit të kërkesave për ndotjen e mjedisit nga emetimet e gazta dhe të ngurta në formën e hirit dhe skorjes. Kostot e adresimit të këtyre problemeve mjedisore, së bashku me koston në rritje të ndërtimit të objekteve komplekse si termocentralet, i kanë bërë perspektivat e zhvillimit të tyre më pak të favorshme nga pikëpamja thjesht ekonomike.
Megjithatë, nëse baza teknologjike e termocentraleve me qymyr ndryshohet, atraktiviteti i tyre i mëparshëm mund të ringjallet. Disa nga këto ndryshime kanë natyrë evolucionare dhe kanë për qëllim kryesisht rritjen e kapacitetit të instalimeve ekzistuese. Në të njëjtën kohë, po zhvillohen procese krejtësisht të reja për djegien pa mbeturina të qymyrit, d.m.th., me dëmtime minimale në mjedis. Futja e proceseve të reja teknologjike synon të sigurojë që termocentralet e ardhshme me qymyr të mund të kontrollohen në mënyrë efektive për shkallën e ndotjes së mjedisit prej tyre, të kenë fleksibilitet në drejtim të mundësisë së përdorimit të llojeve të ndryshme të qymyrit dhe të mos kërkojnë ndërtim të gjatë. periudhave.
Për të vlerësuar rëndësinë e përparimeve në teknologjinë e djegies së qymyrit, merrni parasysh shkurtimisht funksionimin e një termocentrali konvencional me qymyr. Qymyri digjet në furrën e një kazani me avull, i cili është një dhomë e madhe me tuba brenda, në të cilën uji shndërrohet në avull. Para se të futet në furrë, qymyri grimcohet në pluhur, për shkak të të cilit arrihet pothuajse i njëjti efikasitet djegieje si gjatë djegies së gazeve të djegshme. Një kazan i madh me avull konsumon mesatarisht 500 ton qymyr të pluhurosur në orë dhe prodhon 2.9 milionë kg avull, që mjafton për të prodhuar 1 milion kWh energji elektrike. Në të njëjtën kohë, kaldaja lëshon rreth 100,000 m3 gazra në atmosferë.
Avulli i krijuar kalon nëpër superngrohës, ku temperatura dhe presioni i tij rriten, dhe më pas hyn në turbinën me presion të lartë. Energjia mekanike e rrotullimit të turbinës shndërrohet nga një gjenerator elektrik në energji elektrike. Për të përftuar një efikasitet më të lartë të konvertimit të energjisë, avulli nga turbina zakonisht kthehet në bojler për rinxehje dhe më pas drejton një ose dy turbina me presion të ulët dhe vetëm atëherë kondensohet me ftohje; kondensata kthehet në ciklin e bojlerit.
Pajisjet e termocentraleve përfshijnë ushqyes të karburantit, kaldaja, turbina, gjeneratorë, si dhe sisteme të sofistikuara ftohjeje, pastrimi të gazrave të gripit dhe heqjes së hirit. Të gjitha këto sisteme kryesore dhe ndihmëse janë projektuar për të funksionuar me besueshmëri të lartë për 40 vjet ose më shumë në ngarkesa që mund të variojnë nga 20% e kapacitetit të instaluar të impiantit në maksimum. Kostoja kapitale e pajisjes së një termocentrali tipik 1000 MW zakonisht kalon 1 miliard dollarë.
Efikasiteti me të cilin nxehtësia e çliruar nga djegia e qymyrit mund të shndërrohet në energji elektrike ishte vetëm 5% para vitit 1900, por në vitin 1967 ai kishte arritur në 40%. Me fjalë të tjera, në një periudhë rreth 70-vjeçare, konsumi specifik i qymyrit për njësi të energjisë elektrike të prodhuar është ulur me tetë herë. Rrjedhimisht, pati një ulje të kostos prej 1 kW të kapacitetit të instaluar të termocentraleve: nëse në vitin 1920 ishte 350 dollarë (në çmimet e 1967), atëherë në 1967 u ul në 130 dollarë. Çmimi i energjisë elektrike të furnizuar gjithashtu ra mbi e njëjta periudhë nga 25 cent në 2 cent për çajin 1 kW.
Megjithatë, që nga vitet 1960, ritmi i progresit ka filluar të bjerë. Kjo prirje, me sa duket, shpjegohet me faktin se termocentralet tradicionale kanë arritur kufirin e përsosmërisë së tyre, të përcaktuar nga ligjet e termodinamikës dhe vetitë e materialeve nga të cilat prodhohen kaldaja dhe turbinat. Që nga fillimi i viteve 1970, këta faktorë teknikë janë rënduar nga arsye të reja ekonomike dhe organizative. Në veçanti, shpenzimet kapitale janë rritur ndjeshëm, rritja e kërkesës për energji elektrike është ngadalësuar, kërkesat për mbrojtjen e mjedisit nga emetimet e dëmshme janë bërë më të rrepta dhe afati kohor për zbatimin e projekteve të ndërtimit të termocentraleve është zgjatur. Si rezultat, kostoja e prodhimit të energjisë elektrike nga qymyri, e cila kishte ardhur në rënie prej shumë vitesh, është rritur ndjeshëm. Në të vërtetë, 1 kW energji elektrike e prodhuar nga termocentralet e reja tani kushton më shumë se në vitin 1920 (në çmime të krahasueshme).
Në 20 vitet e fundit, kostoja e termocentraleve me qymyr është ndikuar më së shumti nga rritja e kërkesave për heqjen e lëndëve të gazta,
mbetje të lëngshme dhe të ngurta. Sistemet e pastrimit të gazit dhe heqjes së hirit të termocentraleve moderne përbëjnë tani 40% të kostove kapitale dhe 35% të kostove operative. Nga pikëpamja teknike dhe ekonomike, elementi më domethënës i një sistemi të kontrollit të emetimeve është impianti i desulfurizimit të gazrave të gripit, i referuar shpesh si një sistem pastrimi i lagësht. Mbledhësi i lagësht i pluhurit (pastruesi) ruan oksidet e squfurit, të cilat janë ndotësi kryesor i formuar gjatë djegies së qymyrit.
Ideja e grumbullimit të pluhurit të lagësht është e thjeshtë, por në praktikë rezulton e vështirë dhe e shtrenjtë. Një substancë alkaline, zakonisht gëlqere ose gur gëlqeror, përzihet me ujë dhe tretësira spërkatet në rrjedhën e gazit të gripit. Oksidet e squfurit të përmbajtura në gazrat e gripit thithen nga grimcat alkaline dhe precipitojnë jashtë tretësirës në formën e sulfitit inert ose sulfatit të kalciumit (gips). Gipsi mund të hiqet lehtësisht ose, nëse është mjaft i pastër, mund të tregtohet si material ndërtimi. Në sistemet më komplekse dhe të shtrenjta të pastrimit, llumi i gipsit mund të shndërrohet në acid sulfurik ose squfur elementar, kimikate më të vlefshme. Që nga viti 1978, instalimi i pastruesve ka qenë i detyrueshëm në të gjitha termocentralet në ndërtim e sipër me lëndë djegëse qymyr pluhur. Si rezultat, industria energjetike e SHBA-së tani ka më shumë instalime pastrimi se pjesa tjetër e botës.
Kostoja e një sistemi pastrimi në impiantet e reja zakonisht është 150-200 dollarë për 1 kW të kapacitetit të instaluar. Instalimi i pastruesve në impiantet ekzistuese, të projektuara fillimisht pa pastrim të lagësht, kushton 10-40% më shumë se në impiantet e reja. Kostot e funksionimit të pastruesve janë mjaft të larta pavarësisht nëse ato janë të instaluara në impiante të vjetra apo të reja. Pastruesit gjenerojnë sasi të mëdha llumi gipsi që duhet të mbahen në pellgje ose të hidhen, duke krijuar një problem të ri mjedisor. Për shembull, një termocentral me kapacitet 1000 MW, që funksionon me qymyr që përmban 3% squfur, prodhon aq shumë llum në vit sa mund të mbulojë një sipërfaqe prej 1 km2 me një shtresë rreth 1 m të trashë.
Për më tepër, sistemet e pastrimit të gazit të lagësht konsumojnë shumë ujë (në një impiant 1000 MW, rrjedha e ujit është rreth 3800 l / min), dhe pajisjet dhe tubacionet e tyre shpesh janë të prirura ndaj bllokimit dhe korrozionit. Këta faktorë rrisin kostot operative dhe zvogëlojnë besueshmërinë e përgjithshme të sistemit. Së fundi, në sistemet e pastrimit, nga 3 deri në 8% e energjisë së gjeneruar nga stacioni shpenzohet për drejtimin e pompave dhe shkarkimeve të tymit dhe për ngrohjen e gazrave të gripit pas pastrimit të gazit, gjë që është e nevojshme për të parandaluar kondensimin dhe korrozionin në oxhaqe.
Përdorimi i gjerë i pastruesve në industrinë energjetike amerikane nuk ishte as i lehtë dhe as i lirë. Instalimet e para të pastrimit ishin shumë më pak të besueshme se pjesa tjetër e pajisjeve të stacionit, kështu që përbërësit e sistemeve të pastrimit u projektuan me një diferencë të madhe sigurie dhe besueshmërie. Disa nga vështirësitë që lidhen me instalimin dhe funksionimin e pastruesve mund të shpjegohen me faktin se aplikimi industrial i teknologjisë së pastrimit filloi para kohe. Vetëm tani, pas 25 vjet përvojë, besueshmëria e sistemeve të pastrimit ka arritur një nivel të pranueshëm.
Kostoja e termocentraleve me qymyr është rritur jo vetëm për shkak të sistemeve të detyrueshme të kontrollit të emetimeve, por edhe sepse vetë kostoja e ndërtimit është rritur në qiell. Edhe duke marrë parasysh inflacionin, kostoja për njësi e kapacitetit të instaluar të termocentraleve me qymyr tani është tre herë më e lartë se në vitin 1970. Gjatë 15 viteve të fundit, "efekti i shkallës", domethënë përfitimi nga ndërtimi i termocentraleve të mëdhenj, është mohuar nga një rritje e konsiderueshme e kostove të ndërtimit. Pjesërisht, kjo rritje e çmimeve reflekton koston e lartë të financimit të projekteve kapitale afatgjata.
Ndikimi i vonesës së projektit mund të shihet në shembullin e kompanive japoneze të energjisë. Firmat japoneze janë zakonisht më të shkathëta se homologët e tyre amerikanë në trajtimin e problemeve organizative, teknike dhe financiare që shpesh vonojnë vënien në punë të projekteve të mëdha të ndërtimit. Në Japoni, një termocentral mund të ndërtohet dhe të vihet në punë në 30-40 muaj, ndërsa në SHBA, një termocentral me të njëjtin kapacitet zakonisht zgjat 50-60 muaj. Me kohë kaq të gjata të zbatimit të projektit, kostoja e një impianti të ri në ndërtim (dhe, për rrjedhojë, kostoja e kapitalit të ngrirë) është e krahasueshme me kapitalin fiks të shumë kompanive energjetike amerikane.
Prandaj, kompanitë e energjisë po kërkojnë mënyra për të ulur koston e ndërtimit të termocentraleve të reja të prodhimit të energjisë, veçanërisht duke përdorur impiante më të vogla modulare që mund të transportohen dhe instalohen shpejt në një central ekzistues për të përmbushur kërkesën në rritje. Impiante të tilla mund të vihen në punë në një kohë më të shkurtër dhe për këtë arsye të paguajnë më shpejt veten, edhe nëse kthimi nga investimi mbetet konstant. Instalimi i moduleve të reja vetëm kur kërkohet një rritje në kapacitetin e sistemit mund të rezultojë në kursime neto deri në $200/kW, edhe pse ekonomitë e shkallës humbasin me instalime më të vogla.
Si një alternativë për ndërtimin e objekteve të reja gjeneruese të energjisë, kompanitë e energjisë kanë praktikuar gjithashtu rinovimin e termocentraleve të vjetra ekzistuese për të përmirësuar performancën e tyre dhe për të zgjatur jetën e tyre. Kjo strategji, natyrisht, kërkon më pak shpenzime kapitale sesa ndërtimi i impianteve të reja. Kjo prirje justifikohet edhe sepse termocentralet e ndërtuara rreth 30 vjet më parë nuk janë ende të vjetruara moralisht. Madje në disa raste ato funksionojnë edhe me efikasitet më të lartë, pasi nuk janë të pajisur me pastrues. Termocentralet e vjetra po marrin një peshë në rritje në sektorin energjetik të vendit. Në vitin 1970, vetëm 20 objekte gjeneruese në SHBA ishin mbi 30 vjeç. Deri në fund të shekullit, 30 vjet do të jetë mosha mesatare e termocentraleve me qymyr.
Kompanitë energjetike po kërkojnë gjithashtu mënyra për të ulur kostot operative në stacione. Për të parandaluar humbjet e energjisë, është e nevojshme të sigurohet paralajmërimi në kohë për përkeqësim në performancën e zonave më të rëndësishme të objektit. Prandaj, monitorimi i vazhdueshëm i gjendjes së njësive dhe sistemeve bëhet një pjesë e rëndësishme e shërbimit operacional. Një monitorim i tillë i vazhdueshëm i proceseve natyrore të konsumimit, korrozionit dhe erozionit u lejon operatorëve të centraleve të ndërmarrin veprime në kohë dhe të parandalojnë dështimin emergjent të termocentraleve. Rëndësia e masave të tilla mund të vlerësohet saktë nëse merret parasysh, për shembull, se ndërprerja e detyruar e një centrali 1000 MW me qymyr mund t'i kushtojë kompanisë energjetike 1 milion dollarë në ditë, kryesisht sepse energjia e paprodhuar duhet të kompensohet duke furnizuar energji nga burime më të shtrenjta.
Rritja e kostove specifike për transportin dhe përpunimin e qymyrit dhe për heqjen e hirit e ka bërë cilësinë e qymyrit (të përcaktuar nga përmbajtja e lagështisë, squfurit dhe mineraleve të tjera) një faktor të rëndësishëm që përcakton performancën dhe ekonominë e termocentraleve. Megjithëse qymyri me cilësi të ulët mund të kushtojë më pak se qymyri i cilësisë së lartë, kushton shumë më tepër për të prodhuar të njëjtën sasi energjie elektrike. Kostoja e transportit të më shumë qymyrit me cilësi të ulët mund të tejkalojë përfitimin e çmimit të tij më të ulët. Për më tepër, qymyri me cilësi të ulët zakonisht gjeneron më shumë mbeturina sesa qymyri i cilësisë së lartë dhe, për rrjedhojë, kërkohen kosto të larta për heqjen e hirit. Së fundi, përbërja e qymyrit me cilësi të ulët i nënshtrohet luhatjeve të mëdha, gjë që e bën të vështirë "akordimin" e sistemit të karburantit të centralit për të funksionuar me efikasitetin më të lartë të mundshëm; në këtë rast, sistemi duhet të rregullohet në mënyrë që të funksionojë me cilësinë më të keqe të pritshme të qymyrit.
Në termocentralet ekzistuese, cilësia e qymyrit mund të përmirësohet, ose të paktën të stabilizohet, duke hequr disa papastërti, si mineralet e squfurit, përpara djegies. Në impiantet e trajtimit, qymyri "i ndotur" i tokës ndahet nga papastërtitë në shumë mënyra, duke përdorur dallimet në gravitetin specifik ose karakteristikat e tjera fizike të qymyrit dhe papastërtive.
Pavarësisht nga këto përpjekje për të përmirësuar performancën e termocentraleve ekzistuese me qymyr, në Shtetet e Bashkuara do të duhet të instalohen një kapacitet shtesë prej 150,000 MW deri në fund të shekullit, nëse kërkesa për energji elektrike rritet me një normë të pritshme prej 2.3% për. vit. Për të mbetur konkurrues me qymyrin në një treg energjie gjithnjë në zgjerim, kompanitë e energjisë do të duhet të adoptojnë metoda të reja të avancuara të djegies së qymyrit që janë më efikase se ato tradicionale në tre fusha kryesore: më pak ndotje, kohë më të shkurtra ndërtimi për termocentralet dhe performancë më e mirë e centraleve. dhe performanca..
 |
 |
| DJEGJA E FLUIDIZUARA E QYMBIT ul nevojën për impiante ndihmëse për të trajtuar emetimet e termocentraleve. Një shtresë e lëngshme e një përzierjeje qymyri dhe gëlqeror krijohet në furrën e bojlerit nga një rrjedhë ajri në të cilën grimcat e ngurta janë të përziera dhe në pezullim, d.m.th. ato sillen në të njëjtën mënyrë si në një lëng të vluar. Përzierja e turbullt siguron djegie të plotë të qymyrit; ndërsa grimcat e gurit gëlqeror reagojnë me oksidet e squfurit dhe kapin rreth 90% të këtyre oksideve. Meqenëse bobinat e ngrohjes së bojlerit prekin drejtpërdrejt shtratin e lëngshëm të karburantit, gjenerimi i avullit është më efikas sesa në kaldaja konvencionale me avull të qymyrit të pluhurosur. Për më tepër, temperatura e djegies së qymyrit në shtratin e lëngshëm është më e ulët, gjë që parandalon shkrirjen e skorjes së bojlerit dhe zvogëlon formimin e oksideve të azotit. |
GAZIFIKIMI I QYMBIT mund të kryhet duke ngrohur një përzierje të qymyrit dhe ujit në një atmosferë oksigjeni. Produkti i procesit është një gaz i përbërë kryesisht nga monoksidi i karbonit dhe hidrogjeni. Pasi gazi të jetë ftohur, çngurtësuar dhe desulfurizuar, ai mund të përdoret si lëndë djegëse për turbinat me gaz dhe më pas për të prodhuar avull për një turbinë me avull (cikli i kombinuar). Një impiant me cikël të kombinuar lëshon më pak ndotës në atmosferë sesa një termocentral konvencional me qymyr. |
Aktualisht, po zhvillohen më shumë se një duzinë mënyra për djegien e qymyrit me efikasitet të shtuar dhe më pak dëmtim të mjedisit. Më premtueset prej tyre janë djegia e shtratit të lëngshëm dhe gazifikimi i qymyrit. Djegia sipas metodës së parë kryhet në një furre me kazan me avull, e cila është projektuar në mënyrë që qymyri i grimcuar i përzier me grimcat e gurit gëlqeror të mbahet mbi grimcat e furrës në një gjendje të pezulluar ("pseudo-lëngëzuar") nga një rrjedhje e fuqishme ajri në ngjitje. Grimcat e pezulluara sillen në thelb në të njëjtën mënyrë si në një lëng të vluar, d.m.th., ato janë në lëvizje turbulente, gjë që siguron efikasitet të lartë të procesit të djegies. Tubat e ujit të një kazani të tillë janë në kontakt të drejtpërdrejtë me "shtratin e lëngshëm" të karburantit që digjet, si rezultat i të cilit një pjesë e madhe e nxehtësisë transferohet nga përçueshmëria termike, e cila është shumë më efikase se nxehtësia rrezatuese dhe konvektive. transferimi në një kazan konvencional me avull.
Kaldaja me qymyr me shtrat të lëngshëm ka një zonë më të madhe të transferimit të nxehtësisë me tub sesa një kazan konvencional me qymyr të pluhurosur, i cili ul temperaturën e furrës dhe në këtë mënyrë redukton formimin e oksideve të azotit. (Ndërsa temperatura në një kazan konvencional mund të jetë mbi 1650°C, në një kazan me shtrat të lëngshëm është në intervalin 780-870°C.) Për më tepër, guri gëlqeror i përzier me qymyr lidh 90 për qind ose më shumë të squfurit të çliruar nga qymyri. gjatë djegies, pasi temperatura më e ulët e funksionimit nxit reagimin midis squfurit dhe gurit gëlqeror me formimin e sulfitit ose sulfatit të kalciumit. Në këtë mënyrë, substancat e dëmshme mjedisore të formuara gjatë djegies së qymyrit neutralizohen në vendin e formimit, pra në furrë.
Për më tepër, kaldaja me shtrat të lëngshëm është më pak e ndjeshme ndaj luhatjeve të cilësisë së qymyrit për shkak të dizajnit dhe parimit të funksionimit të tij. Në furrën e një kazani konvencional të pluhurit të qymyrit, formohet një sasi e madhe skorje e shkrirë, e cila shpesh bllokon sipërfaqet e transferimit të nxehtësisë dhe në këtë mënyrë zvogëlon efikasitetin dhe besueshmërinë e bojlerit. Në një kazan me shtrat të lëngshëm, qymyri digjet në një temperaturë nën pikën e shkrirjes së skorjes, dhe për këtë arsye as nuk lind problemi i ndotjes së sipërfaqeve ngrohëse me skorje. Këta kaldaja mund të funksionojnë me qymyr me cilësi më të ulët, gjë që në disa raste mund të reduktojë ndjeshëm kostot e funksionimit.
Metoda e djegies në një shtrat të lëngshëm zbatohet lehtësisht në kaldaja të një dizajni modular me një kapacitet të vogël avulli. Sipas disa vlerësimeve, investimi në një termocentral me kaldaja kompakte me shtrat të lëngshëm mund të jetë 10-20% më i ulët se në një termocentral konvencional me të njëjtin kapacitet. Kursimet arrihen duke reduktuar kohën e ndërtimit. Përveç kësaj, fuqia e një impianti të tillë mund të rritet lehtësisht me një rritje të ngarkesës elektrike, e cila është e rëndësishme për ato raste kur rritja e saj në të ardhmen nuk dihet paraprakisht. Problemi i planifikimit është gjithashtu i thjeshtuar, pasi instalime të tilla kompakte mund të instalohen shpejt sapo të lind nevoja për të rritur prodhimin e energjisë.
Kaldaja me shtrat të lëngshëm mund të përfshihen gjithashtu në termocentralet ekzistuese kur prodhimi i energjisë duhet të rritet shpejt. Për shembull, kompania energjetike Northern States Power konvertoi një nga kaldajat e qymyrit të pluhurosur në stacion në copë. Minesota në një kazan me shtrat të lëngshëm. Ndryshimi u krye me qëllim rritjen e kapacitetit të termocentralit me 40%, uljen e kërkesave për cilësinë e karburantit (kaldaja mund të funksionojë edhe me mbetje lokale), pastrim më të plotë të emetimeve dhe zgjatjen e jetës së termocentralit deri në 40 vjet.
Gjatë 15 viteve të fundit, teknologjia e përdorur në termocentralet e pajisur ekskluzivisht me kaldaja me shtrat të lëngshëm është zgjeruar nga impiante të vogla pilot dhe gjysmë-industriale në impiante të mëdha "demonstruese". Një stacion i tillë me një kapacitet total prej 160 MW po ndërtohet bashkërisht nga Autoriteti i Luginës së Tennessee, Duke Power dhe Commonwealth of Kentucky; Colorado-Ute Electric Association, Inc. ka vënë në punë një termocentral 110 MW me kaldaja me shtrat të lëngshëm. Nëse këto dy projekte janë të suksesshme, si dhe ai i North States Power, një sipërmarrje e përbashkët e sektorit privat me një kapital total prej rreth 400 milionë dollarë, rreziku ekonomik që lidhet me përdorimin e kaldajave me shtrat të lëngshëm në industrinë e energjisë do të reduktohet ndjeshëm.
Një metodë tjetër, e cila, megjithatë, ekzistonte tashmë në një formë më të thjeshtë që në mesin e shekullit të 19-të, është gazifikimi i qymyrit me prodhimin e një gazi "thjesht djegës". Një gaz i tillë është i përshtatshëm për ndriçim dhe ngrohje dhe është përdorur gjerësisht në SHBA deri në Luftën e Dytë Botërore, derisa u zhvendos nga gazi natyror.
Fillimisht, gazifikimi i qymyrit tërhoqi vëmendjen e kompanive energjetike, të cilat shpresonin të përdornin këtë metodë për të marrë karburant që digjet pa mbeturina dhe në këtë mënyrë të shpëtonte nga pastrimi i pastrimit. Tani është bërë e qartë se gazifikimi i qymyrit ka një avantazh më të rëndësishëm: produktet e nxehta të djegies së gazit prodhues mund të përdoren drejtpërdrejt për të drejtuar turbinat me gaz. Nga ana tjetër, nxehtësia e mbeturinave e produkteve të djegies pas turbinës me gaz mund të përdoret për të marrë avull për të drejtuar turbinën me avull. Ky përdorim i kombinuar i turbinave me gaz dhe avull, i quajtur cikli i kombinuar, është tani një nga mënyrat më efikase për të prodhuar energji elektrike.
Gazi i marrë nga gazifikimi i qymyrit dhe i çliruar nga squfuri dhe grimcat është një lëndë djegëse e shkëlqyer për turbinat me gaz dhe, si gazi natyror, digjet pothuajse pa mbeturina. Efikasiteti i lartë i ciklit të kombinuar kompenson humbjet e pashmangshme që lidhen me shndërrimin e qymyrit në gaz. Për më tepër, një impiant i ciklit të kombinuar konsumon dukshëm më pak ujë, pasi dy të tretat e fuqisë zhvillohet nga një turbinë me gaz, e cila nuk ka nevojë për ujë, ndryshe nga një turbinë me avull.
Qëndrueshmëria e termocentraleve me cikël të kombinuar që funksionojnë në parimin e gazifikimit të qymyrit është vërtetuar nga përvoja e funksionimit të termocentralit të Ujit të Ftohtë të Kalifornisë Jugore Edison. Ky stacion me një kapacitet prej rreth 100 MW është vënë në punë në maj të vitit 1984. Ai mund të funksionojë me lloje të ndryshme qymyrguri. Emetimet e impiantit nuk ndryshojnë në pastërti nga ato të një impianti fqinj të gazit natyror. Përmbajtja e oksidit të squfurit në gazrat e gripit mbahet shumë poshtë niveleve rregullatore nga një sistem ndihmës i rikuperimit të squfurit që heq pothuajse të gjithë squfurin që përmbahet në lëndën djegëse ushqimore dhe prodhon squfur të pastër për përdorim industrial. Formimi i oksideve të azotit parandalohet duke shtuar ujë në gaz para djegies, gjë që redukton temperaturën e djegies së gazit. Për më tepër, qymyri i padjegur që mbetet në gazifikues shkrihet në një material qelqi inert që, kur ftohet, plotëson kërkesat e Kalifornisë për mbetjet e ngurta.
Përveç efikasitetit më të lartë dhe ndotjes më të ulët të mjedisit, impiantet me cikël të kombinuar kanë edhe një avantazh tjetër: mund të ndërtohen në disa faza, në mënyrë që kapaciteti i instaluar të rritet në blloqe. Ky fleksibilitet ndërtimi zvogëlon rrezikun e investimit të tepërt ose nën-investimit të lidhur me pasigurinë e rritjes së kërkesës për energji elektrike. Për shembull, faza e parë e kapacitetit të instaluar mund të funksionojë në turbina me gaz dhe të përdorë naftë ose gaz natyror në vend të qymyrit si lëndë djegëse nëse çmimet aktuale për këto produkte janë të ulëta. Më pas, me rritjen e kërkesës për energji elektrike, një kazan me ngrohje të mbeturinave dhe një turbinë me avull vihen në punë shtesë, të cilat do të rrisin jo vetëm fuqinë, por edhe efikasitetin e stacionit. Më pas, kur kërkesa për energji elektrike rritet sërish, në stacion mund të ndërtohet një impiant gazifikimi i qymyrit.
Roli i termocentraleve me qymyr është një temë kyçe kur bëhet fjalë për ruajtjen e burimeve natyrore, mbrojtjen e mjedisit dhe zhvillimin e ekonomisë. Këto aspekte të problemit në fjalë nuk janë domosdoshmërisht kontradiktore. Përvoja e përdorimit të proceseve të reja teknologjike për djegien e qymyrit tregon se ato mund të zgjidhin me sukses dhe në të njëjtën kohë problemet e mbrojtjes së mjedisit dhe uljes së kostos së energjisë elektrike. Ky parim u mor parasysh në një raport të përbashkët amerikano-kanadez mbi shiun acid të botuar vitin e kaluar. Mbi bazën e propozimeve të raportit, Kongresi i SHBA-së po shqyrton aktualisht krijimin e një nisme të përgjithshme kombëtare për të demonstruar dhe zbatuar proceset e "pastra" të djegies së qymyrit. Kjo nismë, e cila do të kombinojë kapitalin privat me investimet federale, synon të komercializojë proceset e reja të djegies së qymyrit në vitet 1990, duke përfshirë kaldaja me shtrat të lëngshëm dhe gjeneratorët e gazit. Megjithatë, edhe me përdorimin e gjerë të proceseve të reja të djegies së qymyrit në të ardhmen e afërt, kërkesa në rritje për energji elektrike nuk mund të plotësohet pa një sërë masash të koordinuara për ruajtjen e energjisë elektrike, rregullimin e konsumit të saj dhe rritjen e produktivitetit të termocentraleve ekzistuese që operojnë në parimet tradicionale. Çështjet ekonomike dhe mjedisore që janë vazhdimisht në axhendë ka të ngjarë të çojnë në shfaqjen e zhvillimeve teknologjike krejtësisht të reja që janë thelbësisht të ndryshme nga ato të përshkruara këtu. Në të ardhmen, termocentralet me qymyr mund të kthehen në ndërmarrje të integruara për përpunimin e burimeve natyrore. Ndërmarrje të tilla do të përpunojnë lëndë djegëse vendase dhe burime të tjera natyrore dhe do të prodhojnë energji elektrike, ngrohje dhe produkte të ndryshme, duke marrë parasysh nevojat e ekonomisë lokale. Përveç kaldajave të shtratit të lëngshëm dhe impianteve të gazifikimit të qymyrit, impiante të tilla do të pajisen me diagnostifikim teknik elektronik dhe sisteme të automatizuara të kontrollit dhe, përveç kësaj, do të jetë i dobishëm përdorimi i shumicës së nënprodukteve të djegies së qymyrit.
Kështu, mundësitë për përmirësimin e faktorëve ekonomikë dhe mjedisorë të prodhimit të energjisë elektrike me bazë qymyri janë shumë të gjera. Përdorimi në kohë i këtyre mundësive varet, megjithatë, nëse qeveria mund të ndjekë një politikë të balancuar të prodhimit të energjisë dhe mjedisit që do të krijonte stimujt e nevojshëm për industrinë e energjisë elektrike. Duhet pasur kujdes që proceset e reja të djegies së qymyrit të zhvillohen dhe zbatohen në mënyrë racionale, në bashkëpunim me kompanitë energjetike, dhe jo në mënyrën që ishte rasti me prezantimin e pastrimit të gazit të pastrimit. E gjithë kjo mund të arrihet duke minimizuar koston dhe rrezikun përmes projektimit, testimit dhe përmirësimit të mirëmenduar të impianteve të vogla eksperimentale pilot, të ndjekura nga zbatimi i gjerë industrial i sistemeve të zhvilluara.
Çfarë është dhe cilat janë parimet e funksionimit të TEC-it? Përkufizimi i përgjithshëm i objekteve të tilla tingëllon afërsisht si më poshtë - këto janë termocentrale që janë të angazhuar në përpunimin e energjisë natyrore në energji elektrike. Për këto qëllime përdoren edhe lëndë djegëse natyrore.
Parimi i funksionimit të TEC-it. Përshkrim i shkurtër
Deri më sot, pikërisht në objekte të tilla digjet më e përhapura, e cila çliron energji termike. Detyra e TEC-it është të përdorë këtë energji për të marrë energji elektrike.
Parimi i funksionimit të TEC-eve është gjenerimi jo vetëm, por edhe i prodhimit të energjisë termike, e cila u ofrohet konsumatorëve edhe në formën e ujit të nxehtë, për shembull. Përveç kësaj, këto objekte energjetike prodhojnë rreth 76% të gjithë energjisë elektrike. Një shpërndarje kaq e gjerë është për faktin se disponueshmëria e karburantit organik për funksionimin e stacionit është mjaft e madhe. Arsyeja e dytë ishte se transportimi i karburantit nga vendi i prodhimit deri në vetë stacionin është një operacion mjaft i thjeshtë dhe i konsoliduar. Parimi i funksionimit të TEC-it është krijuar në atë mënyrë që të jetë e mundur të përdoret nxehtësia e mbeturinave e lëngut të punës për shpërndarjen dytësore te konsumatori i tij.
Ndarja e stacioneve sipas llojit
Vlen të përmendet se stacionet termike mund të ndahen në lloje në varësi të llojit që prodhojnë. Nëse parimi i funksionimit të një TEC-i është vetëm në prodhimin e energjisë elektrike (d.m.th., energjia termike nuk i jepet konsumatorit), atëherë ai quhet kondensim (CPP).
Objektet e destinuara për prodhimin e energjisë elektrike, për çlirimin e avullit, si dhe për furnizimin me ujë të nxehtë të konsumatorit, kanë turbina me avull në vend të turbinave me kondensim. Gjithashtu në elementë të tillë të stacionit ekziston një nxjerrje e ndërmjetme me avull ose një pajisje kundër presionit. Avantazhi dhe parimi kryesor i funksionimit të këtij lloji të termocentralit (CHP) është se avulli i shkarkimit përdoret gjithashtu si burim nxehtësie dhe furnizohet për konsumatorët. Kështu, është e mundur të zvogëlohet humbja e nxehtësisë dhe sasia e ujit ftohës.
Parimet bazë të funksionimit të TEC-it
Para se të vazhdoni të shqyrtoni vetë parimin e funksionimit, është e nevojshme të kuptoni se për çfarë lloj stacioni po flasim. Rregullimi standard i objekteve të tilla përfshin një sistem të tillë si rinxehja e avullit. Është e nevojshme sepse efikasiteti termik i një qarku me një mbinxehje të ndërmjetme do të jetë më i lartë se në një sistem ku ai mungon. Me fjalë të thjeshta, parimi i funksionimit të një termocentrali me një skemë të tillë do të jetë shumë më efikas me të njëjtat parametra fillestarë dhe përfundimtarë sesa pa të. Nga e gjithë kjo, mund të konkludojmë se baza e funksionimit të stacionit është karburanti organik dhe ajri i nxehtë.
Skema e punës
Parimi i funksionimit të TEC-it është ndërtuar si më poshtë. Materiali i karburantit, si dhe agjenti oksidues, roli i të cilit më së shpeshti merret nga ajri i nxehtë, futen në furrën e bojlerit në një rrjedhë të vazhdueshme. Substancat si qymyri, nafta, nafta për djegie, gazi, shist argjilor, torfe mund të veprojnë si lëndë djegëse. Nëse flasim për karburantin më të zakonshëm në Federatën Ruse, atëherë ky është pluhuri i qymyrit. Më tej, parimi i funksionimit të një termocentrali është ndërtuar në atë mënyrë që nxehtësia që krijohet për shkak të djegies së karburantit ngroh ujin në bojlerin me avull. Si rezultat i ngrohjes, lëngu shndërrohet në avull të ngopur, i cili hyn në turbinën me avull përmes daljes së avullit. Qëllimi kryesor i kësaj pajisjeje në stacion është shndërrimi i energjisë së avullit që vjen në energji mekanike.
Të gjithë elementët e turbinës të aftë për të lëvizur janë të lidhur ngushtë me boshtin, si rezultat i të cilit rrotullohen si një mekanizëm i vetëm. Për të bërë boshtin të rrotullohet, në një turbinë me avull, energjia kinetike e avullit transferohet në rotor.
Pjesa mekanike e stacionit
Pajisja dhe parimi i funksionimit të TEC-it në pjesën e tij mekanike shoqërohet me funksionimin e rotorit. Avulli që vjen nga turbina ka një presion dhe temperaturë shumë të lartë. Për shkak të kësaj, krijohet një energji e lartë e brendshme e avullit, i cili rrjedh nga kaldaja në grykat e turbinës. Avionët e avullit, që kalojnë nëpër grykë me rrjedhje të vazhdueshme, me një shpejtësi të madhe, e cila shpesh është edhe më e lartë se shpejtësia e zërit, veprojnë në tehet e turbinës. Këta elementë janë të fiksuar në mënyrë të ngurtë në disk, i cili, nga ana tjetër, është i lidhur ngushtë me boshtin. Në këtë pikë kohore, energjia mekanike e avullit shndërrohet në energji mekanike të turbinave të rotorit. Duke folur më saktë për parimin e funksionimit të një termocentrali, efekti mekanik ndikon në rotorin e turbogjeneratorit. Kjo është për shkak të faktit se boshti i një rotori konvencional dhe gjeneratori janë të lidhur ngushtë. Dhe pastaj ekziston një proces mjaft i njohur, i thjeshtë dhe i kuptueshëm i konvertimit të energjisë mekanike në energji elektrike në një pajisje të tillë si një gjenerator.
Lëvizja e avullit pas rotorit
Pasi avulli i ujit kalon turbinën, presioni dhe temperatura e saj bien ndjeshëm, dhe ajo hyn në pjesën tjetër të stacionit - kondensatorin. Brenda këtij elementi ndodh shndërrimi i kundërt i avullit në lëng. Për të realizuar këtë detyrë, brenda kondensatorit ka ujë ftohës, i cili hyn atje përmes tubave që kalojnë brenda mureve të pajisjes. Pasi avulli të kthehet përsëri në ujë, ai pompohet nga një pompë kondensate dhe hyn në ndarjen tjetër - deaeratorin. Është gjithashtu e rëndësishme të theksohet se uji i pompuar kalon përmes ngrohësve rigjenerues.
Detyra kryesore e deaeratorit është të heqë gazrat nga uji në hyrje. Njëkohësisht me pastrimin, lëngu nxehet në të njëjtën mënyrë si në ngrohëset rigjeneruese. Për këtë, përdoret nxehtësia e avullit, e cila merret nga ajo që vijon në turbinë. Qëllimi kryesor i operacionit të deaerimit është të zvogëlojë përmbajtjen e oksigjenit dhe dioksidit të karbonit në lëng në vlera të pranueshme. Kjo ndihmon në reduktimin e ndikimit të korrozionit në shtigjet që furnizojnë ujë dhe avull.
Stacione në cep
Ekziston një varësi e madhe e parimit të funksionimit të TEC-eve nga lloji i karburantit që përdoret. Nga pikëpamja teknologjike, substanca më e vështirë për t'u zbatuar është qymyri. Pavarësisht kësaj, lëndët e para janë burimi kryesor i të ushqyerit në objekte të tilla, të cilat përbëjnë afërsisht 30% të peshës totale të stacioneve. Përveç kësaj, është planifikuar të rritet numri i objekteve të tilla. Vlen gjithashtu të theksohet se numri i ndarjeve funksionale të nevojshme për funksionimin e stacionit është shumë më i madh se ai i llojeve të tjera.
Si funksionojnë termocentralet me qymyr
Në mënyrë që stacioni të funksionojë vazhdimisht, qymyri sillet vazhdimisht përgjatë shinave hekurudhore, i cili shkarkohet duke përdorur pajisje speciale shkarkimi. Më tej, ka elementë të tillë si përmes të cilëve qymyri i shkarkuar futet në magazinë. Më pas, karburanti hyn në fabrikën e dërrmimit. Nëse është e nevojshme, është e mundur të anashkalohet procesi i furnizimit me qymyr në magazinë dhe transferimi i tij direkt te thërrmuesit nga pajisjet e shkarkimit. Pas kalimit në këtë fazë, lënda e parë e grimcuar hyn në bunkerin e qymyrit të papërpunuar. Hapi tjetër është furnizimi me material përmes ushqyesve në mullinjtë e qymyrit të pluhurosur. Më tej, pluhuri i qymyrit, duke përdorur një metodë pneumatike të transportit, futet në bunkerin e pluhurit të qymyrit. Duke kaluar këtë rrugë, substanca anashkalon elementë të tillë si një ndarës dhe një ciklon, dhe nga bunkeri ajo tashmë hyn përmes ushqyesve direkt në djegës. Ajri që kalon nëpër ciklon thithet nga ventilatori i mullirit, pas së cilës futet në dhomën e djegies së bojlerit.
Më tej, rrjedha e gazit duket përafërsisht si më poshtë. Lënda e paqëndrueshme e formuar në dhomën e djegies kalon në mënyrë sekuenciale përmes pajisjeve të tilla si kanalet e gazit të një impianti bojler, pastaj, nëse përdoret një sistem rinxehjeje, gazi furnizohet me mbinxehësit parësorë dhe dytësorë. Në këtë ndarje, si dhe në ekonomizuesin e ujit, gazi lëshon nxehtësinë e tij për të ngrohur lëngun e punës. Më pas, është instaluar një element i quajtur një mbinxehës ajri. Këtu, energjia termike e gazit përdoret për të ngrohur ajrin në hyrje. Pasi kalon nëpër të gjithë këta elementë, substanca e avullueshme kalon në kapësen e hirit, ku pastrohet nga hiri. Më pas, pompat e tymit e nxjerrin gazin dhe e lëshojnë atë në atmosferë duke përdorur një tub gazi.
TEC dhe NPP
Shumë shpesh lind pyetja se çfarë është e përbashkët midis termocentraleve dhe nëse ka një ngjashmëri në parimet e funksionimit të termocentraleve dhe termocentraleve bërthamore.
Nëse flasim për ngjashmëritë e tyre, atëherë ka disa prej tyre. Së pari, të dyja janë ndërtuar në atë mënyrë që të përdorin një burim natyror për punën e tyre, që është një fosil dhe i gërmuar. Për më tepër, mund të vërehet se të dy objektet kanë për qëllim gjenerimin jo vetëm të energjisë elektrike, por edhe të energjisë termike. Ngjashmëritë në parimet e funksionimit qëndrojnë gjithashtu në faktin se termocentralet dhe termocentralet bërthamore kanë turbina dhe gjeneratorë me avull të përfshirë në proces. Më poshtë janë vetëm disa nga dallimet. Këtu përfshihet fakti që, për shembull, kostoja e ndërtimit dhe e energjisë elektrike e marrë nga termocentralet është shumë më e ulët se nga termocentralet. Por, nga ana tjetër, termocentralet bërthamore nuk e ndotin atmosferën për sa kohë që mbetjet hidhen siç duhet dhe nuk ka aksidente. Ndërsa termocentralet, për shkak të parimit të funksionimit të tyre, lëshojnë vazhdimisht lëndë të dëmshme në atmosferë.
Këtu qëndron dallimi kryesor në funksionimin e termocentraleve bërthamore dhe termocentraleve. Nëse në objektet termike, energjia termike nga djegia e karburantit më së shpeshti transferohet në ujë ose shndërrohet në avull, atëherë në termocentralet bërthamore, energjia merret nga ndarja e atomeve të uraniumit. Energjia që rezulton ndryshon për të ngrohur një sërë substancash dhe uji përdoret këtu mjaft rrallë. Përveç kësaj, të gjitha substancat janë në qarqe të mbyllura të mbyllura.
Furnizimi me ngrohje
Në disa TEC-e, skemat e tyre mund të parashikojnë një sistem të tillë që ngroh vetë termocentralin, si dhe fshatin ngjitur, nëse ka. Tek ngrohësit e rrjetit të kësaj njësie, avulli merret nga turbina, si dhe ekziston një linjë e veçantë për heqjen e kondensatës. Uji furnizohet dhe shkarkohet përmes një sistemi të posaçëm tubacionesh. Energjia elektrike që do të gjenerohet në këtë mënyrë devijohet nga gjeneratori elektrik dhe transferohet te konsumatori, duke kaluar përmes transformatorëve të rritjes.
Pajisjet bazë
Nëse flasim për elementët kryesorë që funksionojnë në termocentralet, atëherë këto janë dhomat e bojlerit, si dhe instalimet e turbinave të çiftuara me një gjenerator elektrik dhe një kondensator. Dallimi kryesor midis pajisjes kryesore dhe pajisjes shtesë është se ajo ka parametra standardë për sa i përket fuqisë së saj, produktivitetit, parametrave të avullit, si dhe fuqisë së tensionit dhe rrymës, etj. Mund të vërehet gjithashtu se lloji dhe numri i Elementet zgjidhen në varësi të sasisë së energjisë që duhet të merrni nga një TEC, si dhe nga mënyra e funksionimit të tij. Animimi i parimit të funksionimit të një termocentrali mund të ndihmojë për të kuptuar më në detaje këtë çështje.
), por të gjithë përdorin 3-4 lloje karburanti. Këto janë gazi natyror, qymyri (guri dhe kafe), nafta për djegie dhe torfe. Lëndët djegëse më të zakonshme janë gazi dhe qymyri.
Le të fillojmë me qymyrin. Qymyri ka qenë i njohur për njerëzimin që nga kohërat e lashta. Njerëzit kanë ngrohur shtëpitë e tyre me to për një kohë shumë të gjatë. Kjo është për shkak të, para së gjithash, disponueshmërisë së vetë karburantit - disa depozita qymyri bëhen të disponueshme fjalë për fjalë duke hequr 2-3 metra të shtresës së sipërme të tokës. Gjithashtu, përdorimi për një kohë të gjatë i qymyrit si lëndë djegëse është edhe për faktin se ai mund të ruhet lehtësisht. Ju nuk keni nevojë për pajisje dhe ndërtesa të ndërlikuara, thjesht vendoseni në një grumbull.
Në industri, qymyri filloi të përdoret në mënyrë aktive nga fundi i shekullit të 18-të. Me zhvillimin e transportit hekurudhor, qymyri filloi të përdoret edhe atje. Në çdo prodhim, është e rëndësishme të keni një ballkon nga i cili do të ketë një pasqyrë të ndërmarrjes. Ballkon me çelës në dorë.
Termocentralet e para me qymyr filluan të ndërtohen në fund të shekullit të 19-të dhe qymyri përdoret ende në mënyrë aktive në TEC-et.
Në TEC-et e para, qymyri digjej në kaldaja me hekura. Në fillim, stokerët hodhën qymyr në furrë me lopata, skorja u hoq gjithashtu me dorë. Më pas u shfaqën grilat e mekanizuara. Mbi to u derdh qymyr nga maja e bunkerit, grila lëvizi dhe skorja ra nga skaji tjetër në pritësin e skorjeve. Kjo lehtësoi shumë punën e stokerëve.
Termocentrale me energji gazi.
Gazi është një lëndë djegëse, e cila, ashtu si qymyri, është shumë e zakonshme në termocentralet. Gazi ka avantazhet e tij ndaj qymyrit.
Së pari, duke djegur gazin, marrim më pak emetime të dëmshme. Praktikisht nuk ka përbërës të tillë si hiri dhe skorja.
Së dyti, funksionimi i termocentraleve është thjeshtuar, pasi puna e tillë si përgatitja e pluhurit eliminohet. Përveç impianteve të përgatitjes së pluhurit, në. Gazi praktikisht nuk ka nevojë të përgatitet për djegie. Gjithashtu, një TEC me gaz është disi më i manovrueshëm se një TEC me qymyr për sa i përket ndryshimeve të ngarkesës.
Për sa i përket efikasitetit, mund të themi se termocentralet moderne që funksionojnë në ciklin CCGT (uzina me avull-gaz) mund të punojnë vetëm me gaz. Është instaluar në CCGT, dhe është në të që karburanti digjet, dhe jo në kazan, si në termocentralet e vjetra. Është e pamundur të digjet pluhuri i qymyrit atje. Megjithëse vlen të thuhet se aktualisht është e mundur të merret gaz sintetik nga qymyri, i cili tashmë mund të përdoret nga disa modele të huaja të turbinave me gaz.
Naftë, torfe, naftë dhe lëndë djegëse të tjera në termocentralet.
Në mesin e shekullit të njëzetë, disa termocentrale përdorën në mënyrë aktive naftën si lëndë djegëse. Aktualisht, nafta nuk përdoret si lëndë djegëse kryesore për shkak të kostos së lartë. Por vaji i karburantit vazhdon të përdoret si lëndë djegëse fillestare në termocentralet me qymyr. Sipas vetive të tij funksionale, nafta është afër gazit natyror. Vlen të theksohet se kur digjet nafta, lirohet shumë oksid squfuri, pasi ka një përmbajtje të lartë squfuri.
Gjithashtu, në shekullin e kaluar, disa termocentrale përdorën torfe si lëndë djegëse. Por për shkak të veçorive operative dhe për shkak të mospërfitueshmërisë ekonomike, praktikisht nuk përdoret tani.
Karburanti dizel përdoret vetëm aty ku nuk kërkohet prodhimi i sasive të mëdha të energjisë elektrike. Për shembull, në territoret veriore dhe ishullore të vendit tonë. Ose ku kërkohet një furnizim i përkohshëm me energji elektrike. Nafta, ashtu si nafta, tani është e shtrenjtë.
Ju gjithashtu mund të shihni Rusinë e plotë.