ՋԷԿ-ի շահագործման հիմնական սկզբունքները

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Ի՞նչ է ՋԷԿ-ը և որո՞նք են ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքները: Նման օբյեկտների ընդհանուր սահմանումը հնչում է մոտավորապես հետևյալ կերպ. դրանք էլեկտրակայաններ են, որոնք զբաղվում են բնական էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերամշակմամբ: Այդ նպատակների համար օգտագործվում են նաև բնական վառելանյութեր։

ՋԷԿ-երի շահագործման սկզբունքը. Համառոտ նկարագրություն

Մինչ օրս ամենաշատ օգտագործվողը ջերմային էլեկտրակայաններն են։ Նման օբյեկտներում այրվում են հանածո վառելիքներ, որոնք ջերմային էներգիա են թողնում: ՋԷԿ-ի խնդիրն է օգտագործել այս էներգիան էլեկտրաէներգիա ստանալու համար։

ՋԷԿ-երի շահագործման սկզբունքը ոչ միայն էլեկտրական էներգիայի արտադրությունն է, այլ նաև ջերմային էներգիայի արտադրությունը, որը սպառողներին մատակարարվում է նաև տաք ջրի տեսքով, օրինակ։ Բացի այդ, այս էներգետիկ օբյեկտները արտադրում են ողջ էլեկտրաէներգիայի մոտ 76%-ը: Նման լայն բաշխումը պայմանավորված է նրանով, որ կայանի շահագործման համար օրգանական վառելիքի առկայությունը բավականին մեծ է։ Երկրորդ պատճառն այն էր, որ վառելիքի տեղափոխումը դրա արտադրության վայրից բուն կայան բավականին պարզ է ևհաստատված գործառնություն։ ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքը նախագծված է այնպես, որ հնարավոր լինի օգտագործել աշխատանքային հեղուկի թափոնային ջերմությունը վերջինիս սպառողին երկրորդական առաքման համար։

Կայարանների տարանջատում ըստ տեսակի

Հարկ է նշել, որ ջերմային կայանները կարելի է բաժանել տեսակների՝ կախված նրանից, թե ինչ էներգիա են նրանք արտադրում։ Եթե ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքը միայն էլեկտրական էներգիայի արտադրության մեջ է (այսինքն՝ ջերմային էներգիա չի մատակարարվում սպառողին), ապա այն կոչվում է կոնդենսացիոն էլեկտրակայան (CPP):.

Էլեկտրական էներգիայի արտադրության, գոլորշու արտանետման, ինչպես նաև սպառողին տաք ջրի մատակարարման համար նախատեսված օբյեկտներում կոնդենսացիոն տուրբինների փոխարեն ունեն շոգետուրբիններ։ Նաև կայանի նման տարրերում կա միջանկյալ գոլորշու արդյունահանում կամ հակաճնշման սարք։ Այս տեսակի ՋԷԿ-ի (ՋԷԿ) հիմնական առավելությունն ու շահագործման սկզբունքն այն է, որ արտանետվող գոլորշին օգտագործվում է նաև որպես ջերմության աղբյուր և մատակարարվում սպառողներին։ Այս կերպ ջերմության կորուստը և հովացնող ջրի քանակը կարող են կրճատվել։

ՋԷԿ-ի շահագործման հիմնական սկզբունքները

Նախքան աշխատանքի բուն սկզբունքի քննարկմանը անցնելը, պետք է հասկանալ, թե ինչ կայանի մասին է խոսքը։ Նման օբյեկտների ստանդարտ դասավորությունը ներառում է այնպիսի համակարգ, ինչպիսին է գոլորշու տաքացումը: Դա անհրաժեշտ է, քանի որ միջանկյալ գերտաքացումով շղթայի ջերմային արդյունավետությունը կլինի ավելի բարձր, քան այն համակարգում, որտեղ այն բացակայում է: Պարզ խոսքերով, նման սխեմայով ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքը շատ ավելի արդյունավետ կլինի նույնով.նախնական և վերջնական նախադրված պարամետրերը, քան առանց դրա: Այս ամենից կարելի է եզրակացնել, որ կայանի գործունեության հիմքը հանածո վառելիքն է և տաքացվող օդը։

Աշխատանքի սխեման

ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքը կառուցված է հետևյալ կերպ. Վառելիքի նյութը, ինչպես նաև օքսիդացնող նյութը, որի դերն առավել հաճախ ստանձնում է տաքացվող օդը, անընդհատ հոսքով սնվում են կաթսայատան վառարանում։ Որպես վառելիք կարող են հանդես գալ այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ածուխը, նավթը, մազութը, գազը, թերթաքարը, տորֆը։ Եթե խոսենք Ռուսաստանի Դաշնությունում ամենատարածված վառելիքի մասին, ապա սա ածուխի փոշին է: Ավելին, ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքը կառուցված է այնպես, որ վառելիքի այրման արդյունքում առաջացող ջերմությունը տաքացնում է ջուրը գոլորշու կաթսայում: Տաքացման արդյունքում հեղուկը վերածվում է հագեցած գոլորշու, որը գոլորշու ելքի միջոցով մտնում է շոգետուրբին։ Կայանում այս սարքի հիմնական նպատակը ներգնա գոլորշու էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելն է։

Տուրբինի շարժման ընդունակ բոլոր տարրերը սերտորեն կապված են լիսեռի հետ, ինչի արդյունքում պտտվում են որպես մեկ մեխանիզմ։ Որպեսզի լիսեռը պտտվի, գոլորշու տուրբինը գոլորշու կինետիկ էներգիան փոխանցում է ռոտորին:

Կայարանի մեխանիկական շահագործում

ՋԷԿ-ի սարքը և աշխատանքի սկզբունքն իր մեխանիկական մասում կապված է ռոտորի աշխատանքի հետ։ Գոլորշին, որը գալիս է տուրբինից, ունի շատ բարձր ճնշում և ջերմաստիճան։ Սա ստեղծում է բարձր ներքին էներգիա:գոլորշի, որը գալիս է կաթսայից դեպի տուրբինի վարդակներ: Տուրբինի շեղբերների վրա գործում են գոլորշու շիթերը, որոնք անցնում են վարդակից անընդհատ հոսքով, բարձր արագությամբ, որը հաճախ նույնիսկ բարձր է ձայնի արագությունից։ Այս տարրերը կոշտ ամրացված են սկավառակի վրա, որն, իր հերթին, սերտորեն կապված է լիսեռի հետ: Ժամանակի այս պահին գոլորշու մեխանիկական էներգիան վերածվում է ռոտորային տուրբինների մեխանիկական էներգիայի: Ավելի ճշգրիտ խոսելով ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքի մասին՝ մեխանիկական ազդեցությունը ազդում է տուրբոգեներատորի ռոտորի վրա։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ սովորական ռոտորի լիսեռը և գեներատորը սերտորեն կապված են: Եվ հետո կա բավականին հայտնի, պարզ և հասկանալի գործընթաց՝ մեխանիկական էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու այնպիսի սարքում, ինչպիսին է գեներատորը:

Գոլորշի շարժում ռոտորից հետո

Ջրային գոլորշին տուրբինով անցնելուց հետո նրա ճնշումն ու ջերմաստիճանը զգալիորեն նվազում են, և այն մտնում է կայանի հաջորդ հատվածը՝ կոնդենսատորը։ Այս տարրի ներսում տեղի է ունենում գոլորշիների հակադարձ վերափոխումը հեղուկի: Այս առաջադրանքն իրականացնելու համար կոնդենսատորի ներսում սառեցնող ջուր կա, որն այնտեղ է մտնում սարքի պատերի ներսում անցնող խողովակներով։ Այն բանից հետո, երբ գոլորշին նորից վերածվում է ջրի, այն դուրս է մղվում կոնդենսատային պոմպի միջոցով և մտնում հաջորդ խցիկ՝ դեզերատոր: Կարևոր է նաև նշել, որ մղվող ջուրն անցնում է վերականգնող ջեռուցիչների միջով։

Դաերատորի հիմնական խնդիրն է ներխուժող ջրից գազերը հեռացնելը։ Մաքրման գործողության հետ միաժամանակ հեղուկը նույնպես տաքացվում է այնպես, ինչպեսվերականգնող ջեռուցիչներում. Այդ նպատակով օգտագործվում է գոլորշու ջերմությունը, որը վերցվում է հաջորդողից դեպի տուրբին: Օդազերծման գործողության հիմնական նպատակն է թթվածնի և ածխածնի երկօքսիդի պարունակությունը հեղուկում հասցնել ընդունելի արժեքների: Սա օգնում է նվազեցնել կոռոզիայի արագությունը ջրի և գոլորշու մատակարարման ուղիների վրա:

Կայարաններ ածխի վրա

ՋԷԿ-երի շահագործման սկզբունքի մեծ կախվածություն կա օգտագործվող վառելիքի տեսակից։ Տեխնոլոգիական տեսանկյունից ամենադժվար ներդրման նյութը ածուխն է։ Չնայած դրան, հումքը հանդիսանում է սննդի հիմնական աղբյուրը նման օբյեկտներում, որոնք կազմում են կայանների ընդհանուր մասնաբաժնի մոտավորապես 30%-ը: Բացի այդ, նախատեսվում է ավելացնել նման օբյեկտների թիվը։ Հարկ է նաև նշել, որ կայանի շահագործման համար պահանջվող ֆունկցիոնալ խցիկների թիվը շատ ավելի մեծ է, քան մյուս տեսակներում։

Ինչպես են աշխատում ածուխով աշխատող ջերմաէլեկտրակայանները

Կայարանի շարունակական աշխատանքի համար երկաթուղային գծերով անընդհատ ածուխ է բերվում, որը բեռնաթափվում է հատուկ բեռնաթափման սարքերի միջոցով։ Այնուհետեւ կան այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են փոխակրիչները, որոնց միջոցով բեռնաթափված ածուխը սնվում է պահեստ: Հաջորդը, վառելիքը մտնում է ջարդիչ գործարան: Անհրաժեշտության դեպքում հնարավոր է շրջանցել պահեստին ածուխ մատակարարելու գործընթացը և այն բեռնաթափող սարքերից անմիջապես փոխանցել ջարդիչներին։ Այս փուլն անցնելուց հետո մանրացված հումքը մտնում է ածխի հումքի բունկեր։ Հաջորդ քայլը նյութի մատակարարումն էսնուցիչներ փոշիացված ածխի գործարանների համար: Այնուհետև, ածխի փոշին, օգտագործելով օդաճնշական փոխադրման մեթոդ, սնվում է ածխի փոշու բունկեր: Անցնելով այս ճանապարհը՝ նյութը շրջանցում է այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են տարանջատիչը և ցիկլոնը, և բունկերից այն արդեն սնուցիչների միջոցով մտնում է անմիջապես այրիչներ։ Ցիկլոնի միջով անցնող օդը ներծծվում է ջրաղացի օդափոխիչով, որից հետո այն սնվում է կաթսայի այրման պալատ։

Այնուհետև, գազի շարժումն այսպիսի տեսք ունի. Այրման պալատում ձևավորված ցնդող նյութը հաջորդաբար անցնում է այնպիսի սարքերի միջով, ինչպիսիք են կաթսայատան կայանի գազի խողովակները, այնուհետև, եթե օգտագործվում է տաքացման համակարգ, գազը մատակարարվում է առաջնային և երկրորդային գերտաքացուցիչներին: Այս խցիկում, ինչպես նաև ջրի էկոնոմիզատորում գազն իր ջերմությունն է թողնում աշխատանքային հեղուկը տաքացնելու համար։ Հաջորդը, տեղադրվում է օդային գերտաքացուցիչ կոչվող տարր: Այստեղ գազի ջերմային էներգիան օգտագործվում է մուտքային օդը տաքացնելու համար։ Այս բոլոր տարրերի միջով անցնելուց հետո ցնդող նյութը անցնում է մոխիրը որսալու մեջ, որտեղ այն մաքրվում է մոխիրից։ Ծխի պոմպերն այնուհետև գազը դուրս են հանում և գազատար խողովակի միջոցով բաց թողնում այն մթնոլորտ։

TPP և NPP

Բավական հաճախ հարց է առաջանում, թե ինչն է ընդհանուր ՋԷԿ-երի և ատոմակայանների միջև և կա արդյոք նմանություն ՋԷԿ-երի և ատոմակայանների շահագործման սկզբունքներում։

Եթե խոսենք նրանց նմանությունների մասին, ապա դրանք մի քանիսն են: Նախ՝ երկուսն էլ այնպես են կառուցված, որ իրենց աշխատանքի համար օգտագործում են բնական ռեսուրս, որը բրածո է և պեղված։ Բացի այդ,Կարելի է նշել, որ երկու օբյեկտներն էլ ուղղված են ոչ միայն էլեկտրական, այլ նաև ջերմային էներգիա արտադրելուն։ Գործողության սկզբունքների նմանությունները կայանում են նաև նրանում, որ ջերմաէլեկտրակայանները և ատոմակայաններն ունեն գործընթացում ներգրավված տուրբիններ և գոլորշու գեներատորներ: Ստորև բերված են միայն որոշ տարբերություններ: Դրանց թվում է այն փաստը, որ, օրինակ, ՋԷԿ-երից ստացվող շինարարության և էլեկտրաէներգիայի արժեքը շատ ավելի ցածր է, քան ատոմակայաններից։ Բայց, մյուս կողմից, ատոմակայանները չեն աղտոտում մթնոլորտը, քանի դեռ թափոնները պատշաճ կերպով հեռացվում են և վթարներ չեն լինում։ Մինչդեռ ՋԷԿ-երը, իրենց գործունեության սկզբունքով, մշտապես մթնոլորտ են արտանետում վնասակար նյութեր։

Ահա ատոմակայանների և ջերմաէլեկտրակայանների աշխատանքի հիմնական տարբերությունը։ Եթե ջերմային օբյեկտներում վառելիքի այրման ջերմային էներգիան առավել հաճախ փոխանցվում է ջրի կամ վերածվում գոլորշու, ապա ատոմակայաններում էներգիան վերցվում է ուրանի ատոմների տրոհումից։ Ստացված էներգիան շեղվում է մի շարք նյութեր տաքացնելու համար, և ջուրն այստեղ բավականին հազվադեպ է օգտագործվում: Բացի այդ, բոլոր նյութերը գտնվում են փակ փակ շղթաներում։

Ջերմամատակարարում

Որոշ ՋԷԿ-երում նրանց սխեմաները կարող են նախատեսել այնպիսի համակարգ, որը տաքացնում է հենց էլեկտրակայանը, ինչպես նաև հարակից գյուղը, եթե այդպիսիք կան: Այս միավորի ցանցային ջեռուցիչներին տուրբինից գոլորշի է վերցվում, ինչպես նաև կա կոնդենսատի հեռացման հատուկ գիծ: Ջուրը մատակարարվում և դուրս է գալիս հատուկ խողովակաշարային համակարգով։ Էլեկտրական էներգիան, որը կստեղծվի այս եղանակով, շեղվում է էլեկտրական գեներատորից և փոխանցվում սպառողին,անցնելով բարձրացող տրանսֆորմատորներով:

Հիմնական սարքավորում

Եթե խոսենք ջերմային էլեկտրակայաններում շահագործվող հիմնական տարրերի մասին, ապա դրանք կաթսայատներ են, ինչպես նաև էլեկտրական գեներատորի և կոնդենսատորի հետ զուգակցված տուրբինային կայանքներ: Հիմնական սարքավորումների և լրացուցիչ սարքավորումների հիմնական տարբերությունն այն է, որ այն ունի ստանդարտ պարամետրեր իր հզորության, արտադրողականության, գոլորշու պարամետրերի, ինչպես նաև լարման և հոսանքի ուժի և այլնի առումով: Կարելի է նաև նշել, որ հիմնականների տեսակը և քանակը. տարրերն ընտրվում են՝ կախված նրանից, թե որքան հզորություն է պետք ստանալ մեկ ՋԷԿ-ից, ինչպես նաև դրա շահագործման ռեժիմից: ՋԷԿ-ի շահագործման սկզբունքի անիմացիան կարող է օգնել ավելի մանրամասն հասկանալ այս հարցը։