Principi di base del funzionamento del TPP

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Cos'è una centrale termica e quali sono i principi di funzionamento di una centrale termica? La definizione generale di tali oggetti suona approssimativamente come segue: si tratta di centrali elettriche impegnate nella trasformazione dell'energia naturale in energia elettrica. Anche i combustibili naturali vengono utilizzati per questi scopi.

Il principio di funzionamento delle centrali termoelettriche. Breve descrizione

Ad oggi, le centrali termoelettriche sono le più utilizzate. In tali strutture vengono bruciati combustibili fossili, che rilasciano energia termica. Il compito del TPP è utilizzare questa energia per ottenere elettricità.

Il principio di funzionamento dei TPP è la generazione non solo di energia elettrica, ma anche di energia termica, che viene fornita anche ai consumatori sotto forma di acqua calda, ad esempio. Inoltre, questi impianti energetici generano circa il 76% di tutta l'elettricità. Una distribuzione così ampia è dovuta al fatto che la disponibilità di combustibile organico per il funzionamento della stazione è piuttosto ampia. Il secondo motivo era che il trasporto del carburante dal luogo di produzione alla stazione stessa è abbastanza semplice eoperazione stabilita. Il principio di funzionamento del TPP è concepito in modo tale che sia possibile utilizzare il calore di scarto del fluido di lavoro per la consegna secondaria al suo consumatore.

Separazione delle stazioni per tipo

Vale la pena notare che le centrali termiche possono essere suddivise in tipologie a seconda del tipo di energia che producono. Se il principio di funzionamento di una centrale termica è solo nella produzione di energia elettrica (cioè l'energia termica non viene fornita al consumatore), allora si parla di centrale a condensazione (CPP).

Gli impianti destinati alla produzione di energia elettrica, al rilascio di vapore, nonché alla fornitura di acqua calda al consumatore, dispongono di turbine a vapore al posto delle turbine a condensazione. Anche in tali elementi della stazione è presente un dispositivo di estrazione del vapore intermedio o un dispositivo di contropressione. Il principale vantaggio e principio di funzionamento di questo tipo di centrale termica (CHP) è che il vapore di scarico viene utilizzato anche come fonte di calore e fornito ai consumatori. In questo modo è possibile ridurre la perdita di calore e la quantità di acqua di raffreddamento.

Principi di base del funzionamento TPP

Prima di procedere alla considerazione del principio stesso di funzionamento, è necessario capire di che tipo di stazione stiamo parlando. La disposizione standard di tali impianti include un sistema come il riscaldamento del vapore. È necessario perché l'efficienza termica di un circuito con un surriscaldamento intermedio sarà maggiore rispetto a un sistema in cui è assente. In parole semplici, il principio di funzionamento di una centrale termica con un tale schema sarà molto più efficiente con lo stessoparametri preimpostati iniziali e finali che senza di esso. Da tutto ciò, possiamo concludere che la base del funzionamento della stazione è il combustibile fossile e l'aria riscaldata.

Schema di lavoro

Il principio di funzionamento del TPP è costruito come segue. Il materiale combustibile, così come l'agente ossidante, il cui ruolo è spesso assunto dall'aria riscaldata, vengono immessi nel forno della caldaia in un flusso continuo. Sostanze come carbone, petrolio, olio combustibile, gas, scisto, torba possono fungere da combustibile. Se parliamo del carburante più comune nella Federazione Russa, allora questa è polvere di carbone. Inoltre, il principio di funzionamento di una centrale termica è costruito in modo tale che il calore che si genera a causa della combustione del combustibile riscaldi l'acqua nella caldaia a vapore. Come risultato del riscaldamento, il liquido viene convertito in vapore saturo, che entra nella turbina a vapore attraverso l'uscita del vapore. Lo scopo principale di questo dispositivo nella stazione è convertire l'energia del vapore in entrata in energia meccanica.

Tutti gli elementi della turbina in grado di muoversi sono strettamente collegati all'albero, per cui ruotano come un unico meccanismo. Per far ruotare l'albero, la turbina a vapore trasferisce l'energia cinetica del vapore al rotore.

Funzionamento meccanico della stazione

Il dispositivo e il principio di funzionamento del TPP nella sua parte meccanica è connesso al funzionamento del rotore. Il vapore che esce dalla turbina ha una pressione e una temperatura molto elevate. Questo crea un'elevata energia interna.vapore, che arriva dalla caldaia agli ugelli della turbina. Sulle pale della turbina agiscono getti di vapore, che attraversano l'ugello in un flusso continuo, ad una velocità elevata, spesso anche superiore alla velocità del suono. Questi elementi sono rigidamente fissati al disco, il quale, a sua volta, è strettamente connesso all'albero. A questo punto, l'energia meccanica del vapore viene convertita nell'energia meccanica delle turbine a rotore. Parlando più precisamente del principio di funzionamento di una centrale termica, l'effetto meccanico interessa il rotore del turbogeneratore. Ciò è dovuto al fatto che l'albero di un rotore e un generatore convenzionali sono strettamente collegati. E poi c'è un processo abbastanza noto, semplice e comprensibile per convertire l'energia meccanica in energia elettrica in un dispositivo come un generatore.

Movimento del vapore dopo il rotore

Dopo che il vapore acqueo ha superato la turbina, la sua pressione e temperatura diminuiscono notevolmente ed entra nella parte successiva della stazione: il condensatore. All'interno di questo elemento avviene la trasformazione inversa del vapore in liquido. Per svolgere questo compito, c'è acqua di raffreddamento all'interno del condensatore, che vi entra attraverso tubi che passano all'interno delle pareti del dispositivo. Dopo che il vapore è stato riconvertito in acqua, viene pompato fuori da una pompa della condensa ed entra nel compartimento successivo: il disaeratore. È anche importante notare che l'acqua pompata passa attraverso i riscaldatori rigenerativi.

Il compito principale del disaeratore è rimuovere i gas dall'acqua in entrata. Contemporaneamente all'operazione di pulizia, anche il liquido viene riscaldato allo stesso modo dinei riscaldatori rigenerativi. A tale scopo viene utilizzato il calore del vapore, che viene prelevato da quello che segue nella turbina. Lo scopo principale dell'operazione di disaerazione è di ridurre il contenuto di ossigeno e anidride carbonica nel liquido a valori accettabili. Questo aiuta a ridurre la velocità di corrosione sui percorsi che forniscono acqua e vapore.

Stazioni sul carbone

C'è un'elevata dipendenza del principio di funzionamento delle centrali termoelettriche dal tipo di combustibile utilizzato. Dal punto di vista tecnologico, la sostanza più difficile da implementare è il carbone. Nonostante ciò, le materie prime sono la principale fonte di nutrimento in tali strutture, che rappresentano circa il 30% della quota totale delle stazioni. Inoltre, si prevede di aumentare il numero di tali oggetti. Vale anche la pena notare che il numero di scomparti funzionali necessari per il funzionamento della stazione è molto maggiore rispetto ad altri tipi.

Come funzionano le centrali termoelettriche a carbone

Affinché la stazione funzioni continuamente, il carbone viene costantemente portato lungo i binari ferroviari, che viene scaricato utilizzando speciali dispositivi di scarico. Poi ci sono elementi come i nastri trasportatori, attraverso i quali il carbone scaricato viene alimentato al magazzino. Successivamente, il combustibile entra nell'impianto di frantumazione. Se necessario, è possibile bypassare il processo di fornitura di carbone al magazzino e trasferirlo direttamente ai frantoi dai dispositivi di scarico. Dopo aver attraversato questa fase, la materia prima frantumata entra nel bunker del carbone grezzo. Il passo successivo è la fornitura di materiale attraversoalimentatori per mulini a carbone polverizzato. Inoltre, la polvere di carbone, utilizzando un metodo di trasporto pneumatico, viene immessa nel bunker della polvere di carbone. Passando questo percorso, la sostanza aggira elementi come un separatore e un ciclone e dal bunker entra già attraverso gli alimentatori direttamente ai bruciatori. L'aria che passa attraverso il ciclone viene aspirata dalla ventola del mulino, dopodiché viene immessa nella camera di combustione della caldaia.

Inoltre, il movimento del gas è simile a questo. La materia volatile che si forma nella camera di combustione passa in sequenza attraverso dispositivi come i condotti del gas di un impianto di caldaie, quindi, se viene utilizzato un sistema di post-riscaldamento, il gas viene fornito ai surriscaldatori primari e secondari. In questo vano, così come nell'economizzatore d'acqua, il gas cede calore per riscaldare il fluido di lavoro. Successivamente, viene installato un elemento chiamato surriscaldatore d'aria. Qui, l'energia termica del gas viene utilizzata per riscaldare l'aria in ingresso. Dopo aver attraversato tutti questi elementi, la sostanza volatile passa nel raccoglicenere, dove viene ripulita dalla cenere. Le pompe del fumo quindi aspirano il gas e lo rilasciano nell'atmosfera usando un tubo del gas.

TPP e NPP

Spesso sorge la domanda su cosa sia comune tra centrali termiche e nucleari e se vi sia una somiglianza nei principi di funzionamento delle centrali termiche e delle centrali nucleari.

Se parliamo delle loro somiglianze, ce ne sono molte. In primo luogo, entrambi sono costruiti in modo tale da utilizzare una risorsa naturale per il loro lavoro, che è un fossile e scavato. Oltretutto,si può notare che entrambi gli oggetti hanno lo scopo di generare non solo energia elettrica, ma anche energia termica. Somiglianze nei principi di funzionamento risiedono anche nel fatto che le centrali termiche e le centrali nucleari hanno turbine e generatori di vapore coinvolti nel processo. Le seguenti sono solo alcune delle differenze. Tra questi il fatto che, ad esempio, il costo di costruzione e di elettricità ricevuta dalle centrali termoelettriche è molto inferiore a quello delle centrali nucleari. Ma, d' altra parte, le centrali nucleari non inquinano l'atmosfera fintanto che i rifiuti vengono sm altiti correttamente e non ci sono incidenti. Mentre le centrali termoelettriche, per il loro principio di funzionamento, emettono costantemente nell'atmosfera sostanze nocive.

Qui sta la principale differenza nel funzionamento delle centrali nucleari e delle centrali termiche. Se negli impianti termici, l'energia termica della combustione del combustibile viene spesso trasferita all'acqua o convertita in vapore, nelle centrali nucleari l'energia viene prelevata dalla fissione degli atomi di uranio. L'energia risultante diverge per riscaldare una varietà di sostanze e l'acqua viene utilizzata qui abbastanza raramente. Inoltre, tutte le sostanze sono in circuiti chiusi sigillati.

Fornitura di calore

In alcuni TPP, i loro schemi possono prevedere un tale sistema che riscalda la centrale elettrica stessa, così come il villaggio adiacente, se presente. Ai riscaldatori di rete di questa unità viene prelevato vapore dalla turbina ed è presente anche una linea speciale per la rimozione della condensa. L'acqua viene fornita e scaricata attraverso uno speciale sistema di tubazioni. L'energia elettrica che verrà generata in questo modo viene deviata dal generatore elettrico e trasferita al consumatore,passando attraverso trasformatori step-up.

Attrezzatura principale

Se parliamo degli elementi principali utilizzati nelle centrali termoelettriche, allora si tratta di centrali termiche, nonché di installazioni di turbine abbinate a un generatore elettrico e un condensatore. La principale differenza tra l'apparecchiatura principale e l'apparecchiatura aggiuntiva è che ha parametri standard in termini di potenza, produttività, parametri del vapore, nonché tensione e intensità di corrente, ecc. Si può anche notare che il tipo e il numero di base gli elementi sono selezionati in base a quanta potenza è necessaria per ottenere da un TPP, nonché dalla modalità del suo funzionamento. Un'animazione del principio di funzionamento di una centrale termica può aiutare a comprendere questo problema in modo più dettagliato.