Что находится внутри тэц
Что на самом деле выходит из труб ТЭЦ
Башни, выпускающие такие «белые облака», называются градирни. Еще их называют охладительными башнями. Они предназначены для охлаждения больших объемов воды в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций. На самом деле никакого дыма в таких устройствах быть не может. Внутри них ничего не горит, а наоборот – остужается.
Как работает ТЭЦ
Чтобы понять для чего нужны градирни, необходимо сначала выяснить как работает типовая ТЭЦ. Теплоносителем в таких теплоэлектроцентралях выступает водяной пар. Для его производства служит вода, которая чаще всего используется в системе ТЭЦ по замкнутому контуру.
Надежность работы котлов и систем теплоснабжения в первую очередь зависит от качества воды, поэтому обычная водопроводная вода здесь не годится. Так как главной задачей является предотвращение коррозии и накипи в котлах и трубопроводах, воду для них специально химически подготавливают, лишая ее кислорода, минеральных примесей, а также солей кальция и магния.
Подготовленная таким образом вода в паровых котлах превращается в пар и затем под высоким давлением поступает в паровые турбины для производства электроэнергии.
Проходя через рабочее колесо турбины, отработанный пар поступает в конденсаторы, чтобы потом снова в виде воды возвратиться в рабочий цикл производства. Но температура такой воды слишком высока, чтобы сразу вернуться в систему, поэтому для ее снижения и устанавливают градирни.
Градирни различаются по способу подачи воздуха (вентиляторные, башенные, вакуумные и брызгальные) и по направлению движения рабочей среды (с противотоком, с перекрестным током и со смешанным током).
Устройство градирни
Рассмотрим ее работу на примере самой обычной башенной градирни. Именно их чаще всего устанавливают вблизи ТЭЦ. Такие градирни самые экономичные, так как опираются на естественную тягу без использования электричества, но при этом они самые затратные в плане строительства из-за своего большого размера.
Горячая вода в такой башне подается насосами наверх к вершине башни и разбрызгивается оросительной системой, через множество специальных форсунок.
Снизу, через специальные окна, в градирню поступает воздух. Он движется вверх под действием естественной тяги, создаваемой в башне за счет перепада высоты.
При этом, часть горячей воды, успевает испариться и выходит вместе с воздухом через сопло градирни в виде пара. Другими словами, воздух как бы выталкивает часть пара наружу. Именно этот пар мы и видим в виде белых облаков над тепловыми электростанциями. Остальная часть воды, остуженная воздухом, под действием силы тяжести стекает вниз к основанию башни в специальный установленный водосборник.
А оттуда вода попадает обратно в систему. Так ТЭЦ удается экономить средства на водоподготовку.
А где тогда дым от котельных?
Другое дело – дымовые трубы, которые используются для выброса дыма из водогрейных и паровых котлов. Для нагрева воды в таких котлах в качестве топлива используется уголь, газ или мазут. А значит без процесса горения и дыма их работа невозможна. В отличие от градирен, из таких полосатых труб в атмосферу выходит дым.
Почему трубы строят такими высокими?
Большая высота дымовых труб котельных обусловлена несколькими факторами. Главный из них – экология. По понятным причинам дымовые трубы должны быть выше всех основных городских зданий. Также немаловажную роль играет наличие так называемого инверсионного слоя, или по-простому «купола».
Это невидимое скопление воздушных масс, которое препятствует вертикальному перемещению воздуха, образуя тем самым смог. Инверсионные слои называются также задерживающими. Поэтому в зависимости от местности трубы строят с учетом «пробития» такого «купола».
Вторая причина – чем выше дымовая труба, тем лучше тяга в топке котлов. А также, чем больше объем дымовых газов, требуемых для выброса, тем выше должна быть труба.
Почему заводские трубы окрашены в красно-белые полосы?
Трубы окрашивают в красно-белый цвет по требованиям авиационной безопасности.
Трубы высотой до 100 метров должны иметь окраску на 1/3 высоты трубы в виде чередующихся красно-белых полос одинаковой ширины. При этом верхняя и нижняя полосы должны быть окрашены в красный цвет. Дымовые трубы высотой выше 100 м, окрашиваются чередующимися полосами красного и белого цвета на всю высоту сооружения. То есть по количеству полос можно судить о высоте дымовой трубы.
Ульяновская ТЭЦ‑1 изнутри: как делают тепло и электричество
Пишет krendelphoto: Вот настала и моя очередь опубликовать отчет об экскурсии на Ульяновскую ТЭЦ‑1, на которую нас любезно пригласила пресс-служба филиала ОАО «Волжская ТГК» в феврале 2011.
У меня родители всю жизнь работают в энергетике – как раз на ТЭЦ, но сейчас на другой, не на этой. И я с детства слушал их разговоры о том, чем они там занимаются, и всю жизнь мечтал увидеть вживую все эти котлы, турбины и прочее, потому что в голове можно хоть всю жизнь пытаться представлять котел размером с дом, но так и не представить. 🙂 А тут такой случай предоставился и упускать эту возможность было просто нельзя.
1. Ульяновская ТЭЦ‑1
Вообще, я был изрядно удивлен, когда услышал о том, что такое мероприятие планируется в нашем городе. Чтобы интернетчиков позвали с фотоаппаратами на закрытый объект, да еще все там показали… Я думал такое бывает только в Интернете (ну в смысле где-то в других далеких городах :)). Однако, несмотря на сомнения, мероприятие прошло без задержек в запланированные сроки, и, надо заметить, было прекрасно организовано. Итак, поехали… Сначала нас провезли по территории на автобусе, показали разные достопримечательности. По пути рассказали, что ТЭЦ-1 была введена в строй в 1946 году и изначально относилась к эвакуированному из Горького автозаводу, который стал УАЗом. Затем мы подъехали к главному корпусу, выгрузились и немного поснимали градирни.
2. В градирнях охлаждается вода, используемая в технологическом цикле для охлаждения пара и разных устройств. По сути это даже не труба, а такой «душ» без крыши. Внутри с большой высоты разбрызгивается вода. При падении на воздухе она охлаждается, а затем сливается в трубу. Слева – новая градирня, справа – старая, маленькая и с плоскими гранями. Поскольку при нашем посещении погода стояла морозная (-25), пара на улице и над градирнями было много. 🙂 Красота! Электрическая мощность станции составляет 435 МВт, однако такая мощность может быть достигнута только зимой, как нам рассказали, за счет более эффективного охлаждения воды в градирнях. Летом же вода охлаждается хуже и электричества вырабатывается в разы меньше. Но и потребность в электричестве летом ниже. Для повышения эффективности выработки электроэнергии летом станции не помешала бы еще одна новая градирня. Стоит она 500 млн. руб.
3. А это уже дым из основной трубы (высота порядка 180 м) от сжигания топлива. В нашем случае это был мазут. На ТЭЦ‑2 в Заволжском районе дымовая труба еще выше метров на 100 (или чуть меньше). Обычно на ульяновских ТЭЦ сжигают природный газ, но в сильные морозы переходят на мазут, чтобы скомпенсировать увеличенный расход газа другими предприятиями. За день на ТЭЦ‑1 сжигают до 1000 тонн мазута. Это примерно один поезд. 🙂
4. Мы зашли внутрь и нас провели в конференц-зал к директору ТЭЦ‑1 Долгалеву Виктору Антоновичу, где нам еще немного рассказали об истории ТЭЦ‑1 и о разных ее параметрах в числах, которые я не запомнил :). Затем мы надели каски и пошли в святая святых – в турбинно-котельный цэх. Каски там реально нужны, поскольку из-за перепадов температуры и влажности в таком огромном помещении местами может отваливаться штукатурка – я видел ее кусочки на полу возле стены. Да и с котла может что-нибудь упасть (например, сварочный электрод), когда там люди работают. Так что без соблюдения техники безопасности на ТЭЦ – никуда.
5. После входа в цэх у многих из нас отпала челюсть. В помещении огромной длины столько всякого было! А какой шум здесь стоит. А под ногами – пропасть! И хотя ТЭЦ‑1 – станция старого проекта и узлы и агрегаты тут сравнительно небольшие, но мы были очень впечатлены увиденным.
6. Над нашими головами висел кран.
8. Быстренько пройдя по мостику (мы еще вернемся в цэх), мы поднялись к паропреобразователю. Вот в этом месте было совсем громко! Представьте, что вы стоите около реактивного двигателя. Уши болели, их закладывало и хотелось побыстрее уйти отсюда. В детстве я наслушался страшных историй от родителей о том, что бывает если трубы с паром под давлением разгерметизируются. Было немного стремно протискиваться мимо этих труб огромного диаметра, где внутри бежит перегретый пар с температурой в сотни градусов и под давлением в много-много атмосфер. Остальные экскурсанты этих историй не слышали и им было пофиг. 🙂
9. «Логово зверя». Интерьер напоминает некоторые компьютерные игры. «Индастриал-стайл» – ничего лишнего. 🙂 Выйдя из этого громкого места, многие потом некоторое время плохо слышали. 🙂 Через несколько минут слух вернулся.
10. Этот многострадальный лифт фунциклирует. Затем мы вернулись в основное помещение котло-турбинного цэха.
11. Кондей. Видимо, летом рабочие прячут тут свое пиво. 🙂 Шутка.
13. Манометры и пар на заднем плане
16. Опять манометры…
20. Длина помещения цэха, высота и глубина поражают.
21. Циркулярные насосы (перекачивают воду для охлаждения).
22. …выбирай себе любой. 🙂
26. Турбина с генератором. На табло отображается скорость вращения турбины: 3000 об./мин. Если поделить на 60, получится 50 оборотов в секунду. Таким образом в генераторе возникает переменный ток частотой 50 Герц.
27. Круговая панорама – первые 180 градусов
28. Вторая половина панорамы
29. Пульт управления и мониторинга (не знаю как правильно называется :)). Внутри за стеклопакетом – потише чем здесь, в цеху. Однако, рабочие жалуются, что слух стал хуже за годы работы. Позже мы попадем туда внутрь.
31. По дороге к котлам
32. Можно заглянуть в топку котла. Стенки котла состоят из трубочек, по которым циркулирует вода. Внутри горит мазут или газ. Раньше котлы топили углем и их часто приходилось чистить от сажи. Копоть распространялась по всей округе и причиняла большой ущерб окружающей среде. Потом перегретый пар под высоким давлением загоняют в турбину, где он давит на ее лопасти и турбина крутится. К тому же валу подключен генератор, вырабатывающий электричество. Затем пар используют для подогрева воды… Бывают еще отдельные водогрейные котлы. Вот по такой, в общем-то, незамысловатой схеме на ТЭЦ получают тепло и электричество. 🙂
33. Мазут горит в топке котла при температуре 2500 градусов. Кстати, мазут сам по себе очень вязкий. Чтобы на морозе он не застыл, его при хранении разогревают до 100 градусов.
34. Размеры котла (на заднем плане) поражают воображение.
35. Асбестовая теплоизоляция.
36. В некоторых местах крышечек нет.
37. Обратите внимание – давление пара до 155 атмосфер! За всем оборудованием пристально следят. Перед каждым отопительным сезоном проводят испытания, специальная комиссия дает добро на эксплуатацию.
38. Щит управления горелками.
39. Котлище! Но эти еще маленькие, на ТЭЦ‑2 высота котлов – 40 метров.
41. Пришли на пульт управления.
42. Здесь много диагностических приборов и самописцев.
43. Есть и компьютерные системы мониторинга.
44. Старинное табло уже изрядно глючит, но что-то еще показывает. Генераторы на Ульяновской ТЭЦ‑1 не очень мощные (до 70 МВт), по сравнению с ТЭЦ‑2 (до 170 МВт), но их больше. Из-за чего суммарная электрическая мощность примерно одинакова.
47. Устройство останова подачи пара на турбогенератор.
49. Программисты здесь тоже есть. 🙂
А вы знали, что у нас есть Instagram и Telegram?
Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!
Что внутри ТЭЦ?
Иногда некоторые крупные производственные компании организовывают экскурсии для населения к себе на предприятия. Я не знаю, насколько это полезно для самих компаний, но населению такие вещи очень интересны и приятны, учитывая то, что это бесплатно. Мне удалось таким образом попасть на ТЭЦ-2.
Огромные предприятия и строения всегда поражали меня своим масштабом. Удивительно то, что такой маленький человек может соорудить нечто огромное. И не просто построить, а заставить работать и приносить пользу обществу. И владельцу производства, конечно. Высокие потолки, промышленный гул, кучи угля, по которым постоянно ездит бульдозер, котлы, которые вовсе не выглядят как котлы, турбины, и трубы, трубы, трубы. ТЭЦ похожа на один огромный и сложный организм, в котором важно каждое звено. На одной ТЭЦ трудится около 600 человек, и все они вносят свой вклад в то, чтобы согреть нас зимой. Удивительно и интересно!
Не нужно напоминать о том, насколько важны ТЭЦ в нашем городе, где зима длится пол года. А важное не может быть неинтересным, поэтому представляю вашему вниманию то, что вы можете увидеть внутри ТЭЦ. В данном случае это ТЭЦ-2. Началось все с проходной, где нам выдали каски и проверили паспорта. А затем работник ТЭЦ провел нас по цехам и рассказал немного о технологическом процессе.
Во-первых, надо понимать, что холодная и горячая вода приходят к нам в дом из разных мест и от разных предприятий. С ТЭЦ мы получаем горячую воду.
Воду забирают из Енисея, а затем очищают, чтобы примеси не портили трубы. Воду прогоняют через шесть фильтров, каждый из которых отвечает за определенную примесь. Фильтры выглядят как бочки с песком, через которые пропускают воду.
После очистки вода поступает в котлы, которые похожи, скорее, на толстые трубы, чем на котлы, в которых бурлит вода. Котлы разогревают, сжигая уголь.
Уголь приходит на ТЭЦ в вагонах. Из вагонов его высыпают при помощи вагоноопрокидывателя. К сожалению, мы не увидели, как это работает, а жаль. «Вагонопрокидыватель» звучит очень круто.
Затем при помощи контейнера уголь ссыпают в огромную кучу на улице. Там он и хранится. По нему постоянно ездит бульдозер, разравнивающий уголь и предотвращающий его самовозгорание.
Затем при помощи контейнера уголь поступает в специальные мельницы, где его доводят до состоянии угольной муки. Как мы знаем, чем больше поверхность топлива, тем эффективнее оно горит.
Ну а дальше все просто: уголь горит, вода нагревается и уходит потребителям, а пар вращает турбины, вырабатывающие электроэнергию.
Вот об этом нам рассказали на ТЭЦ. А на выходе подарили футболку и бейсболку с эмблемой СГК. Это было приятным сюрпризом! Но самую главную ценность представляла все же сама экскурсия. Такие вещи нужны людям для расширения кругозора и формирования более адекватной картины мира. Так что спасибо большое организаторам!
Как устроена ТЭЦ
Начнём с общих вопросов, к которым относится в первую очередь безопасность.
Разумеется, ТЭЦ, как и ГЭС, предприятие режимное, и просто так туда не пускают.
А если уж пустили, хоть даже на экскурсию, то инструктаж по технике безопасности пройти всё равно придётся:
Ну, нам это не в диковинку (как и сама ТЭЦ не в диковинку, я работал там лет 30 назад ;)).
Да, ещё одно жёсткое предупреждение, не могу пройти мимо:
Но летом всё тепло израсходовать с пользой не удаётся, поэтому пар, вышедший из турбины, охлаждается, превращаясь в воду, в градирнях, после чего вода возвращается в замкнутый производственный цикл. А в тёплых бассейнах градирен ещё и рыбу разводят 😉
Чтобы не изнашивались теплосети и котёл, вода проходит специальную подготовку в химическом цехе:
А по всему замкнутому кругу воду гоняют циркуляционные насосы:
Далее вода проходит через теплообменники, нагреваясь паром, выходящим из турбины, и поступает в барабан котла (трубопроводы зелёного цвета):
И вот такой пар уже подаётся на турбины (в больших станциях несколько котлов могут работать на общий паровой коллектор, от которого питаются несколько турбин).
Ещё один ракурс на подвал:
Пульт управления котла выглядит так:
На дальней стене располагается мнемосхема всего техпроцесса с лампочками, индицирующими состояние задвижек, классические приборы с самописцами на бумажной ленте, табло сигнализации и другие индикаторы.
А на самом пульте классические кнопки и ключи соседствуют с компьютерным дисплеем, где крутится система управления (SCADA). Здесь же есть самые ответственные выключатели, защищённые красными кожухами: «Останов котла» и «Главная паровая задвижка» (ГПЗ):
В этих теплообменниках отработанным паром подогревается сетевая вода:
Кстати, на фото у меня самая старая турбина ТЭЦ-2, так что не удивляйтесь брутальному виду устройств, которые будут показаны ниже:
Вот это механизм управления турбиной (МУТ), который регулирует подачу пара и, соответственно, управляет нагрузкой. Его раньше крутили вручную:
А это Стопорный клапан (его надо долго вручную взводить после того, как он сработал):
Вакуум образуется за счёт конденсации остатков пара в конденсационной установке.
Вот мы и прошлись по всему пути воды на ТЭЦ. Обратите внимание также на ту часть пара, которая идёт на подогрев сетевой воды для потребителя (ПСГ):
Ещё один вид с кучей контрольных точек. Не забываем, что контролировать на турбине необходимо кучу давлений и температур не только пара, но и масла в подшипниках каждой её части:
На пульте мы видим пару средних турбин с двумя цилиндрами, кстати.
В отличие от ГЭС, процессы на ТЭЦ более быстрые и ответственные (кстати, все помнят слышный во всех краях города громкий шум, похожий на самолётный? Так это изредка срабатывает паровой клапан, стравливая чрезмерное давление пара. Представьте, как это слышится вблизи!).
Поэтому автоматизация здесь пока запаздывает и в основном ограничивается сбором данных. А на пультах управления мы видим сборную солянку различных SCADA и промышленных контроллеров, занимающихся локальным регулированием. Но процесс идёт!
Ещё раз посмотрим общий вид турбинного цеха:
На этом обзорную экскурсию можно завершить и всё-таки сказать пару слов про насущные проблемы.
Тепло и коммунальные технологии
Итак, мы выяснили, что ТЭЦ даёт электричество и тепло. И то, и другое, разумеется, поставляется потребителям. Теперь нас, главным образом, будет интересовать тепло.
После перестройки, приватизации и разделения всей единой советской промышленности на отдельные кусочки во многих местах получилось так, что электростанции остались в ведомстве Чубайса, а городские теплосети стали муниципальными. И на них образовался посредник, который берёт деньги за транспортировку тепла. А как эти деньги тратятся на ежегодный ремонт изношенных на 70% теплосетей, вряд ли нужно рассказывать.
Так вот, из-за многомиллионных долгов посредника «НОВЭК» в Новочебоксарске ТГК-5 уже перешла на прямые договора с потребителями.
В Чебоксарах пока этого нет. Более того, чебоксарские «Коммунальные технологии» на сегодня пролоббировали в городской администрации проект развития своих котельных и теплосетей аж на 38 миллиардов (ТГК-5 справилась бы всего за три).
Все эти миллиарды так или иначе будут включены в тарифы на тепло, которые устанавливает городская администрация «из соображений социальной справедливости». Между тем, сейчас себестоимость тепла, вырабатываемого ТЭЦ-2, в 1.5 раза меньше, чем на котельных КТ. И такое положение должно сохраниться и в будущем, потому что чем крупнее электростанция, тем она эффективнее (в частности, меньше эксплуатационных затрат + окупаемость тепла за счёт производства электроэнергии).
А что с точки зрения экологии?
Безусловно, одна большая ТЭЦ с высокой трубой лучше в экологическом плане, чем десяток мелких котельных с маленькими трубами, дым из которых практически останется в городе.
Самым же плохим в смысле экологии является ныне популярное индивидуальное отопление.
Маленькие домашние котлы не обеспечивают такой полноты сгорания топлива, как большие ТЭЦ, да и все выхлопные газы остаются не просто в городе, а буквально над окнами.
Кроме того, мало кто задумывается о повышенной опасности дополнительного газового оборудования, стоящего в каждой квартире.
Какой выход?
Во многих странах при центральном отоплении используются поквартирные регуляторы, которые позволяют экономнее потреблять тепло.
К сожалению, при нынешних аппетитах посредников и изношенности теплосетей преимущества центрального отопления сходят на нет. Но всё-таки, с глобальной точки зрения, индивидуальное отопление более уместно в коттеджах.