чем греют воду на тэц
Откуда берется горячая вода?
Пожалуй, всем известно, что огромные котлы-градирни и испускающие дым полосатые трубы, что видны с любой точки города, принадлежат ТЭЦ. Более того, многие знают, что эти махины обеспечивают наши дома светом, отоплением и горячим водоснабжением. Но что именно представляет собой процесс образования тепла и как в нем задействованы колонны градирен – вопрос довольно запутанный.
Расходные материалы
Расходные материалыВесь процесс работы ТЭЦ начинается с подготовки воды. Поскольку она используется здесь в качестве основного теплоносителя, то перед попаданием в паровой котел, где с ней будут происходить основные метаморфозы, требует предварительной очистки. Чтобы предупредить накипь на стенках котлов, воду сначала смягчают – ее жесткость порой необходимо уменьшить в 4000 раз, также ее нужно избавить от различных примесей и взвесей.
В качестве топлива для подогрева котлов с водой на различных электростанциях используют, как правило, газ, уголь или торф. Сгорание этих материалов выделяет тепловую энергию, которую на станции и используют для работы всего энергоблока. Уголь перед использованием перемалывают, а поступающий газ очищают от механических примесей, сероводорода и углекислого газа.
Производство пара
Огромный паровой котел в машинном зале – высота с 9-этажный дом не предел – можно назвать сердцем ТЭЦ. Его питает подготовленное топливо, выделяя при этом огромное количество энергии. Под ее силой вода в котле превращается в пар с температурой на выходе почти в 600 градусов. Под давлением этого пара вращаются лопасти генератора, в результате чего создается электричество.
ТЭЦ вырабатывает также тепловую энергию, предназначенную для отопления и горячего водоснабжения района и города. Для этого на турбине существуют отборы, которые выводят часть нагретого пара, пока тот еще не дошел до конденсатора. Выведенный пар передается в сетевой подогреватель, выступающий в качестве теплообменника.
Тепловые сети
Попав в трубки сетевых подогревателей, вода нагревается и передается по подземным трубопроводам дальше в тепловую сеть за счет насосов, гоняющих воду по трубам. Теплосети, как правило, несут воду 70-150 градусов – все зависит от температуры снаружи: чем ниже градус на улице, тем горячее теплоноситель.
Перевалочным пунктом для теплоносителя становится центральный тепловой пункт ( ЦТП). Он обслуживает сразу целую систему зданий, предприятие или микрорайон. Это своеобразный посредник между объектом, создающим тепло и непосредственным потребителем. Если в котельной вода нагревается благодаря сгоранию топлива, то ЦТП работает с уже нагретым теплоносителем.
Рецепт горячей воды
Рецепт горячей водыПоставка теплоносителя заканчивается на входе в ЦТП или ИТП ( индивидуальный ТП) – так, теплоноситель передается для дальнейших действий в руки ТСЖ или другой управляющей компании. Именно в тепловом пункте создается та горячая вода, с которой мы привыкли иметь дело – поступающая сюда с ТЭЦ вода греет в теплообменнике чистую холодную воду из водозаборников и превращает ее в ту самую горячую, что течет в наших кранах.
Обогрев здания и комнаты, эта вода постепенно остывает, ее температура падает до 40-70 градусов. Часть такой воды идет на смешение с теплоносителем и подается в наши краны с горячей водой. Дорога же другой части – снова на станцию, здесь остывшую воду согреют сетевые теплообменники.
Для чего же нужны градирни?
Величественные и массивные башни, называемые градирнями, не являются реакторами и центрами событий на ТЭЦ и на самом деле играют вспомогательную роль. Как это ни удивительно, но они применяются на теплостанции для охлаждения воды. Но зачем давать остывать той воде, которую постоянно нагревают?
В градирнях используется вторая часть « обратки», прошедшей цикл нагревания-охлаждения. Но ее температура еще довольно велика: 50 градусов для дальнейшего применения – слишком высокий показатель. Используют же побывавшую в градирнях воду для охлаждения конденсаторов паровых турбин. Это необходимо для того, чтобы пар, прошедший через паровую турбину, смог попасть в конденсатор и на холодных трубах внутри него сконденсироваться. Эти трубы как раз и охлаждаются водой, прошедшей градирни, температура которой теперь около 20 градусов. Если их не остудить, то не будет и потока пара через турбину, тогда и работать она не сможет. Конденсатор же снова превратит пар в воду, которая будет вновь пущена по циклу.
Так, круг за кругом вода будет нагреваться и остывать, превращаться в пар и снова в воду. За счет того, что трубы, котёл и радиаторы образуют замкнутую систему, вода будет двигаться по кругу цикл за циклом, постоянно и непрерывно.
Возможно, Вас заинтересуют:
тепло в доме, теория тепла, полезно знать
ТЭЦ. Как это работает? Рассказываем, как работают ТЭЦ, чем они отличаются от котельных, а также о том, куда направляется электроэнергия с тепловой электроцентрали.
ТЭЦ или теплоэлектроцентраль – это электростанция, которая отпускает в энергосистему электрическую энергию, а в городскую централизованную систему – тепло. В Кирове работают три ТЭЦ и ещё одна – в Кирово-Чепецке. Самой старшей из них – ТЭЦ-1 – уже 87 лет, а самой молодой – ТЭЦ-5 – 41 год.
ТЭЦ в Кирове, как и по всей стране, строились в связи с индустриализацией, когда начался рост энергопотребления производства. Одновременно города уходили от отопления печами на дровах и переходили на более удобную и экологичную централизованную систему теплоснабжения.
От котельной теплоэлектроцентраль отличает то, что помимо тепла на станции вырабатывается и электричество. Таким образом, тепло и электричество на ТЭЦ производятся в специальных агрегатах, называемых теплофикационными турбинами. Это сочетание двух одновременно производимых в одних агрегатах продуктов энергетики называется когенерация.
Топливом на теплоэлектроцентрали могут служить многие углеводороды, но в энергетике применяются только те, которые достаточно недорого стоят, имеются в большом количестве и удобны для сжигания. Например, в довоенный период топливом для ТЭЦ-1 в Кирове служили дрова. Согласно историческим документам, тогда на станции было задействовано 480 пильщиков, которые распиливали за сутки до 1500 кубометров дров. Позже электростанции стали использовать в качестве топлива местный торф, а после войны – привозной уголь. С развитием газодобычи в 1970-е – 1980-е годы все ТЭЦ были переведены на сжигание природного газа. Мазут сегодня используется как резервное топливо на случай ограничения по газу.
Отметим, что Кировская ТЭЦ-4 является единственной электростанцией в России, которая может работать сразу на четырёх основных видах энергетического топлива: газ, уголь, торф и мазут.
Градирни – это системы охлаждения больших объёмов технической воды. Подобно радиатору в автомобиле градирня охлаждает воду, отводящую избыточное тепло от конденсатора пара, агрегатов и трущихся деталей турбин. Поступающая из цехов вода распыляется в градирне через систему оросителей и стекает внутрь, отдав тепло в атмосферу. Чем жарче на улице, тем больше требуется охлаждать воду для станции.
Это возможно, но влечёт за собой сразу несколько вызовов:
1. Котлы на ТЭЦ – взаимозаменяемые. Выводится из работы один, тут же растапливается другой. В маленькой котельной с одним котлом это сложно реализовать.
2. Вода для ТЭЦ и системы теплоснабжения города проходит специальную обработку. Из неё убираются лишние соли и кислород. На маленькой котельной реализовать этот процесс сложнее. Значит, и коррозия труб будет происходить более интенсивно.
3. Если на ТЭЦ есть альтернативные виды топлива, используемые при ограничении газоснабжения (например, в период сильных морозов), то на газовой котельной топить углём в этот период будет невозможно.
4. Обслуживание и ремонт большого количества малых котельных требует большого количества людей, которые их будут ремонтировать и эксплуатировать, поэтому стоимость тепла будет существенно выше.
5. Более мощное оборудование ТЭЦ имеет более высокую эффективность, чем оборудование малых котельных.
6. Если не будет теплоэлектроцентралей, то не будет и выработки электроэнергии на них. Это значит, что Киров, где нет ни гидро-, ни атомных, ни солнечных электростанций, всю электроэнергию по перетокам будет получать из других регионов и будет полностью энергозависим.
7. Установка большого количества маленьких, даже газовых, котельных может нанести существенный вред окружающей среде и экологии.
Принцип работы ТЭЦ
Интерактивное приложение «Как работает ТЭЦ»
Чтобы газ лучше горел, в котлах установлены тягодутьевые механизмы. В котел подается воздух, который служит окислителем в процессе сгорания газа. Для снижения уровня шума механизмы снабжены шумоглушителями. Образовавшиеся при горении топлива дымовые газы отводятся в дымовую трубу и рассеиваются в атмосфере.
Раскаленный газ устремляется по газоходу и нагревает воду, проходящую по специальным трубкам котла. При нагревании вода превращается в перегретый пар, который поступает в паровую турбину. Пар поступает внутрь турбины и начинает вращать лопатки турбины, которые связаны с ротором генератора. Энергия пара превращается в механическую энергию. В генераторе механическая энергия переходит в электрическую, ротор продолжает вращаться, создавая в обмотках статора переменный электрический ток.
Через повышающий трансформатор и понижающую трансформаторную подстанцию электроэнергия по линиям электропередач поступает потребителям. Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор, где превращается в воду и возвращается в котел. На ТЭЦ вода движется по кругу. Градирни предназначены для охлаждения воды. На ТЭЦ используются вентиляторные и башенные градирни. Вода в градирнях охлаждается атмосферным воздухом. В результате выделяется пар, который мы и видим над градирней в виде облаков. Вода в градирнях под напором поднимается вверх и водопадом падает вниз в аванкамеру, откуда поступает обратно на ТЭЦ. Для снижения капельного уноса градирни оснащены водоуловителями.
Водоснабжение осуществляется от Москвы-реки. В здании химводоочистки вода очищается от механических примесей и поступает на группы фильтров. На одних она подготавливается до уровня очищенной воды для подпитки теплосети, на других — до уровня обессоленной воды и идет на подпитку энергоблоков.
Цикл, используемый для горячего водоснабжения и теплофикации, также замкнутый. Часть пара из паровой турбины направляется в водонагреватели. Далее горячая вода направляется в тепловые пункты, где происходит теплообмен с водой, поступающей из домов.
Высококлассные специалисты « Мосэнерго » круглосуточно поддерживают процесс производства, обеспечивая огромный мегаполис электроэнергией и теплом.
Как работает парогазовый энергоблок
Принцип работы и устройство тепловой электростанции (ТЭС/ТЭЦ)
Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.
Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.
И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.
Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.
Принцип работы
Для начала стоит определиться с терминами «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Чистая» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана исключительно на производство электроэнергии. Ее другое название «конденсационная электростанция» – КЭС.
Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, помимо генерации электроэнергии, осуществляет подачу горячей воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.
Схема работы ТЭЦ достаточно проста. В топку одновременно поступают топливо и разогретый воздух — окислитель. Наиболее распространенное топливо на российских ТЭЦ – измельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который затем под давлением подается на паровую турбину. Мощный поток пара заставляет ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую.
Далее пар, уже значительно утративший свои первоначальные показатели – температуру и давление – попадает в конденсатор, где после холодного «водяного душа» он опять становится водой. Затем конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и далее — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО2, которые могут вызвать коррозию. После этого вода вновь подогревается от пара и подается обратно в котел.
Теплоснабжение
Вторая, не менее важная функция ТЭЦ – обеспечение горячей водой (паром), предназначенной для систем центрального отопления близлежащих населенных пунктов и бытового использования. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и 120 градусов зимой, после чего сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и далее по системе тепломагистралей поступает к потребителям. Запасы воды на ТЭЦ постоянно пополняются.
Как работают ТЭС на газе
По сравнению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного более компактны и экологичны. Достаточно сказать, что такой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это по сути тот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При этом выбросы продуктов сгорания минимальны.
Новые технологии сжигания угля
КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.
Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.
Чистое сжигание угля (Clean Coal)
Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.
Метод «oxyfuel capture»
Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.
Метод «pre-combustion»
Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.
Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира
Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидер ов замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.
Если на свой дом вы поставите ветряк вас линчуют соседи. В Новосибирске есть фанат альтернативной энергии, на участке собрал все варианты. Вот от ветряка ему пришлось отказаться по выше указанной причине.
Короче,владельцы электростанций хают во всю зеленые технологии.Ведь столько денег которые собирают с населения они не дополучат.Но вместо того чтобы сделать по уму как некоторые когда владельцы электростанций которые вкладывают свои средства в производство этих самых солнечных батарей и тем самым отбывают свои доходы.У нас как обычно все по другому.Что например мешает у нас господину Ахматову чтобы вложить деньги в производство и обслуживание солнечных батарей или ветряков вместо того чтобы употреблять свое влияние на противоположные действия. Ведь иностранное оборудование стоит еще очень дорого,а возвращение экономики ВВП Украины к довоенному уровню прогнозируют только через 3-4 года.И то того не факт.
Стоимость киловатта энергии от солнечной панели в 4-5 раз дороже чем из розетки даже с учетом эксплуатации в течении 15 лет. Поэтому ее экономично использовать на удаленных объектах, так как электроэнергия от дизеля будет еще дороже.
Видел в на некоторых ресурсах что российские чиновники хотят отделить российский интернет от мирового,да и границу прикрыть.Так что возможно вам и не будет с кем спорить.Избавитесь от моей прямоты,которая как луч фонарика светит прямо в глаза.Что бывает неудобно.Короче не будет кому высвечивать,светить.
Интересная особенность природы. Порядка 2% от населения нервно нестабильные люди. Даже если их устранить (вспомните, уничтожение психбольных при Гитлере) очень скоро этот процент восстанавливается. Съежают с катушек еще вчера нормальные люди. Так что, как бы вы не хотели, уважаемый «иксперт» массовых расстрелов не будет, а вот с свободным местом в дурдоме будут проблемы.
,,Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.»
Автор в курсе,сколько углекислого газа выделяется на ТЭС,работающей на угле?По весу это 48/14=3.42 во столько раз больше,чем вес сожжённого угля.Это не большая ТЭС,мощностью 10000 квт будет производить за год около 30 тысяч тонн углекислоты,которую необходимо сжать и захоронить.И сколько ж будет стоить энергия,полученная таким способом?Автор может привести,хоть один пример ТЭС,работающей подобным образом?
Да, совсем забыл упомянуть, в Питере вроде вроде (в новостях показывали) ребята нашли очень дешовый способ перевода тепловой энергии напрямую в электрическую энергию и абсолютно без всякого вреда для экологии. Только, думаю «замылят» эту тему надолго, а не то спекулянты обанкротятся, а люди вдруг станут жить лучше, разве можно такое допустить!)
Вот нашел, совсем свежее решение с высоким КПД, дешево и безопасно. https://media.spbstu.ru/news/research/307/
Жил недалеко от такой ТЭЦ. Давно подозреваю что ТЭЦ работают на ядерных таблетках Уран-235 (обогащение 3,3%). Одна такая эквивалентна 400кг каменного угля. Ни черного дыма в больших количествах от ТЭЦ ни длинных процессий грузовиков или вагонов к|от никогда не наблюдал.
Не надо рассказывать сказки про дороговизну солнечной энергии. да каждый отдельный элемент солнечной электростанции дорог: инвертор контролер аккумулятор и сама панель кстати сами солнечные панели относительно дёшевы да всё враз это стоит дорого но это разовые затраты после установки солнечная станция начинает давать халявное электричество. остаётся лишь менять аккумуляторы но их срок службы несколько лет так что от смены до смены оных мы получаем даровую энергию я у себя дома установил такую да на покупку всего оборудования пришлось расеошелиться особенно на инвертор но теперь она не требует вложений и работает исключетельно на халяву. зелёные не правы только в одном да сами по себе солнечные панели маломощные и без наворотов не способны питать мощные потребители и полностью заменить тэц
когда спорят зелёные и не зелёные на самом деле правы и те и другие:зелёные правы когда говорят что дороговизна солнечноветровой энергии сильно преувеличена они правы что солнце и ветер бесплатные единожды заплатив мы далее начинаем получать даровое электричество но вот наступает долгая зимняя безветренная ночь и вот тут правота зелёных заканчивантся и наступает правота не зелёных ибо поступление энергии от солнца и ветра заканчивается и нагрузка ложится на хрупкие плечи аккумуляторов но это главная загвоздка сохранить энергию до наступления условий когда выработка энергии от солнца и ветра возобновиться что весьма проблематично всилу несовершества современных аккумуляторов☝️ и тут наступет пора тэц☝️так что вывод прост: солнечно ветровая энергетика не может полностью заменить традиционную однако сильно подсобить сократить расходы на горючее и уменьшить вредные выбросы в атмосферу очень даже может. поэтому однозначно солнечно ветровой энергетике БЫТЬ. ☀️
Централизованные системы энергоснабжения до сегодняшнего дня требовались для контроля над денежными потоками и толпой людей!
Современные технологии позволяют контролировать и финансы и людей через автоматизированные системы управления на базе ИИ.
Поэтому в ближайшие 5 лет, после окончательного разрушения старого технологического и финансового укладов, будет разрешено рассекретить все технологии и патенты по альтернативным и портативным источникам энергии.
Не скажу, что будет счастье для всех, но точно перейдем от стим-панка к кибер-панку))
Родом из СССР: как производят тепло и горячую воду
Чтобы жителям левобережья Новосибирска было тепло одни сутки, на ТЭЦ-3 сжигают 8 тысяч тонн угля, а за весь отопительный сезон уходит почти 2 миллиона тонн. Зачем нужно столько топлива, как именно тепло доходит до батарей в квартирах, и почему ТЭЦ — лучшее решение для обогрева городов?
ТЭЦ-3 и бурый уголь
Новосибирская ТЭЦ-3 работает с 1942 года и сегодня снабжает теплом почти весь левый берег города. С 1970-х годов ее основной вид топлива — бурый уголь Канско-Ачинского бассейна (четвертая очередь станции – сейчас основная, была изначально спроектирована на этот вид топлива).
Кроме того, что бурый уголь дешевле, концентрация основных загрязняющих веществ в выбросах от его сжигания в пять раз меньше, чем от каменного угля — за счет низкого образования золы (4-5% против 20-25%). В то же время калорийность его немного ниже: каменный уголь содержит 5 тысяч Ккал/кг, а бурый — около 4 тысяч Ккал/кг, поэтому и сжигать его требуется примерно на 20% больше.
Есть и особенности эксплуатации. Бурый уголь склонен к самовозгоранию больше, чем каменный. Поэтому необходимы специальные противопожарные мероприятия. Например, при загрузке на склад его обязательно уплотняют бульдозерами, чтобы вытеснить воздух и таким образом уменьшить пожароопасность.
С точки зрения влияния угля на оборудование станций — есть как плюсы, так и минусы. Бурый уголь мягче каменного, следовательно, легче размалывается и меньше изнашивает оборудование. В то же время бурый уголь содержит больше кальция, чем каменный, что добавляет сложностей в борьбе со шлакованием поверхностей нагрева.
Зачем уголь превращают в пыль
Уголь для ТЭЦ привозят по железной дороге. Специальный ангар — вагонопрокидыватель — переворачивает вагоны по одному. Отсюда топливо поступает через подземную сеть конвейеров в цех или на склад, где его уплотняют.
В одном вагоне 67 тонн угля, его сжигают примерно за час в одном котле. Но прежде чем сжечь, уголь измельчают — чтобы топливо сгорало быстрее и полнее. Уголь проходит через своеобразное сито и направляется в дробилки.
«В котельном цехе мельницы размалывают уголь в пыль, подсушивают его горячим воздухом. Эта смесь горячего воздуха с пылью попадает в топку по специальным трубам — пылепроводам», — описывает процесс начальник оперативно-диспетчерской службы ТЭЦ-3 Юрий Деев.
Фото: Юрий Деев © Sibnet.ru
Попадает в топку — это направляется в котел. Внутри него смесь сгорает в воздухе и образуется пылеугольный факел — столб огня. Идет процесс преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию.
На ТЭЦ-3 восемь котлов. Это сооружения в форме буквы «П», состоящие из множества труб, высотой 36 метров — настолько огромные, что обозреть котлы во всю их величину рядом стоящему человеку невозможно.
Далее тепло через металл труб передается воде. Образуется так называемый острый пар — температурой порядка 550 градусов. Он, в свою очередь, идет по трубам в турбинный цех.
Догорает угольная пыль вверху, а шлак и зола более чем на 99% улавливаются электрофильтрами на электродах и стряхиваются в бункера.
Как получают тепло и электричество
Острый пар вращает турбину, расширяется в ее ступенях и лопатках и превращает свою внутреннюю тепловую энергию в механическую энергию вращения.
Генератор, сцепленный с турбиной, преобразует механическую энергию в электрическую. Затем ток через трансформатор и линии электропередач подается поставщику, который распределяет электричество потребителям.
По сути, на ТЭЦ-3 электричество — побочный продукт производства тепла. Но при этом теплоцентраль может производить 496,5 Мегаватт в час. А основного продукта — тепла — 940 Гигакалорий в час.
На турбинах находятся бойлеры с сетевой водой, которые с помощью отобранного от турбины пара греют ее до нужной температуры. Эта нагретая вода и отправляется в квартиры новосибирцев.
После того, как пар выполнил свою функцию (вращение турбин и нагрев воды), его охлаждают. Для этого тоже нужна вода — в каждой из девяти турбин уходит 5-7 тысяч тонн воды в час.
Вода берется прямо из Оби — не случайно ТЭЦ построена на берегу. З абранная насосами вода поступает в специальные теплообменные устройства, установленные под турбинами. Там она с помощью конденсирующих трубок соприкасается с паром.
В итоге получается конденсат для нужд станции, а набранная в Оби вода, выступив в роли охладителя пара, возвращается в реку.
Особенно хорошо на охлаждение вода «работает» зимой, когда река холодная. Она быстро превращает пар в конденсат, и подогретая, забравшая тепло у пара, возвращается обратно в Обь.
Всего на эти цели ТЭЦ забирает из Оби около 50 тысяч тонн воды в час, столько же предприятие возвращает обратно. Загрязнение в данном случае исключено – меняется только температура воды.
Контролируют работу котлов и турбин через щит управления. Это огромная панель с приборами и кнопками.
По ней специалисты в реальном времени отслеживают параметры режима, регулируют необходимое количество запущенных котлов и турбин, чтобы выработать нужное количество электричества и нагреть воду до определенной температуры.
Щит управления должен обеспечивать безопасное и экономичное производство.
Как нагреваются батареи
До какой именно температуры нагревать сетевую воду, решает теплосетевое подразделение СГК – Новосибирская теплосетевая компания — она выдает задание в зависимости от погоды.
Летом на ТЭЦ-3 греют воду до 75 градусов, но не для отопления, а для горячего водоснабжения. Зимой максимум до 130 градусов — чтобы нагреть батареи.
«Внутри турбин создается давление (пара) ниже или выше, и тем самым сильнее нагревают воду. Предел этих турбин 124 градуса», — рассказывает начальник оперативно-диспетчерской службы ТЭЦ-3.
Когда нужно нагреть до 130 градусов, подключается дополнительное оборудование — пиковая бойлерная. В ней сетевую воду греют напрямую паром из котла.
Фото: ТЭЦ-3 © Sibnet.ru
Сетевая вода с температурой до 130 градусов поступает в магистральные, а затем во внутриквартальные трубы. Под давлением насосов горячая вода достигает центрального теплового пункта (ЦТП) — в отдельном здании, но чаще всего в подвале дома.
Там вода разделяется на две части: одна греет в теплообменнике чистую холодную воду и превращает ее в горячую, что течет в кранах. Другая по отдельным трубам поступает в батареи, отдает тепло окружающему воздуху и остывает.
Батарею (радиатор отопления) изобрел российский промышленник Франц Сан-Галли в 1857 году. Он назвал изобретение «хайцкерпер» (горячая коробка).
Отдавшая тепло вода возвращается обратно на ТЭЦ, где заново прогревается по той же схеме. То есть вода почти не выходит за пределы многокилометровой системы отопления.
Из самых отдаленных районов сетевая вода возвращается на ТЭЦ за 14 часов.
Чем холоднее на улице, тем больше вода отдает тепла в городе. Зимой разница между прямой и обраткой (возвращенной водой) может быть от 40 до 60 градусов.
При этом могут происходить потери воды по пути — если в трубопроводах произойдут повреждения. На ТЭЦ сразу видят падение давления и уменьшение количества обратки. Для таких случаев предусмотрена компенсации потерь — возможность подпитки системы водой— до 900 тонн в час.
Чем дальше от станции необходимо подать сетевую воду, тем выше требуется давление на теплоисточнике и выше температура. Теплосети и отопительные приборы имеют сопротивление, а значит добавляются тепловые потери, которые нужно преодолеть, чтобы доставить тепло потребителям.
Задача ТЭЦ состоит в том, чтобы выдавать с коллекторов станции теплоноситель заданных параметров – температуры и давления. В течении всего времени — днем и ночью, зимой и летом.
Отходы ТЭЦ
От работы ТЭЦ остаются отходы — шлак и зола. Около 150 тысяч тонн в год. Опасности они не представляют и могут использоваться в качестве строительного материала. Например, часть золы продают производителям сухих строительных смесей.
Остальное смешивают с водой и отправляют на золоотвал — технический водоем неподалеку от ТЭЦ. В нем вода отстаивается, очищаясь естественным образом, а затем осветленная через протоку сбрасывается в реку.
В золоотвале ТЭЦ-3 весной тоже бывает бирюзовая вода, как на знаменитых Сибирских Мальдивах возле ТЭЦ-5. А зола с кальцием напоминает белоснежный песок. Но все же этот водоем — техническое сооружение, и купание здесь небезопасно.
Почему ТЭЦ еще существуют?
Центральная отопительная система начала внедряться в СССР в 1920-е годы, как часть повсеместной электрификации страны, и окончательно вступила в действие в 50-60-х годах. С тех пор теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) одновременно обеспечивают жилые дома теплом и вырабатывают электричество.
Аналогов такому решению — комбинированной выработке тепловой и электроэнергии — в мире нет. Снижаются затраты топлива на выработку электроэнергии, а значит, увеличивается экологичность и экономичность производства.
За более чем полвека эта система доказала свою эффективность — она по сей день позволяет давать свет и обогревать огромные территории холодной России. И это все еще дешевле, чем любые локальные источники тепла. Модернизируется оборудование, меняется топливо, но сама суть работы ТЭЦ и транспортировки горячей воды остается неизменной.
Четыре действующих в Новосибирске ТЭЦ и несколько десятков котельных обеспечивают теплом 1,6 миллиона жителей.