1. Apa yang dimaksud dengan tenaga listrik?
Tenaga listrik merupakan tumpuan seluruh perekonomian negara dan landasan eksistensi masyarakat modern.
2. Beritahu kami jenis pembangkit listrik apa saja yang ada di negara kita. Apa spesifikasinya?
Pembangkit Listrik Tenaga Hidrolik (HPP). Mereka menggunakan energi pergerakan massa air sebagai sumber pergerakan. Mereka dicirikan oleh waktu konstruksi yang lama dan biaya tinggi, namun pengoperasiannya sangat sederhana dan membutuhkan tenaga kerja minimal.
Pembangkit listrik termal (CHP). Mereka beroperasi dengan bahan bakar tradisional (batubara, gas, bahan bakar minyak, gambut). Ada dua jenis. Pada pembangkit listrik kondensasi, uap buangan yang melewati turbin didinginkan, dikondensasikan dan dikembalikan ke boiler. Dalam gabungan pembangkit listrik dan panas, uap limbah memanaskan air, yang digunakan untuk pemanasan. Jarak transmisi air panas maksimal adalah 20 km. Pembangkit CHP dibangun jauh lebih cepat dan biaya pembangunannya jauh lebih murah dibandingkan pembangkit listrik tenaga air, namun pembangkit ini membutuhkan lebih banyak tenaga kerja untuk beroperasi dan ekstraksi serta pengangkutan bahan bakar fosil yang tidak terbarukan secara terus-menerus. Dampak pembangkit listrik ini terhadap lingkungan sangat besar. Kerusakan terbesar disebabkan oleh pembangkit listrik tenaga batu bara, dan paling sedikit disebabkan oleh gas.
Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) di Rusia terutama digunakan untuk menghasilkan listrik, meskipun sudah ada stasiun pemasok panas. Pembangkit listrik tenaga nuklir merupakan objek yang sangat kompleks. Hal ini harus dipertimbangkan dalam kerangka keseluruhan siklus bahan bakar nuklir: ekstraksi bijih uranium, pengayaannya, pembuatan elemen bahan bakar, produksi listrik di pembangkit listrik tenaga nuklir, pengolahan dan pembuangan limbah nuklir. Tahap akhir dari siklus ini adalah penghentian pembangkit listrik tenaga nuklir setelah 20-25 tahun beroperasi.
Pembangkit listrik tenaga nuklir tidak memerlukan transportasi bahan bakar dalam jumlah besar, sehingga dapat dibangun di daerah paling terpencil. Arah utama pengembangan pembangkit listrik tenaga nuklir adalah pengembangan reaktor baru yang aman dan ekonomis.
Pembangkit listrik tenaga panas bumi menggunakan panas bawah tanah. Terdapat pembangkit listrik tenaga pasang surut eksperimental 12 MW. Sedangkan untuk energi angin atau matahari, penggunaannya di Rusia sangat terbatas.
3. Apa hubungan ketersediaan sumber daya air dengan lokasi pembangkit listrik tenaga air?
Pembangkit listrik tenaga air terbesar di negara ini dibangun di sungai Siberia Timur (Angara, Yenisei). Di Angara, Yenisei, dan sungai-sungai lain di Rusia, pembangunan pembangkit listrik tenaga air dilakukan, sebagai suatu peraturan, dalam bentuk air terjun, yang merupakan sekelompok pembangkit listrik yang terletak di sepanjang aliran air, untuk penggunaan yang konsisten. energinya.
4. Mendistribusikan pembangkit listrik menurut peningkatan porsinya dalam produksi listrik: a) pembangkit listrik tenaga nuklir; b) pembangkit listrik tenaga panas; c) pembangkit listrik tenaga air.
Jawaban yang benar: b) pembangkit listrik tenaga panas, c) pembangkit listrik tenaga air, a) pembangkit listrik tenaga nuklir.
5. Cocokkan.
Jenis pembangkit listrik Nama pembangkit listrik
atom. A.Mutnovskaya.
Pembangkit listrik tenaga air. B.Kostromskaya.
Panas Bumi. V.Bratskaya.
Termal G. Kurskaya
atom. A.Kurskaya.
Pembangkit listrik tenaga air. B.Bratskaya.
Panas Bumi. V.Mutnovskaya.
Termal G. Kostromskaya
7. Menurut peta di hal. 252-253 Lampiran, tentukan letak pembangkit listrik tenaga air, pembangkit listrik tenaga panas, dan pembangkit listrik tenaga nuklir terbesar. Coba jelaskan penempatan pembangkit listrik ini.
Pembangkit listrik tenaga panas berlokasi di area produksi bahan bakar atau di area konsumsi energi. Kapasitas utama pembangkit listrik tenaga air terkonsentrasi di sungai Siberia. Hampir semua pembangkit listrik tenaga nuklir berlokasi di bagian Eropa Rusia, yaitu. terkonsentrasi terutama di daerah yang tidak memiliki cadangan bahan bakar sendiri.
Struktur produksi listrik di beberapa negara di dunia jelas mencerminkan kekhasan perekonomian nasional negara-negara tersebut. Negara-negara yang memiliki sumber daya hidrokarbon atau memiliki kesempatan untuk menukarnya dengan persyaratan yang menguntungkan berfokus pada rekayasa tenaga panas. Negara-negara yang relief geografisnya mengandung potensi sungai yang signifikan juga tentunya memanfaatkannya. Potensi ilmiah yang ada juga dimanfaatkan oleh negara-negara untuk tujuan produksi energi nuklir. Dengan demikian, kekhususan produksi listrik suatu negara mencerminkan keunggulan dan arah utama pembangunan perekonomian nasional yang memperkirakan atau mencoba memperkirakan habisnya sumber daya energi, profitabilitas produksi energi, pembaruan sumber daya, kekuatan energi. arus yang sangat diperlukan untuk mempertahankan kemerdekaan negara mereka sendiri.
9. Di luar negeri, mereka aktif menggunakan listrik ramah lingkungan: angin, tenaga surya. Menurut Anda bagaimana prospek penggunaan energi angin dan matahari di negara kita? Apa yang menghambat mereka?
Di Rusia, tugasnya adalah meningkatkan efisiensi produksi listrik dan panas melalui pengenalan teknologi maju dan peralatan modern yang sangat ekonomis.
Sedangkan untuk energi angin atau matahari, penggunaannya di Rusia kini hanya dimungkinkan dalam bentuk instalasi kecil yang tidak mewakili nilai produksi. Prospek yang lebih realistis adalah meningkatkan porsi penggunaan gas alam.
Lakukan riset di rumah Anda. Cari tahu: a) berapa banyak titik listrik yang ada di dalamnya; b) berapa banyak peralatan listrik; c) siapa di antara mereka yang bekerja terus-menerus; berapa per bulan dan per tahun Anda membayar listrik. Apa yang keluarga Anda lakukan untuk menghemat energi? Apa lagi yang bisa Anda sarankan untuk menyimpannya?
A) ada 10 titik listrik di rumah kami;
B) ada 18 peralatan listrik di rumah kami;
C) Yang berikut ini selalu berfungsi: lemari es, ketel pemanas listrik, komputer, jam, unit ventilasi;
D) per bulan kami membayar 2 ribu rubel untuk listrik, per tahun – 24 ribu rubel;
Untuk menghemat energi, digunakan lampu dan peralatan hemat energi. Sebagai saran, ada baiknya mempertimbangkan kemungkinan beralih ke pemanasan bangunan tempat tinggal dengan gas alam.
Kelas: 9
Sasaran: untuk membentuk gagasan siswa tentang industri tenaga listrik Rusia sebagai sektor pelopor perekonomian nasional negara tersebut.
Tugas:
- Pendidikan: memperdalam pengetahuan siswa tentang kompleks bahan bakar dan energi Rusia; menjelaskan konsep “industri tenaga listrik” dan “sistem energi”; memberikan gambaran tentang peran dan pentingnya industri tenaga listrik bagi industri dan penduduk negara;
- Pembangunan: mengembangkan keterampilan siswa dalam bekerja dengan peta dan teks; mempromosikan pengembangan pemikiran analitis dan logis;
- Pendidikan: untuk menumbuhkan minat terhadap geografi negara asal, ekonomi dan ekologinya.
Jenis pelajaran: digabungkan.
Alat bantu pelatihan teknis dan dukungan materi: Termasuk komputer - 1 set, Proyektor video - 1 pc., Papan tulis interaktif - 1 pc., Program dan media komputer - 1 set, peta "industri tenaga listrik Rusia", atlas siswa, presentasi ( Lampiran 1) foto berbagai pembangkit listrik, diagram, klip video.
Aparat terminologis: pembangkit listrik, pembangkit listrik tenaga panas, pembangkit listrik tenaga air, pembangkit listrik tenaga nuklir, sumber energi alternatif, sistem energi.
Waktu: 45 menit.
Selama kelas
I. Momen organisasi (1 menit)
II. Survei pekerjaan rumah (8 menit)
Tes. Bekerja dengan teks presentasi.
Cadangan batubara terbesar (geologi umum) terkonsentrasi di: (slide 3)
A) Cekungan Kuznetsk
B) Cekungan Pechora
B) Cekungan Tunguska
D) Cekungan Donetsk
Cekungan ini menempati urutan pertama di Rusia dalam hal cadangan batubara (slide 4)
A) Kuznetsky
B) Pechorsky
B) Yakut Selatan
Batubara termurah (2-3 kali lebih murah dari Kuznetsk) di cekungan (slide 5)
A) Pechora
B) Donetsk
B) Kansk-Achinsk
Pangkalan minyak dan gas terbesar di Rusia adalah (slide 6)
A) Siberia Barat
B) wilayah Volga
B) Laut Barents
Di wilayah Rusia ada (slide 7)
A) 26 kilang
B) 22 kilang
B) 30 kilang
D) 40 kilang
Total panjang pipa gas di Rusia adalah (slide 8)
A) 140 ribu km
B) 150 ribu km
B) 170 ribu km
D) 120 ribu km
Rusia menempati peringkat dunia dalam hal cadangan gas (slide 9)
A) Juara 1
B) tempat ke-2
B) tempat ke-3
Gambarlah diagram “Komposisi kompleks bahan bakar dan energi”
Bekerja dengan teks (siswa menerima kartu berisi teks, mengidentifikasi kesalahan di dalamnya dan memperbaikinya). Jawaban: 1) B; 2) SEBUAH; 3) B; 4) SEBUAH; 5) SEBUAH; 6) B; 7) A.(slide 10). Tinjauan sejawat tentang pekerjaan berpasangan. Lampiran 2
AKU AKU AKU. Mempelajari topik baru (slide 12) (30 menit)
Rencana.
- Pentingnya industri tenaga listrik bagi negara.
- Sumber energi alternatif.
1. Pentingnya industri tenaga listrik bagi negara.
Tulis definisinya di buku catatanmu (slide 13)
Industri tenaga listrik adalah industri yang menghasilkan listrik di pembangkit listrik dan menyalurkannya melalui jarak jauh melalui saluran listrik.
Bekerja dengan materi statistik dari tabel buku teks (hal. 125) “Dinamika produksi listrik di Rusia selama 20 tahun terakhir.” Terjadi penurunan produksi pada akhir tahun 1990an, namun saat ini terjadi peningkatan produksi.
Konsumen energi (slide 14)
Syarat utamanya adalah keandalan pasokan listrik. Untuk melakukan hal ini, mereka mencoba untuk menghubungkan semua pembangkit listrik dengan saluran transmisi listrik (PTL), sehingga kegagalan mendadak salah satu dari mereka dapat dikompensasi oleh orang lain. Beginilah cara Sistem Energi Terpadu (UES) negara ini terbentuk (slide 15).
UES negara ini dalam industri tenaga listrik menggabungkan produksi, transmisi dan distribusi listrik antar konsumen. Dalam sistem tenaga listrik, setiap pembangkit listrik mempunyai kesempatan untuk memilih mode operasi yang paling ekonomis. UES Rusia menyatukan lebih dari 700 pembangkit listrik besar, yang menampung lebih dari 84% kapasitas seluruh pembangkit listrik di negara tersebut (slide 16). Slide peta (slide 17).
Produksi listrik di berbagai jenis stasiun ditunjukkan pada diagram (slide 18).
Faktor lokasi pembangkit listrik dari berbagai jenis: (slide 19).
Setiap pembangkit listrik mempunyai ciri khasnya masing-masing. Mari kita lihat mereka.
Jenis pembangkit listrik:
2.TPP– termal. Mereka beroperasi dengan bahan bakar tradisional: batu bara, bahan bakar minyak, gas, gambut, serpih minyak.
Efisiensi -30-70% (slide 20, 21).
Faktor penempatan pembangkit listrik tenaga panas (slide 22).
CHP adalah salah satu jenis pembangkit listrik termal (slide 23).
Kelebihan dan kekurangan pembangkit listrik tenaga panas (slide 24).
Pembangkit listrik tenaga panas terbesar di negara kita adalah pembangkit listrik tenaga panas Surgut (pesan singkat dari seorang siswa - tugas lanjutan) (slide 25).
Tipe selanjutnya adalah
Pembangkit listrik tenaga air
3. Pembangkit listrik tenaga air– hidrolik. Mereka menggunakan energi air yang jatuh atau bergerak, efisiensinya 80% (slide 26).
Lokasi pembangkit listrik tenaga air ditentukan dengan menggunakan peta “Sumber Daya Tenaga Air Rusia” (slide 27).
Rangkaian pembangkit listrik tenaga air telah dibangun di sungai-sungai terbesar (slide 28).
Kelebihan dan kekurangan pembangkit listrik tenaga air (slide 29).
Pembangkit listrik tenaga air terbesar di Rusia adalah Sayano-Shushenskaya (6,4 MW), tempat terjadinya bencana akibat ulah manusia pada tahun 2009 (slide 30).
Pembangkit listrik tenaga air Cheboksary adalah yang paling dekat dengan Republik Mari El (slide 31).
Pembangkit listrik tenaga nuklir.
4. Pembangkit listrik tenaga nuklir- pembangkit listrik tenaga nuklir. Mereka menggunakan energi peluruhan nuklir.
- Efisiensi -30-35% (slide 32).
Prinsip pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir dapat dilihat pada video klip (slide 33) ( Lampiran 3 , Lampiran 4). Lokasi pembangkit listrik tenaga nuklir kita lihat di peta (slide 34).
Kelebihan dan kekurangan pembangkit listrik tenaga nuklir (slide 35).
Jenis pembangkit listrik yang dipertimbangkan beroperasi dengan bahan bakar mineral, yang pasti akan habis setelah jangka waktu tertentu. Sumber energi alternatif akan diperlukan untuk memenuhi kebutuhan listrik di masa depan.
5. Sumber energi alternatif
Pembangkit listrik alternatif (slide 36). Mari kita lihat jenis-jenis energi alternatif.
- Energi matahari. Pabrik sel surya sedang dibangun di Chuvashia (slide 37). (38) Panel surya sudah mulai diterapkan secara praktis di ibu kota republik. Di Kebun Raya Yoshkar-Ola, rumah kaca diterangi dan dipanaskan menggunakan energi matahari (slide 39).
- Energi angin. Slide (40) menunjukkan mesin angin dan kincir angin di museum terbuka Kozmodemyansk, Republik Mari El. Pabrik semacam itu digunakan di banyak pemukiman di negara ini.
- Energi dalam bumi. (slide 41). Di wilayah negara manakah pembangkit listrik turbin gas berada? (slide 42).
- Energi pasang surut digunakan di TPP Kislogubskaya (slide 43)
IV. Refleksi (4 menit)
Hal baru apa yang telah Anda pelajari tentang diri Anda?
- Jenis pembangkit listrik apa yang mendominasi di Rusia?
- Apa perbedaan antara pembangkit listrik dan stasiun?
- Dimanakah tempat terbaik untuk membangun pembangkit listrik tenaga air?
- Di mana pembangkit listrik tenaga nuklir mereka dibangun?
- Apa itu jaringan listrik?
V. Pekerjaan Rumah (2 menit).
(slide 44, 45) Baca buku teks paragraf 23. Letakkan di peta kontur: Balakovskaya, Beloyarskaya, Bilibinskaya, Bratkaya, Volzhskaya, Zeyskaya, Kola, Konakovskaya, Kursk, Leningradskaya, Obninskaya, Reftinskaya, Smolenaya, Surgutskaya, Cheboksaryskaya. Tuliskan permasalahan industri tenaga listrik dan cobalah mencari solusi dari permasalahan tersebut.
Bagi yang berminat:
- saksikan rangkaian program “Energi: cara kerjanya”
- energiku.ru
Nilai siswa.
Terima kasih atas pelajarannya!
Literatur.
- Geografi Rusia. Kependudukan dan perekonomian kelas 9. Buku Teks V.P. Dronov, V.Ya. Rum.
- Perkembangan pelajaran geografi “Populasi dan ekonomi Rusia” kelas 9. EA. Zhizhina.
- Atlas dan peta kontur geografi untuk kelas 9.
- Sekolah virtual Cyril dan Methodius. Pelajaran geografi kelas 9.
- Peta Disk Multimedia Industri Tenaga Listrik Rusia.
- Presentasi untuk pelajaran “Teknik tenaga listrik. Jenis pembangkit listrik.”
Proses teknologi mengubah bahan baku (bahan bakar) menjadi produk akhir (listrik) tercermin dalam diagram teknologi pembangkit listrik.
Diagram teknologi pembangkit listrik tenaga panas yang beroperasi dengan bahan bakar batubara , ditunjukkan pada Gambar 3.4. Ini adalah serangkaian jalur dan sistem kompleks yang saling berhubungan: sistem persiapan debu; pasokan bahan bakar dan sistem pengapian (jalur bahan bakar); sistem pembuangan terak dan abu; jalur gas-udara; sistem jalur uap-air, termasuk ketel uap-air dan unit turbin; suatu sistem untuk menyiapkan dan memasok air tambahan untuk menggantikan hilangnya air umpan; sistem pasokan air teknis yang menyediakan pendinginan uap; sistem pemanas air jaringan; sistem tenaga listrik, termasuk generator sinkron, trafo step-up, switchgear tegangan tinggi, dll.
Di bawah ini adalah uraian singkat sistem utama dan jalur aliran pembangkit listrik tenaga panas dengan menggunakan contoh pembangkit listrik tenaga panas berbahan bakar batubara.
Beras. 3.3. Diagram proses pembangkit listrik tenaga batu bara bubuk
1. Sistem persiapan debu. Jalur bahan bakar. Bahan bakar padat disalurkan melalui kereta api dengan gerbong gondola khusus. 1 (lihat Gambar 3.4). Gerbong gondola berisi batu bara ditimbang pada timbangan kereta api. Di musim dingin, mobil gondola dengan batu bara dilewatkan melalui rumah kaca yang mencairkan es, di mana dinding mobil gondola dipanaskan dengan udara panas. Selanjutnya, mobil gondola didorong ke dalam alat bongkar muat - dumper mobil 2 , yang berputar mengelilingi sumbu memanjang dengan sudut sekitar 180 0; batubara dibuang ke jeruji yang menutupi hopper penerima. Batubara dari bunker diumpankan melalui feeder ke conveyor 4 , yang melaluinya ia sampai ke gudang batubara 3 , atau melalui departemen penghancuran 5 di bunker batubara mentah di ruang ketel 6 , yang juga dapat dikirim dari gudang batubara.
Dari pabrik penghancur, bahan bakar masuk ke bunker batubara mentah 6 , dan dari sana melalui pengumpan - ke pabrik batu bara bubuk 7 . Debu batubara diangkut secara pneumatik melalui separator 8 dan siklon 9 ke dalam tempat sampah batubara 10 , dan dari sana pengumpan 11 dialirkan ke burner. Udara dari siklon dihisap oleh mill fan 12 dan dimasukkan ke dalam ruang bakar boiler 13 .
Seluruh jalur bahan bakar ini, bersama dengan gudang batubara, termasuk dalam sistem pasokan bahan bakar, yang dilayani oleh personel departemen transportasi bahan bakar pembangkit listrik tenaga panas.
Boiler batu bara bubuk juga mempunyai bahan bakar awal, biasanya bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak dialirkan melalui tangki kereta api, yang dipanaskan dengan uap sebelum dibuang. Menggunakan pompa pengangkat pertama dan kedua, ia disuplai ke nozel bahan bakar minyak. Bahan bakar awal juga dapat berupa gas alam yang disuplai dari pipa gas melalui titik kendali gas ke pembakar gas.
Pada pembangkit listrik tenaga panas yang menggunakan bahan bakar gas dan minyak, penghematan bahan bakar jauh lebih sederhana dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga batubara bubuk. Gudang batubara, departemen penghancuran, sistem konveyor, bunker batubara mentah dan debu, serta sistem pengumpulan dan pembuangan abu menjadi tidak diperlukan lagi.
2. Jalur gas-udara. Sistem pembuangan terak dan abu. Udara yang dibutuhkan untuk pembakaran disuplai ke pasokan udara
pemanas ketel uap dengan kipas blower 14 . Udara biasanya diambil dari bagian atas ruang ketel dan (untuk ketel uap berkapasitas tinggi) dari luar ruang ketel.
Gas-gas yang dihasilkan selama pembakaran di ruang bakar, setelah keluar, berturut-turut melewati saluran gas instalasi boiler, dimana di steam superheater (primer dan sekunder, jika siklus dengan superheating menengah uap dilakukan) dan air economizer, panas dipindahkan ke fluida kerja, dan pemanas udara disuplai ke udara ketel uap. Kemudian di pengumpul abu (electric precipitator) 15 gas dimurnikan dari fly ash dan melalui cerobong asap 17 penghisap asap 16 dilepaskan ke atmosfer.
Terak dan abu yang jatuh di bawah ruang bakar, pemanas udara dan pengumpul abu dicuci dengan air dan disuplai melalui saluran ke pompa ledakan. 33 , yang memompanya ke tempat pembuangan abu.
3. Jalur uap-air. Uap super panas dalam superheater dari ketel uap 13 melalui pipa uap dan sistem nozel mengalir ke turbin 22 .
Kondensasi dari kondensor 23 turbin disuplai oleh pompa kondensat 24 melalui pemanas regeneratif bertekanan rendah 18 ke dalam deaerator 20 , di mana air dididihkan; pada saat yang sama, ia terbebas dari gas agresif O 2 dan CO 2 yang terlarut di dalamnya, yang mencegah korosi pada jalur uap-air. Air disuplai dari deaerator melalui pompa umpan 21 melalui pemanas bertekanan tinggi 19 ke dalam economizer boiler, menyediakan pemanasan awal air dan secara signifikan meningkatkan efisiensi pembangkit listrik termal.
Jalur uap-air dari pembangkit listrik tenaga panas adalah yang paling rumit dan bertanggung jawab, karena jalur ini menghasilkan suhu logam tertinggi dan tekanan uap dan air tertinggi.
Untuk menjamin berfungsinya jalur air-uap, diperlukan suatu sistem untuk menyiapkan dan mensuplai air tambahan untuk menggantikan kehilangan fluida kerja, serta sistem penyediaan air teknis untuk pembangkit listrik tenaga panas untuk mensuplai air pendingin ke kondensor turbin.
4. Sistem untuk menyiapkan dan memasok air tambahan. Air tambahan diperoleh sebagai hasil pemurnian kimia air mentah, yang dilakukan dalam filter penukar ion khusus untuk pengolahan air kimia.
Hilangnya uap dan kondensat akibat kebocoran pada jalur air-uap diisi kembali dalam skema ini dengan air demineralisasi kimia, yang disuplai dari tangki air demineralisasi melalui pompa transfer ke saluran kondensat di belakang kondensor turbin.
Perangkat untuk pengolahan kimia air make-up terletak di bengkel kimia 28 (bengkel pengolahan air kimia).
5. Sistem pendingin uap. Air pendingin disuplai ke kondensor dari sumur penyedia air 26 pompa sirkulasi 25 . Air pendingin yang dipanaskan dalam kondensor dibuang ke sumur pengumpul 27 sumber air yang sama dengan jarak tertentu dari titik pengambilan, cukup untuk menjamin air panas tidak bercampur dengan air yang diambil.
Dalam banyak skema teknologi pembangkit listrik tenaga panas, air pendingin dipompa melalui tabung kondensor dengan pompa sirkulasi 25 dan kemudian masuk ke menara pendingin (cooling tower), dimana karena penguapan, air didinginkan dengan perbedaan suhu yang sama dengan saat dipanaskan di kondensor. Sistem pasokan air dengan menara pendingin digunakan terutama di pembangkit listrik tenaga panas. IES menggunakan sistem penyediaan air dengan kolam pendingin. Ketika air didinginkan secara evaporatif, penguapannya kira-kira sama dengan jumlah uap yang mengembun di kondensor turbin. Oleh karena itu, sistem penyediaan air perlu diisi ulang, biasanya dengan air sungai.
6. Sistem pemanas air jaringan. Skema tersebut mungkin menyediakan instalasi pemanas jaringan kecil untuk pemanasan distrik di pembangkit listrik dan desa yang berdekatan. Ke pemanas jaringan 29 Dari instalasi ini, uap berasal dari ekstraksi turbin, kondensat dibuang melalui saluran 31 . Air jaringan disuplai ke pemanas dan dikeluarkan melalui pipa 30 .
7. Sistem tenaga listrik. Generator listrik yang diputar oleh turbin uap menghasilkan arus listrik bolak-balik, yang mengalir melalui trafo step-up ke busbar switchgear terbuka (OSD) pembangkit listrik termal. Bus sistem bantu juga dihubungkan ke terminal generator melalui trafo bantu. Dengan demikian, konsumen tambahan unit daya (motor listrik unit tambahan - pompa, kipas angin, pabrik, dll.) ditenagai oleh generator unit daya. Untuk menyuplai listrik ke motor listrik, perangkat penerangan dan perangkat pembangkit listrik, terdapat switchgear listrik bantu 32 .
Dalam kasus khusus (situasi darurat, pelepasan beban, start-up dan shutdown), catu daya tambahan disediakan melalui trafo busbar cadangan pada switchgear luar ruangan. Catu daya yang andal ke motor listrik unit tambahan memastikan pengoperasian unit daya dan pembangkit listrik termal yang andal secara keseluruhan. Terganggunya pasokan listrik untuk kebutuhan sendiri menyebabkan kegagalan dan kecelakaan.
Perbedaan mendasar antara skema teknologi pembangkit listrik turbin gas (GTU) dan turbin uap adalah bahwa dalam GTU energi kimia bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dalam satu unit - turbin gas, yang menghasilkan energi kimia. tidak memerlukan ketel uap.
Instalasi turbin gas (Gbr. 3.5) terdiri dari ruang bakar KS, turbin gas GT, kompresor udara K dan generator listrik G. Kompresor K menyedot udara atmosfer, memampatkannya rata-rata 6–10 kg/cm 2 dan menyuplainya ke ruang bakar KS. Bahan bakar (misalnya minyak surya, gas alam atau industri) juga masuk ke ruang bakar, yang terbakar di lingkungan udara bertekanan. 
Beras. 3.4. Diagram teknologi yang disederhanakan dari turbin gas
pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar cair atau gas: T – bahan bakar; DI DALAM -
udara; KS – ruang bakar; GT – turbin gas; K – kompresor udara; G – generator listrik
Gas panas bersuhu 600–800 °C dari ruang bakar masuk ke turbin gas GT. Melewati turbin, mereka mengembang hingga tekanan atmosfer dan, bergerak dengan kecepatan tinggi di antara bilah, memutar poros turbin. Gas buang keluar ke atmosfer melalui pipa knalpot. Sebagian besar tenaga turbin gas dihabiskan untuk memutar kompresor dan perangkat tambahan lainnya.
Keunggulan utama unit turbin gas dibandingkan unit turbin uap adalah:
1) kurangnya instalasi boiler dan pengolahan air kimia;
2) kebutuhan air pendingin jauh lebih rendah, sehingga memungkinkan penggunaan unit turbin gas di daerah dengan sumber daya air terbatas;
3) jumlah personel operasional yang jauh lebih kecil;
4) permulaan yang cepat;
5) biaya listrik yang dihasilkan lebih rendah.
3.1.3. Diagram tata letak pembangkit listrik termal
TPP dibagi menjadi blok dan non-blok berdasarkan jenis (struktur) sirkuit termal.
Dengan diagram blok semua peralatan utama dan tambahan instalasi tidak mempunyai hubungan teknologi dengan peralatan instalasi pembangkit listrik lainnya. Pada pembangkit listrik berbahan bakar fosil, setiap turbin disuplai uap hanya dari satu atau dua boiler yang terhubung dengannya. Pembangkit turbin uap yang turbinnya digerakkan oleh uap dari satu ketel uap disebut monoblok, jika ada dua boiler per turbin – blok ganda.
Dengan skema non blok Uap TPP dari semua ketel uap masuk ke saluran utama dan hanya dari sana didistribusikan ke turbin individu. Dalam beberapa kasus, dimungkinkan untuk mengarahkan uap langsung dari ketel uap ke turbin, namun jalur penghubung umum tetap dipertahankan, sehingga Anda selalu dapat menggunakan uap dari semua ketel uap untuk menggerakkan turbin apa pun. Jalur yang melaluinya air disuplai ke ketel uap (saluran pipa umpan) juga mempunyai sambungan silang.
Pembangkit listrik tenaga panas blok lebih murah daripada pembangkit listrik tenaga panas non-blok, karena tata letak pipa disederhanakan dan jumlah alat kelengkapan berkurang. Lebih mudah untuk mengontrol unit individu di stasiun seperti itu, instalasi tipe blok lebih mudah untuk diotomatisasi. Dalam pengoperasiannya, pengoperasian satu unit tidak mempengaruhi unit tetangganya. Saat pembangkit listrik diperluas, unit berikutnya mungkin memiliki kapasitas yang berbeda dan beroperasi pada parameter baru. Hal ini memungkinkan untuk memasang peralatan yang lebih kuat dengan parameter yang lebih tinggi di stasiun yang dapat diperluas, mis. memungkinkan Anda meningkatkan peralatan dan meningkatkan kinerja teknis dan ekonomi pembangkit listrik. Proses penyetelan peralatan baru tidak mempengaruhi pengoperasian unit yang dipasang sebelumnya. Namun, untuk pengoperasian normal pembangkit listrik termal blok, keandalan peralatannya harus jauh lebih tinggi dibandingkan pembangkit listrik termal non-blok. Unit tidak memiliki ketel uap cadangan; jika kemungkinan produktivitas boiler lebih tinggi dari laju aliran yang diperlukan untuk turbin tertentu, sebagian uap (yang disebut cadangan tersembunyi, yang banyak digunakan di pembangkit listrik termal non-unit) tidak dapat ditransfer ke instalasi lain. Untuk pembangkit listrik turbin uap dengan uap superheating menengah, diagram blok praktis satu-satunya yang mungkin, karena diagram pembangkit non-blok dalam hal ini akan terlalu rumit.
Di negara kita, instalasi turbin uap pembangkit listrik tenaga panas tanpa ekstraksi uap terkontrol dengan tekanan awal P 0 ≤8.8 MPa dan instalasi dengan ekstraksi terkontrol pada P 0 ≤12,7 MPa, beroperasi dalam siklus tanpa pemanasan berlebih uap menengah, dibuat non-blok. Pada tekanan yang lebih tinggi (di IES di P 0 ≥12,7 MPa, dan pada pembangkit listrik tenaga panas di P 0 = 23,5 MPa) semua unit turbin uap beroperasi dalam siklus dengan panas berlebih sedang, dan stasiun dengan instalasi seperti itu dibangun dalam blok.
Bangunan induk (main building) menampung peralatan utama dan peralatan bantu yang langsung digunakan dalam proses teknologi pembangkit listrik. Susunan timbal balik antara peralatan dan struktur bangunan disebut tata letak bangunan pembangkit listrik utama.
Bangunan induk pembangkit listrik biasanya terdiri dari ruang turbin, ruang boiler (dengan ruang bunker bila beroperasi dengan bahan bakar padat) atau ruang reaktor pada pembangkit listrik tenaga nuklir dan ruang deaerator. Di ruang mesin, bersama dengan peralatan utama (terutama unit turbin), terdapat: pompa kondensat, pemanas regeneratif tekanan rendah dan tinggi, unit pompa umpan, evaporator, konverter uap, pemanas jaringan (di pembangkit listrik termal), tambahan pemanas dan penukar panas lainnya.
Di daerah beriklim hangat (misalnya, di Kaukasus, Asia Tengah, dll.), tanpa adanya curah hujan yang signifikan, badai debu, dll. CPP, khususnya pabrik gas dan minyak, menggunakan peralatan terbuka. Pada saat yang sama, kanopi dipasang di atas boiler, dan unit turbin dilindungi dengan pelindung lampu; peralatan bantu unit turbin ditempatkan di ruang kondensasi tertutup. Kapasitas kubik spesifik bangunan utama CPP dengan tata letak terbuka dikurangi menjadi 0,2–0,3 m 3 /kW, sehingga mengurangi biaya pembangunan CPP. Derek di atas kepala dan mekanisme pengangkatan lainnya dipasang di lokasi pembangkit listrik untuk pemasangan dan perbaikan peralatan listrik.
Pada Gambar. 3.6. Diagram tata letak unit daya pembangkit listrik tenaga batu bara bubuk ditunjukkan: I – ruang pembangkit uap; II – ruang mesin, III – stasiun pompa air pendingin; 1 – perangkat bongkar; 2 – pabrik penghancur; 3 – penghemat air dan pemanas udara; 4 – pemanas super uap; 5 , 6 – ruang bakar; 7 – pembakar batu bara bubuk; 8 - generator uap; 9 – kipas pabrik; 10 – bunker debu batubara; 11 – pengumpan debu; 12 – jaringan pipa uap super panas perantara; 13 – deaerator; 14 - turbin uap; 15 – generator listrik; 16 – trafo listrik step-up; 17 – kapasitor; 18 – pasokan air pendingin dan pipa pembuangan; 19 – pompa kondensat; 20 – HDPE regeneratif; 21 – pompa umpan; 22 – LDPE regeneratif; 23 - kipas angin; 24 – penangkap abu; 25 – saluran pembuangan terak dan abu; EE– listrik tegangan tinggi.
Pada Gambar. 3.7 menunjukkan diagram tata letak yang disederhanakan dari pembangkit listrik tenaga gas-minyak dengan kapasitas 2400 MW, yang menunjukkan penempatan peralatan utama dan sebagian saja, serta dimensi struktur (m): 1 - ruang kamar ketel; 2 – kompartemen turbin; 3 – kompartemen kondensor; 4 – kompartemen generator; 5 – kompartemen deaerator; 6 - kipas angin; 7 – pemanas udara regeneratif; 8 – sistem distribusi untuk kebutuhan sendiri (RUSN); 9 - cerobong asap.
Beras. 3.7. Tata letak bangunan utama pabrik gas dan minyak
pembangkit listrik berkapasitas 2.400 MW
Peralatan utama IES (boiler and turbin unit) terletak di gedung utama, boiler dan unit penyiapan debu (pada IES yang membakar, misalnya batubara dalam bentuk debu) - di ruang boiler, unit turbin dan mereka peralatan bantu - di ruang turbin pembangkit listrik. Di CPP, sebagian besar dipasang satu boiler per turbin. Ketel dengan unit turbin dan peralatan tambahannya merupakan bagian terpisah - pembangkit listrik monoblok.
Turbin dengan kapasitas 150–1200 MW memerlukan boiler dengan kapasitas masing-masing 500–3600 m 3 /jam steam. Sebelumnya, pembangkit listrik negara bagian menggunakan dua boiler per turbin, yaitu. blok ganda . Di CPP tanpa superheating uap menengah dengan unit turbin dengan kapasitas 100 MW atau kurang, skema terpusat non-blok digunakan, di mana uap dari boiler dialihkan ke saluran uap umum, dan darinya didistribusikan ke antara turbin.
Dimensi bangunan induk tergantung pada kekuatan peralatan yang ditempatkan di dalamnya: panjang satu blok 30–100 m, lebar 70–100 m, tinggi ruang mesin sekitar 30 m, ruang ketel lebih dari 50 m. Efektivitas biaya tata letak bangunan utama diperkirakan kira-kira berdasarkan kapasitas kubik spesifik, setara dengan sekitar 0,7–0,8 m 3 /kW pada pembangkit listrik tenaga batu bara bubuk , dan dalam gas-minyak - sekitar 0,6–0,7 m 3 / kW. Beberapa peralatan bantu ruang boiler (penghisap asap, kipas blower, pengumpul abu, siklon debu, dan pemisah debu pada sistem penyiapan debu) sering dipasang di luar gedung, di udara terbuka.
CES dibangun langsung di dekat sumber pasokan air (sungai, danau, laut); Seringkali waduk (kolam) dibuat di sebelah CPP. Di wilayah IES, selain bangunan utama, terdapat struktur dan perangkat untuk pasokan air teknis dan pengolahan air kimia, fasilitas bahan bakar, trafo listrik, switchgear, laboratorium dan bengkel, gudang material, gedung kantor untuk personel yang melayani IES . Bahan bakar biasanya disuplai ke wilayah CPP dengan kereta api. Abu dan terak dari ruang bakar dan pengumpul abu dibuang secara hidrolik. Di wilayah IES, rel kereta api dan jalan dibangun, dan kesimpulan dibangun saluran listrik, teknik komunikasi darat dan bawah tanah. Luas wilayah yang ditempati oleh struktur CPP, tergantung pada kapasitas pembangkit listrik, jenis bahan bakar dan kondisi lainnya, adalah 25–70 hektar. .
Pembangkit listrik tenaga batu bara bubuk besar di Rusia dilayani oleh personel dengan jumlah 1 orang untuk setiap kapasitas 3 MW (sekitar 1000 orang di pembangkit listrik berkapasitas 3000 MW); Selain itu, personel pemeliharaan juga diperlukan.
Kekuatan IES bergantung pada sumber daya air dan bahan bakar, serta persyaratan perlindungan lingkungan: memastikan kebersihan normal udara dan cekungan air. Emisi hasil pembakaran bahan bakar berupa partikel padat ke udara di area CPP dibatasi dengan pemasangan ash collector canggih (electric precipitator dengan efisiensi sekitar 99%). Pengotor yang tersisa, oksida belerang dan nitrogen, disebarkan menggunakan cerobong asap tinggi, yang dibuat untuk membuang pengotor berbahaya ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi. Cerobong asap dengan ketinggian hingga 300 m atau lebih dibuat dari beton bertulang atau dengan 3-4 batang logam di dalam cangkang beton bertulang atau rangka logam biasa.
Pengendalian berbagai peralatan IES hanya dimungkinkan berdasarkan otomatisasi proses produksi yang komprehensif. Turbin kondensasi modern sepenuhnya otomatis. Unit boiler secara otomatis mengontrol proses pembakaran bahan bakar, memasok air ke unit boiler, menjaga suhu superheat uap, dll. Proses IES lainnya juga diotomatisasi: mempertahankan mode operasi tertentu, memulai dan menghentikan unit, melindungi peralatan selama kondisi abnormal dan darurat.
3.1.4. Peralatan utama pembangkit listrik tenaga panas
Ke peralatan utama pembangkit listrik tenaga panas antara lain ketel uap (steam generator), turbin, generator sinkron, trafo.
Semua unit yang terdaftar distandarisasi sesuai dengan indikator yang relevan. Pilihan peralatan terutama ditentukan oleh jenis pembangkit listrik dan kapasitasnya. Hampir semua pembangkit listrik yang baru dirancang berbentuk blok, ciri utamanya adalah kekuatan unit turbin.
Saat ini, unit daya kondensasi domestik serial pembangkit listrik termal dengan kapasitas 200, 300, 500, 800 dan 1200 MW sedang diproduksi. Untuk pembangkit listrik termal, bersama dengan unit berkapasitas 250 MW, digunakan unit turbin dengan kapasitas 50, 100 dan 175 MW, yang prinsip bloknya dipadukan dengan peralatan cross-link individu.
Untuk pembangkit listrik tertentu, rangkaian peralatan yang termasuk dalam unit daya dipilih berdasarkan daya, parameter uap, dan jenis bahan bakar yang digunakan.
3.1.4.1. Ketel uap
Ketel uap(PC) –
penukar panas untuk menghasilkan uap dengan tekanan melebihi tekanan atmosfer, dibentuk bersama dengan peralatan bantu satuan ketel.
Ciri-ciri PC adalah:
produksi uap;
parameter pengoperasian steam (suhu dan tekanan) setelah superheater primer dan perantara;
permukaan pemanas, mis. permukaan yang tersapu oleh gas buang di satu sisi dan air umpan di sisi lain;
Efisiensi, yaitu perbandingan jumlah panas yang terkandung dalam steam dengan nilai kalor bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan steam tersebut.
Karakteristik PC juga berat, dimensi, konsumsi logam, dan peralatan yang tersedia untuk mekanisasi dan otomatisasi pemeliharaan.
PC pertama berbentuk bola. PC yang dibuat pada tahun 1765 oleh I. Polzunov, yang menciptakan mesin uap universal pertama dan dengan demikian meletakkan dasar bagi penggunaan energi uap air, juga memiliki bentuk ini. Pada awalnya PC terbuat dari tembaga, kemudian dari besi cor. Pada akhir abad ke-18, tingkat perkembangan metalurgi besi memungkinkan produksi PC silinder baja dari bahan lembaran dengan cara memukau. Perubahan bertahap dalam desain PC telah menghasilkan banyak variasi. Ketel silinder, yang memiliki diameter hingga 0,9 m dan panjang 12 m, dipasang menggunakan lapisan batu bata, di mana semua saluran gas diletakkan. Permukaan pemanas PC semacam itu hanya terbentuk di bagian bawah boiler.
Keinginan untuk meningkatkan parameter PC telah menyebabkan peningkatan dimensi dan peningkatan jumlah aliran air dan uap. Peningkatan jumlah thread terjadi dalam dua arah: pengembangan boiler tabung gas, khususnya ketel uap tabung gas lokomotif, dan pengembangannya ketel pipa air, yang merupakan dasar dari unit boiler modern. Peningkatan permukaan pemanas boiler pipa air disertai dengan peningkatan dimensi dan, pertama-tama, ketinggian boiler. Efisiensi PC mencapai 93–95%.
Awalnya PC tabung air hanya berupa PC saja batang tipe dangkal , di mana kumpulan pipa lurus atau melengkung (kumparan) digabungkan dengan drum baja silinder (Gbr. 3.8).
Beras. 3.8. Diagram skema PC tipe drum:
1 - ruang pembakaran; 2 – pembakar; 3 – pipa saringan; 4 -drum;
5 – menurunkan pipa; 6
– pemanas super uap; 7 – superheater sekunder (menengah); 8
– penghemat; 9
- pemanas udara.
Di ruang bakar 1
pembakar berada 2,
melalui mana campuran bahan bakar dan udara panas memasuki kotak api. Jumlah dan jenis pembakar bergantung pada kinerjanya, daya unit, dan jenis bahan bakar. Tiga jenis bahan bakar yang paling umum adalah batu bara, gas alam, dan bahan bakar minyak. Batubara pertama-tama diubah menjadi debu batubara, yang dihembuskan melalui pembakar ke dalam kotak api menggunakan udara.
Dinding ruang bakar ditutup dari dalam dengan pipa (layar) 3, yang menyerap panas dari gas panas. Air memasuki pipa saringan melalui pipa bawah yang tidak dipanaskan 5 dari drum 4, dimana tingkat tertentu dipertahankan secara konstan . Air mendidih di dalam pipa-pipa penyaring dan bergerak ke atas berbentuk campuran uap-air, kemudian masuk ke ruang uap drum. Jadi, selama pengoperasian boiler, sirkulasi alami air dan uap terjadi di sirkuit: drum - pipa bawah - pipa layar - drum. Oleh karena itu, boiler yang ditunjukkan pada Gambar. 3.8, disebut drum boiler dengan sirkulasi alami. Pembuangan uap ke turbin diisi ulang dengan menyuplai air umpan ke drum boiler menggunakan pompa.
Uap yang keluar dari pipa penyaring menuju ruang uap drum sudah jenuh dan dalam bentuk ini walaupun mempunyai tekanan operasi penuh, namun belum sesuai untuk digunakan pada turbin, karena mempunyai efisiensi yang relatif rendah. Selain itu, kelembapan uap jenuh selama pemuaian di turbin meningkat hingga batas yang berbahaya bagi keandalan bilah rotor. Oleh karena itu, uap dari drum diarahkan ke superheater 6, di mana sejumlah panas tambahan diberikan padanya, yang menyebabkannya menjadi terlalu panas karena jenuh. Pada saat yang sama, suhunya meningkat menjadi sekitar 560 ° C dan, karenanya, kinerjanya meningkat. Tergantung pada lokasi superheater di boiler dan, akibatnya, pada jenis pertukaran panas yang terjadi di dalamnya, superheater radiasi, layar (semi-radiasi) dan konvektif dibedakan.
Superheater radiasi ditempatkan di langit-langit ruang bakar atau di dindingnya, sering kali di antara pipa kasa. Mereka, seperti layar penguapan, merasakan panas yang dipancarkan oleh obor bahan bakar yang terbakar. Layar superheater, dibuat dalam bentuk layar datar terpisah dari pipa-pipa yang dihubungkan secara paralel, diperkuat di pintu keluar tungku di depan bagian konvektif boiler. Pertukaran panas di dalamnya dilakukan secara radiasi dan konveksi. Superheater konvektif terletak di cerobong unit ketel, biasanya di belakang layar atau di belakang kotak api; mereka adalah paket kumparan multi-baris. Superheater yang hanya terdiri dari tahap konvektif biasanya dipasang di boiler bertekanan sedang dan rendah pada suhu uap super panas tidak lebih tinggi dari 440–510 ºС. Dalam boiler bertekanan tinggi dengan superheater uap yang signifikan, digunakan superheater uap gabungan, termasuk bagian konvektif, layar, dan terkadang radiasi.
Pada tekanan uap 14 MPa (140 kgf/cm2) dan lebih tinggi, superheater sekunder (menengah) biasanya dipasang di belakang superheater primer 7 . Itu, seperti yang utama, dibentuk dari pipa baja yang dibengkokkan menjadi gulungan. Uap yang telah bekerja di dalam silinder bertekanan tinggi (HPC) turbin dan mempunyai temperatur mendekati temperatur jenuh pada tekanan 2,5–4 MPa dikirim ke sini . Pada superheater sekunder (menengah), suhu uap ini kembali naik menjadi 560 °C, dan kinerjanya meningkat, setelah itu melewati silinder bertekanan sedang (MPC) dan silinder bertekanan rendah (LPC), di mana uap tersebut mengembang. dengan tekanan uap buang (0,003–0,007 MPa ). Penggunaan steam superheating menengah, meskipun desain boiler dan turbin rumit dan peningkatan jumlah jalur steam yang signifikan, memiliki keuntungan ekonomi yang besar dibandingkan dengan boiler tanpa steam superheating menengah. Konsumsi uap per turbin berkurang sekitar setengahnya, dan konsumsi bahan bakar berkurang 4–5%. Kehadiran uap superheating menengah juga mengurangi kelembaban uap pada tahap terakhir turbin, sehingga mengurangi keausan bilah akibat tetesan air dan sedikit meningkatkan efisiensi turbin turbin tekanan rendah.
Selanjutnya, di bagian ekor boiler terdapat permukaan tambahan yang dirancang untuk memanfaatkan panas gas buang. Pada bagian konvektif boiler ini terdapat water economizer 8, dimana air umpan dipanaskan sebelum masuk ke drum, dan pemanas udara 9, berfungsi untuk memanaskan udara sebelum disalurkan ke pembakar dan ke sirkuit persiapan debu, yang meningkatkan efisiensi PC. Gas buang yang didinginkan dengan suhu 120–150 °C dihisap oleh alat penghisap asap ke dalam cerobong asap.
Peningkatan lebih lanjut dari PC pipa air memungkinkan untuk membuat PC yang seluruhnya terdiri dari pipa baja berdiameter kecil, di mana air di bawah tekanan masuk dari satu ujung, dan uap dengan parameter tertentu keluar dari ujung lainnya - yang disebut ketel sekali lewat
(Gbr. 3.9). Jadi, ini adalah PC di mana penguapan air sepenuhnya terjadi selama aliran air tunggal (aliran langsung) melalui permukaan pemanas evaporatif. Air disuplai ke PC aliran langsung menggunakan pompa umpan melalui economizer. Boiler jenis ini tidak memiliki drum atau pipa bawah. 
Beras. 3.9. Diagram skema PC aliran langsung:
1
– layar bagian radiasi bawah; 2
– pembakar; 3
– layar bagian radiasi atas; 4
– pemanas super uap layar; 5
– superheater konvektif; 6
– pemanas super sekunder; 7
– penghemat air; 8
– pasokan air umpan; 9
– pembuangan uap ke turbin; 10
– pasokan uap dari HPC untuk pemanasan berlebih sekunder; 11
– pembuangan uap ke ruang pemanas sentral setelah panas berlebih sekunder; 12
– pembuangan gas buang ke pemanas udara
Permukaan pemanas boiler dapat dibayangkan sebagai rangkaian kumparan paralel, di mana air memanas saat bergerak, berubah menjadi uap, dan kemudian uap tersebut dipanaskan hingga mencapai suhu yang diinginkan. Kumparan ini terletak di dinding ruang bakar dan di cerobong boiler. Perangkat pembakaran, superheater sekunder, dan pemanas udara boiler aliran langsung tidak berbeda dengan boiler drum.
Pada ketel drum, saat air menguap, konsentrasi garam pada sisa air ketel meningkat, dan sebagian kecil dari air ketel ini, kira-kira 0,5%, harus selalu dibuang keluar ketel untuk mencegah konsentrasi garam meningkat. di atas batas tertentu. Proses ini disebut pembersihan ketel Untuk boiler aliran langsung, metode menghilangkan akumulasi garam ini tidak berlaku karena kurangnya volume air, dan oleh karena itu standar kualitas air umpan untuk boiler tersebut jauh lebih ketat.
Kerugian lain dari PC aliran langsung adalah peningkatan konsumsi energi untuk menggerakkan pompa umpan.
PC aliran langsung biasanya dipasang pada kondensasi pembangkit listrik, di mana boiler disuplai dengan air demineralisasi. Penggunaannya di pembangkit listrik tenaga panas dikaitkan dengan peningkatan biaya pemurnian kimia air tambahan (make-up). Boiler aliran langsung yang paling efektif adalah untuk tekanan superkritis (di atas 22 MPa), dimana boiler jenis lain tidak dapat diterapkan.
Di unit daya, satu boiler dipasang per turbin ( monoblok), atau dua boiler dengan kapasitas setengah. Untuk manfaatnya blok ganda Ini mungkin termasuk kemungkinan mengoperasikan unit dengan setengah beban turbin jika terjadi kerusakan pada salah satu boiler. Namun, kehadiran dua boiler dalam satu blok secara signifikan mempersulit seluruh rangkaian dan kontrol blok, yang dengan sendirinya mengurangi keandalan blok secara keseluruhan. Selain itu, mengoperasikan unit dengan beban setengah sangat tidak ekonomis. Pengalaman sejumlah stasiun menunjukkan bahwa monoblok dapat beroperasi tidak kalah andalnya dengan blok ganda.
Dalam instalasi blok untuk tekanan hingga 130 kgf/cm 2 (13 MPa) boiler tipe drum dan aliran langsung digunakan. Pada instalasi untuk tekanan 240 kgf/cm 2 (24 MPa) dan lebih tinggi Hanya boiler aliran langsung yang digunakan.
Ketel kogenerasi adalah unit boiler dari gabungan pembangkit listrik dan panas (CHP), yang menyediakan pasokan uap secara simultan ke turbin pemanas dan produksi uap atau air panas untuk kebutuhan teknologi, pemanas, dan lainnya. Berbeda dengan boiler IES, boiler pemanas distrik biasanya menggunakan kondensat yang terkontaminasi kembali sebagai pengumpan air. Untuk kondisi operasi seperti itu, boiler drum dengan penguapan bertahap paling cocok. Di sebagian besar pembangkit listrik tenaga panas, boiler pemanas memiliki sambungan silang untuk uap dan air. Di Federasi Rusia, di pembangkit listrik tenaga panas, yang paling umum adalah boiler drum dengan kapasitas uap 420 t/jam (tekanan uap 14 MPa, suhu 560 ºC). Sejak tahun 1970, di pembangkit listrik tenaga panas yang kuat dengan beban pemanasan yang berlaku, ketika hampir semua kondensat dikembalikan dalam bentuk murni, monoblok dengan boiler aliran langsung dengan kapasitas uap 545 t/jam (25 MPa) telah digunakan , 545 ºС).
PC pemanas juga bisa disertakan boiler air panas puncak, yang digunakan untuk pemanasan tambahan air ketika beban panas meningkat melebihi maksimum yang disediakan oleh ekstraksi turbin. Dalam hal ini, air dipanaskan terlebih dahulu dengan uap di boiler hingga 110–120 ºС, dan kemudian di boiler hingga 150–170 ºС. Di negara kita, boiler ini biasanya dipasang di sebelah bangunan utama pembangkit listrik tenaga panas. Penggunaan boiler pemanas air panas puncak yang relatif murah untuk menghilangkan beban panas puncak jangka pendek dapat secara dramatis meningkatkan jumlah jam penggunaan peralatan pemanas utama dan meningkatkan efisiensi operasinya.
Untuk pasokan panas ke daerah pemukiman, boiler gas-minyak pemanas air tipe KVGM, yang beroperasi dengan bahan bakar gas, sering digunakan. Sebagai bahan bakar cadangan untuk boiler tersebut, digunakan bahan bakar minyak, yang dipanaskan oleh ketel uap drum gas-minyak.
3.1.4.2. Turbin uap
Turbin uap(PT) adalah mesin kalor yang energi potensial uap diubah menjadi energi kinetik pancaran uap, dan energi kinetik pancaran uap diubah menjadi energi mekanik putaran rotor.
Mereka telah mencoba membuat PT sejak zaman dahulu. Ada gambaran yang diketahui tentang PT primitif yang dibuat oleh Heron dari Alexandria (abad ke-1 SM). Namun, baru pada akhir abad ke-19, ketika termodinamika, teknik mesin, dan metalurgi telah mencapai tingkat yang memadai, K.G. Laval (Swedia) dan C.A. Parsons (Inggris Raya) secara mandiri mendirikan PT yang sesuai untuk industri pada tahun 1884–1889.
Laval menggunakan ekspansi uap dalam nozel stasioner berbentuk kerucut dalam satu langkah dari tekanan awal ke tekanan akhir dan mengarahkan pancaran yang dihasilkan (dengan kecepatan buang supersonik) ke satu baris bilah kerja yang dipasang pada disk. PT yang beroperasi berdasarkan prinsip ini disebut aktif PT. Ketidakmungkinan memperoleh tenaga agregat yang besar dan kecepatan putaran yang sangat tinggi dari Laval PT satu tahap (hingga 30.000 rpm untuk sampel pertama) menyebabkan fakta bahwa mereka tetap penting hanya untuk menggerakkan mekanisme bantu.
Parsons menciptakan multi-tahap jet PT, di mana pemuaian uap dilakukan dalam sejumlah besar tahapan yang terletak secara berurutan tidak hanya di saluran sudu-sudu tetap (pemandu), tetapi juga di antara sudu-sudu yang dapat digerakkan (berfungsi). Jet PT Parsons selama beberapa waktu digunakan terutama pada kapal perang, tetapi secara bertahap digantikan oleh pesawat gabungan yang lebih kompak aktif-reaktif PT di mana bagian reaktif bertekanan tinggi digantikan oleh disk aktif. Akibatnya kerugian akibat kebocoran uap melalui celah-celah pada peralatan sudu berkurang, turbin menjadi lebih sederhana dan ekonomis.
Pembangkit listrik PT yang aktif telah berevolusi menuju penciptaan desain multi-tahap, di mana ekspansi uap dilakukan dalam beberapa tahap yang berurutan. Hal ini memungkinkan peningkatan daya unit PT secara signifikan, sambil mempertahankan kecepatan putaran moderat yang diperlukan untuk sambungan langsung poros PT dengan mekanisme putarannya, khususnya generator listrik.
Ada beberapa pilihan desain untuk turbin uap, yang memungkinkannya diklasifikasikan menurut sejumlah karakteristik.
Menurut arah perjalanan aliran uap dibedakan aksial PT, dimana aliran uap bergerak sepanjang sumbu turbin, dan radial PT, arah aliran uap yang tegak lurus, dan sudu-sudu kerja terletak sejajar dengan sumbu putaran. Di Federasi Rusia, hanya PT aksial yang dibangun.
Berdasarkan jumlah badan (silinder) PT dibagi menjadi lambung tunggal, lambung ganda Dan lambung tiga(dengan silinder bertekanan tinggi, sedang dan rendah) . Desain multi-casing memungkinkan penggunaan perbedaan entalpi besar yang tersedia dengan menempatkan sejumlah besar tahap tekanan, penggunaan logam berkualitas tinggi di bagian bertekanan tinggi dan bifurkasi aliran uap di bagian bertekanan rendah. Pada saat yang sama, PT semacam itu ternyata lebih mahal, lebih berat, dan lebih kompleks.
Berdasarkan jumlah poros membedakan poros tunggal PT, di mana poros semua rumah berada pada sumbu yang sama, serta poros ganda atau tiga poros, terdiri dari dua atau tiga PT poros tunggal paralel yang dihubungkan dengan proses termal umum, dan untuk PT kapal juga dengan penggerak roda gigi umum (gearbox).
Bagian tetap dari PT (housing) dapat dilepas pada bidang horizontal untuk memungkinkan pemasangan rotor. Rumahan memiliki ceruk untuk memasang diafragma, konektornya bertepatan dengan bidang konektor rumahan. Di sepanjang pinggiran diafragma terdapat saluran nosel yang dibentuk oleh bilah melengkung yang dimasukkan ke dalam badan diafragma atau dilas padanya. Di tempat poros melewati dinding rumahan, segel ujung tipe labirin dipasang untuk mencegah kebocoran uap ke luar (dari sisi bertekanan tinggi) dan penghisapan udara ke dalam rumahan (dari sisi bertekanan rendah). Segel labirin juga dipasang di tempat rotor melewati diafragma untuk mencegah uap mengalir dari tahap ke tahap, melewati nozel. Pengatur batas (safety regulator) dipasang di ujung depan poros, yang secara otomatis menghentikan PT ketika kecepatan putaran meningkat 10–12% di atas kecepatan nominal. Ujung belakang rotor dilengkapi dengan alat pemutar poros yang digerakkan secara listrik untuk memutar rotor secara perlahan (4–6 rpm) setelah menghentikan PT, yang diperlukan untuk pendinginan yang seragam.
Pada Gambar. Gambar 3.10 secara skematis menunjukkan struktur salah satu tahap perantara turbin uap modern di pembangkit listrik tenaga panas. Panggungnya terdiri dari piringan dengan bilah dan diafragma. Diafragma adalah partisi vertikal antara dua piringan, di mana baling-baling pemandu tetap terletak di sepanjang keliling berlawanan dengan bilah kerja, membentuk nozel untuk ekspansi uap. Diafragma terbuat dari dua bagian dengan belahan horizontal, yang masing-masing dipasang pada bagian yang sesuai dari rumah turbin.
Beras. 3.10. Pembangunan salah satu tahapannya multi tahap
turbin: 1 - batang; 2 – piringan; 3 – pisau yang berfungsi; 4 – dinding silinder turbin; 5 – kisi-kisi nosel; 6 – diafragma;
7
– segel diafragma
Banyaknya tahapan memaksa turbin dibuat dari beberapa silinder, menempatkan 10-12 tahapan di masing-masing silinder. Dalam turbin dengan uap superheating menengah, sekelompok tahapan biasanya terletak di silinder bertekanan tinggi pertama (HPC), yang mengubah energi uap dari parameter awal menjadi tekanan di mana uap memasuki superheating perantara. Setelah pemanasan berlebih antara uap di turbin dengan kapasitas 200 dan 300 MW, uap memasuki dua silinder lagi - CSD dan LPC.
Pembangkit listrik termal adalah suatu perusahaan yang menghasilkan listrik dan panas. Saat membangun pembangkit listrik, mereka berpedoman pada hal-hal berikut, mana yang lebih penting: lokasi sumber bahan bakar terdekat atau lokasi sumber konsumsi energi terdekat.
Penempatan pembangkit listrik tenaga panas tergantung pada sumber bahan bakarnya.
Bayangkan saja, kita mempunyai cadangan batu bara dalam jumlah besar. Jika kita membangun pembangkit listrik tenaga panas di sini, kita akan mengurangi biaya transportasi bahan bakar. Mengingat komponen transportasi dalam biaya bahan bakar cukup besar, maka masuk akal untuk membangun pembangkit listrik tenaga panas di dekat lokasi penambangan. Tapi apa yang akan kita lakukan dengan listrik yang dihasilkan? Ada baiknya jika ada tempat terdekat untuk menjualnya, di daerah tersebut sedang terjadi kekurangan listrik.
Apa yang harus dilakukan jika tidak diperlukan tenaga listrik baru? Kemudian kita akan dipaksa untuk mengirimkan listrik yang dihasilkan melalui kabel dalam jarak jauh. Dan untuk menyalurkan listrik dalam jarak jauh tanpa rugi-rugi yang besar, perlu disalurkan melalui kabel tegangan tinggi. Jika tidak ada, maka harus ditarik. Di masa depan, jaringan listrik memerlukan pemeliharaan. Semua ini juga membutuhkan uang.
Penempatan pembangkit listrik termal tergantung konsumen.
Sebagian besar pembangkit listrik tenaga panas baru di negara kita berlokasi dekat dengan konsumen.
Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa manfaat penempatan pembangkit listrik tenaga panas di dekat sumber bahan bakar terkuras oleh biaya transportasi jarak jauh melalui saluran listrik. Apalagi dalam hal ini kerugiannya besar.
Jika Anda menempatkan pembangkit listrik tepat di sebelah konsumen, Anda juga bisa menang jika membangun pembangkit listrik termal. Anda dapat membaca lebih detail. Dalam hal ini, biaya pasokan panas berkurang secara signifikan.
Jika ditempatkan tepat di sebelah konsumen, tidak perlu membangun saluran listrik bertegangan tinggi; tegangan 110 kV saja sudah cukup.
Dari semua yang tertulis di atas kita dapat mengambil suatu kesimpulan. Jika sumber bahan bakar jauh, maka dalam situasi saat ini lebih baik membangun pembangkit listrik tenaga panas, namun dekat dengan konsumen. Manfaat yang lebih besar diperoleh jika sumber bahan bakar dan sumber konsumsi listrik berada di dekatnya.
Pengunjung yang terhormat! Sekarang Anda berkesempatan melihat Rusia.