Як працює теплова електростанція, як це зроблено
Пару тижнів тому у всіх кранах Новодвинска зникла гаряча вода - тут не потрібно шукати якісь підступи недругів, просто в Новодвінск прийшли гідравлічні випробування, процедура, необхідна для підготовки міської енергетики та комунальних комунікацій до нового отпітельному сезону. Без гарячої води якось відразу відчув себе сільським жителем - каструльки з окропом на плиті - помитися-поголитися, - миття посуду в холодній воді і т.д.
Разом з тим в голові виникло питання: а як все-таки «робиться» гаряча вода, і як вона потрапляє в крани в наших квартирах?
Звичайно, вся міська енергетика «запитана» на Ніжин ЦПК, точніше на ТЕС-1, куди я і попрямував, щоб дізнатися звідки береться гаряча вода і тепло в наших квартирах. Допомогти в моєму пошуку погодився головний енергетик Ніжин ЦПК Андрій Борисович Зубок, відповів на безліч моїх питань.
Андрій Борисович розповів мені, як «в теорії» працює ТЕС-1, головна енергетична установка комбінату і міста. Сама абревіатура ТЕС - тепло-електро станція - має на увазі собою, що станція виробляє не тільки електрику, а й тепло (гаряча вода, опалення), причому, вироблення тепла можливо навіть більш пріоритетна в нашому холодному кліматі.
Схема роботи ТЕС-1:
Будь-яка тепло-електростанція починається з головного щита управління, куди стікається вся інформація про процеси, що відбуваються в котлах, про роботу турбін і т.д.
Ну а поруч - знаходиться серце ТЕС-1 - парові котли. Їх на ТЕС-1 вісім. Це величезні споруди, висота яких досягає 32 метрів. Саме в них і відбувається головний процес перетворення енергії, завдяки якому і з'являється і електрику, і гаряча вода в наших будинках - вироблення пара.
Але все починається з палива. В ролі палива на різних електростанціях можуть виступати вугілля, газ, торф. На ТЕС-1 основне паливо - це вугілля, який везуть сюди з Воркути по залізниці.
Частина його складується, інша частина йде з конвеєрів на станцію, де сам вугілля спочатку подрібнюється до пилу і потім подається за спеціальними «пилепроводів» в топку парового котла. Для розпалювання котла використовують мазут, а потім у міру збільшення тиску і температури переводять його на вугільний пил.
Паровий котел - це агрегат для отримання пари високого тиску з безперервно надходить в нього живильної води. Відбувається це за рахунок теплоти, що виділяється при згорянні палива. Сам котел виглядає досить переконливо. Важить ця споруда понад 1000 тонн! Продуктивність котла - 200 тонн пари на годину.
Зовні котел нагадує сплетіння труб, вентилів і якихось механізмів. Поруч з котлом жарко, адже пар на виході з котла має температуру в 540 градусів.
Є на ТЕС-1 і іншої котел - сучасний, встановлений кілька років тому котел Metso з гратами Hybex. Управління цим енергоагрегатом виведено на окремий пульт.
Агрегат працює за інноваційною технологією - спалювання палива в бульбашкової киплячому шарі (Hybex). Для отримання пара тут спалюють кородревесное паливо (270 тис. Тонн в рік) і осад стічних вод (80 тис. Тонн в рік), його привозять сюди з очисних споруд.
Сучасний котел - це теж величезна споруда, висота якого понад 30 метрів.
Іл і кородревесное паливо потрапляють в котел за цими транспортерів.
А звідси, вже після підготовки паливна суміш потрапляє безпосередньо в топку котла.
У будівлі нового котла на ТЕС-1 є ліфт. Ось тільки поверхів в звичному для звичайного городянина вигляді тут немає - є висота позначки обслуговування - ось і ліфт рухається від позначки до позначки.
На станції працює більше 700 чоловік. Роботи вистачає всім - обладнання вимагає обслуговування і постійного контролю за ним з боку персоналу. Умови роботи на станції непрості - високі температури, вологість, шум, вугільний пил.
А тут робочі готують майданчик під будівництво нового котла - його зведення почнеться вже в наступному році.
Тут готується вода для котла. В автоматичному режимі воду пом'якшують для того, щоб знизити негативний вплив на котел і лопатки турбіни (вже в той час коли вода перетвориться в пар).
А це турбінний зал - сюди приходить пар з котлів, тут він крутить потужні турбіни (всього їх п'ять).
В цьому залі пар працює: проходячи через пароперегрівачі, пара нагрівається до температури 545 градусів і надходить в турбіну, де під його тиском обертається ротор турбогенератора і, відповідно, виробляється електроенергія.
А ось вона - турбіна, де і працює пар і «крутить» генератор. Це турбіна №7 і, відповідно, генератор №7.
Восьмий генератор і восьма турбіна. Потужності генераторів різні, але в сумі вони здатні видавати близько 180 МВт електроенергії - цього електрики вистачає і на потреби самої станції (а це близько 16%), і на потреби виробництв Ніжин ЦПК, і на забезпечення «сторонніх споживачів» (в місто йде близько 5% виробленої енергії).
Переплетення труб заворожує.
Гаряча вода для опалення (мережева) виходить шляхом нагрівання води паром в теплообмінниках (бойлерах). У мережу вона закачується ось такими насосами - їх на ТЕС-1 вісім. Вода «для опалення», до слова, спеціально готується і очищається і на виході зі станції відповідає вимогам, що пред'являються до питної води. Теоретично цю воду можна пити, але все-таки пити її не рекомендується через наявність великої кількості продуктів корозії в трубах теплових мереж.
А в цих вежах - ділянці хімічного цеху ТЕС-1, - готується вода, яку додають в теплосистему, адже частина гарячої води витрачається - її необхідно поповнювати.
Далі нагріта вода (теплоносій) слід по трубопроводах різного перетину, адже ТЕС-1 опалює не лише місто, а й виробничі приміщення комбінату.
А електрику «виходить» зі станції через через розподільні електричні пристрої та трансформатори і передається в енергосистему комбінату і міста.
Звичайно, на станції є труба - та сама «фабрика хмар». На ТЕС-1 таких труб три. Найвища - більше 180 метрів. Як виявилося труба - це дійсно пустотіла конструкція, куди сходяться газоходи від різних котлів. Перед потраплянням в трубу димові гази проходять систему очищення від золи. На новому котлі це відбувається в електрофільтрі. Ефективна ступінь очищення димових газів становить 99,7%. На вугільних котлах очищення проводиться водою, - ця система менш ефективна, але все одно велика частина «викидів» вловлюється.
Сьогодні на ТЕС-1 повним ходом йдуть ремонти: і якщо будівля можна відремонтувати в будь-який час ...
... то проводити капітальний ремонт котлів або турбін можна тільки влітку в період знижених навантажень. До речі, саме для цього і проводять «гідравлічні випробування». Програмне підвищення навантаження на системи теплопостачання необхідно, по-перше, для перевірки надійності комунальних комунікацій, а, по-друге, енергетики мають можливість «злити» теплоносій із системи і замінити, наприклад, ділянку труби. Ремонт енергетичного обладнання - дорогий захід, що вимагає особливої кваліфікації і допуску від фахівців.
За межами комбінату гаряча вода (вона ж теплоносій) тече по трубах - три «виходу» в місто забезпечують безперебійну роботу опалювальної системи міста. Система замкнута, вода в ній постійно циркулює. У найхолоднішу пору року - температура води на виході зі станції становить 110 градусів Цельсія, повертається теплоносій, охолонувши на 20-30 градусів. Влітку температуру води знижують - нормативно на виході зі станції вона становить 65 градусів Цельсія.
До речі, відключають гарячу воду і опалення не на ТЕС, а безпосередньо в будинках - цим займаються керуючі компанії. ТЕС «відключає» воду лише одного разу - після гідравлічних випробувань, щоб зробити ремонт. Після ремонтів енергетики поступово заповнюють систему водою - в місті є спеціальні механізми для спуску повітря з системи - зовсім як в батареях в звичайному житловому будинку.
Кінцевий пункт гарячої води - той самий кран в будь-який з міських квартир, ось тільки зараз води в ньому немає - гідравлічні випробування.
Ось так непросто «робиться» то, без чого важко уявити життя сучасного городянина - гаряча вода.