|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
화력 발전소. 발명과 생산의 역사
화력 발전소 (화력 발전소) - 연료의 화학 에너지를 발전기 샤프트의 기계적 회전 에너지로 변환하여 전기 에너지를 생성하는 발전소.
화력 발전소에서 화석 연료(석탄, 토탄, 셰일, 석유, 가스) 연소 중에 방출되는 열 에너지는 기계 에너지로 변환된 다음 전기 에너지로 변환됩니다. 여기서 연료에 포함된 화학 에너지는 전기 에너지를 얻기 위해 한 형태에서 다른 형태로 복잡한 변환 경로를 거칩니다. 화력발전소에서 연료에 포함된 에너지의 변환은 화학에너지를 열에너지로, 열에너지를 기계에너지로, 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 주요 단계로 나눌 수 있다. 최초의 화력 발전소(TPP)는 1882세기 말에 등장했습니다. 1883년 TPP는 1884년 뉴욕, XNUMX년 상트페테르부르크, 베를린에 건설되었습니다. 대부분의 TPP는 열 증기 터빈 발전소입니다. 그들에게 열 에너지는 보일러 장치 (증기 발생기)에서 사용됩니다.
보일러 장치의 가장 중요한 요소 중 하나는 용광로입니다. 그 안에서 연료의 가연성 요소와 대기 산소의 화학 반응 중에 연료의 화학 에너지가 열 에너지로 변환됩니다. 이 경우 연료 연소 중에 방출되는 대부분의 열을 감지하는 기체 연소 생성물이 형성됩니다. 용광로에서 연료를 가열하는 과정에서 코크스와 기체, 휘발성 물질이 형성됩니다. 600-750 °C의 온도에서 휘발성 물질이 발화하고 연소하기 시작하여 용광로의 온도가 상승합니다. 동시에 코크스의 연소가 시작됩니다. 그 결과 1000-1200 °C의 온도에서 용광로를 빠져나가는 연도 가스가 형성됩니다. 이 가스는 물을 가열하고 증기를 생성하는 데 사용됩니다. XIX 세기 초. 증기를 얻기 위해 물의 가열과 증발이 구별되지 않는 간단한 단위가 사용되었습니다. 가장 간단한 유형의 증기 보일러의 대표적인 대표자는 원통형 보일러였습니다. 발전하는 전력산업을 위해서는 고온고압의 증기를 발생시키는 보일러가 필요했는데, 이 상태에서 가장 많은 양의 에너지를 공급하기 때문입니다. 이러한 보일러가 만들어졌고 수관 보일러라고 불 렸습니다. 수관 보일러에서 연도 가스는 물이 순환하는 파이프 주위로 흐르고 연도 가스의 열은 파이프 벽을 통해 물로 전달되어 증기로 변합니다.
현대식 증기 보일러는 다음과 같이 작동합니다. 연료는 벽 근처에 수직 파이프가 있는 용광로에서 연소됩니다. 연료 연소 중에 방출되는 열의 영향으로 이러한 파이프의 물이 끓습니다. 생성된 증기는 보일러 드럼으로 올라갑니다. 보일러는 물로 최대 절반까지 채워진 두꺼운 벽으로 된 수평 강철 실린더입니다. 증기는 드럼 상부에 모여 코일 그룹인 과열기로 배출됩니다. 과열기에서 증기는 용광로에서 배출되는 연도 가스에 의해 추가로 가열됩니다. 그것은 주어진 압력에서 물이 끓는 온도보다 더 높은 온도를 가지고 있습니다. 이러한 증기를 과열이라고 합니다. 과열기를 떠난 후 증기는 소비자에게 전달됩니다. 과열기 뒤에 위치한 보일러 덕트에서 연도 가스는 물 이코노마이저라는 또 다른 코일 그룹을 통과합니다. 그것에서 보일러 드럼에 들어가기 전에 물은 연도 가스의 열에 의해 가열됩니다. 연도 가스 경로를 따라 이코노마이저의 하류에는 일반적으로 에어 히터 파이프가 배치됩니다. 그 안에서 공기는 용광로에 공급되기 전에 가열됩니다. 공기 히터를 지나면 120-160 °C 온도의 연도 가스가 굴뚝으로 배출됩니다. 보일러 장치의 모든 작업 프로세스는 완전히 기계화되고 자동화됩니다. 그것은 전기 모터로 구동되는 수많은 보조 메커니즘에 의해 제공되며 그 힘은 수천 킬로와트에 달할 수 있습니다. 강력한 발전소의 보일러 장치는 고압(140-250기압) 및 고온(550-580°C)의 증기를 생성합니다. 이 보일러의 용광로는 주로 고체 연료를 연소하고 분쇄 상태로 분쇄하여 연료유 또는 천연 가스를 사용합니다. 석탄을 미분 상태로 변환하는 것은 미분 공장에서 수행됩니다. 볼 드럼 밀을 사용한 이러한 설비의 작동 원리는 다음과 같습니다. 연료는 벨트 컨베이어를 통해 보일러실로 유입되고 벙커로 배출되며, 여기에서 자동 저울을 거친 후 피더를 통해 석탄 밀로 공급됩니다. 연료 분쇄는 약 20rpm의 속도로 회전하는 수평 드럼 내부에서 이루어집니다. 그것은 강철 공을 포함합니다. 300-400 °C의 온도로 가열된 뜨거운 공기가 파이프라인을 통해 밀에 공급됩니다. 열의 일부를 연료 건조에 제공하면 공기는 약 130 ° C의 온도로 냉각되고 드럼을 떠나 밀에서 형성된 석탄 먼지를 먼지 분리기 (분리기)로 운반합니다. 큰 입자가 없는 먼지-공기 혼합물은 위에서 분리기를 떠나 먼지 분리기(사이클론)로 이동합니다. 사이클론에서 석탄 먼지는 공기와 분리되고 밸브를 통해 석탄 먼지 벙커로 들어갑니다. 분리기에서 큰 먼지 입자가 떨어지고 추가 분쇄를 위해 밀로 돌아갑니다. 석탄 먼지와 공기의 혼합물이 보일러 버너에 공급됩니다. 미분탄 버너는 연소실에 미분 연료와 연소에 필요한 공기를 공급하는 장치입니다. 그들은 공기와 연료의 균일한 혼합물을 생성하여 연료의 완전한 연소를 보장해야 합니다. 현대식 미분탄 보일러의 용광로는 벽이 소위 스팀 워터 스크린이라고하는 파이프로 덮여있는 높은 챔버입니다. 그들은 연료 연소 중에 형성된 슬래그로부터 연소실 벽이 달라 붙는 것을 방지하고 슬래그의 화학적 작용과 용광로에서 연료가 연소 될 때 발생하는 고온으로 인한 빠른 마모로부터 라이닝을 보호합니다. 스크린은 보일러의 다른 관형 가열 표면보다 표면 10제곱미터당 XNUMX배 더 많은 열을 감지하며, 주로 직접 접촉으로 인해 연도 가스의 열을 감지합니다. 연소실에서 석탄 분진이 점화되어 이를 운반하는 가스 흐름에서 연소됩니다. 기체 또는 액체 연료를 연소시키는 보일러 용광로는 스크린으로 덮인 챔버이기도 합니다. 가스 버너 또는 오일 버너를 통해 연료와 공기의 혼합물이 공급됩니다. 석탄 먼지로 작동하는 현대식 대용량 드럼 보일러 장치는 다음과 같습니다. 먼지 형태의 연료는 연소에 필요한 공기의 일부와 함께 버너를 통해 용광로로 불어납니다. 나머지 공기는 300-400 °C의 온도로 예열된 용광로에 공급됩니다. 용광로에서 석탄 입자는 1500-1600 °C의 온도로 즉석에서 연소하여 토치를 형성합니다. 석탄의 불연성 불순물은 재로 변하고 대부분(80-90%)은 연료 연소의 결과로 형성된 연도 가스에 의해 용광로에서 제거됩니다. 로 스크린의 파이프에 축적된 다음 분리된 슬래그 입자가 서로 달라붙어 구성된 나머지 재는 로 바닥으로 떨어집니다. 그 후 화실 아래에 위치한 특수 샤프트에 수집됩니다. 슬래그는 냉수 분사로 냉각 된 다음 유압 재 제거 시스템의 특수 장치에 의해 보일러 장치 외부의 물로 수행됩니다. 퍼니스의 벽은 물이 순환하는 파이프 인 스크린으로 덮여 있습니다. 불타는 토치에서 방출되는 열의 영향으로 부분적으로 증기로 변합니다. 이 파이프는 이코노마이저에서 가열된 물이 공급되는 보일러 드럼에 연결됩니다. 연도 가스가 이동함에 따라 열의 일부가 스크린 튜브로 복사되고 가스의 온도가 점차 낮아집니다. 용광로 출구에서 온도는 1000-1200 °C입니다. 더 이동하면 퍼니스 출구의 연도 가스가 스크린의 튜브와 접촉하여 900-950 °C의 온도로 냉각됩니다. 보일러의 가스 덕트에는 증기가 통과하는 코일 튜브가 스크린 파이프에 형성되고 보일러 드럼의 물과 분리됩니다. 코일에서 증기는 연도 가스 및 과열로부터 추가 열을 받습니다. 즉, 증기의 온도는 동일한 압력에서 끓는 물의 온도보다 높아집니다. 보일러의 이 부분을 과열기라고 합니다. 과열기의 파이프 사이를 통과 한 후 온도가 500-600 ° C 인 연도 가스가 온수기 또는 절수 장치의 파이프가있는 보일러 부분으로 들어갑니다. 210-240 °C 온도의 급수가 펌프에 의해 공급됩니다. 이러한 높은 수온은 터빈 플랜트의 일부인 특수 히터에서 달성됩니다. 절수기에서 물은 끓는점까지 가열되어 보일러 드럼으로 들어갑니다. 이코노마이저의 파이프 사이를 통과하는 연도 가스는 냉각을 계속한 다음 에어 히터의 파이프 내부를 통과하며 가스에 의해 발산되는 열로 인해 공기가 가열되고 온도가 120℃로 감소합니다. -160 °C. 연료 연소에 필요한 공기는 송풍기 팬에 의해 에어 히터로 공급되고 그곳에서 300-400 °C로 가열된 후 연료 연소를 위해 노로 들어갑니다. 에어 히터를 떠나는 연도 또는 나가는 가스는 재 제거를 위해 특수 장치인 재 포집기를 통과합니다. 정화된 배기 가스는 연기 배출기에 의해 최대 200m 높이의 굴뚝을 통해 대기로 방출됩니다. 드럼은 이러한 유형의 보일러에 필수적입니다. 수많은 파이프를 통해 용광로 스크린의 증기-물 혼합물이 유입됩니다. 드럼에서 이 혼합물로부터 증기가 분리되고 나머지 물은 이코노마이저에서 이 드럼으로 들어가는 급수와 혼합됩니다. 드럼에서 물은 용광로 외부에 있는 파이프를 통해 조립식 수집기로 이동하고 이들로부터 용광로에 있는 스크린 파이프로 이동합니다. 이러한 방식으로 드럼 보일러에서 물의 순환 경로(순환)가 닫힙니다. 드럼 - 외부 파이프 - 스크린 파이프 - 드럼 방식에 따른 물과 증기-물 혼합물의 이동은 스크린 파이프를 채우는 증기-물 혼합물 컬럼의 총 중량이 물의 중량보다 작기 때문에 발생합니다. 외부 파이프의 기둥. 이것은 자연 순환의 압력을 생성하여 물의 순환 운동을 제공합니다. 증기 보일러는 운영자가 감독하는 수많은 조절기에 의해 자동으로 제어됩니다. 이 장치는 보일러에 연료, 물 및 공기 공급을 조절하고 보일러 드럼의 일정한 수위, 과열 증기 온도 등을 유지합니다. 보일러 장치 및 모든 보조 메커니즘의 작동을 제어하는 장치가 집중되어 있습니다. 특수 제어판에서. 또한 이 실드에서 자동화된 작업을 원격으로 수행할 수 있는 장치가 포함되어 있습니다. 파이프라인의 모든 차단 장치를 열고 닫고, 개별 보조 메커니즘을 시작 및 중지하고, 전체 보일러 장치를 전체적으로 시작 및 중지합니다. 설명 된 유형의 수관 보일러에는 부피가 크고 무겁고 값 비싼 드럼이 있다는 매우 중요한 단점이 있습니다. 그것을 없애기 위해 드럼이없는 증기 보일러가 만들어졌습니다. 한쪽 끝에서 급수가 공급되고 다른 쪽 끝에서 필요한 압력과 온도의 과열 증기가 나오는 곡선형 튜브 시스템으로 구성됩니다. 이러한 증기 보일러를 원스 스루라고합니다. 이러한 보일러의 작동 방식은 다음과 같습니다. 급수는 이코노마이저를 통과한 다음 용광로의 벽에 나선형으로 위치한 코일의 하부로 들어갑니다. 이 코일에서 형성된 증기-물 혼합물은 물의 증기로의 전환이 끝나는 보일러 연도에 위치한 코일로 들어갑니다. 원스 스루 보일러의 이 부분을 전환 구역이라고 합니다. 그런 다음 증기는 과열기로 들어갑니다. 과열기를 빠져나간 후 증기는 소비자에게 전달됩니다. 연소에 필요한 공기는 에어 히터에서 가열됩니다. 원스 스루 보일러를 사용하면 드럼 보일러에서는 불가능한 200기압 이상의 압력으로 증기를 얻을 수 있습니다. 고압(100-140기압)과 고온(500-580°C)을 가진 과열된 증기는 팽창하고 일할 수 있습니다. 이 증기는 주 증기 파이프라인을 통해 증기 터빈이 설치된 기계실로 전달됩니다. 증기 터빈에서 증기의 위치 에너지는 증기 터빈 로터의 기계적 회전 에너지로 변환됩니다. 차례로 로터는 발전기의 로터에 연결됩니다. 작동 원리와 증기 터빈 장치는 "전기 터빈"기사에서 논의하므로 자세히 설명하지 않겠습니다. 증기 터빈은 더 경제적일 것입니다. 즉, 생성되는 각 킬로와트시당 소비하는 열이 적을수록 터빈을 떠나는 증기의 압력이 낮아집니다. 이를 위해 터빈을 떠나는 증기는 대기로 향하지 않고 0,03-0,04 기압의 매우 낮은 압력이 유지되는 응축기라는 특수 장치로 향합니다. 이는 증기를 물로 냉각시켜 증기의 온도를 낮춤으로써 이루어집니다. 이 압력에서 증기 온도는 24-29 °C입니다. 응축기에서 증기는 냉각수에 열을 전달하고 동시에 응축됩니다. 즉, 물-응축수로 변합니다. 응축기의 증기 온도는 냉각수의 온도와 응축 증기 10kg당 소비되는 물의 양에 따라 달라집니다. 증기를 응축하는 데 사용되는 물은 15-20°C의 온도에서 응축기로 들어가 약 25-50°C의 온도에서 배출됩니다. 냉각수 소비량은 증기 100kg당 1-XNUMXkg에 이릅니다. 응축기는 두 개의 엔드 캡이 있는 원통형 드럼입니다. 금속판은 드럼의 양쪽 끝에 설치되어 있으며 많은 수의 황동 튜브가 고정되어 있습니다. 냉각수는 이 파이프를 통과합니다. 위에서 아래로 흐르는 튜브 사이에서 터빈의 증기가 통과합니다. 증기가 응축되는 동안 형성된 응축수는 아래에서 제거됩니다. 증기가 응축되는 동안 증기에서 냉각수가 통과하는 튜브 벽으로 열을 전달하는 것이 매우 중요합니다. 증기에 소량의 공기라도 있으면 증기에서 튜브 벽으로의 열 전달이 급격히 저하됩니다. 응축기에서 유지해야 하는 압력의 양도 이것에 따라 달라집니다. 증기와 누출을 통해 불가피하게 응축기로 들어가는 공기는 지속적으로 제거해야 합니다. 이것은 특수 장치 인 스팀 제트 이젝터에 의해 수행됩니다. 터빈에서 배출된 증기의 응축기 냉각을 위해 강, 호수, 연못 또는 바다의 물이 사용됩니다. 강력한 발전소의 냉각수 소비량은 매우 높으며, 예를 들어 1만 kW 용량의 발전소의 경우 약 40m3/s입니다. 응축기의 증기를 냉각시키기 위해 강에서 물을 가져온 다음 응축기에서 가열하여 강으로 반환하면 이러한 급수 시스템을 일회성이라고합니다. 강에 물이 부족하면 댐을 만들고 연못을 만들어 한쪽 끝에서 물을 받아 응축기를 식히고 가열된 물을 다른 쪽 끝으로 배출한다. 때로는 콘덴서에서 가열 된 물을 냉각하기 위해 약 50m 높이의 타워 인 냉각탑과 같은 인공 냉각기가 사용됩니다. 터빈 응축기에서 가열된 물은 6-9m 높이의 이 타워에 위치한 트레이로 공급되며, 트레이의 구멍을 통해 제트로 흘러나와 물방울 또는 박막 형태로 튀면서 물이 아래로 흐릅니다. , 부분적으로 증발 및 냉각하는 동안. 냉각된 물은 수영장에서 수집되어 콘덴서로 펌핑됩니다. 이러한 급수 시스템을 폐쇄라고합니다. 우리는 증기 터빈 화력 발전소에서 연료의 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 사용되는 주요 장치를 조사했습니다. 석탄화력발전소의 운영은 다음과 같다. 석탄은 광궤 철도 열차에 의해 하역 장치로 공급되며, 여기서 특수 하역 메커니즘(차량 덤퍼)의 도움으로 차량에서 벨트 컨베이어로 하역됩니다. 보일러 실의 연료 재고는 특수 저장 탱크 인 벙커에서 생성됩니다. 벙커에서 석탄은 분쇄기로 들어가 건조되고 분쇄되어 분쇄됩니다. 석탄 먼지와 공기의 혼합물이 보일러 용광로에 공급됩니다. 석탄 먼지가 연소되면 연도 가스가 생성됩니다. 냉각 후 가스는 재 포집기를 통과하고 비산재를 제거한 후 굴뚝으로 던져집니다. 연소실에서 떨어진 재 수집기의 슬래그와 비산재는 채널을 통해 물에 의해 운반된 다음 재 덤프로 펌핑됩니다. 연소 공기는 팬에 의해 보일러 에어 히터에 공급됩니다. 보일러에서 얻은 고압 고온의 과열 증기는 증기 파이프라인을 통해 증기 터빈으로 공급되고 여기에서 매우 낮은 압력으로 팽창하여 응축기로 이동합니다. 응축기에서 형성된 응축수는 응축수 펌프에 의해 취해져 히터를 통해 탈기기로 공급됩니다. 탈기기는 응축수에서 공기와 가스를 제거합니다. 수처리 장치를 통과한 원수도 탈기기로 유입되어 손실된 증기와 응축수를 보충합니다. 탈기기 공급 탱크에서 공급수는 스팀 보일러의 물 이코노마이저로 펌핑됩니다. 배출 증기를 냉각하기 위한 물은 강에서 가져와 순환 펌프에 의해 터빈 콘덴서로 보내집니다. 터빈에 연결된 발전기에서 생성된 전기 에너지는 승압식 변압기를 통해 고압 전력선을 통해 소비자에게 방전됩니다. 현대 화력 발전소의 전력은 최대 6000%의 효율로 40메가와트 이상에 도달할 수 있습니다. 화력 발전소는 천연 가스 또는 액체 연료 가스 터빈을 사용할 수도 있습니다. 가스 터빈 발전소(GTPP)는 전기 부하 피크를 처리하는 데 사용됩니다. 발전소가 증기 터빈과 가스 터빈 장치로 구성된 복합 사이클 발전소도 있습니다. 효율성은 43%에 이릅니다. 수력 발전소와 비교하여 화력 발전소의 장점은 어디에나 지을 수 있어 소비자에게 더 가까이 다가갈 수 있다는 것입니다. 거의 모든 유형의 화석 연료를 사용하므로 해당 지역에서 사용할 수 있는 유형에 맞게 조정할 수 있습니다. XX 세기의 70 년대 중반. 화력 발전소에서 생산되는 전기의 비율은 전체 발전량의 약 75%였습니다. 소련과 미국에서는 훨씬 더 높았습니다 - 80%. 화력 발전소의 주요 단점은 이산화탄소로 인한 높은 수준의 환경 오염과 재 덤프가 차지하는 넓은 지역입니다. 저자: 프리스틴스키 V.L.
▪ 변압기 ▪ 고도계
광신호를 제어하고 조작하는 새로운 방법
05.05.2024 프리미엄 세네카 키보드
05.05.2024 세계 최고 높이 천문대 개관
04.05.2024
▪ 심전도가있는 의자는 운전자가 운전석에서 잠드는 것을 방지합니다.
▪ 기사 영화 크레딧에서 &와 및를 사용하는 것의 차이점은 무엇입니까? 자세한 답변 ▪ 기사 자동 안테나 튜닝. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
홈페이지 | 도서관 | 조항 | 사이트 맵 | 사이트 리뷰
www.diagram.com.ua |
흥미로운 기사를 추천합니다 섹션 
다른 기사 보기 섹션 
과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:
이 페이지의 모든 언어