Elektrownie cieplne: opis, działanie i charakterystyka techniczna

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Dzisiejsze stacje zasilania działają w różnych wariantach. Elektrociepłownie nie należą do najczęstszych, ale mają też wiele atrakcyjnych walorów użytkowych. Urządzenia tego typu służą do wytwarzania, przetwarzania i przesyłania energii elektrycznej do odbiorców. Jednak dla skutecznego wykonywania tych funkcji elektrownie cieplne muszą być odpowiednio serwisowane. Dotyczy to podstawowych technicznych środków zapobiegawczych, organizacji systemów sterowania, a także bardziej odpowiedzialnych operacji naprawczych.

Informacje ogólne o elektrowniach cieplnych

Elektrownia to cały kompleks systemów, komponentów i zespołów, które pracują, aby generować energię elektryczną w wyniku konwersji ciepła na energię mechaniczną. Podstawą takich stacji jest prądnica z wałem obrotowym. W skład kompleksu wchodzi również komora spalania, w której odbywa się proces wydzielania ciepła. Należy zauważyć, że eksploatacja elektrowni cieplnych i sieci ciepłowniczych często wiąże się z wydzielaniem pary. Dotyczy to tych instalacji, które są również zasilane łącznością hydrologiczną, w których następuje wzrost ciśnienia pary, w wyniku czego uruchamiany jest obrót wirnika turbiny. Wytworzona w ten sposób energia przekazywana jest na wał wirnika głównego silnika, co prowadzi do generowania prądu elektrycznego. Jednocześnie wytworzona energia cieplna nie zawsze jest w całości zużywana na wytwarzanie energii elektrycznej. W zależności od miejsca użytkowania i potrzeb odbiorców część może być wykorzystana na funkcję grzania.

Charakterystyka techniczna elektrowni cieplnych

Jedną z kluczowych cech wydajności jest napięcie, z jakim pracuje stacja. Zazwyczaj kompleksy są izolowane o potencjale do 1000 V lub więcej. Te pierwsze wykorzystywane są lokalnie jako sposób zaopatrywania w energię określonych obiektów – z reguły przemysłowych. Drugi typ stacji, utrzymujący napięcie powyżej 1000 V, służy do obsługi niektórych obszarów, a nawet miast. Najczęściej są to instalacje realizujące zadania transformatywno-dystrybucyjne. Równie ważną cechą jest moc, która waha się w granicach 3-6 GW. Wskaźnik ten w dużej mierze zależy od rodzaju paliwa spalanego w komorze spalania. Do tej pory zasady pracy elektrociepłowni dopuszczają stosowanie oleju napędowego, oleju opałowego, gazu ziemnego, a także tradycyjnych ogniw paliwowych na paliwo stałe.

Organizacja sieci ciepłowniczych

Większość elektrowni jest, w takim czy innym stopniu,obiekty infrastruktury sieci ciepłowniczej. Jeżeli podczas dystrybucji energii elektrycznej podobne sieci są tworzone przez linie wysokiego napięcia, wówczas w tym przypadku techniczną podstawą komunikacji są rurociągi cieplne zapewniające zaopatrzenie w ciepłą wodę. Każda linia wyposażona jest w zawory odcinające o odpowiedniej wielkości z zasuwami oraz środki kontroli chłodziwa. Jednocześnie elektrownie cieplne mogą być połączone z tymi samymi sieciami elektrycznymi. W ten sposób powstaje połączona infrastruktura sieciowa, w której dystrybucja odbywa się zarówno kanałem zaopatrzenia w ciepło, jak i linią elektroenergetyczną.

Ponadto praktykowana jest również organizacja pracy rurociągów parowych, które są częścią konstrukcji kanałów cieplnych. W takich przypadkach eksploatacja elektrociepłowni i sieci ciepłowniczych wiąże się z instalacją wydajniejszych systemów odprowadzania kondensatu. Ponadto, z pewnym krokiem wzdłuż całej linii układania, instalowane są urządzenia do uruchamiania drenażu przewodu parowego.

Zadania personelu konserwacyjnego

Listę funkcji wykonywanych przez pracowników obsługujących elektrownie można podzielić na kilka grup. Do podstawowych zadań należy konserwacja techniczna urządzeń, która polega na kontroli parametrów pracy zgodnie z wymaganiami projektowymi. Kolejna grupa funkcji wynika z wymagań bezpieczeństwa. Dotyczy to zachowania norm przeciwpożarowych, przestrzegania norm ochrony pracy itp. Dodatkowo termicznaelektrownie wymagają regularnej konserwacji zapobiegawczej. Ta kategoria funkcji obejmuje czynności diagnostyczne i naprawcze. Personel musi przeprowadzić audyt elementów elektrowni, przetestować ją pod kątem zgodności ze wskaźnikami technicznymi i operacyjnymi itp. Na podstawie wyników wykonanych prac powstaje dokumentacja, w której odnotowywane są czynności naprawcze, diagnostyczne, a także wypadki i wypadki.

Dopuszczenie elektrowni do eksploatacji

Elektrownia zostaje wprowadzona do infrastruktury sieci cieplnej po wdrożeniu środków dopuszczenia. W celu oceny jakości działania sprzętu i sprawdzenia zgodności z przepisami technicznymi przeprowadzane są testy odbiorcze. W zależności od warunków pracy opracowywany jest projekt testowy, któremu poddawane są elektrownie cieplne. Zasady dopuszczenia wymagają, aby ten wykaz robót, wraz z czynnościami rozruchowymi, wykonał wykonawca odpowiedzialny za schematy projektowe konkretnej sieci ciepłowniczej, z którą obiekt jest zintegrowany.

Na szczególną uwagę zasługuje proces technicznej organizacji testów. Na tym etapie przygotowywane są narzędzia, sprzęt ochronny, części zamienne, paliwo i inne materiały eksploatacyjne. Również zasady funkcjonowania elektrociepłowni wymagają od klienta samodzielnego wykonania kompleksowego badania urządzeń przed wypełnieniem świadectwa odbioru. Jest to konieczne, aby sprawdzić już wspólne działanie jednostek i zespołów stacji w połączeniu z dodatkowymsprzęt pod obciążeniem.

Konserwacja sprzętu

Utrzymanie instalacji w dobrym stanie technicznym to najbardziej odpowiedzialne zadanie personelu. Specjaliści sprawdzają jakość funkcjonowania poszczególnych części stacji oraz jej ogólną wydajność. Testowane jest zarówno elektroniczne wypełnienie, jak i mechanika z korpusem. Oceniana jest również integralność materiałów, z których wykonane są części jednostki napędowej i korpusu. Zgodnie z normami eksploatacja techniczna elektrociepłowni prowadzona jest z okresowym monitoringiem metali metodami nieniszczącymi. Oznacza to, że rozwiązywanie problemów odbywa się za pomocą urządzeń, które nie zmieniają struktury materiału, ale umożliwiają identyfikację możliwych miejsc zniszczenia i deformacji.

Systemy automatyzacji sterowania instalacją

Zarządzanie elektrownią stopniowo przechodzi od tradycyjnych metod mechanicznych do systemów automatyzacji. Za pomocą sterownika operator może utrzymać optymalną wydajność wszystkich jednostek funkcjonalnych elektrowni bez opuszczania sterowni. W tym przypadku praca elektrociepłowni jest ściśle związana z funkcją czujników, które rejestrują określone dane o pracy stacji, przesyłając informacje do centrali. Na podstawie tych informacji system podejmuje decyzje o korekcie parametrów pracy.

Obsługa instalacji paliwowych

Elektrownia nie jestmożna uznać za autonomiczny obiekt wytwarzania energii elektrycznej. Jego funkcję zapewnia paliwo eksploatacyjne, które również wymaga zabiegów konserwacyjnych. W szczególności oszczędność paliwa obejmuje organizację przechowywania produktów przyszłego spalania. Współczesne zasady technicznej eksploatacji elektrociepłowni wymagają od firm usługowych utrzymywania specjalnych magazynów na takie potrzeby. Każdy taki punkt magazynowy zapewnia sprzęt do załadunku i rozładunku materiałów opałowych, ich ważenia, układania i sortowania.

Wniosek

Działanie elektrowni jest siłą rzeczy skoncentrowane na osiągnięciu optymalnych wskaźników wydajności. Osiąga się to poprzez zwiększenie wydajności pracy personelu, wprowadzenie nowych systemów sterowania oraz modernizację bloków energetycznych. Jednak elektrociepłownie nie zawsze usprawiedliwiają się finansowo. Dotyczy to zwłaszcza stacji, które przeszły modernizację technologiczną. Wraz ze wzrostem efektywności zarządzania takie obiekty są na ogół bardziej kosztowne. Z tego powodu wiele działających firm stara się zachować tradycyjne zasady sterowania i zarządzania elektrowniami.