Фабрика тепла и электричества

80% электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране, приходится на долю тепловых электростанций, использующих каменный уголь, торф, сланцы и природный газ. Топливо сжигается в паровых котлах, в которых получается пар, приводящий в движение паровые турбины. А турбины вращают соединенные с ними генераторы электрической энергии.

Мы знаем, что турбины — очень сложные сооружения и обеспечить их надежную, бесперебойную работу не так-то просто. Поэтому современная электростанция — это огромное предприятие со многими машинами и механизмами.

Давайте последуем по пути топлива, пара, воды и электрической энергии на мощной тепловой электростанции и посмотрим, как она работает.

На электростанциях бывают барабанные и прямоточные паровые котлы.

По железнодорожной ветке то и дело прибывают длинные составы с каменным углем. Вагоны задерживать нельзя, их надо быстро освободить. В одних вагонах есть люки; их открывают, и уголь высыпается. К другим на помощь приходит вагоноопрокидыватель: он по очереди перевертывает их и сразу высыпает весь уголь. По подземным коридорам бесконечные ленты транспортеров быстро доставляют уголь на топливный склад.

Значение этого склада очень велико. Случится что-нибудь на шахте или на железной дороге — топливо перестанет вовремя поступать на электростанцию. А не хватит топлива — остынут котлы, остановятся турбины, перестанут вырабатывать ток электрические генераторы. Чтобы так не получилось, на складе хранится двухнедельный, а иногда даже двухмесячный запас топлива.

В таком виде, в каком уголь хранится на складе, подавать его в топки котлов нельзя — он будет плохо гореть. Лучше всего сжигать уголь в виде пыли. Поэтому сначала зубастые дробилки дробят его на мелкие куски, а затем транспортеры доставляют на верхний этаж котельной и ссыпают в огромные ящики — бункера.

Из бункеров уголь понемногу поступает во вращающиеся барабаны угольных мельниц. Стальные шары, перекатываясь по барабану, превращают куски угля в мелкую пыль. Мощные вентиляторы — эксгаустеры — прогоняют через мельницы топочные газы или горячий воздух, которые просушивают пыль и доставляют ее в большие металлические цилиндры — циклоны, расположенные над бункерной галереей.

Телевидение на теплоцентрали На теплоэлектростанции Магнитогорского комбината для контроля за характером дыма, выходящего из труб, использована промышленная телевизионная установка. Наблюдая за дымом на экране телевизора, дежурный инженер имеет возможность судить о правильности режима горения и лучше регулировать сгорание топлива в топках. Такая телевизионная установка позволяет экономить 250 Т топлива в месяц!

Здесь пыль отделяется от воздуха и ссыпается в бункера. Отсюда ее с помощью питателей подают в поток воздуха и вместе с ним через специальные горелки вдувают в топки. Сгорая, угольная пыль образует факел пламени температурой до 1500°. Для полного ее сгорания нужно много воздуха. Его подают в горелки дутьевые вентиляторы. Чтобы не тратить на нагрев воздуха значительного количества тепла, его предварительно подогревают дымовыми газами в воздухоподогревателе.

Гудит пыле-воздушная смесь в горелках, пламя заполняет огромную топку и нагревает воду в тонких трубках, которыми, как экраном, покрыты изнутри стенки котла.

Раскаленные газы устремляются по дымоходу, отдавая свое тепло сначала воде, циркулирующей в густой сети кипятильных трубок, затем пару, проходящему по причудливо изогнутым змеевикам пароперегревателя. Еще дальше по дымоходу они встречают экономайзер — приспособление, в котором подогревается поступающая в котел вода, а за ним — воздухоподогреватель.

Топливо хорошо горит, если в топке есть сильная тяга. Ее можно создавать при помощи высоких дымовых труб. Но на огромных котлах электростанций в помощь трубам устанавливают еще мощные вентиляторы — дымососы.

Разрез котельной и машинного зала электрической станции

Дымовые газы несут в себе много золы. Поэтому их очищают в специальных золоуловителях. Количество золы, собираемой в золоуловителе, достигает на больших электростанциях 2,5 Т в сутки!

Из золоуловителей зола водой смывается в отстойники, а затем ее отвозят на золовые отвалы.

Видите, как много различных вспомогательных механизмов потребовалось установить на электростанции только для того, чтобы топливо хорошо сгорало. Но они оправдали себя: 90% тепла, заключенного в угле, превратилось в энергию пара. И только 10% тепла пропало без пользы — его унесли с собой дымовые газы и зола.

Чтобы обеспечить четкую, согласованную работу всех этих механизмов, в котельной установлено много различных автоматических устройств и контрольно-измерительных приборов. Они помогают дежурному следить за режимом котла и управлять его механизмами.

Итак, путь топлива окончен — оно сгорело, передав тепло воде. Посмотрим, что происходит с водой.