Путешествие к центру ТЭЦ. Репортаж из котла станции

У всех экскурсий на ТЭЦ стандартный маршрут: щит управления, турбинный цех, градирни. Некоторые места из соображений безопасности горожанам не показывают. Например, котел. Но нам удалось провести несколько часов в котельном цехе Новосибирской ТЭЦ-5 и увидеть, как работает котел. Об этом — в нашем репортаже.

Путешествие по котлу начинается с 58-ой отметки — это 58 метров над землей. Отсюда виден реальный размер котла, все его составные части. Высота котла — почти 60 метров, длина — 13,5 метра, ширина — 12,5 метра. Внутри него вполне можно разместить один подъезд девятиэтажного дома.

Здесь нет этажей и метров, только отметки. По всему периметру переходы и смотровые площадки оборудованы металлическими перилами высотой 1,1 метра
Здесь нет этажей и метров, только отметки. По всему периметру переходы и смотровые площадки оборудованы металлическими перилами высотой 1,1 метра
Скачать

Условно элементы котла можно разделить на три части:

  1. часть, где все горит;
  2. часть, где все нагревается;
  3. часть, где все фильтруется.

Скачать

Часть котла, где все горит

Топка устроена следующим образом: внизу установлены горелки, над ними сгорает угольная пыль. Да-да, именно пыль, а не куски угля. 

Прежде чем попасть в топку, уголь со склада попадает в мельницы. Они перемалывают его в пыль. То, что не измельчилось с первого раза, возвращается обратно в мельницы. А угольная пыль впрыскивается в топочную камеру. Внутри камеры она сгорает прямо в воздухе — так образуется факел.

Скорость, с которой воздушный поток внутри топки движет огонь, превращает факел в сплошной гудящий и ослепляющий поток света. Температура факела составляет +1500 °С
Скорость, с которой воздушный поток внутри топки движет огонь, превращает факел в сплошной гудящий и ослепляющий поток света. Температура факела составляет +1500 °С
Скачать

Факел — 45-метровый столб огня. Его при помощи потока горячего воздуха в топку подают горелки. Они расположены на двух ярусах, от 4 до 8 штук на каждом, что зависит от модели котла. Принцип действия горелки на ТЭЦ такой же, как у горелки из школьного кабинета химии. Только вместо баночки со спиртом для горения в огромную металлическую емкость подают мазут или газ.

В процессе сгорания угольной пыли нагревается вода, выделяется тепло и образуются зола, шлак и дымовые газы. 


Температура в котельном цехе — от +30 до +40 °С. Если запущены все котлы, то она может достигать и +50 °С. Жара, высота, сложная конфигурация оборудования — условия работы в котельном цехе не самые легкие, поэтому сотрудникам важно быть полностью защищенными. Каска с подбородным ремнем, респиратор, очки, беруши, перчатки, специальные куртка и штаны, прорезиненные ботинки. Такой комплект для «прогулки» по котельному цеху выдали и нам.


Часть котла, где все нагревается

Теперь 48-я отметка. Здесь уже ничего не горит: дымовые газы по пути к дымовой трубе (той самой бело-красной) нагревают воду, воздух и пар. Как? Сейчас разберемся.

Внешне котел напоминает букву П, которая изнутри состоит из множества тонких труб — экранов. 

Так выглядят экраны котла. Отверстие справа — одна из горелок
Так выглядят экраны котла. Отверстие справа — одна из горелок
Скачать

В них течет пароводяная смесь. По экранным трубам она поднимается в барабан, где специальные сепарационные устройства разделяют воду и пар. 

Пароводяная смесь — смесь пара и воды. Она образуется при кипении воды внутри теплообменных устройств. Ее плотность меньше плотности воды, но выше, чем у пара. 

Пар из барабана поступает в пароперегреватели. Это тонкие трубы, внутри которых течет пар, а снаружи сквозь них проходят дымовые газы. Газы отдают свое тепло и нагревают пар до +540 °С. Из пароперегревателей он попадает в турбину. Турбина раскручивает генератор, и вырабатывается электрическая энергия. 

Образование и движение пара в котле
Образование и движение пара в котле
Скачать

А что же происходит с водой? Вода возвращается в экранные трубы. В трубах вода, нагреваясь от факела, превращается в пароводяную смесь. А чтобы восполнить количество воды, необходимое для выработки пара, в барабан подается нагретая вода из экономайзера. 

Образование и движение воды и пароводяной смеси внутри парового котла
Образование и движение воды и пароводяной смеси внутри парового котла
Скачать

Экономайзер — устройство теплообмена. Он состоит из длинной извилистой трубы и чем-то напоминает батарею. Дымовые газы, которые образуются после сгорания угольной пыли, проходят сквозь него, отдавая свое тепло воде внутри.

В экономайзер воду подают деаэраторы через насосы. Деаэраторы — специальные устройства, с помощью которых из воды удаляют ненужные газы и примеси. Чуть ниже 48-й отметки — один люк. Заглядываем: здесь расположены воздухоподогреватели.

Огромное пространство из труб. Одни идут под уклоном, вторые — вертикально, третьи — горизонтально. Это воздухоподогреватели
Огромное пространство из труб. Одни идут под уклоном, вторые — вертикально, третьи — горизонтально. Это воздухоподогреватели
Скачать

Воздухоподогреватели нужны для того, чтобы поддерживать процесс горения факела в топке. Дымовые газы, проходя сквозь трубы, отдают тепло воздуху внутри. Нагретый воздух поступает в горелки топочной камеры, где при помощи горючих веществ и кислорода образуется факел.

Образование и движение воздуха внутри парового котла
Образование и движение воздуха внутри парового котла
Скачать

На ТЭЦ устанавливают воздухоподогреватели разных видов. Например, в Новосибирске на ТЭЦ-2 используют трубчатые воздухоподогреватели, а на ТЭЦ-5 их комбинируют с регенеративными. Такое деление нужно, чтобы улучшить аэродинамику газов. 

Регенеративный воздухоподогреватель похож на бочку с пластинами внутри. По одной ее стороне проходят дымовые газы, а по другой — воздух, который забирает тепло газов.

Трубчатый воздухоподогреватель устроен проще: по трубам бежит дымовой газ, а между ними воздух, который также забирает тепло.

Часть котла, где все фильтруется

Что происходит с дымовыми газами дальше? Минув воздухоподогреватели, они попадают в сборный дымоход, а оттуда в электрофильтр. Внутри электрофильтра они теряют вредные тяжелые частицы — и удаляются через дымовую трубу.


Любопытный факт. Котлы новосибирских ТЭЦ навесные, то есть не имеют опор на земле. Когда они нагреваются, то становятся на 10 сантиметров больше. Поэтому для фиксации их положения по всему периметру расположены мощные металлические балки — ребра жесткости. Они делают котлы неподвижными.

Об этом и других интересных фактах мы рассказываем на экскурсиях, которые проводим на электростанциях СГК. Правда, в период пандемии реальное посещение ТЭЦ пришлось заменить видеоэкскурсией. Посмотреть её можно тут.
Тип контента