зачем тэц сбрасывает пар
Что на самом деле выходит из труб ТЭЦ
Башни, выпускающие такие «белые облака», называются градирни. Еще их называют охладительными башнями. Они предназначены для охлаждения больших объемов воды в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций. На самом деле никакого дыма в таких устройствах быть не может. Внутри них ничего не горит, а наоборот – остужается.
Как работает ТЭЦ
Чтобы понять для чего нужны градирни, необходимо сначала выяснить как работает типовая ТЭЦ. Теплоносителем в таких теплоэлектроцентралях выступает водяной пар. Для его производства служит вода, которая чаще всего используется в системе ТЭЦ по замкнутому контуру.
Надежность работы котлов и систем теплоснабжения в первую очередь зависит от качества воды, поэтому обычная водопроводная вода здесь не годится. Так как главной задачей является предотвращение коррозии и накипи в котлах и трубопроводах, воду для них специально химически подготавливают, лишая ее кислорода, минеральных примесей, а также солей кальция и магния.
Подготовленная таким образом вода в паровых котлах превращается в пар и затем под высоким давлением поступает в паровые турбины для производства электроэнергии.
Проходя через рабочее колесо турбины, отработанный пар поступает в конденсаторы, чтобы потом снова в виде воды возвратиться в рабочий цикл производства. Но температура такой воды слишком высока, чтобы сразу вернуться в систему, поэтому для ее снижения и устанавливают градирни.
Градирни различаются по способу подачи воздуха (вентиляторные, башенные, вакуумные и брызгальные) и по направлению движения рабочей среды (с противотоком, с перекрестным током и со смешанным током).
Устройство градирни
Рассмотрим ее работу на примере самой обычной башенной градирни. Именно их чаще всего устанавливают вблизи ТЭЦ. Такие градирни самые экономичные, так как опираются на естественную тягу без использования электричества, но при этом они самые затратные в плане строительства из-за своего большого размера.
Горячая вода в такой башне подается насосами наверх к вершине башни и разбрызгивается оросительной системой, через множество специальных форсунок.
Снизу, через специальные окна, в градирню поступает воздух. Он движется вверх под действием естественной тяги, создаваемой в башне за счет перепада высоты.
При этом, часть горячей воды, успевает испариться и выходит вместе с воздухом через сопло градирни в виде пара. Другими словами, воздух как бы выталкивает часть пара наружу. Именно этот пар мы и видим в виде белых облаков над тепловыми электростанциями. Остальная часть воды, остуженная воздухом, под действием силы тяжести стекает вниз к основанию башни в специальный установленный водосборник.
А оттуда вода попадает обратно в систему. Так ТЭЦ удается экономить средства на водоподготовку.
А где тогда дым от котельных?
Другое дело – дымовые трубы, которые используются для выброса дыма из водогрейных и паровых котлов. Для нагрева воды в таких котлах в качестве топлива используется уголь, газ или мазут. А значит без процесса горения и дыма их работа невозможна. В отличие от градирен, из таких полосатых труб в атмосферу выходит дым.
Почему трубы строят такими высокими?
Большая высота дымовых труб котельных обусловлена несколькими факторами. Главный из них – экология. По понятным причинам дымовые трубы должны быть выше всех основных городских зданий. Также немаловажную роль играет наличие так называемого инверсионного слоя, или по-простому «купола».
Это невидимое скопление воздушных масс, которое препятствует вертикальному перемещению воздуха, образуя тем самым смог. Инверсионные слои называются также задерживающими. Поэтому в зависимости от местности трубы строят с учетом «пробития» такого «купола».
Вторая причина – чем выше дымовая труба, тем лучше тяга в топке котлов. А также, чем больше объем дымовых газов, требуемых для выброса, тем выше должна быть труба.
Почему заводские трубы окрашены в красно-белые полосы?
Трубы окрашивают в красно-белый цвет по требованиям авиационной безопасности.
Трубы высотой до 100 метров должны иметь окраску на 1/3 высоты трубы в виде чередующихся красно-белых полос одинаковой ширины. При этом верхняя и нижняя полосы должны быть окрашены в красный цвет. Дымовые трубы высотой выше 100 м, окрашиваются чередующимися полосами красного и белого цвета на всю высоту сооружения. То есть по количеству полос можно судить о высоте дымовой трубы.
ООО Энерготеп
Котельные Отопление Мини ТЭС Дымовые трубы Газопоршневые электростанции Трубопроводы Пластинчатые теплообменники Ульяновск Инженерные системы
Почему ТЭЦ иногда шумит
Нечаянно услышал в новостях, потом среди коллег зашел разговор о «страшном шуме» в районе ТЭЦ-1 г.Ульяновска. Понятия не имею, что это было на самом деле, но скорей всего — шум сброса пара на ТЭЦ (в новости есть видео, пар именно так и звучит). Кому интересно — рассказываю теорию этого дела.
Вот вам где-то типовая упрощенная тепловая схема блока:
Синим обведена турбина, на которую в нормальном режиме эксплуатации постоянно подается пар (жирная черная линия наверху — главный паропровод) из барабана-сепаратора котла (черные кружочки слева с номером 2). Что бы эта турбина крутилась с частотой 3000 об/мин., вращала генератор, а из него по проводам медленно тёк электроток (с) к нам в розетки.
Объем подаваемого пара, мощность котла, скорость вращения турбины и мощность электрического генератора, присоединенного к турбине (на картинке нет) — есть вещи абсолютно взаимосвязанные и соответствующие друг другу. И, если, по какой-то причине турбине надо меньше пара, а котел по производительности а) не успевает разгрузиться, б) нет необходимости разгружать по технологии, то лишний надо куда-то деть.
Для этого есть сбросные устройства (наверху, обведены красным). Эти устройства и сбрасывают лишний пар. На конденсатор (зеленым, справа), тогда будет называться БРУ-К (быстродействующее редуцирующее устройство), на деаэратор (зеленым слева) — БРУ-Д, на бак-барботер (зеленый под красным) — БРУ-Б. И так далее.
На разных станциях в связи с разной конструкцией и назначением этих устройств, они могут называться БРУ, РОУ (редукционно-охлаждающее устройство), РУ. И сбрасывать пар не только в указанные места, но и в другие по технологии. В том числе на атмосферу. И когда на эту атмосферу — вот тогда мы это и можем слышать, если находимся в радиусе до нескольких километров от ТЭЦ
Один из вариантов компактного редуцирующего клапана: 
Шумит эта штука со страшной силой (как и всё на электростанции, такая вот жизнь с оборудованием с высокими параметрами в нем). Исходное давление пара большое — 60-250 атмосфер, расходы пара на сброс — от десятков до сотен тонн в час, скорости в пара в дросселирующих устройствах — 200-400 метров в секунду (330 м/с — скорость звука, для справки). Шум 110-130 децибел. Больше, чем около двигателя Ту-154, только нескольких сразу. И в черте города. (А уж какой шум, если рядом находишься — даже рассказывать не буду 🙂
Один из вариантов устройства в сборе — отсечной клапан, регулирующий клапан, расширительное устройство с дроссельной решеткой внутри, линия подачи воды на охлаждение, все это может быть размером в рост человека: 
А на крыше котельного отделения электростанции установлено нужное число сбросных трубопроводов (выпаров, сдувок, выхлопов — обведено зеленым) из которых постоянно/периодически/иногда идет немного/много/струей пар. Вот в последних случаях — иногда и струей — это и работают сбросы.
Раз в месяц, раз в год — как уж положено, так и сбрасывают. Есть технологический процесс, есть внезапные изменения нагрузки на турбинах (отключение ЛЭП, например), есть периодические проверки оборудования, пуски/остановы. Но не часто и не каждый день.
По продолжительности работы этого дела — обычно несколько минут. Не короткий хлопок с шумом, иногда пару раз (тут другое, уже работа клапанов), а ровная постоянная работа (ровный шум — далекий рев низкой частоты). Включаются эти штуки или автоматически или вручную операторами (машинистами).
На 99% все эти шумные сбросы — дело житейское, технологическое — так надо, так запроектировали, такие режимы. Извиняйте, дорогие товарищи. Электричество и тепло надо всем. Поэтому эти штуки и около городов строили, а не в 30 километрах от них. Ничего тут не сделать. Как и с тем, что ТЭЦ, бывшие когда-то на промышленных окраинах, потихоньку внезапно оказались окруженными жилыми районами.
У нас, в Ульяновске ТЭЦ не много и они не самые большие. ТЭЦ-1 (Уралмаш), ТЭЦ-2, ТЭЦ-3 (уже и не ТЭЦ вовсе, а водогрейная котельная). А вот в Москве… Там их 13 по периметру и в центре столицы, и выглядят они покруче: 
ТЭЦ 20, Москва.
Кстати о «покруче» с точки зрения дымов вокруг электростанции.
Белый дым из высокой трубы — это просто пар (вода, которая, что характерно, образуется при сгорании углеродного топлива). Остальные продукты сгорания на газовых ТЭЦ — есть окись углерода, ее не видно. Зимой, когда холодно пар частично конденсируется и его видно. Летом — может быть не видно ничего. Трубы угольных ТЭЦ и АЭС — пропустим.
Белый дым из здоровых красивых штук справа (башенная градирня они называются) — опять просто пар. Градирни служат для отвода тепла от конденсаторов турбин, циркуляционная вода там разбрызгивается и за счет теплообмена с воздухом охлаждается (скажем, 40 градусов на входе, 20 на выходе). Часть ее испаряется (до 1-5%) и летит вверх красивым белым облаком.
Белый дым над зданием — это парит из уже упомянутых сдувок и выхлопов, немного пара специально отводится от разного оборудования, его охлаждают и конденсируют внутри на всяких охладителях и расширителя. И немножко сбрасывают. Так надо по технологии. Опять — это всего-лишь пар.
Так, что все, что видимо дымит над газовой ТЭЦ — обыкновенный водяной пар. Человеку и природе он не вреден и даже полезен. Круговорот воды в природе, муссоны и пассаты, дельфины и пингвины. Сплошная экология зеленая (про СО2 не говорим никому!). Конечно, кто живет или работает в этом водяном тумане — видели эту экологию далеко. Но, хоть гарантированно не вредно. Спим спокойно, ничего сильно не боимся!
Вот, что смог — упрощенно рассказал про потенциальный источник шума. Энергетикам это можно было не читать, этот текст не для нас 🙂