Котел – це сама громіздка, що займає найбільший обсяг частина електростанції. Але не тільки великі геометричні розміри характеризують котел. Повний к. П. Д. Електростанції, економічність її роботи в значною мірою визначаються котельні. Фізики та інженери витратили багато зусиль, щоб поліпшити, удосконалити котли.

На кращих радянських електростанціях до 90% укладеного в паливі тепла передається пару. Розпечені топкові гази спочатку віддають своє тепло випромінюванням екранним трубам, потім гази нагрівають конвективную поверхню нагріву котла. Далі гази йдуть в підігрівач живильної води – водяний економайзер і, нарешті, надходять в воздухоподогреватель, де надягають повітря, що йде в топку. Після всього цього відходять гази мають температуру всею лише 150-200 °.

Подальше використання тепла відхідних газів вже нераціонально. При подальшому охолодженні почне виділятися міститься в газах волога, будуть іржавіти металеві поверхні водоі повітропідігрівачів.

Але навіть якщо в котельні пар отримає всі 100% теплової енергії, що містилася в паливі, – це ще не означет, що повний к. П. Д. ЦЕС буде високий. Турбіна може перетворити в механічну енергію тільки частина теплової енергії пари. Ця частина принципово завжди повинна бути менше відносини різниці температур пари на вході і виході турбіни до температури на вході (всі температури в абсолютних градусах).

Температура пари на виході турбіни визначається температурою води, що охолоджує цей пар. Практично температура пари на виході не може бути нижче декількох десятків градусів. Якщо температура пари на вході 100 ° (373 ° абсолютних), а на виході 50 ° (328 ° абсолютних), то в механічну енергію можна перетворити не більшвід усього запасу теплової енергії пара.

Щоб підвищувати к. П. Д. ЦЕС, необхідно підвищувати температуру пари на вході турбіни. Одночасно доводиться підвищувати і тиск пари. Якщо перегрівати пар при низькому тиску, то щільність його виходить дуже малою, використовувати такий пар в турбіні невигідно. В даний час в СРСР все більш широке застосування отримують котельні установки з підвищеними температурами і тисками пара – з підвищеними параметрами, як кажуть. Тиск застосовують до 100 ат, а перегрів пари до 500 °.

Пар від цих котлів спочатку проходить через окрему турбіну високого тиску – попередньо включений турбіну або, як її ще називають, форшальттурбіну, а лише потім надходить в основну турбіну з тиском близько 30 ат і температурою перегріву 400 °.

Такі «надбудови» високого тиску значно підвищують економічність роботи електростанції. Радянські інженери сконструювали також і потужні, до 100 тис. Квту турбіни високого тиску звичайного конденсаційного типу, і тепер уже будуються електростанції, що працюють на високому тиску.

Були пропозиції переробити існуючі на електростанціях котли низького тиску в котли високого тиску, застосовуючи систему з проміжним теплоносієм. При цій системі розпечені гази нагрівають не воду, а яку-небудь висококиплячих рідина, т. е. киплячу при високій температурі (застосовується склад, званий дуотерм).

Труби, в яких циркулює висококипляча рідина (дуотерм), можуть перебувати під малим тиском. А в дуотерм занурюється змійовик, в якому нагрівається вода і утворюється водяна пара високого тиску. Теплопередача від дуотерм а до води та водяної пари значно краще, ніж від розжарених газів. Тому система труб, що містять воду і пар при високому тиску, може бути зроблена менших розмірів і більш дешева, ніж у звичайному казані. Але Визискування котла з проміжним теплоносієм значно складніше визискування простого котла.

Були побудовані також досвідчені установки з подвійним, або, як кажуть, бінарним циклом. У них замість води до високої температури нагрівається ртуть. Ртуть кипить при температурі 375 °. Можна перегріти ртутний пар до температури вище 500 ° при ще відносно низькому тиску. Відпрацювавши в турбіні, ртутний пар конденсується і при цьому виробляє водяну пару, яка в свою чергу працює ще в одній турбіні. Енергія

Палива використовується тут в два ступені: спочатку в турбіні з ртутним парою, а потім з водяним.

Установки з подвійним циклом мають високу економічність. Але і в конструюванні, і в визискування цих установок є багато специфічних труднощів. Поки такий тип ЦЕС не розвивається.

Найближче майбутнє належить установкам високого тиску, працюючим на звичайному водяній парі.

Димові труби

У газах, що відходять з котла, завжди є залишкове тепло. Теплі гази прагнуть піднятися вгору. У димових трубах вони створюють природну тягу. У старе час всі електростанції будувалися з природною тягою. Відходять гази тоді не очищалися і високі труби потрібні були не тільки для тяги, а й для того, щоб розсіяти дим по повітрю.

На сучасних електростанціях тяга створюється потужними димососами, а труби лише допомагають їх роботі. Будувалися ЦЕС і зовсім без димових труб. Прямо з димососів гази викидалися в атмосферу. Більшість електростанцій забезпечується високими, вище 100 м трубами.

Коли заберешся на верхівку такої труби, кажется- на кораблі знаходишся в хитавицю. Під поривами вітру верхівка труби відхиляється на кілька сантиметрів. Сходи, які ведуть на верх труби, оточують гратами, щоб можна було на цю решітку спертися спиною, коли лізеш по трубі. Вчепившись за поручні, пригорнешся до грат і все-таки страшно.

Кілька десятків тисяч тонн диму виробляють на добу котли сучасної великої теплової ЦЕС. В основному дим складається з газів: азоту, вуглекислоти, водяної пари. Їх треба просто розсіяти в атмосфері. Але продукти згоряння, що тільки вийшли з котла, містять в собі ще багато такого, чого в атмосферу пускати ніяк не можна.

У минулому столітті чорний дим з труб вважався ознак процвітаючої індустрії. А тепер чорний дим може здатися тільки при серйозної аварії, коли відмовлять у роботі регулятори згоряння і фільтри.

Вид диму, що виходить з труби, залежить від вмісту вологи в паливі. Коли вологи мало, то з труби йде сірий димок. При сильно вологому паливі в відведених газах багато водяної пари. Клуби диму виходять білясті, непрозорі, дуже щільні.

Джерело: Електрика працює Г.І.Бабат 1950-600M