Please use another Browser

It looks like you are using a browser that is not fully supported. Please note that there might be constraints on site display and usability. For the best experience we suggest that you download the newest version of a supported browser:

Internet Explorer, Chrome Browser, Firefox Browser, Safari Browser

Продолжать использовать текущий браузер

Топливные электростанции

Благодаря открытию динамоэлектрического принципа и изобретению динамо-машины, Вернер фон Сименс заложил фундамент для последующего развития электротехнической отрасли, в том числе, технологий строительства электростанций. Компания «Сименс» работает в этой сфере уже более 135 лет. 

Динамо-машина, 1866 год
Динамо-машина, 1866 год

1866 год: динамо-машина

Динамо-машина, самое главное изобретение Вернера фон Сименса, была создана путем усовершенствования магнето – он снабдил его двойным Т-образным якорем. Электрическое напряжение появлялось при перемещении провода в магнитном поле. Этот принцип уже применялся ранее в магнитоэлектрических машинах первого поколения: с постоянными магнитами и с электромагнитами с питанием от батареи. Однако у них имелся один недостаток: эти машины не могли генерировать большое количество энергии.

 

В 1866 году Вернер фон Сименс совершил одно из своих важнейших открытий. Правильно подобранный контур цепи позволил использовать для выработки электричества так называемое самовозбуждение, которое и помогало «оживить» электромагниты. Так был открыт динамоэлектрический принцип и изобретена динамо-машина. Появилась возможность генерировать электроэнергию в небывалых масштабах.

 

Тем не менее, для вывода этого продукта на рынок потребовалось более десяти лет, которые ушли на преодоление множества препятствий: от решения проблем с изоляцией до управления различными физическими явлениями, например вихревыми токами, которые приводили к перегреву устройства и чрезмерной потере энергии.

Котел Бенсона на кабельном заводе «Гартенфельд», 1927 год
Котел Бенсона на кабельном заводе «Гартенфельд», 1927 год

1927 год: котел Бенсона

В XIX веке при эксплуатации больших паровых котлов часто происходили серьезные инциденты. С таким количеством воды и при таком высоком давлении пара в котле любые дефекты материалов или изготовления могли стать причиной взрыва.

 

В 1922 году Марк Бенсон запатентовал котел для преобразования воды в пар под высоким давлением. Он занимал меньше места по сравнению с прежними котлами, а также был более безопасным и управляемым. Через год компания «Сименс» приобрела этот патент. Однако выяснилось, что для создания действительно безопасного парогенератора сверхвысокого давления модель Бенсона требуется доработать. Пуск первого коммерческого котла Бенсона производства «Сименс» состоялся в 1927 году на кабельном заводе «Гартенфельд» в Берлине.

 

Но так как производство парогенераторов не являлось приоритетным направлением деятельности компании, несколько лет спустя «Сименс» передал лицензию на производство котлов по технологии Бенсона предприятиям, специализирующимся на выпуске этой продукции.

Машинный зал электростанции «Крафтверк Вест», Берлин, 1931 год
Машинный зал электростанции «Крафтверк Вест», Берлин, 1931 год

1931 год: электростанция «Крафтверк Вест», Берлин

В связи с ростом потребления электроэнергии после Первой мировой войны берлинская энергетическая компания «Берлинер Эликтрицитетсверке» (Berliner Elektrizitätswerke) сочла необходимым построить новую электростанцию в западной части города, рядом с крупным районом Сименсштадт. Контракт был заключен с компанией «Сименс-Шукертверке» (Siemens-Schuckertwerke).

 

К строительству приступили в 1928 году, и уже через четыре года новая станция «Крафтверк Вест» (Kraftwerk West, сегодня – теплоэлектростанция Heizkraftwerk Reuter) начала снабжать электричеством западные районы города. Ее мощность составила 228 мегаватт (МВт), она стала второй по величине в Берлине и самой современной в Европе. Применение на этой электростанции новых технологий позволило использовать значительно более мощные котлы, которые могли работать на низкосортном угле. Уровень выбросов опасной летучей золы при этом был минимальным. 

 

Кроме того, «Крафтверк Вест» задала и новые архитектурные стандарты. Ее здание было выполнено в стиле «новая вещественность», который отличается ориентацией на функциональность и отсутствием излишеств. Проект был разработан архитектором Хансом Хертляйном, много работавшим для компании «Сименс». Его сооружения до сих пор определяют внешний облик района Сименсштадт.

Атомная электростанция «Библис», 1974 год
Атомная электростанция «Библис», 1974 год

1974 год: атомная электростанция «Библис»

В 1955 году в Германии был снят запрет на ядерные исследования. Компания «Сименс» смогла заняться проектированием атомных электростанций. Всего через четыре года в мюнхенском районе Гархинг заработал небольшой исследовательский реактор. Затем в 1965 году появился многоцелевой исследовательский реактор в городе Карлсруэ. С его помощью планировалось накопить опыт по таким связанным с работой атомных электростанций вопросам, как изменение свойств материалов при длительном использовании, стоимость оборудования и эксплуатации, а также загрязнение окружающей среды.

 

Первым коммерческим успехом этой технологии можно назвать открытие в 1972 году атомной электростанции «Штаде» (Stade) на 660 МВт. Это была первая АЭС, которая позволяла производить электричество с меньшими затратами по сравнению с традиционными электростанциями, что стало стимулом для установления новых рекордов в этой сфере.

 

Два года спустя началась опытная эксплуатация блока А атомной электростанции «Библис» (Biblis) близ города Вормса. На тот момент это была крупнейшая АЭС в мире, чья мощность превышала 1200 МВт. Этого было достаточно для снабжения электричеством города с населением более двух миллионов человек вместе с промышленными предприятиями.

Электростанция комбинированного цикла «Рай Хаус», 1993 год
Электростанция комбинированного цикла «Рай Хаус», 1993 год

1993 год: электростанция комбинированного цикла «Рай Хаус» в Великобритании

Технология комбинированного цикла, в которой сочетаются газовые и паровые турбины, отличается особой экономической эффективностью и экологической безопасностью и успешно применяется по всему миру. Она предусматривает использование остаточного тепла газовой турбины для выработки пара, обеспечивающего работу паровой турбины на следующем этапе цикла. На сегодняшний день КПД этой технологии превышает 60 процентов. 

 

В 1993 году компания «Сименс» досрочно сдала заказчику электростанцию комбинированного цикла «Рай Хаус» (Rye House) в Англии, завершив строительство всего за 30 месяцев. При уровне эксплуатационной готовности свыше 90 процентов, объект имел более высокие эксплуатационные характеристики по сравнению с другими английскими электростанциями, работающими на газе.  

 

В 1995 году электростанция  «Рай Хаус» стала единственной в Европе, получившей премию «Проект года» по версии американского журнала Power Engineering International за максимально инновационный подход к проектированию и строительству, а также безотказную работу объекта.

Газовая турбина SGT5-8000H, 2009 год
Газовая турбина SGT5-8000H, 2009 год

2009 год: самая мощная газовая турбина в мире

В 2009 году компания «Сименс» провела пробный пуск самой мощной в мире газовой турбины SGT5-8000H на электростанции «Иршинг 4» (Irsching 4) в Баварии. Спустя более 1500 часов эксплуатации, свыше 1200 из которых при полной нагрузке, и анализа всех результатов измерений, номинальная мощность турбины в простом цикле была увеличена с 340 МВт до 375 МВт. Это обеспечило повышение мощности электростанции комбинированного цикла до уровня более 570 МВт, что, к примеру, достаточно для снабжения электроэнергией такого крупного города, как Гамбург.
 

Установка комбинированного цикла на электростанции «Иршинг 4» была сдана в эксплуатацию в 2011 году, и во время тестового прогона ее КПД достиг 60,75%. Это стало еще одним мировым рекордом этой турбины. Такого результата прежде не удавалось добиться ни на одной из электростанций, работающих на ископаемом топливе.

Электростанция комбинированного цикла «Лаусвард», 2016 год
Электростанция комбинированного цикла «Лаусвард», 2016 год

2016 год: электростанция комбинированного цикла «Лаусвард»

Высокоэффективные электростанции комбинированного цикла являются идеальным дополнением для станций, использующих возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце. Они позволяют компенсировать колебания выработки электроэнергии, которые характерны для данного типа станций. В 2016 году компания «Сименс» сдала муниципальной компании «Штадтверке Дюссельдорф АГ» (Stadtwerke Düsseldorf AG) построенную под ключ электростанцию комбинированного цикла «Лаусвард» (Lausward) с применением газовой турбины H-класса. 

Станция сразу же установила три новых мировых рекорда. В ходе приемочных измерений максимальная полезная мощность достигла 603,8 МВт, а электрический КПД – 61,5%. Кроме того, блок «Фортуна» позволял передавать до 300 МВт тепловой энергии в сеть центрального отопления Дюссельдорфа. Это абсолютный рекорд для электростанции, имеющей всего одну газовую и одну паровую турбину.
 

Общий коэффициент использования газового топлива увеличился до 85 процентов. Сердцем этой электростанции комбинированного цикла стала высокопроизводительная газовая турбина SGT5-8000H компании «Сименс».