Принцип работы теплоэлектростанций и гидроэлектростанций в России. Схема тэц принцип работы
Как устроена ТЭЦ: alexey_donskoy
Проведём экскурсию по Чебоксарской ТЭЦ-2, посмотрим, как электричество и тепло вырабатываются:
Напомню, кстати, что труба - самое высокое промышленное сооружение в Чебоксарах. Аж 250 метров!
Начнём с общих вопросов, к которым относится в первую очередь безопасность.Разумеется, ТЭЦ, как и ГЭС, предприятие режимное, и просто так туда не пускают.А если уж пустили, хоть даже на экскурсию, то инструктаж по технике безопасности пройти всё равно придётся:
Ну, нам это не в диковинку (как и сама ТЭЦ не в диковинку, я работал там лет 30 назад ;)).Да, ещё одно жёсткое предупреждение, не могу пройти мимо:
Технология
Главным рабочим веществом на всех тепловых электростанциях является, как ни странно, вода.Потому что она легко превращается в пар и обратно.Технология у всех одинакова: надо получить пар, который будет вращать турбину. На оси турбины помещается генератор.В атомных электростанциях вода разогревается за счёт выделения тепла при распаде радиоактивного топлива.А в тепловых - за счёт сжигания газа, мазута и даже, до недавних пор, угля.
Куда девать отработанный пар? Однако, обратно в воду и снова в котёл!А куда девать тепло отработанного пара? Да на подогрев воды, поступающей в котёл - для повышения кпд всей установки в целом.И на подогрев воды в теплосети и водопроводе (горячая вода)!Так что в отопительный сезон из тепловой станции извлекается двойная польза - электричество и тепло. Соответственно, такое комбинированное производство и называется ТЭЦ (теплоэлектроцентраль).
Но летом всё тепло израсходовать с пользой не удаётся, поэтому пар, вышедший из турбины, охлаждается, превращаясь в воду, в градирнях, после чего вода возвращается в замкнутый производственный цикл. А в тёплых бассейнах градирен ещё и рыбу разводят ;)
Чтобы не изнашивались теплосети и котёл, вода проходит специальную подготовку в химическом цехе:
А по всему замкнутому кругу воду гоняют циркуляционные насосы:
Котлы
Далее вода проходит через теплообменники, нагреваясь паром, выходящим из турбины, и поступает в барабан котла (трубопроводы зелёного цвета):
Наши котлы могут работать как на газе (жёлтые трубопроводы), так и на мазуте (чёрные). С 1994 работают на газе. Да, котлов у нас 5 штук!Для горения в горелки необходима подача воздуха (синие трубопроводы).Вода кипит, и пар (паропроводы красного цвета) проходит через специальные теплообменники - пароперегреватели, которые повышают температуру пара до 565 градусов, а давление, соответственно, до 130 атмосфер. Это вам не скороварка на кухне! Одна маленькая дырочка в паропроводе обернётся большой аварией; тонкая струя перегретого пара режет металл, как масло!
И вот такой пар уже подаётся на турбины (в больших станциях несколько котлов могут работать на общий паровой коллектор, от которого питаются несколько турбин).
В котельном цехе всегда шумно, потому что горение и кипение - весьма бурные процессы.А сами котлы (ТГМЕ-464) представляют собой грандиозные сооружения высотой с двадцатиэтажный дом, и показать их целиком можно только на панораме из множества кадров:
Ещё один ракурс на подвал:
Пульт управления котла выглядит так:
На дальней стене располагается мнемосхема всего техпроцесса с лампочками, индицирующими состояние задвижек, классические приборы с самописцами на бумажной ленте, табло сигнализации и другие индикаторы.А на самом пульте классические кнопки и ключи соседствуют с компьютерным дисплеем, где крутится система управления (SCADA). Здесь же есть самые ответственные выключатели, защищённые красными кожухами: "Останов котла" и "Главная паровая задвижка" (ГПЗ):
Турбины
Турбин у нас 4.Они имеют очень сложную конструкцию, чтобы не пропустить ни малейшего кусочка кинетической энергии перегретого пара.Но снаружи ничего не видно - всё закрыто глухим кожухом:
Серьёзный защитный кожух необходим - турбина вращается с высокой скоростью 3000 оборотов в минуту. Да ещё по ней проходит перегретый пар (выше говорил, как он опасен!). А паропроводов вокруг турбины множество:
В этих теплообменниках отработанным паром подогревается сетевая вода:
Кстати, на фото у меня самая старая турбина ТЭЦ-2, так что не удивляйтесь брутальному виду устройств, которые будут показаны ниже:
Вот это механизм управления турбиной (МУТ), который регулирует подачу пара и, соответственно, управляет нагрузкой. Его раньше крутили вручную:
А это Стопорный клапан (его надо долго вручную взводить после того, как он сработал):
Малые турбины состоят из одного так называемого цилиндра (набора лопастей), средние - из двух, большие - из трёх (цилиндры высокого, среднего и низкого давления).С каждого цилиндра пар уходит в промежуточные отборы и направляется в теплообменники - подогреватели воды:
А в хвосте турбины должен быть вакуум - чем он лучше, тем выше кпд турбины:
Вакуум образуется за счёт конденсации остатков пара в конденсационной установке.Вот мы и прошлись по всему пути воды на ТЭЦ. Обратите внимание также на ту часть пара, которая идёт на подогрев сетевой воды для потребителя (ПСГ):
Ещё один вид с кучей контрольных точек. Не забываем, что контролировать на турбине необходимо кучу давлений и температур не только пара, но и масла в подшипниках каждой её части:
Да, а вот и пульт. Он обычно находится в той же комнате, что и у котлов. Несмотря на то, что сами котлы и турбины стоят в разных помещениях, управление котлотурбинным цехом нельзя разделять на отдельные кусочки - слишком всё связано перегретым паром!
На пульте мы видим пару средних турбин с двумя цилиндрами, кстати.
Автоматизация
В отличие от ГЭС, процессы на ТЭЦ более быстрые и ответственные (кстати, все помнят слышный во всех краях города громкий шум, похожий на самолётный? Так это изредка срабатывает паровой клапан, стравливая чрезмерное давление пара. Представьте, как это слышится вблизи!).Поэтому автоматизация здесь пока запаздывает и в основном ограничивается сбором данных. А на пультах управления мы видим сборную солянку различных SCADA и промышленных контроллеров, занимающихся локальным регулированием. Но процесс идёт!
Электричество
Ещё раз посмотрим общий вид турбинного цеха:
Обратите внимание, слева под жёлтым кожухом - электрические генераторы.Что происходит с электричеством дальше?Оно отдаётся в федеральные сети через ряд распределительных устройств:
Электрический цех - очень непростое место. Достаточно взглянуть на панораму пульта управления:
Релейная защита и автоматика - наше всё!
На этом обзорную экскурсию можно завершить и всё-таки сказать пару слов про насущные проблемы.
Тепло и коммунальные технологии
Итак, мы выяснили, что ТЭЦ даёт электричество и тепло. И то, и другое, разумеется, поставляется потребителям. Теперь нас, главным образом, будет интересовать тепло.После перестройки, приватизации и разделения всей единой советской промышленности на отдельные кусочки во многих местах получилось так, что электростанции остались в ведомстве Чубайса, а городские теплосети стали муниципальными. И на них образовался посредник, который берёт деньги за транспортировку тепла. А как эти деньги тратятся на ежегодный ремонт изношенных на 70% теплосетей, вряд ли нужно рассказывать.
Так вот, из-за многомиллионных долгов посредника "НОВЭК" в Новочебоксарске ТГК-5 уже перешла на прямые договора с потребителями.В Чебоксарах пока этого нет. Более того, чебоксарские «Коммунальные технологии» на сегодня пролоббировали в городской администрации проект развития своих котельных и теплосетей аж на 38 миллиардов (ТГК-5 справилась бы всего за три).
Все эти миллиарды так или иначе будут включены в тарифы на тепло, которые устанавливает городская администрация "из соображений социальной справедливости". Между тем, сейчас себестоимость тепла, вырабатываемого ТЭЦ-2, в 1.5 раза меньше, чем на котельных КТ. И такое положение должно сохраниться и в будущем, потому что чем крупнее электростанция, тем она эффективнее (в частности, меньше эксплуатационных затрат + окупаемость тепла за счёт производства электроэнергии).
А что с точки зрения экологии?Безусловно, одна большая ТЭЦ с высокой трубой лучше в экологическом плане, чем десяток мелких котельных с маленькими трубами, дым из которых практически останется в городе.Самым же плохим в смысле экологии является ныне популярное индивидуальное отопление.Маленькие домашние котлы не обеспечивают такой полноты сгорания топлива, как большие ТЭЦ, да и все выхлопные газы остаются не просто в городе, а буквально над окнами.Кроме того, мало кто задумывается о повышенной опасности дополнительного газового оборудования, стоящего в каждой квартире.
Какой выход?Во многих странах при центральном отоплении используются поквартирные регуляторы, которые позволяют экономнее потреблять тепло.К сожалению, при нынешних аппетитах посредников и изношенности теплосетей преимущества центрального отопления сходят на нет. Но всё-таки, с глобальной точки зрения, индивидуальное отопление более уместно в коттеджах.
Другие посты о промышленности:
alexey-donskoy.livejournal.com
Принципиальная схема промышленно-коммунальной ТЭЦ. Показатели работы, принципы подбора основного оборудования.
П.Г-парогенератор барабанного типа ПТ-паровая турбина, состоящая из 2х частей: ЦВД-цилиндр высокого давления; ЦНД-цилиндр низкого давления. Ротор турбины соединен с ротором электрогенератора. Из ЦНД пар поступает в конденсатор, с давлением. ПВС - подогреватель сетевой воды, в этот подогреватель поступает пар после первого цилиндра, так называемый теплофикационный поток пара (Дт). Пар в ПСВ конденсируется за счет сетевой воды, поступающей из городской теплосети. Рт-давление пара в подогревателе. Поток пара из ПСВ поступает в схему (как правило, в деаэратор), на нашей схеме Т.А Насосы: ПН-питательный; КН-конденсационный; ЦН-циркуляционный насос системы охлаждения. Сетевой насос – группа насосов, осуществляющая циркуляцию воды в теплосетях города.
ТО – теплофикационный отбор ТО¢- конденсат теплового отбора на линии насыщения
Примечание: на TS диаграмме пренебрегали работой сетевого насоса (т3,4 совмещены) Основные уравнения материального и теплового баланса.
1.Д=Дк+Дт 2.В турбинах есть понятие доли отбора, пара из турбины безразмерный расходaт-доля теплофикационного отбора aт=Дт/Дaк-доля конденсационного отбора aк=Дк/Дaт+aк=1 3.Найдем электрическую мощность выработку на конденсационном потоке; считаем что этот поток походит через обе части турбины.Nк=lк*Дк [кДж/т*т/ч]=[Вт] lк-удельная работа потокаNк=(i1-i2)*Дк Nт-электронная мощность, вырабатываемая тепловым потоком В ЦНД Дт отсутствует Nт=lк* Дт=(i1-iТО)*ДтМощность теплофикационной турбиныN= Nк+ Nт=(i1-i2)*Дк+(i1-iТО)*Дт4.Тепловые мощности Q2-мощность нижнего источникаQ2=q2* Дк=(i2-i3)*Дк Qт=(iТО-iТО¢)*Дт
Q1-мощность верхнего источника Q1= Q1т+ Q1к=(i1-iТО¢)*Дт+(i1-i4)*Дк Вычислим ht ТЭЦ (без учета работы ПН):
если бы мы учли мощность ПН, то
а вычислим коэффициент использования теплоты топлива:
К для такой ТЭЦ даже в идеальном случае не будет =1, т.к. част теплоты идет в конденсатор. Если поток пара в ПСВ=0, то К превращается в ht. Если Д=Дт, то схем превращается в схему ТЭЦ с противодавлением, в этом случае при идеальных процессах R=1.
Коэффициент совершенства ТЭЦ:
9. Методы определения расчётных расходов теплоты, расходов воды и пара в системах теплоснабжения. Основные формулы и пояснения к ним.
Часовой расход теплоты на отопление здания определяется по формуле:
где с – коэффициент, учитывающий единицы измерения теплового потока (МДж/ч;Мкал/ч;кВт) соответственно с = 4,19; 1,0; 1,163; а – поправочный коэффициент на температуру наружного воз-ха;
. tвн- усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, °С ;
tнр- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С; Vн- наружный строительный объем зданий, м3; q0- удельная отопительная характеристика здания при tнр, кДж/(м3 ч °С) [ккал/(м3 ч °С)], ее можно определить по формуле;
. Где V-объем здания по наружному обмеру, м3.n, a– выбираются в зависимости от года постройки здания. Расход тепла на вентиляцию жилых зданий определяется по формуле: ∙с qв- удельная вентиляционная характеристика здания, кДж/(м3ч°С) [ккал/(м3 ч °С)].
Определение расходов теплоты на горячее водоснабжение. Qгв является более сложным по сравнению с отоплением и вентиляцией. Для решения различных задач нужно знать 2 часовых расхода теплоты на ГВ: средний часовой (Qср) и максимальный часовой (Qмакс)
Ср. час. расход теплоты:
Мах час. расход теплоты:
Где m – фактическое число потребителей горячей воды в здании; tг – средняя температура разбираемой потребителями горячей воды, tг=55 °С; tх – средняя температура холодной воды в отопительном периоде, tх=5 °С; r – плотность горячей воды, при температуре tг=55 °С r=0,986 кг/л; Ктп – коэффициент., учитывающий долю потерь теплоты Qтп трубопроводами горячей воды от среднечасовой величины теплопотребления; Кч – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, Кч зависит от вида здания и числа потребителей m в здании.
Коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды определяется:
где Gч – норма расхода горячей воды на одного потребителя в час наиб. водопотребления, л/сут×потр; Gо – час. расход воды водоразборным прибором, л/ч. Gсут- среднесуточная норма расхода гор. воды.
Год. расход теплоты на горячее водоснабжение Qгвгод , в Гкал/год, определяется: где Nз – число суток потребления горячей воды в здании за отопительный Период Nл – число суток потребления гор. воды в здании за летний период Кл – коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на ГВ из-за более высокой начальной температуры нагрева воды, которая зимой равна tх.з = 5° С, а летом в среднем tх.л=15° С, при этом Кл=0,8, при заборе воды из скважин может оказаться tх.з= tх.л и тогда Кл=1; b – коэффициент, учитывающий возможное уменьшение количества потребителей гор. воды в летнее время в связи с отъездом части жителей из города на отдых, для жилых зданий b = 0,8, а для предприятий b = 1.
Годовую потребность в тепле определяют по формуле:
Зная общую нагрузку для теплоснабжения
Средний часовой расход воды на ГВ: где Gсутср - средняя суточная норма расхода горячей и холодной воды, по СНиП
Максимальный часовой расход воды:
G0- расчетный часовой расход воды одним водоразборным прибором в здании; άч- коэффициент, зависящий от общего числа водоразборных приборов и вероятности их использования.
Расход пара на выходе из котельной определяется в зависимости от расчётной тепловой нагрузки на технологические нужды по формуле:
Кпот- коэффициент, учитывающий транспортные потери энергии на пути от котельной до потребителя, равен 1,05; h2 – энтальпия пара на выходе из котельной; h3 - … конденсата на выходе из терлообменнтков.
cyberpedia.su
4 Тепловая схема тэц
Основное оборудование Барнаульская ТЭЦ-3 соединено паропроводами секционно или другими словами поперечными связями. Такая схема предусматривает возможность поступления пара на турбины как непосредственно от котлов, так и из главного паропровода. Этот принцип реализован тем, что трубопроводы от котлов подводят пар, как непосредственно к турбинам, так и к главному паропроводу. В результате этого, на станции с поперечными связями любой котел может подавать пар на любую турбину. Секционная схема обеспечивает надежность работы станции и позволяет осуществлять ремонт ее отдельных элементов без остановки работы остального оборудования
На паропроводе свежего пара каждого котла предусмотрена ветка на растопочные редукционные охладительные установки (РРОУ). В период растопки котла пар с низкими параметрами поступает на РРОУ, где охлаждается и далее поступает на собственные нужды станции.
Придя на турбину на турбины, пар последовательно проходит все цилиндры. На первой турбине, на выходе из цилиндра высокого давления (ЦВД), осуществляется производственный отбор пара. Это регулируемый отбор, в котором пар имеет давление 13 кгс/см2. Из производственного отбора пар поступает на собственные нужды ТЭЦ, а также поставляется заводу синтетического волокна (ЗСВ). На всех трех турбинах ТЭЦ осуществляется теплофикационный отбор пара.
Отработавший пар, выходя из цилиндров низкого давления (ЦНД), поступает в конденсаторы турбин. В конденсаторе отработавший пар конденсируется и создает вакуум необходимый для увеличения перепада давления в турбине и увеличения ее мощности. Конденсация достигается охлаждающей водой, которая циркулирует по системе технического водоснабжения. На ТЭЦ – 3 применена оборотная система охлаждения циркуляционной воды, которая осуществляется при помощи башенных градирен.
Сконденсировавшийся пар (конденсат) забирается конденсатными насосами (КЭН) и подается в подогреватели низкого давления (ПНД). В ПНД производится подогрев конденсата (воды) паром из отборов.
Подогретая в ПНД вода поступает на смешивающие деаэраторы повышенного давления (ДСП), где происходит удаление из воды всех растворенных в ней газов. В деаэраторах также осуществляется дополнительный подогрев воды.
Из деаэраторов вода забирается питательными насосами (ПЭН) и подается на подогреватели высокого давления (ПВД). В ПВД вода дополнительно подогревается паром из отборов 
цилиндров среднего давления (ЦСД) или ЦВД турбин.
Питательными насосами часть деаэрированной воды подается в коллектор. Из этого коллектора вода идет на впрыск в РОУ и на охлаждение до необходимой температуры пара производственного отбора. После ПВД питательная вода может подаваться сразу на питание котлов или поступать в питательный коллектор, откуда она также идет в котлы.
От посторонних потребителей производственного пара конденсат на ТЭЦ не возвращается ввиду его загрязненности. Восполнение потерь конденсата осуществляется химически обессоленной водой и дистиллятом испарителей.
Сетевая вода, поступающая из городской теплосети, подогревается в ПСГ турбин и, в зависимости от температурного графика теплосети, может дополнительно подогреваться в пиковых бойлерах (пар на них подается из главного паропровода через РОУ) и пиковых водогрейных котлах. Давление обратной сетевой воды повышается подпорными сетевыми насосами (до ПСГ) и основными сетевыми насосами (после ПСГ).
Для восполнения потерь сетевой воды в обратную теплосеть насосами подпитки подается химически очищенная вода.
Схема трактов представлена на рисунке 2 .
Рисунок 2 - Схема трактов
Образующийся при сжигании угля шлак в жидком виде стекает в шлаковые комоды, там, при смешении с водой, охлаждается и удаляется шнековыми транспортерами через каналы сис
темы гидрозолоудаления (ГЗУ) на багерную насосную. Летучая зола улавливается в электрофильтрах, смешивается с водой и поступает на багерную насосную. Золошлаковая пульпа (смесь шлака и золы с водой) багерными насосами откачивается в трубопроводы трассы ГЗУ и транспортируется на золоотвал.
Выработанная турбогенераторами электроэнергия через повышающие трансформаторы поступает в энергосистему. Электропитание механизмов ТЭЦ осуществляется через понижающие трансформаторы от генераторов или через понижающие трансформаторы от энергосистемы. Напряжение электротока механизмов ТЭЦ – 0,4 и 6 кВ (переменный ток), 220 В (постоянный ток).
Химический цех осуществляет контроль за водно-химическим режимом, готовит химически обессоленную воду для восполнения потерь пара и конденсата, химически очищенную воду для подпитки теплосети и питания испарительных установок.
studfiles.net
2.3.Принципиальная технологическая схема тэц
Так как ТЭЦ расположены ближе к потребителям электроэнергии ПЭ, чем ГРЗС, то для их питания сооружают распредустройства генераторного напряжения закрытого типа (ГРУ или ЗРУ) и только удаленные потребители ТЭЦ питаются от открытых распредустройств
(ОРУ), соединенных с ГРУ повышающими трансформаторами ПТР. Трансформаторы собственного расхода присоединяются при этом не к выводам генератора, а к ГРУ.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА КЭС
На КЭС котлы и турбины соединяются в блоки: котел—турбина (моноблоки) или два котла—турбина (Дубль-блоки). Общая принципиальная технологическая схема конденсационной тепловой электростанции КЭС (ГРЗС) представлена на рис. 1.7.
К топке парового котла ПК (рис. 1.7) подводится топливо: газообразное ГТ, жидкое ЖТ или твердое ТТ. Для хранения жидкого и твердого топлив имеется склад СТ. Образующиеся при сжигании топлива нагретые газы отдают тепло поверхностям котла, подогревают воду, находящуюся в котле, и перегревают образовавшийся в нем пар. Далее газы направляются в дымовую трубу Дт и выбрасываются в атмосферу. Если на электростанции сжигается твердое топливо, то газы до поступления в дымовую трубу проходят через золоуловители ЗУ в целях охраны окружающей среды (в основном атмосферы) от загрязнения. Пар, пройдя через пароперегреватель ПИ, идет по паропроводам в паровую турбину, которая имеет цилиндры высокого (ЦВД), среднего (ЦСД) и низкого (ЦНД) давлений. Пар из котла поступает в ЦВД, пройдя через который вновь направляется в котел, а затем в промежуточный пароперегреватель ППП по «холодной нитке» паропровода промежуточного перегрева. Пройдя промежуточный пароперегреватель, пар вновь возвращается к турбине по «горячей нитке» паропровода промежуточного перегрева и поступает в ЦСД. Из ЦСД пар по пароперепускньш трубам направляется в ЦНД и выходит в конденсатор /(, где конденсируется.
Конденсатор охлаждается циркуляционной водой. Циркуляционная зода подается в конденсатор циркуляционными насосами ЦН. При прямоточной схеме циркуляционного водоснабжения циркуля-циончзя вода забирается из водоема В (реки, моря, озера) и, вылдя из конденсатора, вновь возвращается в водоем. При оборотной схеме циркуляционного водоснабжения охлаждающая конденсатор вода направляется в охладитель циркуляционной воды (градирню, пруд-охладитель, брызгальный бассейн), охлаждается в охладителе и вновэ возвращается циркуляционными насосами в конденсатор. Потери циркуляционной воды компенсируются путем подачи добавочной воды от ее источника.
В
конденсаторе поддерживается вакуум и происходит конденсация пара. С помощью конденсатнык насосов К.Н конденсат направляется в деаэратор Д, где очищается от растворенных в нем газов, в частности от кислорода. Содержание кислорода в воде и в паре теплосиловых установок недопустимо, так как кислород агрессивно действует на металл трубопроводов и оборудования. Из деаэратора питательная вода с помощью питательных насосов ПН направляется в паровой котел. Потери воды, возникающие в контуре котел—паропровод—турбина—деаэратор котел, пополняются с помощью устройств водоподготовки ХВО (химводоочистки). Вода из устройств водоподготовки направляется для подпитки рабочего контура теплосиловой установки через деаэратор химочищенной воды ДХВ.
Находящийся на одном валу с паровой турбиной генератор Г вырабатывает электрический ток, который по выводам генератора направляется на ГРЭС, в большинстве случаев на повышающий трансформатор ПТр. При этом напряжение электрического тока повышается и появляется возможность передачи электроэнергии на большие расстояния по линиям передачи ЛЭП, присоединенным к повышающему распредустройству. Распредустройства высокого напряжения строятся главным образом открытого типа и называются открытыми распредустройствами (ОРУ). Электродвигатели механизмов ЭД, освещение электростанции и другие потребители собственного расхода или собственных нужд питаются от трансформаторов ТрСР, присоединенных обычно на ГРЭС к выводам генераторов.
При работе тепловых электростанций на твердом топливе должны быть приняты меры по охране окружающей среды от загрязнения золой и шлаком. Шлак и зола на электростанциях, сжигающих твердое топливо, смываются водой, смешиваются с нею, образуя пульпу, и направляются на золошлакоотвалы ЗШО, в которых зола и шлаки выпадают из пульпы. «Осветленная> вода с помощью насосов осветленной воды НОВ или самотеком направляется на электростанцию для повторного использования.
При сжигании жидкого топлива возникает необходимость в очистке в специальных устройствах УОЗВ замазученных вод, которые сбрасываются в процессе транспортировки и сжигания топлива. Подвергаются также очистке сбросные воды при промывке оборудования, сточные воды химочистки и конденсатоочистки.
Принципиальная схема тепловой электростанции приведена на рис. 1.8
studfiles.net
Принцип работы теплоцентралей - n1.docx
Принцип работы теплоцентралейДоступные файлы (1):n1.docx
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему «Принцип работы теплоцентрали»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил: Выполнил:
проф. Щинников П.А. студентка Поклонская О.С.
группа АТЭ-71
Новосибирск, 2010
Содержание
Содержание 22.Теплоцентрали и раздельный способ выработки электричества и теплоты. 3
3.Технологическая схема ТЭЦ. 5
7
4.Заключение 7
5.Список литературы 9
1.Введение.
Теплоцентрали ТЭЦ - паротурбинные электрические станции, предназначенные для одновременной выработки электрической и тепловой энергии.
Обычно ТЭЦ используют для нужд теплофикации, то есть покрытия тепловых и электрических нагрузок города или прилегающих районов. ТЭЦ отпускает электроэнергию в общую электрическую сеть и теплоту – в местную сеть теплоснабжения.
Альтернатива теплофикации на ТЭЦ - раздельное производство электрической энергии на конденсационной электростанции КЭС, и тепловой - в отопительной котельной ОК.
В данной работе исследованны и сравнены между собой эти два способа энергоснабжения и выявлены их основные достоинства и недостатки. Выявлен принцип работы ТЭЦ. Рассмотрена простейшая технологическая схема ТЭЦ, выяснено назначение ее основных частей и последовательность выработки электрической и тепловой энергии.
2.Теплоцентрали и раздельный способ выработки электричества и теплоты.
Для снабжения потребителей одновременно и электроэнергией и теплотой применяют либо раздельную выработку электроэнергии на конденсационной электростанции КЭС и теплоты в отопительной котельной ОК, либо совместное, комбинированное их производство на ТЭЦ.КЭС и теплоцентрали имеют схожие технологические процессы. Принципиальным отличием ТЭЦ от КЭС является то, что на ней установлена специальная теплофикационная турбина с отбором пара. За счет этого часть нагретого в котле пара уходит на нужды теплоснабжения.
Таким образом, теплоту, вырабатываемую при раздельном способе энергоснабжения в котельных, ТЭЦ заменяет отработавшей теплотой, отведенной из теплосилового цикла электростанции. Следует подчеркнуть, что в этом комбинированном процессе полезно используется теплота уже отработавшего пара для нагрева сетевой воды, циркулирующей в тепловых сетях и системах потребителей, которая была бы отведена в окружающую среду через «холодный источник» - градирни или водоемы-охладители. Эти тепловые отходы процесса, полезно используемые для обогрева городов и поселков, составляют от 20 до 40 % теплоты всего сжигаемого на ТЭЦ топлива, по существу это - даровая энергия.[1]
На КЭС же отработавший в турбине пар не отбирается, а охлаждается, конденсируется и вновь попадает в котел. В связи с этим большая часть тепловой энергии, которая используется на ТЭЦ для теплоснабжения, на КЭС не используется и теряется охлаждающей водой конденсатора.
Тепловую энергию, вырабатываемую на ТЭЦ, можно выработать и в котельных, но где взять эти дополнительные количества топлива для них? В этом состоит основное и главное преимущество ТЭЦ перед раздельным производством энергии на КЭС и ОК. Суммарный коэффициент полезного использования топлива повышается до 70-76% против 35-40% на КЭС. [2] Таким образом, эффективность ТЭЦ определяется прежде всего экономией топлива.
К преимуществам КЭС можно отнести, то, что, как правило, максимальная мощность КЭС больше, чем мощность ТЭЦ. Кроме того, в связи с тем, что эффективная передача пара или горячей воды из-за высоких тепловых потерь в трубах возможна на расстоянии не более 20-25 км ТЭЦ «привязаны» к потребителям и работают в большинстве случаев на привозном топливе.
При раздельном производстве электричества и теплоты к потребителям «привязаны» только ОК. КЭС обычно строятся в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители электроэнергии могут находиться на значительном расстоянии от станции.
3.Технологическая схема ТЭЦ.
Рассмотрим простейшую принципиальную схему ТЭЦ. Выясним назначение ее основных частей и последовательность выработки электрической и тепловой энергии.Рис.3 Тепловая схема теплоцентрали
1-паровой котел; 2-турбогенератор; 3-тепловой потребитель;4-насос обратного конденсата;5-регенеративный подогреватель низкого давления;6-конденсатор;7-конденсатный насос; 8-деаэратор;9-питательный насос;10-регенеративный подогреватель высокого давленияТопливо, прошедшее топливоподготовку, поступает в топку парового котла-1. В топке происходит сжигание угольной пыли, в результате которого выделяется теплота, подогревающая поверхности нагрева котла. В результате возникшего теплообмена вода в котле испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры =337°С и под давлением =14МПа поступает по паропроводу. Далее пар в пароперегревателе перегревается до температуры 550°С. Полученный перегретый острый пар поступает в паровую турбину турбогенератора-2.
Часть пара, имеющая большую температуру и давление, отбирается от промежуточной ступени турбины и используется для подогрева воды в сетевых подогревателях. Горячая вода подается насосами по трубопроводам горячей воды к потребителям-3; после охлаждения в отопительных установках вода возвращается на ТЭЦ. Система трубопроводов горячей и охлажденной воды образует тепловую сеть. [1]
Другая часть пара полностью используется в турбине, где пар расширяется до очень низкого давления (примерно в 20 раз меньше атмосферного) и потенциальная энергия сжатого пара превращается в кинетическую энергию вращения ротора турбины. Турбина приводит электрогенератор, преобразующий кинетическую энергию вращения ротора генератора в электрическую энергию, которая подается в сеть. Электрогенератор состоит из статора, в электрических обмотках которого генерируется ток, и ротора, представляющего собой вращающийся электромагнит, питание которого осуществляется от возбудителя. Выработанный электрический ток отводится за вычетом собственного расхода электрическому потребителю.
Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор-6. Здесь пар, отдавая теплоту конденсирующей воде (t=24-32°С, p=3-5кПа), конденсируется, т.е. превращается в воду, которая конденсатным насосом через регенеративный подогреватель высокого давления-5 подаётся в деаэратор.
Конденсат сжимается в конденсаторном насосе-7 до p=1МПа на входе в деаэратор-8. В деаэраторе происходит деаэрация воды, т.е. удаление из нее воздуха. Воздух удаляется за счет нагрева водяным паром, отбираемым из турбины. Такая очистка необходима для предотвращения коррозии в пароводяном тракте.
Затем питательная вода через регенеративные подогреватели питательной воды высокого давления-9 подается в котельную установку. Тем самым и замыкается пароводяной тракт ТЭЦ.[3]
4.Заключение
В данной работе было проведено исследование и сравнение двух способов производства тепловой и электрической энергии: их раздельное производство на КЭС и ОК и комбинированное производство на ТЭЦ. В ходе этого исследования был выявлен принцип работы теплоцентрали: замена теплоты, вырабатываемой при раздельной схеме энергосбережения в котельных, отработавшей теплотой, отведенной из теплосилового цикла электростанции. Это приводит к значительной экономии топлива, в чем и заключается основное преимущество теплофикации. К недостаткам теплофикации была отнесена меньшую максимальную мощность ТЭЦ по сравнению с КЭС, а также «привязанность» ТЭЦ к потребителям.5.Список литературы
1. Статья «Теплофикация от тепловых электрических станций-ТЭЦ» http://www.baurum.ru/_library/?cat=heat-consumption&id=40302. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под ред. Гиршфельда В.Я. – М: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.
3. Лекции Ю.И.Шарова по КТиВО ТЭС.
perviydoc.ru
Принцип работы теплоэлектростанций и гидроэлектростанций в России | RuAut
В первые годы советской власти под руководством Ленина был разработан план строительства электростанций и электрофикации России - план ГОЭЛРО. Владимир Ильич назвал этот план второй программой партии. При обсуждении его Ленин говорил: "Коммунизм - это есть советская власть плюс электрофикация всей страны".
Современное производство невозможно представить без электрических двигателей, приводящих в действие различные станки, устройства, автоматические линии. Без электричества не будет работать ни одна автоматизированная система управления технологическим процессом. Широко применяется электричество в сельском хозяйстве, на железнодорожном и городском транспорте. Сегодня электричество постоянный спутник человека. Фабриками электрической энергии являются электростанции. Первенец ГОЭЛРО Волховская ГЭС имела мощность всего 66 000 кВт. А сооруженная в послевоенные годы Волжская гидроэлектростанция имени 22 съезда КПСС имела мощность 2 млн 500 тысяч кВт. Основные типы электростанций: гидравлические и тепловые.
Тепловые электростанции
На тепловой электростанции электроэнергия получается из энергии заключенной в топливе. Основные части тепловой электростанции следующие: топливный склад и устройства для различения угля, паровой котел и турбина с генератором.
Уголь поступает на топливный склад. Специальный механизм - вагоноопракидыватель загружает уголь в бункер. Ленточные транспортеры подают его в шаровую мельницу, где уголь размалывается в пыль. По трубам угольная пыль идет в отдельное отделение, где находятся паровые котлы. Современный паровой котел - это большое сооружение высотой с многоэтажный дом. Вместе с горячим воздухом угольная пыль вдувается в топку котла. В качестве топлива можно применять нефть или газ. В топке котла пыль сгорает в виде факела, при этом выделяется большое количество тепла. Вода в трубах нагревается и превращается в пар. Пар собирается в верхнем барабане котла. Затем он проходит через змеевик, пароперегреватель, где нагревается до температуры 400 - 500 градусов. Из котла перегретый пар по трубопроводу поступает в паровую турбину, установленную в машинном зале электростанции. Паровая турбина - это тепловой двигатель, преобразующий энергию пара в механическую энергию вращения вала. Пар из котла поступает в турбину под большим давлением. В турбине имеется система неподвижных лопаток между которыми расположены лопатки рабочих колес укрепленных на валу. Рассмотрим работу одного из колес. В каналах между рабочими лопатками изменяется направление движение пара, при этом пар действует на лопатки и вращает вал турбины с большой скоростью 3000 оборотов в минуту. Из турбины отработавший пар поступает в конденсатор. В трубках конденсатора циркулирует холодная вода, вода получившаяся из пара питательным насосом снова подается в котел. Механическая энергия турбины преобразуется в электрическую в генераторе, вал которого соединен с валом турбины. Рассмотрим генератор в разрезе. Он состоит из статора и ротора. Постоянный ток от постороннего источника через щетки и кольца проходит по обмотке ротора. При вращении ротора его магнитное поле перетекает в обмотку статора. В обмотках статора индуктируется переменный электрический ток большой мощности. Этот ток поступает на повышающую подстанцию. В соответствии с законом сохранения и превращения энергии, электростанция не создает энергию. Она лишь преобразует заключенную в топливе химическую энергию в энергия пара, которая в свою очередь превращается в механическую энергию и затем уже в электрическую энергию. Коэффициент полезного действия тепловой электростанции составляет примерно 25%. На крупных советских электростанциях работают турбины мощностью 150 - 200 тысяч киловатт. Созданы турбины мощностью 300 тысяч киловатт. Мощные генераторы дают ток десятки тысяч ампер при напряжении порядка 10 000 Вольт. Тепловые электростанции обычно сооружаются там, где имеются запасы топлива. Каменный уголь, газ, торф. Электроэнергия передается по проводам потребителям на сотни километров. Поскольку мощность тока равна произведению силы тока на напряжение, то при малом напряжении сила тока будет очень значительной. Провода сильно нагреются, что приведет к большим потерям электроэнергии. Чтобы сократить потери электроэнергии, можно было бы уменьшить сопротивление проводов, увеличив их сечение. Но тогда пришлось бы израсходовать большое количество металла. Как же этого избежать? Нужно снизить силу тока, увеличив во столько же раз напряжение. Потребуется только обеспечить лучшую изоляцию проводов. Для преобразования тока и напряжения применяются трансформаторы. Они повышают напряжение и соответственно уменьшают силу тока. Мощность же тока остается неизменной. Для дальних электропередач применяется напряжение до 500кВ. Ток высокого напряжения по воздушным линиям передается к месту потребления. Здесь ток поступает на главную понижающую подстанцию, где его напряжение с помощью трансформаторов уменьшается до 6 600 Вольт. От понижающей подстанции по воздушным линиям и подземным кабелям ток поступает на другие подстанции, находящиеся на предприятиях и улицах городов. Тут напряжение еще раз снижается от 6 600 Вольт, до величины применяемой в быту и на производстве.
Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
Для отопления жилых домов и производственных помещений требуется много тепла. Оно может быть получено от теплоэлектроцентралей (ТЭЦ). Это электростанции, которые наряду с электроэнергией отдают значительную часть тепла, расположенным по близости потребителям. Подогрев воды отпускаемой ТЭЦ для отопления и бытовых нужд населения производятся в специальных пароводяных водонагревателях. Рассмотрим схему ТЭЦ. Отработавший пар из турбины поступает в теплообменник. Здесь он конденсируется и конденсат возвращается в котел. Вода, циркулирующая в трубках теплообменника нагревается и насосом подается в теплосеть.
Гидроэлектростанции
Большое внимание уделяется в нашей стране сооружению - гидроэлектростанции. Наличие крупных рек создает благоприятные условия для сооружения мощных гидроэлектростанций. Гидроэнергетические ресурсы нашей страны составляют 420 млн кВт. Электростанция является основной частью гидроузла. В состав гидроузла входит водосливная железобетонная платина для пропуска воды в паводки, земляная платина, судоходный шлюз, волнолом, оросительные и другие сооружения. Платина сооружаемая поперек реки делит ее на верхнюю часть - верхний бьеф, где накапливается вода, и нижнюю часть нижний бьеф. Разность уровня реки между верхним и нижним бьефами, образует напор создаваемый платиной и используемый турбинами. Задержанная платиной вода проходит по каналу в спиральную камеру, охватывающую рабочее колесо гидротурбины. Из спиральной камеры вода с большой скоростью поступает на лопасти рабочего колеса гидротурбины и вращает его. С валом турбины соединен вал ротора генератора. Гидротурбина и генератор образуют гидроагрегат. При работе гидроагрегата механическая энергия превращается в электрическую. Завершив работу в гидротурбине, вода вытекает через канал в нижний бьеф. Для гидроэлектростанций характерен высокий коэффициент полезного действия, они используют более 90% энергии потока воды. Гидроэлектростанции не потребляют топлива. Их обслуживает малочисленный персонал. Все это снижает себестоимость электроэнергии. Как и тепловая, гидравлическая электростанция не создает энергию, она лишь преобразует механическую энергию в электрическую. Из генераторов электрический ток подается на трансформаторы повышающей подстанции, а оттуда по высоковольтным линиям электропередачи дальним потребителям. У плотины гидроэлектростанции создается водохранилище, где накапливается большое количество воды, обеспечивающее работу ГЭС в течение всего года. Гидроэлектростанция использует энергию лишь определенного участка реки. Для более полного использования энергии реки строят каскад электростанций. Так называется несколько электростанций расположенных одна за другой.
Высоковольтные линии электропередачи связывают между собой тепловые и гидроэлектрические электростанции, объединяя их в энергосистему. Гидроэлектростанции вполне используют паводки и отдают в эти периоды наибольшее количество электроэнергии, а тепловые электростанции могут производить в этот период ремонт котлов и турбин. В случае аварийного отключения одной из станций, другие станции энергосистемы принимают на себя ее электрическую нагрузку. Управление агрегатами системами происходит централизованно из диспетчерского пункта. После пуска двух сверхмощных гидроэлектростанций на Волге, была создана единая энергосистема европейской части советского союза.
ruaut.ru
Видеоматериалы
Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше
Подробнее...С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей
Подробнее...Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе
Подробнее...Актуальные темы
ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год
Подробнее...Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год
Подробнее...
КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
