Принципы устройства тепловых электрических станций

В настоящее время существует два типа ТЭС: конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ). Принципиальная схема конденсационной электростанции показана на рис. 2.2.

Принцип работы ТЭС

.

В гонку котла (Кт) поступает топливо и подогретый воздух. Образовавшиеся при сгорании топлива газы отсасываются из котла и выбрасываются наружу дымососом (высота дымовых груб составляет

  • 100.. .250 м). Пар из котла при температуре 400...650°С с давлением
  • 3.. .30 МПа подается в паровую турбину (Т), где, проходя ряд ступеней, выполняет механическую работу - вращает турбину и жестко связанный с ней ротор генератора. Отработанный пар конденсируется в конденсаторе (^-теплообменнике. Источниками холодной воды (для охлаждения пара) служат реки, озера, традирни, брызгагельные бассейны. Конденсат поступает в диаэрагор (Др), где происходит удаление из него газов: в первую очередь, кислорода, вызывающего активную коррозию труб котла. Дополнительно в диаэратор подается химически очищенная вода (ХОВ). Питательная вода перед подачей в котел предварительно подогревается.
Схема КЭС

Рис. 2.2. Схема КЭС:

Э - экономайзер; ПН, КП, ЦП - питательный, конденсационный, циркуляционный насосы

Пропуск основного количества пара через конденсатор приводит к тому, что значительная часть тепловой энергии (до 70%) бесполезно уносится циркуляционной водой.

КЭС размешают вблизи источников энергоресурсов (угля, газа, мазута). Единичная мощность блоков (агрегатов) составляет 500... 1200 МВт, тогда как мощность ЭС равна 2000...3600 МВт. Особенность КЭС - низкая маневренность блоков. Гак, разворот турбины и набор наг рузки блоком из «холодного состояния» составляет от 3 до 10 ч.

Тепловой баланс КЭС приведен на рис. 2.3.

Тепловой баланс КЭС Главным недостатком КЭС является ее малый КПД

Рис. 2.3. Тепловой баланс КЭС Главным недостатком КЭС является ее малый КПД.

Теплоэлектроцентрали выполняют по такому же принципу, что и КЭС, но при этом чаеть отработанного поеле турбины пара отводитея к еетевым подогревателям (СИ).

Потребители получают тепло от сетевых подогревателей (СИ). Чем больше отбор пара из котла на цели теплофикации, тем меньше тепла уходит с циркуляционной водой, и КПД станции будет больше.

ТЭЦ строят вблизи потребителей тепла и поэтому они работают на привозном топливе, большая часть ЭЭ потребляется в прилегающем районе. ТЭЦ по КПД намного превосходят КЭС (у КЭС КПД - 25...40 %, ТЭЦ - 60...70 %).

Конструктивная схема КЭС показана на рис. 2.4.

Схема конденсационной электростанции, работающей на угле

Рис. 2.4. Схема конденсационной электростанции, работающей на угле:

I - топливный бункер; 2 - устройство пылеприготовления; 3 - подача воздуха;

  • 4 — топка котла; 5 - барабан; б — конвективная шахта котла; 7 - дымовая труба;
  • 8 — ЧВД турбины; 9 - ЧНД турбины; К) - электрогенератор; 11 - сборные шины электростанции; 12 - водоем; 13 - насос; 14 - конденсатор; 15 - питательный насос

Рабочий процесс паротурбинной ЭС основан на идеальном цикле Ренкина, (рис. 2.5), в котором теплота подводится и отводитея при постоянном давлении рабочего тела. Параметры свежею пара на входе /?о, /о соответствуют точке /; линия 1-2 изображает процесс расширения пара в турбине. Конечные параметры пара рк и /к соответствуют точке 2. Здесь тепловыделение /7а =/0-/к (изменение энтальпии пара в этом процессе называют адиабатным тепловыделением), этот процесс и есть работа, совершаемая паром в турбине. Линия 2-3 изображает процесс конденсации отработанного пара в конденсаторе. Количество отводимой теплоты qK = /к -ctK , где ctK называют энтальпией пара конденсата (часть теплоты остается в конденсате). Линия 3-4 изображает процесс сжатия воды насосами до начального давления. Линия 4-5-6-1 изображает последовательно процессы нагревания, испарения и перегрева воды в конденсаторе до начальной температуры. Термический КПД цикла Ренкина вычисляется по формуле

В действительном цикле расширение пара в турбине происходит по линии 1-2', т. е. используется только часть тепловыделения, AqK - внутренние потери энергии в турбине.

Нар при температуре 600 °С и давлении 30 МПа передается в сопла диафрагм турбины, выполняющих роль преобразователя внутренней энергии пара в кинет ическую энергию упорядоченного движения молекул.

Тепловая диаграмма цикла Ренкина

Рис. 2.5. Тепловая диаграмма цикла Ренкина

Газотурбинные установки (/ТУ)

ГТУ в качестве рабочего тела используют смесь продуктов сгорания с воздухом или нагретый воздух при большом давлении и высокой температуре. Тепловая энергия газов превращается в кинетическую энергию вращения ротора турбины. Но принципу преобразования энергии Г'ГУ не отличаются от паровых ЭС. Схема ГТУ показана на рис. 2.6.

Схема газотурбинной установки

Рис. 2.6. Схема газотурбинной установки

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >