OMLADINA I SPORT UKRAJINE

YU.A. GICHEV

TERMOELEKTRANE

Chastb I

Dnjepropetrovsk NMetAU 2011

MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE,

OMLADINA I SPORT UKRAJINE

NACIONALNA METALURŠKA AKADEMIJA UKRAINE

YU.A. GICHEV

TERMOELEKTRANE

Chastb I

Ill 23. Bibliografija: 4 imena.

Odgovoran za izdavanje, dr. tech. nauka, prof.

Recenzenti: , Dr. tech. nauka, prof. (DNURT)

Cand. tech. nauka, vanr. (NMetAU)

Akademija Ukrajine, 2011

UVOD………………………………………………………………………………………..4

1 OPĆE INFORMACIJE O TERMOELEKTRANAMA…………………5

1.1 Definicija i klasifikacija elektrana………………………….5

1.2 Tehnološka šema termoelektrane…………………………………8

1.3 Tehničko-ekonomski pokazatelji TE………………………………….11

1.3.1 Energetski indikatori…………………………………….11

1.3.2 Ekonomski pokazatelji…………………………………….13

1.3.3 Indikatori učinka………………………………….15

1.4 Zahtjevi za TPP………………………………………16

1.5 Karakteristike industrijskih termoelektrana………………16

2 IZGRADNJA TERMIČKIH ŠEMA TE……………………………………………17

2.1 Opći koncepti termičkih shema……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………….

2.2 Početni parametri pare…………………………………………………………….18

2.2.1 Početni tlak pare………………………………………….18

2.2.2 Početna temperatura pare…………………………………...20

2.3 Zagrijavanje pare…………………………………………..22

2.3.1 Energetska efikasnost dogrijavanja...24

2.3.2 Pritisak ponovnog zagrijavanja…………………………26

2.3.3 Tehnička implementacija dogrijavanja……27

2.4 Konačni parametri pare………………………………………………….29

2.5 Regenerativno grijanje napojne vode………………………………30

2.5.1 Energetska efikasnost regenerativnog grijanja..30

2.5.2 Tehnička implementacija regenerativnog grijanja......34

2.5.3 Regenerativna temperatura grijanja napojne vode..37

2.6 Izgradnja termičkih šema termoelektrana na osnovu glavnih tipova turbina……..39

2.6.1 Izgradnja termičke šeme na bazi turbine "K"…………...39

2.6.2 Izgradnja termičke šeme bazirane na turbini "T"…………..41

LITERATURA…………………………………………………………………………44

UVOD

Disciplina "Termoelektrane" iz više razloga ima poseban značaj među disciplinama koje se čitaju za specijalnost 8 (7). - termoenergetika.

Prvo, sa teorijske tačke gledišta, disciplina akumulira znanja koja su studenti stekli u gotovo svim glavnim dosadašnjim disciplinama: „Gorivo i njegovo sagorevanje“, „Kotlovska postrojenja“, „Kompresori i toplotni motori“, „Izvori snabdevanja toplotom za industrijska preduzeća", "Prečišćavanje gasa" i dr.

Drugo, sa praktične tačke gledišta, termoelektrane (TE) su integrisano energetsko preduzeće koje uključuje sve glavne elemente energetske ekonomije: sistem za pripremu goriva, kotlarnicu, turbinu, sistem za konverziju i snabdevanje. toplotne energije do eksternih potrošača, sistema za korišćenje i neutralisanje štetnih emisija.

Treće, sa industrijskog gledišta, termoelektrane su dominantna preduzeća za proizvodnju električne energije u domaćem i stranom energetskom sektoru. Termoelektrane čine oko 70% instalisanih kapaciteta za proizvodnju električne energije u Ukrajini, a uzimajući u obzir nuklearne elektrane, gdje se također primjenjuju tehnologije parnih turbina, instalirani kapacitet je oko 90%.

Bilješke sa predavanja su izrađene u skladu sa programom rada i nastavnim planom i programom za specijalnost 8(7). - termoenergetika i kao glavne teme obuhvata: opšte informacije o termoelektranama, principe za izradu termo šema elektrana, izbor opreme i proračun termo šema, raspored opreme i rad termoelektrana.

Disciplina "Termoelektrane" doprinosi sistematizaciji stečenog znanja studenata, proširenju njihovih profesionalnih horizonata i može se koristiti u nastavi iz niza drugih disciplina, kao i u izradi diplomskih radova specijalista i magistarskih studija. teze.

1 OPĆE INFORMACIJE O TERMOELEKTRANAMA

1.1 Definicija i klasifikacija elektrana

Elektrana- energetsko preduzeće dizajnirano za pretvaranje različitih vrsta goriva i energetskih resursa u električnu energiju.

Glavne opcije za klasifikaciju elektrana:

I. U zavisnosti od vrste pretvorenih izvora goriva i energije:

1) termoelektrane (TE), u kojima se električna energija dobija pretvaranjem ugljovodoničnih goriva (ugalj, prirodni gas, mazut, gorivi VER i drugo);

2) nuklearne elektrane (NPP) u kojima se električna energija dobija pretvaranjem atomske energije u nuklearno gorivo;

3) hidroelektrane (HE), u kojima se električna energija dobija pretvaranjem mehaničke energije toka prirodnog izvora vode, prvenstveno rijeka.

Ova opcija klasifikacije može uključivati i elektrane koje koriste netradicionalne i obnovljive izvore energije:

solarne elektrane;

geotermalne elektrane;

vjetroelektrane;

· plimne elektrane i drugo.

II. Za ovu disciplinu zanimljiva je detaljnija klasifikacija termoelektrana koje se, ovisno o vrsti toplinskih motora, dijele na:

1) parnoturbinske elektrane (STP);

2) gasnoturbinske elektrane (GTP);

3) elektrane sa kombinovanim ciklusom (CGE);

4) elektrane na motore sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE).

Među ovim elektranama dominiraju elektrane na parne turbine, koje čine preko 95% ukupne instalisane snage TE.

III. Ovisno o vrsti energenata koji se isporučuju vanjskom potrošaču, parnoturbinske elektrane se dijele na:

1) kondenzacione elektrane (CPP) koje eksternom potrošaču isporučuju samo električnu energiju;

2) kombinovane toplotne i elektrane (CHP) koje snabdevaju spoljne potrošače toplotnom i električnom energijom.

IV. U zavisnosti od namjene i resorne podređenosti, elektrane se dijele na:

1) regionalne elektrane, koje su projektovane za snabdevanje električnom energijom svih potrošača u regionu;

2) industrijske elektrane koje su u sastavu industrijskih preduzeća i projektovane su za snabdevanje električnom energijom prvenstveno potrošača preduzeća.

V. U zavisnosti od trajanja korišćenja instalisanog kapaciteta tokom godine, elektrane se dele na:

1) osnovni (B): 6000 ÷ 7500 h/god, odnosno preko 70% trajanja godine;

2) poluosnovni (P/B): 4000÷6000 h/god, 50÷70%;

3) poluvršni (P/P): 2000÷4000 h/god, 20÷50%;

4) vrhunac (P): do 2000 h/god, do 20% trajanja godine.

Ova opcija klasifikacije može se ilustrirati na primjeru grafikona trajanja električnih opterećenja:

Slika 1.1 - Grafikon trajanja električnih opterećenja

VI. U zavisnosti od pritiska pare koja ulazi u turbine, parnoturbinske termoelektrane se dele na:

1) nizak pritisak: do 4 MPa;

2) srednji pritisak: do 9 - 13 MPa;

3) visoki pritisak: do 25 - 30 MPa, uključujući:

● subkritični pritisak: do 18 - 20 MPa

● kritični i superkritični pritisak: preko 22 MPa

VII. U zavisnosti od snage, parnoturbinske elektrane se dele na:

1) elektrane niskog kapaciteta: ukupne instalisane snage do 100 MW sa jediničnim kapacitetom instalisanih turbogeneratora do 25 MW;

2) srednja snaga: ukupna instalisana snaga do 1000 MW sa jediničnom snagom instalisanih turbogeneratora do 200 MW;

3) velika snaga: ukupna instalisana snaga je preko 1000 MW sa jediničnom snagom instaliranih turbogeneratora preko 200 MW.

VIII. Ovisno o načinu spajanja parogeneratora na turbogeneratore, termoelektrane se dijele na:

1) centralizovane (neblok) termoelektrane, u kojima para iz svih kotlova ulazi u jedan centralni parovod, a zatim se distribuira po turbogeneratorima (vidi sliku 1.2);

1 – generator pare; 2 - parna turbina; 3 - centralni (glavni) parovod; 4 – kondenzator parne turbine; 5 - električni generator; 6 - transformator.

Slika 1.2 – Šematski dijagram centralizovane (neblok) TE

2) blok termoelektrane, u kojima je svaki od instaliranih parogeneratora povezan sa dobro definisanim turbogeneratorom (vidi sliku 1.3).

1 – generator pare; 2 - parna turbina; 3 – međupregrijač; 4 – kondenzator parne turbine; 5 - električni generator; 6 - transformator.

Slika 1.3 - Šematski dijagram blok TE

Za razliku od neblok dijagrama TE, on zahtijeva manje kapitalne troškove, lakši je za rad i stvara uvjete za potpunu automatizaciju parnoturbinskog postrojenja elektrane. U blok dijagramu je smanjen broj cjevovoda i obima proizvodnje stanice za postavljanje opreme. Kada se koristi međupregrijavanje pare, upotreba blok dijagrama je obavezna, jer u suprotnom nije moguće kontrolisati protok pare koji se oslobađa iz turbine za pregrijavanje.

1.2 Tehnološka šema termoelektrane

Tehnološka shema prikazuje glavne dijelove elektrane, njihov odnos i, shodno tome, prikazuje redoslijed tehnoloških operacija od trenutka isporuke goriva u stanicu do isporuke električne energije potrošaču.

Kao primjer, slika 1.4 prikazuje dijagram toka procesa za elektranu s parnom turbinom na prah. Ova vrsta TE preovladava među operativnim osnovnim termoelektranama u Ukrajini i inostranstvu.

Sunce - potrošnja goriva na stanici; Dp. d) je učinak generatora pare; Ds. n. – uslovna potrošnja pare za sopstvene potrebe stanice; Dt - protok pare u turbinu; Evyr - količina proizvedene električne energije; Esn - potrošnja električne energije za vlastite potrebe stanice; Eop - količina električne energije koja se isporučuje vanjskom potrošaču.

Slika 1.4 - Primjer tehnološke sheme parnoturbinske elektrane na prah

Uobičajeno je da se tehnološka šema TE podijeli na tri dijela, koji su na slici 1.4 označeni isprekidanim linijama:

I … Put goriva-gas-vazduh, koji uključuje:

1 – ekonomičnost goriva (uređaj za istovar, skladište sirovog uglja, postrojenja za drobljenje, bunkeri za drobljeni ugalj, dizalice, transporteri);

2 – sistem za usitnjavanje (mlinovi za ugalj, fini ventilatori, bunkeri za ugljenu prašinu, hranilice);

3 – ventilator za dovod vazduha za sagorevanje goriva;

4 – generator pare;

5 – čišćenje gasa;

6 - dimovod;

7 - dimnjak;

8 – baguer pumpa za transport mešavine hidropepela i šljake;

9 – nabavka mješavine hidropepela i šljake za odlaganje.

Općenito, put gorivo-gas-vazduh uključuje Dodatna oprema: ekonomičnost goriva, sistem za pripremu prašine, uređaj za ispuhivanje, dimovodni kanali kotlova i sistem za uklanjanje pepela i šljake.

II … Parni put, koji uključuje:

10 - parna turbina;

11 – kondenzator parne turbine;

12 - cirkulaciona pumpa sistema za dovod vode za hlađenje kondenzatora;

13 – rashladni uređaj reverznog sistema;

14 - snabdevanje dodatnom vodom, nadoknađujući gubitke vode u cirkulacionom sistemu;

15 – nabavka sirove vode za pripremu hemijski prečišćene vode, kojom se nadoknađuje gubitak kondenzata na stanici;

16 - hemijski tretman vode;

17 – pumpa za hemijsku obradu vode koja dovodi dodatnu hemijski tretiranu vodu u struju kondenzata ispušne pare;

18 – pumpa za kondenzat;

19 – regenerativni niskotlačni bojler napojne vode;

20 - odzračivač;

21 - pumpa za napajanje;

22 – regenerativni visokotlačni bojler napojne vode;

23 – drenažne pumpe za odvođenje kondenzata grejne pare iz izmenjivača toplote;

24 – regenerativna ekstrakcija pare;

25 - Srednji pregrijač.

Općenito, put pare i vode uključuje: parovodni dio kotla, turbina, kondenzatni agregat, sistemi za pripremu rashladne cirkulacione vode i dodatno hemijski tretirane vode, sistem za regenerativno zagrevanje napojne vode i odzračivanje napojne vode.

III … Električni dio koji uključuje:

26 – električni generator;

27 - pojačani transformator za električnu energiju koja se isporučuje vanjskom potrošaču;

28 - sabirnice otvorenog razvodnog uređaja elektrane;

29 – transformator za električnu energiju za sopstvene potrebe elektrane;

30 - sabirnice razvodnog uređaja električne energije vlastitih potreba.

Dakle, električni dio uključuje: generator, transformatori i razvodne sabirnice.

1.3 Tehnički i ekonomski pokazatelji TE

Tehnički i ekonomski pokazatelji TE su podijeljeni u 3 grupe: energetske, ekonomske i operativne, koje su, respektivno, dizajnirane za procjenu tehničkog nivoa, efikasnosti i kvaliteta rada postrojenja.

1.3.1 Energetske performanse

Glavni energetski indikatori TE uključuju: k.p.d. elektrane (), specifična potrošnja topline (), specifična potrošnja goriva za proizvodnju električne energije ().

Ovi indikatori se nazivaju indikatori termičke efikasnosti stanice.

Prema rezultatima stvarnog rada elektrane, efikasnost određuje se odnosima:

; (1.1)

; (1.2)

Prilikom projektovanja elektrane i za analizu njenog rada, efikasnost određuju proizvodi koji uzimaju u obzir efikasnost. pojedinačni elementi stanice:

gdje je ηkot, ηturbo – efikasnost kotlovnice i turbinske radnje;

ηt. p. - k.p.d. toplotni tok, koji uzima u obzir gubitke toplote od strane nosača toplote unutar stanice usled prenosa toplote u okolinu kroz zidove cevovoda i curenja toplotnog nosača, ηt. n. = 0,98 ... 0,99 (up. 0,985);

esn je udio električne energije utrošene za vlastite potrebe elektrane (električni pogon u sistemu pripreme goriva, pogon vučne opreme kotlarnice, pogon pumpe itd.), esn = Esn/Evyr = 0,05…0,10 (usp. 0,075);

qsn je udio potrošnje topline za vlastite potrebe (hemijski tretman vode, odzračivanje napojne vode, rad parnih ejektora koji obezbjeđuju vakuum u kondenzatoru, itd.), qsn = 0,01…0,02 (up. 0,015).

K. p.d. kotlarnica se može predstaviti kao k.p.d. generator pare: ηcat = ηp. d. = 0,88…0,96 (up. 0,92)

K. p.d. turbinska radnja se može predstaviti kao apsolutna električna efikasnost. turbogenerator:

ηturb = ηt. g. = ηt ηoi ηm, (1.5)

gdje je ηt toplinska efikasnost. ciklus parnoturbinskog postrojenja (odnos iskorišćene toplote i isporučene toplote), ηt = 0,42…0,46 (up. 0,44);

ηoi je interna relativna efikasnost. turbine (uzimajući u obzir gubitke unutar turbine zbog trenja pare, prelivanja, ventilacije), ηoi = 0,76…0,92 (up. 0,84);

ηm - elektromehanička efikasnost, koja uzima u obzir gubitke u prijenosu mehaničke energije od turbine do generatora i gubitke u samom električnom generatoru, ηeng = 0,98 ... 0,99 (up. 0,985).

Uzimajući u obzir proizvod (1.5), izraz (1.4) za efikasnost neto elektrana ima oblik:

ηsnet = ηpg ηt ηoi ηm ηtp (1 – esn) (1 – qsn); (1.6)

a nakon zamjene prosječne vrijednosti će biti:

ηsnet = 0,92 0,44 0,84 0,985 0,985 (1 - 0,075) (1 - 0,015) = 0,3;

Općenito, za elektranu, efikasnost neto promjene unutar: ηsnet = 0,28…0,38.

Specifična potrošnja topline za proizvodnju električne energije određena je omjerom:

, (1.7)

gdje je Qfuel toplina dobivena sagorijevanjem goriva .

; (1.8)

gdje je rn normativni koeficijent efikasnosti kapitalnih ulaganja, godina-1.

Recipročna vrijednost pH daje period povrata, na primjer, pri pH = 0,12 godina-1, period povrata će biti:

Ovi troškovi se koriste za odabir najekonomičnije opcije za izgradnju nove ili rekonstrukciju postojeće elektrane.

1.3.3 Performanse

Indikatori učinka ocjenjuju kvalitet rada elektrane, a posebno uključuju:

1) faktor broja zaposlenih (broj uslužnog osoblja po 1 MW instalirane snage postrojenja), W (osoba/MW);

2) faktor iskorištenosti instalisane snage elektrane (odnos stvarne proizvodnje električne energije i maksimalno moguće proizvodnje)

; (1.16)

3) broj sati korišćenja instalisanog kapaciteta

4) faktor raspoloživosti opreme i faktor tehničke iskorišćenosti opreme

; (1.18)

Faktori spremnosti opreme za kotlovske i turbinske radnje su: Kgotkot = 0,96…0,97, Kgotturb = 0,97…0,98.

Koeficijent iskorišćenosti opreme za termoelektrane je: KispTES = 0,85 ... 0,90.

1.4 Zahtjevi za TPP

Zahtjevi za TE su podijeljeni u 2 grupe: tehnički i ekonomski.

Tehnički zahtjevi uključuju:

Pouzdanost (neprekidno napajanje u skladu sa zahtjevima potrošača i rasporedom elektrodistribucije);

Upravljivost (sposobnost brzog povećanja ili uklanjanja opterećenja, kao i pokretanja ili zaustavljanja jedinica);

· termička efikasnost (maksimalna efikasnost i minimalna specifična potrošnja goriva za različite režime rada postrojenja);

· ekološka prihvatljivost (minimalne štetne emisije u životnu sredinu i ne prekoračenje dozvoljenih emisija u različitim režimima rada stanice).

Ekonomski zahtjevi svode se na minimalne troškove električne energije, uz poštovanje svih tehničkih zahtjeva.

1.5 Karakteristike industrijskih termoelektrana

Među glavnim karakteristikama industrijskih termoelektrana su:

1) dvosmjerna komunikacija elektrane sa glavnim tehnološkim radnjama (elektrana obezbjeđuje električno opterećenje tehnoloških radnji i u skladu sa potrebom mijenja dovod električne energije, a trgovine su u nekim slučajevima izvori termalni i zapaljivi OIE koji se koriste u elektranama);

2) zajedništvo niza sistema elektrana i tehnoloških radnji preduzeća (snabdevanje gorivom, vodosnabdevanje, transportni objekti, baza za popravku, što smanjuje troškove izgradnje stanice);

3) prisustvo u industrijskim elektranama, pored turbogeneratora, turbokompresora i turbopuhača za snabdevanje procesnih gasova radionica preduzeća;

4) prevlast termoelektrana (CHP) među industrijskim elektranama;

5) relativno mali kapacitet industrijskih termoelektrana:

70…80%, ≤ 100 MW.

Industrijske termoelektrane obezbjeđuju 15 ... 20% ukupne proizvodnje električne energije.

2 IZGRADNJA TERMIČKIH ŠEMA TE

2.1 Opšti koncepti termičkih šema

Termalne šeme se odnose na parno-vodne staze elektrana i pokazuju :

1) relativni položaj glavne i pomoćne opreme stanice;

2) tehnološko povezivanje opreme kroz vodove cevovoda nosača toplote.

Termalne šeme se mogu podijeliti u 2 tipa:

1) fundamentalni;

2) raspoređeni.

U shematskim dijagramima oprema je prikazana u mjeri potrebnoj za proračun toplinskog kruga i analizu rezultata proračuna.

Na osnovu šematskog dijagrama rješavaju se sljedeći zadaci:

1) odrediti brzine protoka i parametre nosača toplote u različitim elementima kola;

2) bira opremu;

3) razviti detaljne termičke šeme.

Proširene termalne šeme uključuje svu opremu stanice, uključujući rezervnu, sve cjevovode stanice sa zapornim i kontrolnim ventilima.

Na osnovu detaljnih šema rješavaju se sljedeći zadaci:

1) međusobno postavljanje opreme u projektovanju elektrana;

2) izvođenje radnih crteža tokom projektovanja;

3) rad stanica.

Izradi termičkih šema prethodi rješavanje sljedećih pitanja:

1) izbor tipa postrojenja, koji se vrši na osnovu vrste i broja očekivanih energetskih opterećenja, odnosno IES ili CHP;

2) utvrđuje električnu i toplotnu snagu stanice u celini i snagu njenih pojedinih blokova (agregata);

3) izabrati početne i krajnje parametre pare;

4) utvrdi potrebu za međupregrijavanjem pare;

5) biraju tipove parnih generatora i turbina;

6) izradi šemu regenerativnog zagrevanja napojne vode;

7) kombinovati glavna tehnička rješenja prema termičkoj šemi (kapacitet agregata, parametri pare, tip turbina) sa nizom pomoćnih pitanja: priprema dodatne hemijski tretirane vode, odzračivanje vode, korištenje vode za izduvavanje pare, pogon napojnih pumpi i dr.

Na razvoj termičkih shema uglavnom utiču 3 faktora:

1) vrednost početnih i konačnih parametara pare u parnoturbinskom postrojenju;

2) međupregrijavanje pare;

3) regenerativno zagrevanje napojne vode.

2.2 Početni parametri pare

Početni parametri pare su pritisak (P1) i temperatura (t1) pare uzvodno od zapornog ventila turbine.

2.2.1 Početni pritisak pare

Početni pritisak pare utiče na efikasnost. elektrane i, prije svega, kroz termičku efikasnost. ciklusa parnoturbinskog postrojenja, koji pri određivanju efikasnosti. elektrana ima minimalnu vrijednost (ηt = 0,42…0,46):

Za određivanje termičke efikasnosti. može biti korišteno iS- dijagram vodene pare (vidi sliku 2.1):

(2.2)

gdje je Nad adijabatski gubitak topline pare (za idealan ciklus);

qsubv - količina toplote dovedena u ciklus;

i1, i2 – entalpija pare prije i poslije turbine;

i2" je entalpija kondenzata pare ispuštene u turbini (i2" = cpt2).

Slika 2.1 - Definicija toplotne efikasnosti.

Rezultati proračuna po formuli (2.2) daju sljedeće vrijednosti efikasnosti:

ηt, razlomci jedinica

Ovdje su 3,4 ... 23,5 MPa standardni pritisci pare usvojeni za elektrane na parne turbine u energetskom sektoru Ukrajine.

Iz rezultata proračuna proizilazi da sa povećanjem početnog pritiska pare, vrednost efikasnosti povećava. zajedno sa tim, povećanje pritiska ima niz negativnih posljedica:

1) s povećanjem tlaka, volumen pare se smanjuje, površina protoka puta turbine i dužina lopatica se smanjuju i, posljedično, povećavaju se tokovi pare, što dovodi do smanjenja unutrašnje relativne efikasnosti . turbine (ηoí);

2) povećanje pritiska dovodi do povećanja gubitaka pare kroz krajnje zaptivke turbine;

3) povećanje potrošnje metala za opremu i povećanje troškova parnoturbinskog postrojenja.

Da eliminišemo negativan uticaj uz povećanje pritiska treba povećati i snagu turbine, što osigurava :

1) povećanje potrošnje pare (isključuje smanjenje površine protoka u turbini i dužine lopatica);

2) smanjuje relativno izbacivanje pare kroz mehaničke zaptivke;

3) povećanje tlaka zajedno s povećanjem snage omogućava da cjevovodi budu kompaktniji i da se smanji potrošnja metala.

Optimalni odnos između početnog pritiska pare i snage turbine, dobijen na osnovu analize rada pogonskih elektrana u inostranstvu, prikazan je na slici 2.2 (optimalni odnos je označen šrafurom).

Slika 2.2 – Odnos snage turbogeneratora (N) i početnog pritiska pare (P1).

2.2.2 Početna temperatura pare

Sa povećanjem početnog pritiska pare raste i sadržaj vlage pare na izlazu iz turbine, što je ilustrovano grafikonima na iS - dijagramu (vidi sliku 2.3).

P1 > P1" > P1"" (t1 = const, P2 = const)

x2< x2" < x2"" (y = 1 – x)

y2 > y2" > y2""

Slika 2.3 - Priroda promjene konačnog sadržaja vlage pare sa povećanjem početnog pritiska pare.

Prisustvo parne vlage povećava gubitke zbog trenja, smanjuje unutrašnju relativnu efikasnost. i uzrokuje eroziju lopatica i drugih elemenata protočnog puta turbine, što dovodi do njihovog uništenja.

Maksimalna dozvoljena vlažnost pare (y2dop) zavisi od dužine lopatica (ll); Na primjer:

ll ≤ 750…1000 mm y2perm ≤ 8…10%

ll ≤ 600 mm y2adm ≤ 13%

Da bi se smanjila vlažnost pare, uz povećanje pritiska pare, trebalo bi povećati njenu temperaturu, što je ilustrovano na slici 2.4.

t1 > t1" > t1"" (P2 = konst)

x2 > x2" > x2"" (y = 1 - x)

y2< y2" < y2""

Slika 2.4 - Priroda promjene konačnog sadržaja vlage pare s povećanjem početne temperature pare.

Temperatura pare je ograničena otpornošću na toplinu čelika od kojeg su napravljeni pregrijač, cjevovodi i elementi turbine.

Moguće je koristiti čelike 4 klase:

1) ugljenični i manganski čelici (sa graničnom temperaturom tpr ≤ 450…500°S);

2) hrom-molibden i hrom-molibden-vanadijum čelik klase perlita (tpr ≤ 570…585°S);

3) visokohromirani čelici martenzit-feritne klase (tpr ≤ 600…630°S);

4) nerđajući hrom-nikl čelici austenitne klase (tpr ≤ 650…700°S).

Prilikom prelaska iz jedne klase čelika u drugu, cijena opreme se dramatično povećava.

Klasa čelika

Relativni trošak

U ovoj fazi, sa ekonomskog stanovišta, svrsishodno je koristiti perlitni čelik sa radnom temperaturom tr ≤ 540°C (565°C). Martenzitno-feritni i austenitni čelici dovode do naglog povećanja cijene opreme.

Takođe treba napomenuti uticaj početne temperature pare na termičku efikasnost. ciklus parne turbine. Povećanje temperature pare dovodi do povećanja termičke efikasnosti:

Tehnološki proces pretvaranja sirovine (goriva) u finalni proizvod (električnu energiju) ogleda se u tehnološkim šemama elektrana.

Tehnološka shema termoelektrane na ugalj , prikazano na slici 3.4. To je složen skup međusobno povezanih puteva i sistema: sistem pripreme prašine; sistem dovoda goriva i paljenja (put goriva); sistem za uklanjanje šljake i pepela; put gas-vazduh; sistem parne vode, uključujući parno-vodni kotao i turbinsko postrojenje; sistem za pripremu i opskrbu dodatnom vodom za nadoknađivanje gubitaka napojne vode; tehnički vodovodni sistem za hlađenje parom; sistem mrežnih instalacija za grijanje vode; elektroenergetski sistem, uključujući sinhroni generator, pojačani transformator, visokonaponsku rasklopnu opremu itd.

Ispod je kratak opis glavnih sistema i trakta tehnološke šeme TE na primjeru CHP na ugalj.

Rice. 3.3. Tehnološka shema elektrane na prah

1. Sistem za pripremu prašine. put goriva. Dostava čvrstog goriva se vrši željeznicom u specijalnim gondolama 1 (Vidi sliku 3.4). Na željezničkim vagama vagaju se gondole s ugljem. Zimi se gondole sa ugljem prolaze kroz staklenik za odmrzavanje, u kojem se zidovi gondole zagrijavaju zagrijanim zrakom. Zatim se gondola gura u uređaj za istovar - auto kiper 2 , u kojem se rotira oko uzdužne ose pod uglom od oko 180 0 ; ugalj se izbacuje na rešetke koje pokrivaju prijemne rezervoare. Ugalj iz bunkera se hranilicama dovodi na transporter 4 , kroz koje ulazi ili u skladište uglja 3 , ili kroz odjel za drobljenje 5 u kotlarnici bunkera na sirovi ugalj 6 , koji se može isporučiti i iz skladišta uglja.

Iz postrojenja za drobljenje gorivo ulazi u bunker sirovog uglja 6 , a odatle preko dovoda do mlinova za prah 7 . Ugljena prašina se prenosi pneumatski kroz separator 8 i ciklon 9 do bunkera za ugljenu prašinu 10 , a odatle hranilice 11 isporučuje se na gorionike. Vazduh iz ciklona usisava ventilator mlina 12 i dovodi u komoru za sagorevanje kotla 13 .

Cijeli ovaj put goriva, zajedno sa skladištem uglja, pripada sistemu snabdijevanja gorivom, koji održava osoblje odjeljenja za gorivo i transport TE.

Kotlovi na praškasti ugalj također moraju imati početno gorivo, obično lož ulje. Lož ulje se isporučuje u željezničkim cisternama, u kojima se prije ispuštanja zagrijava parom. Uz pomoć pumpi prvog i drugog uspona, dovodi se do uljnih mlaznica. Početno gorivo može biti i prirodni gas koji dolazi iz gasovoda preko gasne kontrolne stanice do gasnih gorionika.

U termoelektranama koje koriste naftno-gasno gorivo, ekonomičnost goriva je znatno pojednostavljena u odnosu na termoelektrane na prah. Skladište uglja, odjel za drobljenje, transportni sistem, bunkeri za sirovi ugalj i prašinu, kao i sistemi za sakupljanje i uklanjanje pepela postaju nepotrebni.

2. Gasni put. Sistem za uklanjanje pepela. Vazduh potreban za sagorevanje dovodi se u dovod vazduha

grijalice na parni kotao sa ventilatorom 14 . Vazduh se obično uzima iz gornjeg dela kotlarnice i (kod parnih kotlova velikog kapaciteta) sa spoljašnje strane kotlarnice.

Gasovi koji nastaju tokom sagorevanja u komori za sagorevanje, nakon izlaska iz nje, prolaze uzastopno kroz gasne kanale kotlovskog postrojenja, gde se u pregrejaču (primarnom i sekundarnom, ako se sprovodi ciklus sa dogrevanjem pare) i ekonomajzeru vode, odaju toplotu radnom fluidu, a grejač vazduha onom koji se dovodi u vazduh parnog kotla. Zatim u kolektorima pepela (elektrostatičkim filterima) 15 plinovi se čiste od letećeg pepela i kroz dimnjak 17 usisivači dima 16 ispuštaju se u atmosferu.

Šljaka i pepeo koji padaju ispod komore za sagorevanje, grejača vazduha i kolektora pepela se ispiru vodom i kroz kanale dovode do bager pumpi 33 koji ih pumpaju na deponije pepela.

3. Steam path. Pregrijana para iz parnog kotla u pregrijaču 13 kroz parovode i sistem mlaznica ulazi u turbinu 22 .

Kondenzat iz kondenzatora 23 turbine se napajaju kondenzatnim pumpama 24 preko niskotlačnih regenerativnih grijača 18 do odzračivača 20 u kojoj se voda dovede do ključanja; istovremeno se oslobađa od agresivnih gasova O 2 i CO 2 rastvorenih u njemu, što sprečava koroziju na putu para-voda. Voda se napaja iz deaeratora pomoću napojnih pumpi. 21 kroz visokotlačne grijače 19 u ekonomajzer kotla, obezbeđujući predgrijavanje vode i značajno povećavajući efikasnost TE.

Put para-voda TE je najkompleksniji i najodgovorniji, jer ovaj put ima najviše temperature metala i najveće pritiske pare i vode.

Za funkcionisanje parovodnog puta potreban je sistem za pripremu i dovod dodatne vode za nadoknadu gubitaka radnog fluida, kao i sistem za snabdevanje procesnom vodom TE za dovod rashladne vode u kondenzator turbine.

4. Dodatna priprema i dovod vode. Dodatna voda se dobija kao rezultat hemijskog tretmana sirove vode, koji se sprovodi u specijalnim jono-izmjenjivačkim filterima za kemijski tretman vode.

Gubici pare i kondenzata zbog curenja na putu para-voda se u ovoj shemi nadopunjuju kemijski demineraliziranom vodom, koja se iz spremnika demineralizirane vode napaja prijenosnom pumpom u vod kondenzata iza turbinskog kondenzatora.

U hemijskom postrojenju nalaze se uređaji za hemijski tretman vode za pripremu 28 (radionica hemijskog tretmana vode).

5. Sistem za hlađenje parom. Rashladna voda se dovodi u kondenzator iz bunara za dovod vode 26 cirkulacijske pumpe 25 . Rashladna voda zagrijana u kondenzatoru ispušta se u sabirni bunar 27 isti izvor vode na određenoj udaljenosti od mjesta unosa, dovoljnoj da se zagrijana voda ne miješa sa unosom.

U mnogim tehnološkim shemama termoelektrana, rashladna voda se pumpa kroz cijevi kondenzatora pomoću cirkulacionih pumpi. 25 a zatim ulazi u rashladni toranj (rashladni toranj), gdje se zbog isparavanja voda hladi istim temperaturnim padom na koji je zagrijana u kondenzatoru. Sistem vodosnabdijevanja sa rashladnim tornjevima uglavnom se koristi u termoelektranama. IES koristi sistem vodosnabdijevanja sa bazenima za hlađenje. Kod evaporativnog hlađenja vode, para je približno jednaka količini pare koja se kondenzira u kondenzatorima turbina. Stoga je potrebno nadopunjavanje vodovodnih sistema, obično vodom iz rijeke.

6. Sistem mrežnih instalacija za grijanje vode.Šeme mogu uključivati malu mrežnu toplanu za grijanje elektrane i susjednog sela. Za grijače mreže 29 ovog agregata, para dolazi iz turbinskih ekstrakcija, kondenzat se ispušta kroz vod 31 . Mrežna voda se dovodi do grijača i uklanja se iz njega kroz cjevovode 30 .

7. Elektroenergetski sistem. Električni generator koji rotira parna turbina stvara naizmjeničnu električnu struju, koja prolazi kroz transformator za povećanje do sabirnica otvorenog razvodnog uređaja (OSG) TE. Sabirnice pomoćnog sistema su takođe povezane na izlaze generatora preko pomoćnog transformatora. Tako se potrošači za pomoćne potrebe agregata (elektromotori pomoćnih jedinica - pumpe, ventilatori, mlinovi itd.) napajaju iz generatora agregata. Za snabdijevanje električnom energijom elektromotora, rasvjetnih uređaja i uređaja elektrane postoji elektro razvodni uređaj vlastitih potreba 32 .

U posebnim slučajevima (hitni slučajevi, rasterećenje, puštanje u rad i isključenje), pomoćno napajanje se osigurava preko redundantnog transformatora sabirnice vanjskog rasklopnog uređaja. Pouzdano napajanje elektromotora pomoćnih jedinica osigurava pouzdanost rada energetskih jedinica i termoelektrana u cjelini. Kršenje napajanja vlastitih potreba dovodi do kvarova i nesreća.

Osnovna razlika između tehnološke šeme gasnoturbinske elektrane (GTP) i parne turbine je u tome što se u GTP-u hemijska energija goriva pretvara u mehaničku energiju u jednoj jedinici - gasnoj turbini, kao rezultat toga nema potrebe za parnim kotlom.

Gasnoturbinsko postrojenje (slika 3.5) sastoji se od komore za sagorevanje CS, gasne turbine GT, vazdušnog kompresora K i električnog generatora G. Kompresor K usisava atmosferski vazduh, komprimuje ga na prosečno 6–10 kg/cm 2 i isporučuje ga u komoru za sagorevanje CS. Gorivo (na primjer, solarno ulje, prirodni ili industrijski plin) također ulazi u komoru za sagorijevanje, koja sagorijeva u komprimiranom zraku.

Rice. 3.4. Pojednostavljeni dijagram toka gasne turbine

elektrane na tečno ili gasno gorivo: T – gorivo; IN -

zrak; CS - komora za sagorevanje; GT - gasna turbina; K - vazdušni kompresor; G - električni generator
U GT gasnu turbinu ulaze vrući gasovi temperature 600–800 °C iz komore za sagorevanje. Prolazeći kroz turbinu, oni se šire do atmosferskog tlaka i, krećući se velikom brzinom između lopatica, rotiraju osovinu turbine. Izduvni plinovi se ispuštaju u atmosferu kroz izduvnu cijev. Značajan dio snage plinske turbine troši se na rotaciju kompresora i drugih pomoćnih uređaja.

Glavne prednosti gasnoturbinskih postrojenja u odnosu na parne turbine su:

1) nedostatak kotlarnice i hemijskog tretmana vode;

2) znatno manja potreba za rashladnom vodom, što omogućava korišćenje gasnih turbina u područjima sa ograničenim vodnim resursima;

3) znatno manji broj operativnog osoblja;

4) brzo pokretanje;

5) niži trošak proizvedene električne energije.
3.1.3. Dijagrami rasporeda TE
TE prema vrsti (strukturi) termičke šeme dijele se na blok i neblok.

Sa blok dijagramom sva glavna i pomoćna oprema postrojenja nema tehnološke veze sa opremom druge instalacije elektrane. U elektranama na fosilna goriva, para se dovodi do svake turbine samo iz jednog ili dva na nju priključena kotla. Parnoturbinsko postrojenje, čija se turbina pokreće parom iz jednog parnog kotla, naziva se monoblok, u prisustvu dva kotla za jednu turbinu - dupli blok.

Sa ne-blok šemom Para iz TE iz svih parnih kotlova ulazi u zajednički vod i samo se odatle distribuira na pojedinačne turbine. U nekim slučajevima moguće je usmjeriti paru direktno iz parnih kotlova na turbine, međutim, zajednička spojna linija je očuvana, tako da se para iz svih kotlova uvijek može koristiti za napajanje bilo koje turbine. Vodovi preko kojih se voda dovodi do parnih kotlova (napojne cijevi) također su umreženi.

Blok TE su jeftinije od onih bez blokova, budući da je shema cjevovoda pojednostavljena, broj fitinga je smanjen. Lakše je upravljati pojedinačnim jedinicama na takvoj stanici; blokovske instalacije lakše je automatizirati. U radu se rad jednog bloka ne odražava na susjedne blokove. Kada se elektrana proširi, sljedeća jedinica može imati drugačiji kapacitet i raditi na novim parametrima. To omogućava ugradnju snažnije opreme sa višim parametrima na proširivu stanicu, tj. omogućava vam da poboljšate opremu i poboljšate tehničke i ekonomske performanse elektrane. Procesi postavljanja nove opreme ne utiču na rad prethodno instaliranih jedinica. Međutim, za normalan rad blok TE, pouzdanost njihove opreme trebala bi biti mnogo veća nego kod neblokovskih. U blokovima nema rezervnih parnih kotlova; ako je moguća produktivnost kotla veća od protoka potrebnog za datu turbinu, dio pare (tzv. skrivena rezerva, koja se široko koristi u neagregatskim TE) ne može se prenijeti ovdje u drugu instalaciju. Za parnoturbinska postrojenja sa dogrijavanjem pare, blok dijagram je praktično jedini mogući, jer će neblok dijagram postrojenja u ovom slučaju biti previše kompliciran.

U našoj zemlji su parnoturbinska postrojenja termoelektrana bez kontrolisanog odvođenja pare sa početnim pritiskom P 0 ≤8,8 MPa i instalacije s kontroliranim izvlačenjem na P 0 ≤12,7 MPa, koji rade u ciklusima bez međupregrijavanja pare, izgrađeni su bez blokova. Pri višim pritiscima (kod IES na P 0 ≥12,7 MPa, a kod CHP sa P 0 \u003d 23,5 MPa), sve jedinice parne turbine rade u ciklusima s ponovnim zagrijavanjem, a stanice s takvim instalacijama izgrađene su u blokovima.

Glavna i pomoćna oprema koja se direktno koristi u tehnološkom procesu elektrane nalazi se u glavnoj zgradi (glavnoj zgradi). Međusobni raspored opreme i građevinskih konstrukcija naziva se raspored glavne zgrade elektrane.

Glavni objekat elektrane obično se sastoji od mašinske prostorije, kotlarnice (sa bunker prostorijom za čvrsta goriva) ili reaktorske prostorije u nuklearnoj elektrani i odzračivača. U strojarnici, uz glavnu opremu (prvenstveno turbinske jedinice), nalaze se: kondenzatne pumpe, regenerativni grijači niskog i visokog pritiska, napojne pumpne jedinice, isparivači, pretvarači pare, mrežni grijači (kod CHPP), pomoćni grijači i druga toplota izmjenjivači.

U toploj klimi (na primjer, na Kavkazu, u srednjoj Aziji, itd.), U nedostatku značajnih padavina, prašnih oluja itd. kod CPP-a, posebno gasno-uljnih, koristi se otvoreni raspored opreme. Istovremeno, iznad kotlova se uređuju šupe, turbinske jedinice su zaštićene laganim zaklonima; Pomoćna oprema turbinskog postrojenja smještena je u zatvorenoj prostoriji za kondenzaciju. Specifični kubični kapacitet glavne zgrade IES-a otvorenog rasporeda je smanjen na 0,2–0,3 m 3 /kW, što smanjuje troškove izgradnje IES-a. U prostorijama elektrane za montažu i popravku elektroenergetske opreme ugrađuju se mostne dizalice i drugi podizni mehanizmi.

Na sl. 3.6. dat je shema rasporeda agregata elektrane na prah: I - prostorija za generatore pare; II - mašinska soba, III - pumpna stanica rashladne vode; 1 - uređaj za istovar; 2 – postrojenje za drobljenje; 3 – ekonomajzer vode i grijač zraka; 4 – pregrejači; 5 , 6 – komora za sagorevanje; 7 – gorionici na prah; 8 – generator pare; 9 - ventilator za mlin; 10 – bunker za ugljenu prašinu; 11 – hranilice za prašinu; 12 – zagrevanje parovoda; 13 - odzračivač; 14 - parna turbina; 15 – električni generator; 16 – pojačani električni transformator; 17 - kondenzator; 18 – dovodni i odvodni cjevovodi rashladne vode; 19 – kondenzat pumpe; 20 – regenerativni HDPE; 21 - pumpa za napajanje; 22 – regenerativni HPH; 23 – ventilator; 24 - hvatač pepela; 25 – kanali za ispiranje šljake i pepela; EE– struja visokog napona.

Na sl. 3.7 prikazan je pojednostavljeni raspored elektrane na plin i ulje snage 2400 MW, koji ukazuje na postavljanje samo glavne i dijela pomoćne opreme, kao i dimenzije konstrukcija (m): 1 - kotlovnica; 2 – turbinsko odjeljenje; 3 - kondenzatorski odeljak; 4 - generatorska prostorija; 5 - odjeljak za odzračivanje; 6 – ventilator; 7 – regenerativni grijači zraka; 8 – rasklopna postrojenja vlastitih potreba (RUSN); 9 - dimnjak.

Rice. 3.7. Raspored glavne zgrade nafta i gas

elektrane snage 2400 MW
Glavna oprema IES-a (kotlovske i turbinske jedinice) nalazi se u glavnoj zgradi, kotlovima i postrojenju za mljevenje (kod IES-a gori npr. ugalj u obliku prašine) - u kotlarnici, turbinskim jedinicama i njihovim pomoćnim oprema - u turbinskoj hali elektrane. U IES-u se instalira uglavnom jedan kotao po turbini. Kotao sa turbinskom jedinicom i njihovom pomoćnom opremom čine poseban dio - monoblok elektrane.

Za turbine kapaciteta 150–1200 MW potrebni su kotlovi kapaciteta 500–3600 m 3 /h pare, respektivno. Ranije su u državnoj elektrani korišćena dva kotla po turbini, tj. dupli blokovi . Kod CPP-a bez međupregrijavanja pare sa turbinskim jedinicama kapaciteta 100 MW ili manje, korištena je neblokovska centralizirana shema, u kojoj se para iz kotlova preusmjerava na zajednički parovod, a iz nje se distribuira između turbina. .

Dimenzije glavne zgrade zavise od snage opreme koja se u njoj nalazi: dužina jednog bloka je 30–100 m, širina 70–100 m. Visina mašinske prostorije je oko 30 m, kotlarnice je 50 m ili više. Isplativost rasporeda glavne zgrade procjenjuje se otprilike specifičnim kubičnim kapacitetom, koji je jednak oko 0,7–0,8 m 3 /kW u termoelektrani na prah. , i na plinsko ulje - oko 0,6–0,7 m 3 / kW. Dio pomoćne opreme kotlarnice (dimousisivači, duvaljke, sakupljači pepela, cikloni za prašinu i separatori prašine sistema za pripremu prašine) često se postavlja van objekta, na otvorenom.

IES se grade direktno na izvorima vodosnabdijevanja (rijeka, jezero, more); često se u blizini IES-a stvara rezervoar (bara). Na teritoriji IEN-a, pored glavne zgrade, nalaze se objekti i uređaji za tehničko vodosnabdevanje i hemijsko prečišćavanje vode, pogoni za gorivo, električni transformatori, razvodne aparature, laboratorije i radionice, magacini materijala, kancelarijski prostor za osoblje u službi IEN-a. . Gorivo se na teritoriju IES-a obično doprema vozovima. Pepeo i šljaka iz komore za sagorevanje i kolektora pepela uklanjaju se hidraulično. Na teritoriji IES-a se postavljaju pruge i putevi, grade se zaključci dalekovodi, inženjerske zemaljske i podzemne komunikacije. Površina teritorije koju zauzimaju objekti IES je, u zavisnosti od kapaciteta elektrane, vrste goriva i drugih uslova, 25-70 ha. .

Veliki IES na prah uglja u Rusiji ima popunjenost po stopi od 1 osobe na svaka 3 MW kapaciteta (približno 1.000 ljudi na CPP od 3.000 MW); osim toga, potrebno je osoblje za održavanje.

Kapacitet IES zavisi od resursa vode i goriva, kao i od zahteva zaštite prirode: obezbeđenja normalne čistoće vazduha i vodenih bazena. Emisije sa produktima sagorevanja goriva u obliku čvrstih čestica u vazduh u zoni rada IES-a ograničene su ugradnjom naprednih kolektora pepela (električni filteri sa efikasnošću od oko 99%). Preostale nečistoće, oksidi sumpora i dušika, raspršuju se uz pomoć visokih dimnjaka, koji su izgrađeni za uklanjanje štetnih nečistoća u više slojeve atmosfere. Dimnjaci visine do 300 m i više se izvode od armiranog betona ili sa 3-4 metalna okna unutar armiranobetonske ljuske ili zajedničkog metalnog okvira.

Upravljanje brojnom raznolikom opremom IES moguće je samo na bazi složene automatizacije proizvodnih procesa. Moderne kondenzacijske turbine su potpuno automatizirane. U kotlovskoj jedinici automatizirana je kontrola procesa sagorijevanja goriva, snabdijevanja kotlovske jedinice vodom, održavanje temperature pregrijavanja pare itd. Automatizovani su i drugi procesi IES-a: održavanje zadatih režima rada, pokretanje i gašenje jedinica, zaštita opreme u nenormalnim i vanrednim režimima.
3.1.4. Glavna oprema TE
Na glavnu opremu TE uključuju parne kotlove (generatore pare), turbine, sinhrone generatore, transformatore.

Sve navedene jedinice su standardizovane prema relevantnim pokazateljima. Izbor opreme je prvenstveno određen tipom elektrane i njenim kapacitetom. Gotovo sve novoprojektovane elektrane su blok tipa, a njihova glavna karakteristika je kapacitet turbinskih agregata.

Trenutno se proizvode serijski domaći kondenzacioni blokovi TE kapaciteta 200, 300, 500, 800 i 1200 MW. Za kogeneraciju, uz blokove snage 250 MW, koriste se turbinske jedinice snage 50, 100 i 175 MW, u kojima je blok princip kombinovan sa pojedinačnim poprečnim vezama opreme.

S obzirom na snagu elektrane, raspon opreme uključene u pogonske jedinice odabire se prema njenoj snazi, parametrima pare i vrsti goriva koje se koristi.
3.1.4.1. parni kotlovi
parni kotao(PC) – izmjenjivač topline za proizvodnju pare pod tlakom iznad atmosferskog, formiran zajedno sa pomoćnom opremom kotlovska jedinica.

Karakteristike računara su:

kapacitet pare;
radni parametri pare (temperatura i pritisak) nakon primarnog i međupregrijača;
grijaće površine, tj. površina, s jedne strane isprana dimnim gasovima, as druge - napojnom vodom;
efikasnost, tj. omjer količine topline sadržane u pari i kalorične vrijednosti goriva korištenog za proizvodnju ove pare.

Brzina protoka pare za turbinu se obično postavlja za zimski rad elektrane. Performanse parnog kotla treba odabrati uzimajući u obzir povećanje protoka pare u turbinu zbog povećanja tlaka u kondenzatoru ljeti, curenja pare i kondenzata, uključivanje mrežnih instalacija za opskrbu toplinom i druge troškove. U skladu s tim, performanse parnog kotla se biraju prema maksimalnom protoku svježe pare kroz turbinu, uzimajući u obzir potrošnju pare za vlastite potrebe elektrane i obezbjeđujući određenu marginu za korištenje rotacijske rezerve i druge namjene.

Karakteristike za PC su i težina, dimenzije, potrošnja metala i raspoloživa oprema za mehanizaciju i automatizaciju održavanja.

Prvi računari su bili sfernog oblika. Ovaj oblik imao je PC, koji je 1765. godine napravio I. Polzunov, koji je stvorio prvu univerzalnu parnu mašinu i tako postavio temelje za energetsku upotrebu pare. U početku su računari bili napravljeni od bakra, a zatim od livenog gvožđa. Krajem 18. stoljeća, stupanj razvoja crne metalurgije omogućio je proizvodnju čeličnih cilindričnih PC-a od limova zakivanjem. Postepene promene u dizajnu računara dovele su do brojnih varijanti. Cilindrični kotao, koji je imao promjer do 0,9 i dužinu od 12 m, montiran je pomoću obloge od cigle, u kojoj su položeni svi kanali za plin. Grejna površina takvog PC-a je formirana samo u donjem delu kotla.

Želja za povećanjem parametara PC-a dovela je do povećanja dimenzija i povećanja broja protoka vode i pare. Povećanje broja niti je išlo u dva smjera: razvoj gasni cevni kotlovi, posebno lokomobilnih plinskih parnih kotlova i razvoj vodocijevni kotlovi, koji su osnova modernih kotlovskih jedinica. Povećanje grejne površine vodocevnih kotlova praćeno je povećanjem dimenzija i, pre svega, visine PC-a. Efikasnost računara dostigla je 93-95%.

U početku su računari sa vodenim cijevima bili samo PC-i bar tip divlje svinje , u kojem su snopovi ravnih ili zakrivljenih cijevi (kalemova) kombinirani s cilindričnim čeličnim bubnjevima (slika 3.8).

Rice. 3.8. Šematski dijagram kompjutera tipa bubanj:

1 - komora za sagorevanje; 2 - gorionik; 3 – sitaste cijevi; 4 -bubanj;

5 - odvodne cijevi; 6 – pregrijač; 7 - sekundarni (srednji) pregrijač; 8 – ekonomajzer; 9 - grijač zraka.
U komori za sagorevanje 1 nalaze se gorionici 2, kroz koju mješavina goriva sa zagrijanim zrakom ulazi u peć. Broj i vrsta gorionika zavise od njihovog učinka, snage bloka i vrste goriva. Tri najčešća goriva su ugalj, prirodni gas i lož ulje. Ugalj se prvo pretvara u ugljenu prašinu, koja se uz pomoć zraka upuhuje kroz gorionike u peć.

Zidovi komore za sagorevanje su iznutra prekriveni cevima (zaslonima). 3, koji apsorbuju toplotu iz vrućih gasova. Voda ulazi u sito cijevi kroz dovodne negrijane cijevi 5 iz bubnja 4, u kojoj se konstantno održava zadati nivo . U cijevima sita voda ključa i kreće se prema gore u obliku mješavine vode i pare, a zatim ulazi u parni prostor bubnja. Dakle, tokom rada kotla dolazi do prirodne cirkulacije vode sa parom u krugu: bubanj - odvodne cijevi - sitaste cijevi - bubanj. Stoga, kotao prikazan na sl. 3.8 naziva se bubanj kotao sa prirodnom cirkulacijom. Uklanjanje pare u turbinu se dopunjava dovodom napojne vode u bubanj kotla pomoću pumpi.

Para koja je ušla iz sitastih cijevi u parni prostor bubnja je zasićena i u tom obliku, iako ima puni radni tlak, još uvijek nije pogodna za upotrebu u turbini, jer ima relativno nisku efikasnost. Osim toga, sadržaj vlage zasićene pare tokom ekspanzije u turbini raste do granica opasnih za pouzdanost lopatica rotora. Stoga se para iz bubnja usmjerava u pregrijač 6, gdje mu se daje dodatna količina topline, zbog čega postaje pregrijana od zasićenja. Istovremeno, njegova temperatura raste na približno 560 ° C i, shodno tome, povećava se njegova performansa. Ovisno o lokaciji pregrijača u kotlu i, prema tome, o vrsti izmjene topline koja se u njemu provodi, razlikuju se radijacijski, ekranski (polu-zračenje) i konvektivni pregrijači.

Pregrijači radijacije postavljeni na plafon komore za sagorevanje ili na njene zidove, često između cevi ekrana. Oni, poput evaporativnih ekrana, percipiraju toplinu koju emituje baklja sagorjelog goriva. Pregrejači ekrana, izrađeni u obliku odvojenih ravnih paravana od paralelno spojenih cijevi, pričvršćeni su na izlazu iz peći ispred konvektivnog dijela kotla. Izmjena topline u njima se odvija i zračenjem i konvekcijom. Konvektivni pregrijači nalaze se u dimovodu kotlovske jedinice, obično iza paravana ili iza peći; to su višeredni paketi kalemova. Pregrijači, koji se sastoje samo od konvektivnih stupnjeva, obično se ugrađuju u kotlove srednjeg i niskog tlaka na temperaturi pregrijane pare ne višoj od 440–510 ºS. U visokotlačnim kotlovima sa značajnim pregrijavanjem pare koriste se kombinirani pregrijači, uključujući konvektivne, ekranske, a ponekad i radijacijske dijelove.

Pri pritisku pare od 14 MPa (140 kgf / cm 2) i više, sekundarni (srednji) pregrijač se obično instalira iza primarnog pregrijača 7 . On je, kao i primarni, formiran od čeličnih cijevi savijenih u zavojnice. Ovamo se šalje para, koja je odrađena u cilindru visokog pritiska (HPC) turbine i ima temperaturu blisku temperaturi zasićenja pri pritisku od 2,5-4 MPa . U sekundarnom (međupregrijaču) temperatura ove pare ponovo raste na 560°C, odnosno povećava se njen učinak, nakon čega prolazi kroz cilindar srednjeg pritiska (MPC) i cilindar niskog pritiska (LPC), gde se širi. na pritisak izduvne pare (0,003-0,007 MPa ). Upotreba međupregrijavanja pare, uprkos složenosti konstrukcije kotla i turbine i značajnom povećanju broja parovoda, ima velike ekonomske prednosti u odnosu na kotlove bez međupregrijavanja pare. Protok pare za turbinu je otprilike prepolovljen, dok je potrošnja goriva smanjena za 4-5%. Prisustvo međupregrijavanja pare također smanjuje vlažnost pare u posljednjim stupnjevima turbine, uslijed čega se smanjuje trošenje lopatica kapljicama vode i blago povećava efikasnost turbinskog LPC-a.

Nadalje, u repnom dijelu kotla nalaze se pomoćne površine predviđene za korištenje topline dimnih plinova. Ekonomajzer vode se nalazi u ovom konvektivnom dijelu kotla. 8, gdje se napojna voda zagrijava prije ulaska u bubanj i grijač zraka 9, koristi se za zagrijavanje zraka prije nego što se unese u gorionike i u krug za usitnjavanje, što povećava efikasnost PC-a. Ohlađeni izduvni gasovi temperature 120–150 °C usisavaju se dimovodom u dimnjak.

Daljnjim usavršavanjem PC-a s vodenim cijevima moguće je napraviti PC koji se u potpunosti sastoji od čeličnih cijevi malog promjera, u koje s jednog kraja ulazi voda pod pritiskom, a s drugog izlazi para određenih parametara - tzv. jednokratni kotao (Sl. 3.9). Dakle, radi se o PC-u, kod kojeg do potpunog isparavanja vode dolazi pri jednom (direktnom) prolasku vode kroz evaporirajuću grijaću površinu. Uz pomoć napojne pumpe, voda se dovodi do protočnog računara preko ekonomajzera. U takvom kotlu nema bubnja i odvodnih cijevi.

Rice. 3.9. Šematski dijagram jednokratnog PC-a:

1 - ekrani donjeg radijacijskog dijela; 2 – gorionici; 3 – ekrani gornjeg radijacijskog dijela; 4 – pregrijač sita; 5 – konvektivni pregrejač; 6 – sekundarni pregrijač; 7 – ekonomajzer vode; 8 – snabdijevanje napojnom vodom; 9 - odvođenje pare u turbinu; 10 – dovod pare iz HPC-a za sekundarno pregrijavanje; 11 – odvođenje pare u centralni tlačni kotao nakon sekundarnog pregrijavanja; 12 – odvod dimnih gasova u grejač vazduha
Grejna površina kotla može se predstaviti kao niz paralelnih namotaja, u kojima se voda tokom kretanja zagreva, pretvara u paru, a zatim se para pregreva do željene temperature. Ovi zavojnici se nalaze i na zidovima komore za sagorevanje i u gasnim kanalima kotla. Pećni uređaji, sekundarni pregrijač i grijač zraka protočnih kotlova ne razlikuju se od kotlova na bubanj.

U bubanjskim kotlovima se isparavanjem vode povećava koncentracija soli u preostaloj kotlovskoj vodi, a sve vrijeme je potrebno da se mali dio ove kotlovske vode u količini od oko 0,5% izbaci iz kotla kako bi se spriječilo koncentracija soli od porasta iznad određene granice. Ovaj proces se zove purge kotao. Za protočne kotlove ova metoda uklanjanja nakupljenih soli nije primjenjiva zbog nedostatka količine vode, pa su standardi kvalitete napojne vode za njih mnogo stroži.

Još jedan nedostatak jednokratnih računara je povećana potrošnja energije za pogon napojne pumpe.

Direktni PC računari se ugrađuju, po pravilu, na kondenzaciju elektrane gde se kotlovi napajaju demineralizovanom vodom. Njihova upotreba u termoelektranama povezana je sa povećanim troškovima za hemijski tretman dodatne (dopunske) vode. Najefikasniji PC sa direktnim protokom za superkritične pritiske (iznad 22 MPa), gde drugi tipovi kotlova nisu primenljivi.

U pogonskim jedinicama na turbinu je instaliran bilo jedan kotao ( monoblokovi), ili dva kotla sa polovičnim kapacitetom. U korist dupli blokovi može se pripisati mogućnost rada agregata sa polovičnim opterećenjem na turbini u slučaju oštećenja jednog od kotlova. Međutim, prisutnost dva kotla u jedinici značajno komplicira cjelokupnu shemu i kontrolu jedinice, što samo po sebi smanjuje pouzdanost jedinice u cjelini. Osim toga, rad jedinice pri pola opterećenja je vrlo neekonomičan. Iskustvo brojnih stanica pokazalo je mogućnost rada monoblokova ništa manje pouzdano od duplih blokova.

U blok instalacijama za pritisak do 130 kgf/cm 2 (13 MPa) koriste se i bubanj i kotlovi sa direktnim protokom. U instalacijama za pritisak od 240 kgf / cm 2 (24 MPa) i više koriste se samo kotlovi sa direktnim protokom.

Kotao za grijanje - radi se o kotlovskoj jedinici termoelektrane (CHP) koja obezbjeđuje istovremeno snabdijevanje parom toplotnim turbinama i proizvodnju pare ili tople vode za tehnološke, grijne i druge potrebe. Za razliku od IES kotlova, kombinovani kotlovi na toplotu i energiju obično koriste vraćeni zagađeni kondenzat kao dovod vode. Za takve uslove rada najprikladniji su kotlovi na bubanj sa stepenastim isparavanjem. U većini kogeneracija, kotlovi za grijanje su umreženi za paru i vodu. U Ruskoj Federaciji, u kogeneracijama su najčešći bubanj kotlovi parnog kapaciteta 420 t/h (pritisak pare 14 MPa, temperatura 560 ºS). Od 1970. godine, na snažnim kogeneracijama s pretežnim grijnim opterećenjima, kada se gotovo sav kondenzat vraća u čistom obliku, monoblokovi sa protočnim kotlovima snage pare od 545 t/h (25 MPa) , 545 ºS).

Grijanje PC-a također može uključivati vršni kotlovi za toplu vodu, koji se koriste za dodatno zagrevanje vode uz povećanje toplotnog opterećenja iznad najvećeg obezbeđenog turbinskim ekstrakcijama. Istovremeno, voda se prvo zagrijava parom u kotlovima do 110-120 ºS, a zatim u kotlovima do 150-170 ºS. Kod nas se ovi kotlovi najčešće postavljaju uz glavnu zgradu kogeneracije. Korištenje relativno jeftinih vršnih toplovodnih kotlova za uklanjanje kratkotrajnih vršnih toplinskih opterećenja može dramatično povećati broj sati korištenja glavne opreme za grijanje i povećati efikasnost njenog rada.

Za opskrbu toplinom stambenih prostora često se koriste plinski kotlovi za toplu vodu tipa KVGM, koji rade na plin. Kao rezervno gorivo takvih kotlova koristi se lož ulje, za čije grijanje se koriste parni kotlovi na uljno-plinski bubanj.

3.1.4.2. Parne turbine
Parna turbina(PT) je toplotna mašina u kojoj se potencijalna energija pare pretvara u kinetičku energiju parnog mlaza, a potonja se pretvara u mehaničku energiju rotacije rotora.

Dugo su pokušavali da naprave PT. Poznat je opis primitivnog PT koji je napravio Heron Aleksandrijski (1. vek pne). Međutim, tek krajem 19. veka, kada su termodinamika, mašinstvo i metalurgija dostigle dovoljan nivo, K.G. Laval (Švedska) i Ch.A. Parsons (Velika Britanija), nezavisno jedan od drugog 1884-1889, stvorio je industrijski pogodne PT.

Laval je primenio ekspanziju pare u fiksnim konusnim mlaznicama u jednom koraku od početnog do konačnog pritiska i usmerio rezultujući mlaz (sa nadzvučnom brzinom izduvavanja) na jedan red radnih lopatica postavljenih na disk. PT koji rade na ovom principu nazivaju se aktivan pet. Nemogućnost dobivanja velike agregatne snage i vrlo velika brzina rotacije jednostupanjskih Lavalovih PT-a (do 30.000 o/min za prve uzorke) doveli su do toga da su zadržali svoj značaj samo za pogon pomoćnih mehanizama.

Parsons je stvorio višestepenu reaktivni PT, u kojem se širenje pare vršilo u velikom broju uzastopno lociranih faza, ne samo u kanalima fiksnih (vodećih) lopatica, već i između pokretnih (radnih) lopatica. Neko vrijeme Parsonsov mlazni protuavionski top korišten je uglavnom na ratnim brodovima, ali je postepeno ustupio mjesto kompaktnijim kombiniranim aktivno-reaktivno PT, u kojem je reaktivni dio visokog tlaka zamijenjen aktivnim diskom. Kao rezultat toga, smanjeni su gubici zbog curenja pare kroz otvore u aparatu lopatica, turbina je postala jednostavnija i ekonomičnija.

Aktivne FH elektrane su evoluirale ka stvaranju višestepenih struktura, u kojima se ekspanzija pare vrši u nizu uzastopno raspoređenih faza. To je omogućilo značajno povećanje jedinične snage PT-a, uz održavanje umjerene brzine rotacije potrebnu za direktnu vezu PT vratila s mehanizmom koji se njime rotira, posebno električnim generatorom.

Postoji nekoliko opcija dizajna za parne turbine, što im omogućava da se klasifikuju prema brojnim kriterijumima.

U smjeru vožnje razlikuje se protok pare aksijalni PT, u kojem se tok pare kreće duž ose turbine, i radijalni PT, smjer strujanja pare u kojem je okomit, a lopatice rotora su paralelne s osi rotacije. U Ruskoj Federaciji se grade samo aksijalni PT.

Po broju kućišta (cilindara) PT je podijeljen na jednotrupni, dvostruki trup I trotrupni(sa cilindrima visokog, srednjeg i niskog pritiska) . Dizajn sa više posuda omogućava korištenje velikih dostupnih entalpijskih razlika prilagođavanjem velikog broja stupnjeva tlaka, korištenjem visokokvalitetnih metala u dijelu visokog tlaka i bifurkacijom toka pare u dijelu niskog tlaka. U isto vrijeme, takav PT se ispostavlja skupljim, težim i složenijim.

Po broju osovina razlikovati jednoosovinski PT, kod kojih su osovine svih kućišta na istoj osi, kao i dvostruka osovina ili tri osovine, koji se sastoji od dva ili tri paralelna jednoosovinska PT povezana zajedničkim termičkim procesom, a za brodske PT i zajedničkim zupčanikom (reduktorom).

Fiksni dio PT-a (tijelo) napravljen je odvojivim u horizontalnoj ravni kako bi se omogućilo montiranje rotora. Tijelo ima žljebove za ugradnju dijafragmi, čiji se konektor poklapa s ravninom konektora tijela. Duž periferije dijafragme nalaze se kanali mlaznica formirani od krivolinijskih lopatica ulivenih u tijelo dijafragme ili zavarenih za njega. Završne zaptivke tipa labirint postavljaju se na mjestima gdje osovina prolazi kroz zidove kućišta kako bi se spriječilo curenje pare prema van (sa strane visokog pritiska) i usis vazduha u kućište (sa strane niskog pritiska). Labirintne zaptivke se takođe postavljaju na mestima gde rotor prolazi kroz dijafragme kako bi se izbeglo curenje pare iz stepena u stepen, zaobilazeći mlaznice. Na prednjem kraju osovine ugrađen je granični regulator (sigurnosni regulator) koji automatski zaustavlja PT kada se brzina poveća za 10-12% iznad nominalne vrijednosti. Zadnji kraj rotora je opremljen električnim pogonom za okretanje osovine za sporo (4-6 o/min) rotaciju rotora nakon zaustavljanja PT, što je neophodno za njegovo ravnomjerno hlađenje.

Na sl. 3.10 šematski je prikazan raspored jednog od međustepena moderne parne turbine TE. Scena se sastoji od diska sa lopaticama i dijafragme. Dijafragma je vertikalna pregrada između dva diska, u kojoj su fiksne vodeće lopatice smještene duž cijelog obima naspram lopatica rotora, formirajući mlaznice za širenje pare. Dijafragme su napravljene od dvije polovice sa horizontalnim razdjelom, od kojih je svaka pričvršćena u odgovarajuću polovicu kućišta turbine.

Rice. 3.10. Uređaj jednog od koraka višestepenog

turbine: 1 - osovina; 2 - disk; 3 - radna oštrica; 4 – zid cilindra turbine; 5 - rešetka mlaznica; 6 - dijafragma;

7 – zaptivač dijafragme
Veliki broj stupnjeva primorava turbinu da se napravi od nekoliko cilindara, postavljajući u svaki 10-12 stupnjeva. Turbine s parom za ponovno zagrijavanje u prvom visokotlačnom cilindru (HPC) obično imaju grupu stupnjeva koji pretvaraju energiju pare iz početnih parametara u tlak pri kojem para ulazi u ponovno zagrijavanje. Nakon međupregrijavanja pare u turbinama snage 200 i 300 MW, para ulazi u još dva cilindra - centralni tlačni cilindar i cilindar niskog tlaka.

Test

Električne stanice

1 Opće karakteristike elektrana

2.1 Kondenzacijske termoelektrane (CPP)

2.3 Hidroelektrane

2.5 Gasnoturbinske elektrane (GTPP)

2.6 Hidroakumulacija (PSPP)

3.1 Transport goriva

3.3 Napajanje pomoćnog sistema elektrana

1 Opće karakteristike elektrana

Elektrana je industrijsko preduzeće koje proizvodi električnu i, u nekim slučajevima, toplotnu energiju na osnovu transformacijeprimarni energetski resursi.

U zavisnosti od vrste prirodnih izvora energije (čvrsto gorivo, tečna, gasovita, nuklearna, vodena energija), stanice se dele na toplotne (TE), hidraulične (HE), nuklearne (NE). ).

Za svaku vrstu stanice razvijena je sopstvena tehnološka shema za pretvaranje primarne energije u električnu energiju, a za CHP - u toplinsku energiju. Tehnološka shema karakterizira slijed procesa proizvodnje električne i toplinske energije i opremanja procesa konverzije glavnom opremom (parni kotlovi, nuklearni reaktori, parne ili hidraulične turbine, električni generatori), kao i različita pomoćna oprema, te predviđa visok stepen mehanizacije i automatizacije procesa. Oprema se nalazi u posebnim zgradama, na otvorenim površinama ili pod zemljom. Jedinice su međusobno povezane kako u termičkom tako iu električnom dijelu. Ovi odnosi se odražavaju u odgovarajućim tehnološkim, termičkim i električnim krugovima. Pored toga, stanice omogućavaju brojne komunikacije sekundarnih uređaja sistema upravljanja, nadzora, zaštite i automatizacije, blokiranja, signalizacije itd.

Učešće raznih elektrana u proizvodnji električne energije:

TE (zajedno IES i CHP) oko 65-67%;
HPS približno 13-15%;
NPP približno 10-12%
ostale vrste elektrana 6-8%.

Pod elektroenergetskim sistemom se podrazumijevaskup elektrana, električnih i toplotnih mreža međusobno povezanih i povezanih zajedničkim načinom u kontinuiranom procesu proizvodnje, konverzije i distribucije električne energije i toplote sa ukupnom kontrolom ovog režima (GOST 21027-75).

Energetski sistem se uslovno može predstaviti sledećim blok dijagramom (slika 1.1):

Slika 1. Strukturni dijagram energetskog sistema.

U elektroenergetskom sistemu sve elektrane u električnom dijelu rade paralelno, tj. kombinovani u zajednički električni sistem. Odvojene elektrane za termalni dio rade odvojeno, stvarajući autonomne mreže grijanja.

Kombinovanje pojedinačnih elektrana u zajednički energetski sistem bilo koje regije pruža značajne tehničke i ekonomske prednosti:

Povećava pouzdanost i efikasnost napajanja;

Omogućava takvu raspodjelu opterećenja između stanica, čime se postiže najekonomičnija proizvodnja električne energije u cijelom sistemu uz najbolje korištenje energetskih resursa područja (gorivo, energija vode);

Poboljšava kvalitet struje, tj. osigurava konstantnost frekvencije i napona, budući da se fluktuacije opterećenja opažaju velikim brojem jedinica;

Uz paralelni rad više stanica, nema potrebe za ugradnjom rezervnih jedinica na svakoj stanici, već je dovoljno imati rezervnu snagu zajedničku za cijeli elektroenergetski sistem, čija je vrijednost obično oko 10-12% snage. sistemskih jedinica, ali ne manje od snage najveće jedinice instalirane na stanicama sistema (u slučaju hitnog isključenja ili planirane popravke ove jedinice);

Energetski resursi se potpunije koriste, budući da vršni dio rasporeda opterećenja elektroenergetskog sistema mogu pokriti hidroelektrane, a bazni dio termoelektrane, za čije povećanje snage u vršnim satima potrebno je dodatno utrošiti gorivo;

Povećava se efikasnost proizvodnje električne energije, jer je, prije svega, moguće povećati kapacitet ekonomičnijih stanica koje imaju manju potrošnju standardnog goriva za proizvodnju 1 kWh električne energije;

Omogućuje vam povećanje jediničnog kapaciteta jedinica s najboljim tehničkim i ekonomskim pokazateljima;

Omogućava smanjenje broja osoblja za popravke zbog koncentracije kapaciteta opreme, centralizacije popravki, automatizacije proizvodnih procesa.

Na nedostatke energije sistemi uključuju složeniju relejnu zaštitu , automatizacija i kontrola načina rada.

2 Tehnološki režim glavnih tipova elektrana

2.1 Kondenzacijske termoelektrane (CPP).

Slika 2 Tehnološka šema IES-a

IES proizvodi samo električnu energiju. Osnovna tehnološka šema IES-a prikazana je na slici 2.

Do generatora pare 4 (kotao) gorivo se napaja izradionice za njegov transport i pripremu 1 . U parogeneratoru sa duvaljkama 2 zagrijani zrak i napojnu vodu napajaju napojne pumpe 16. Gasovi koji nastaju tokom sagorevanja goriva isisavaju se iz kotla pomoću odvoda dima 3 a emituju se kroz dimnjak (100-250 m visine) u atmosferu. Živa para iz kotla se dovodi u parnu turbinu 5, gdje, prolazeći kroz niz koraka, vrši mehanički rad, rotira turbinu i rotor generatora čvrsto povezan s njom 6 . Otpadna para ulazi u kondenzator 9 (izmjenjivač topline); ovdje se kondenzira zbog prolaska kroz kondenzator značajne količine hladnoće (5-20 O C) cirkulacijska voda koju napajaju cirkulacione pumpe 10 sa izvora hladne vode 11 . Izvori hladne vode mogu biti rijeka, jezero, vještački rezervoar, kao i posebne instalacije sa rashladnim tornjevima (rashladnim tornjevima) ili bazenima za prskanje. Vazduh koji ulazi u kondenzator kroz negustinu uklanja se pomoću ejektora 12. Kondenzat koji se stvara u kondenzatoru kondenzatnim pumpama 13 napaja se u odzračivač 14 , koji je dizajniran za uklanjanje plinova iz napojne vode, a prije svega kisika, što uzrokuje povećanu koroziju cijevi kotla. Voda se u deaerator također dovodi iz uređaja za kemijsku obradu vode. 15 (HOV). Nakon deaeratora, napojna voda se dovodi napojnom pumpom 16 u kotao. 17 uklanjanje pepela.

Prolazak glavne mase pare kroz kondenzator dovodi do toga da

60-70% toplotne energije koju generira kotao beskorisno odvodi cirkulirajuća voda.

Električna energija koju generiše generator 6, kroz komunikacioni transformator se daje u mrežu (35-220 kV). Stanica dobija električnu energiju za obezbeđivanje tehnološkog procesa iz pomoćnih transformatora 8 . Koji se može napajati iz mreže generatora napona, te iz vanjske mreže. Proizvedena električna energija se dovodi u vanjsku mrežu preko komunikacijskog transformatora 7 .

Karakteristike IES-a su sljedeće:

Izgrađeni su što bliže nalazištima goriva;

Ogromna većina proizvedene električne energije daje se u električnu mrežu povećanih napona (110-750 kV);

Rade po slobodnom (tj. nisu ograničeni potrošačima topline) rasporedu za proizvodnju električne energije; snaga može varirati od izračunatog maksimuma do takozvanog tehnološkog minimuma;

Mala manevarska sposobnost: okretanje turbina i punjenje iz hladnog stanja zahtijeva približno 410 sati;

Imaju relativno nisku efikasnost (η=30÷40%).

2.2 Kombinovane termoelektrane CHP

Za razliku od CPP-a, TE imaju značajna povlačenja pare, djelimično iscrpljene u turbini, za industrijske i domaće potrebe. (Slika 3). Komunalni potrošači dobijaju toplotnu energiju iz mrežnih grijača 18 (kotlovi) i mrežne pumpe 19 obezbeđivanje cirkulacije rashladnog sredstva u toplotnim mrežama. Ekstrakcija pare za potrebe proizvodnje vrši se u fazi visokog pritiska 20 . Kondenzat iz grijača mreže ulazi u deaerator. Kada je električno opterećenje CHPP niže od kapaciteta za potrošnju topline, toplinska energija potrebna potrošaču može se dobiti pomoću redukcijske rashladne jedinice (RDU) 21 .

Slika 3. Šema tehnološkog procesa na CHP: 1 - jedinice za dovod goriva; 2 - ventilator; 3 - odvodnici dima; 4 - generator pare (bojler); 5 - turbina; 6 - generator; 7 - komunikacijski transformator; 8 -sopstvene potrebe; 9 - potrošači napajani iz mreže generatorskog napona, 10 - kondenzator; jedanaest - cirkulacijske pumpe; 12 - izvor hladne vode; 13 - izbacivač; 14 - kondenzat pumpe; 15 - odzračivač; 16 - jedinice za hemijsko prečišćavanje vode; 17 - napojne pumpe; 18 - mrežni grijači (bojleri); 19 - mrežne pumpe; 20 -stepeni visokog pritiska; 21 - redukciono-rashladna jedinica (ROU); 22 - Uređaji za uklanjanje pepela; 23- uređaj za uklanjanje pepela

Što se više pare uzima iz turbine za potrebe grijanja, to se manje toplotne energije gubi sa cirkulirajućom vodom i, posljedično, veća je efikasnost elektrane. Treba napomenuti da kako bi se izbjeglo pregrijavanje repnog dijela turbine, kroz njega mora proći određena količina pare u svim režimima. Zbog nesklada između kapaciteta potrošača toplinske i električne energije, CHP često rade u kondenzacijskom (mješovitom) načinu rada, što smanjuje njihovu efikasnost.

Karakteristike CHP su sljedeće:

Izgrađeni su u blizini potrošača toplotne energije;

Obično rade na uvozno gorivo;

Najveći dio proizvedene električne energije daje se potrošačima u blizini (na generatoru ili povećanom naponu);

Rad po djelimično prinudnom rasporedu proizvodnje električne energije (tj. raspored zavisi od proizvodnje potrošnje toplotne energije);

Niska manevarska sposobnost (isto kao IES);

Imaju relativno visoku ukupnu efikasnost (sa značajnim izdvajanjem pare za industrijske i kućne potrebe η = 60÷70%).

2.3 hidroelektrane

Snaga hidroelektrane zavisi od protoka vode kroz turbinu i pritiska N. Ova snaga kW određena je izrazom

gdje je Q potrošnja vode, m 3 / s;

N glava, m;

η Σ ukupna efikasnost;

η S efikasnost objekata vodosnabdijevanja;

η T Efikasnost hidroturbine;

η G efikasnost hidrogeneratora;

Na niskim pritiscima grade se protočne hidroelektrane, na visokim pritiscima

grade se brane hidroelektrane, a diverzione stanice grade u planinskim predjelima.

Karakteristike HE su sljedeće:

Grade tamo gde postoje vodni resursi i uslovi za izgradnju, što se obično ne poklapa sa lokacijom električnog opterećenja;

Većina proizvedene električne energije šalje se u visokonaponske električne mreže;

Rad po slobodnom rasporedu (ako postoje rezervoari);

Visoko upravljiv (okretanje i opterećenje traju 35 minuta);

Imaju visoku efikasnost(η ≈ 85%).

Kao što se može vidjeti, hidroelektrane imaju niz prednosti u odnosu na termoelektrane u pogledu radnih parametara. Međutim, trenutno se grade termo i nuklearne elektrane, a odlučujući faktori su veličina kapitalnih ulaganja i vrijeme izgradnje elektrana.

Shema hidroelektrane prikazana je na slici

Slika 4. šema HE

2.4 Nuklearne elektrane (NPP)

Nuklearne elektrane su termoelektrane koje koriste energiju nuklearne reakcije. Kao nuklearno gorivo obično se koristi izotop uranijuma U-235, čiji sadržaj u prirodnom uranijumu iznosi 0,714%. Najveći dio uranijumizotopa U-238 (99,28% ukupne mase) pretvara se u sekundarno gorivo plutonijum kada se zarobe neutroni.

Pu-239. Reakcija fisije odvija se u nuklearnom reaktoru. Nuklearno gorivo se obično koristi u čvrstom obliku. Zatvoren je u zaštitnu školjku. Takvi gorivni elementi se nazivaju gorivi štapovi. Ugrađuju se u radne kanale jezgre reaktora. Toplotna energija oslobođena tokom reakcije fisije uklanja se iz jezgre reaktora uz pomoć rashladnog sredstva koje se pod pritiskom pumpa kroz svaki radni kanal ili kroz cijelo jezgro.

Slika 5 Šeme nuklearnih elektrana:a) - jednokružno; b) - dvokružno; c) trostruki. 1 - reaktor; 2 - turbina; 3 - kondenzator; 4 i 6 - napojne pumpe; 5 i 8 - izmjenjivači topline aktivnih kola; 7 - napojne pumpe aktivnih krugova; 9 - kompenzatori volumena nosača topline aktivnih krugova

Slika 5 (a, b, c) prikazuje tehnološke šeme NEK.

Kanalski reaktor velike snage RBMK, na termalnim neutronima, voda-grafit.

VVER vodeni energetski reaktor, na termalnim neutronima, tipa posude.

BN brzi neutronski reaktor sa tečnim metalom natrijum rashladnim sredstvom.

Karakteristike nuklearne elektrane su sljedeće:

Može se graditi na bilo kojoj geografskoj lokaciji, uključujući i teško dostupna;

Prema svom režimu, oni su autonomni od niza vanjskih faktora;

Zahtijeva malu količinu goriva;

Mogu raditi po slobodnom rasporedu opterećenja (sa izuzetkom nuklearnih termoelektrana);

Osetljivi na promenljivi režim, posebno nuklearne elektrane sa reaktorima na brzim neutronima; iz tog razloga, a uzimajući u obzir i zahtjeve za efikasnošću rada, osnovni dio rasporeda opterećenja elektroenergetskog sistema dodijeljen je nuklearnim elektranama;

Slabo zagađuju atmosferu; emisije radioaktivnih plinova i aerosola su neznatne i ne prelaze vrijednosti dozvoljene sanitarnim standardima. U tom pogledu, nuklearne elektrane su čistije od termoelektrana.

2.5 Gasnoturbinske elektrane (GTPP)

Šematski dijagram gasnoturbinske elektrane prikazan je na slici 6.

Slika 6. Šema GTPP-a

Gorivo (plin, dizel gorivo, lož ulje) se dovodi u komoru za sagorevanje 1 , tamo sa kompresorom- 3 uduvava se komprimovani vazduh. Gorivi produkti sagorevanja daju energiju gasnoj turbini 2 , koji rotira kompresor i generator Pokretanje jedinice se vrši pomoću motora za ubrzanje 5 i traje 1-3 minute, zbog čega se plinska turbinska postrojenja smatraju visoko manevarskim i pogodnim za pokrivanje vršnih opterećenja u elektroenergetskim sistemima. Proizvedena električna energija se u mrežu dovodi iz komunikacijskog transformatora 6.

Da bi se poboljšala efikasnost gasnih turbina, razvijena su parno-gasna postrojenja (CCGT). U njima se gorivo sagorijeva u peći generatora pare, iz koje se para šalje u parnu turbinu. Produkti sagorevanja iz generatora pare, nakon što se ohlade na potrebnu temperaturu, šalju se u gasnu turbinu. Dakle, CCGT imaju dva električna generatora na pogon: jedan plinskom turbinom, drugi parnom turbinom. Snaga gasne turbine je oko 20% pare. Šema CCGT-a je prikazana na slici 7.

Slika 7CCGT šema

2.6 Hidroakumulacijske stanice (PSPP)

Svrha pumpnih elektrana je izjednačavanje dnevnih rasporeda opterećenja elektrosistema i povećanje efikasnosti TE i NE. U satima minimalnog opterećenja, sistemi agregata HE rade u pumpnom režimu, pumpajući vodu iz donjeg rezervoara u gornji i na taj način povećavajući opterećenje TE i NE; u satima maksimalnog opterećenja sistema, rade u turbinskom režimu, crpeći vodu iz gornjeg rezervoara i na taj način istovarujući termoelektrane i nuklearne elektrane. Akumulacione jedinice elektrane su vrlo manevarske i mogu se brzo prebaciti iz turbinskog režima u pumpni režim i po potrebi u režim sinhronih kompenzatora. Efikasnost pumpnih elektrana je 70-75%, zahtijevaju malo osoblja za održavanje i mogu se graditi tamo gdje je moguće napraviti rezervoar pod pritiskom. Šema HPSP-a je prikazana na slici 8.

Slika 8 PSP dijagram

Pored razmatranih tipova elektrana, postoje i elektrane malog kapaciteta koje proizvode električnu energiju na netradicionalne načine. Tu spadaju: vjetroelektrane, solarne elektrane (parni kotao, silikonske solarne ćelije), geotermalne elektrane, plimne elektrane.

3 Sopstvene potrebe (s.n.) termoelektrana

Potrošači električne energije stanica su klasifikovani kao potrošači 1. kategorije po pouzdanosti napajanja i zahtijevaju napajanje iz dva nezavisna izvora. Potrošači s.s. termoelektrane 1. kategorije dijele se na odgovorne i neodgovorne.

Odgovorni su oni s.n. mehanizmi čije kratkotrajno zaustavljanje dovodi do hitnog gašenja ili rasterećenja glavnih jedinica stanice. Kratkotrajni nestanci struje za neodgovorne potrošače s.n. ne dovodi do trenutnog isključivanja glavne opreme u nuždi. Međutim, kako se ne bi poremetio tehnološki ciklus proizvodnje električne energije, njihovo snabdijevanje električnom energijom mora se obnoviti nakon kratkog vremenskog perioda.

Slika 9 Šema transporta goriva u termoelektrani

3.1 Transport goriva

Od mjesta proizvodnje kruto gorivo se do elektrane doprema željeznicom (slika 9) u posebnim samoistovarnim vagonima(1). Auto ulazi u zatvoreni uređaj za istovar(2) sa auto kiperom, gdje se gorivo ulijeva u prijemni spremnik koji se nalazi ispod auto kipera, iz kojeg ulazi u trakasti transporter(3). Zimi se vagoni sa smrznutim ugljem prethodno ubacuju u uređaj za odmrzavanje(4). Ugalj se transporterom transportuje do skladišta uglja)(5), koji se opslužuje mostnom zahvatnom dizalicom(6). Ili kroz drobilicu(7) u kantama za sirovi ugalj(8), instaliran ispred prednje strane kotlovskih jedinica. Ovi bunkeri se mogu snabdjeti i ugljem iz skladišta(5). Za obračun potrošnje goriva koje ulazi u kotlarnicu elektrane, vaga za vaganje ovog goriva se postavlja na put goriva do bunkera kotlovnice. Iz bunkera sirovog uglja(8) gorivo ulazi u sistem za usitnjavanje: dovodnici sirovog uglja(9), a zatim u mlinove uglja(10) , od kojih se ugljena prašina pneumatski transportuje kroz mlinski separator(11) , u ciklon prašine(12) i svrdla za prašinu (13) a zatim u kantu za prašinu(14), odakle hranilice prašine(15) na gorionike kotlova(16). Sav pneumatski transport prašine od mlina do peći vrši se ventilatorom mlina(17). Vazduh potreban za sagorevanje goriva usisava se ventilatorom(18) i doveden u grijač zraka(19), odakle se, nakon zagrevanja, delimično ubrizgava u mlin(10) za sušenje i transport goriva do ložišta kotlovske jedinice (primarni vazduh) i direktno do gorionika na prah (sekundarni vazduh).

3.2 Proizvodnja pare, toplote i električne energije

Paru u CHP postrojenju proizvodi parni generator (bojler). Normalan rad kotla obezbeđuju različite vrste agregata, radnih mašina, koje pokreću elektromotori različite vrste struje, napona i snage. Šema za dobijanje pare, toplote i električne energije prikazana je na slici 10.

Slika 10 Šema za dobijanje pare, toplote i električne energije. energija: 2 - ventilatori za duvanje; 3 - dimnjak; 5 - turbina; 6 - generator; 7 - komunikacijski transformator; 8 - hrana potrošača vlastitih potreba; 9 -potrošači napajani generatorskim naponom; 10 - kondenzator; jedanaest - cirkulacijske pumpe koje dovode hladnu vodu u kondenzator za hlađenje izduvne pare; 12 - izvor hladne vode; 14 - kondenzat pumpe koje dovode vodu u deaerator; 16 - pumpe koje napajaju kotao hemijski tretiranom vodom; 17 - napojne pumpe koje dovode pripremljenu vodu u kotao; 18 - kotao za grijanje; 19 - mrežne pumpe koje opskrbljuju toplom vodom mrežu grijanja; 20 - izbor pare za potrebe proizvodnje; 21 - redukciono-rashladni uređaj; 22 - gaf pumpe za uređaje za uklanjanje pepela; 23 - motori jedinica za uklanjanje šljake; 24 - pumpe za ulje koje osiguravaju podmazivanje rotirajućih dijelova turbine i generatora; 25 - hranilice za prašinu

Osim toga, postoji veliki broj elektromotora neosnovne opreme koji osiguravaju rad automatike, otvaranje i zatvaranje ventila i ventila, ventilaciju prostorija itd.

Termoelektrane, posebno CHP, su energetski najintenzivnije. Sopstvene potrebe TE troše 12-14% električne energije proizvedene u stanici i sp jedinicama. su potrošači 1. i 2. kategorije u smislu pouzdanosti napajanja i potrošnja električne energije je veća nego u bilo kojoj industriji.

3.3 Napajanja za pomoćne sisteme elektrana

Glavni izvori energije s.n. su opadajući transformatori ili reagovani vodovi povezani direktno na izlaze generatora ili na njihove rasklopne uređaje. Napajanja za pokretanje s.n. su također priključeni na zajedničku električnu mrežu, jer se najčešće spajaju na razvodne uređaje stanica, najbliže trafostanice, tercijarne namote komunikacionih autotransformatora. Nedavno su na termoelektranama instalirane gasne turbine za napajanje s.n.sistema. u vanrednim uslovima.

Pored toga, na elektranama svih vrsta obezbeđeni su izvori energije nezavisni od elektroenergetskog sistema, koji obezbeđuju gašenje i hlađenje stanice bez oštećenja opreme u slučaju nestanka glavnog i rezervnog izvora s.n. U hidroelektranama i konvencionalnim termoelektranama za tu namjenu dovoljne su baterije. Moćne CPP i NE zahtijevaju ugradnju dizel agregata koji odgovaraju snazi tehnološkog procesa.

Glavni zahtjevi za S.N. sistem su osiguranje pouzdanosti i efikasnosti rada S.N. mehanizama. prvi uslov je najvažniji, budući da narušavanje mehanizama s.n. povlači narušavanje složenog tehnološkog ciklusa proizvodnje električne energije, poremećaj rada glavne opreme, a ponekad i postrojenja u cjelini, te prerastanje akcidenta u sistemski. Sada je općeprihvaćeno da napajanje s.n. termoelektrane na organsko i nuklearno gorivo i hidroelektrane mogu se najjednostavnije, pouzdano i najekonomičnije obezbijediti iz generatora stanica i elektroenergetskog sistema(Slika 11).

Slika 11 Opšta šema napajanja za pomoćne potrebe TE: 1 - rezervni dalekovod; 2 - startni transformator s.n.; 3 - visokonaponsku rasklopnu opremu stanice; 4 - blok generator-transformator; 5 - radni transformator s.n.; 6 - rasklopni uređaj s.n.

Ovaj sistem napajanja s.n. stanice svih tipova trenutno pružaju pouzdanost i efikasnost:

Široka upotreba asinhronih motora sa kaveznim rotorom u pomoćnom sistemu, pokrećući ih od punog napona mreže bez ikakvih upravljačkih uređaja i odbijajući da zaštiti minimalni napon na kritičnim mehanizmima;

Uspješno samopokretanje elektromotora kada se napon vrati nakon isključenja kratkih spojeva u elektroenergetskom sistemu i u SN mreži;

Upotreba brzih relejnih zaštita i prekidača na svim elementima sistema i s.n.priključcima;

Široko uvođenje uređaja za automatizaciju sistema (AChR, AVR, ARV generatori).

Sve vrste nuklearnih elektrana u našoj zemlji obavezno se snabdijevaju izvorima za hitne slučajeve u vidu dizel agregata ili plinskih turbina. Njihova snaga se bira na osnovu pokrivanja opterećenja sistema za hlađenje NEK i sigurnosnih uređaja, ali nije dovoljna za napajanje s.n. mehanizama. u normalnom načinu rada.

Spisak korištenih izvora

1. Aleksandrov, K.K.Električni crteži i dijagrami. [Tekst] / K.K. Aleksandrov, E.G. Kuzmin. M. : Energoatomizdat, 1990. 285 str.

2. GOST 2.10595. Međudržavni standard. ESKD. Opšti zahtjevi za tekstualne dokumente [Tekst]. Umjesto GOST 2.10579, GOST 2.90671; unos. 19960701. Minsk: Mezhgos. savjet za standardizaciju, mjeriteljstvo i sertifikaciju; M. : Izdavačka kuća standarda, 2002. 26 str.

3. GOST 2.10696 ESKD. Tekstualni dokumenti [Tekst]. Umjesto GOST 2.10668, GOST 2.10868, GOST 2.11270; unos. 19970701 . M. : Izdvo standardi, 2004. 40 str.

4. GOST 7.322003. Bibliografski zapis. Bibliografski opis. Opšti zahtjevi i pravila izrade [Tekst]. Umjesto GOST 7.1-84, GOST 7.16-79, GOST 7.18-79, GOST 7.34-81, GOST 7.40-82; unos. 20040701 . M. : IPK Izdavačka kuća standarda, 2004. 84 str.

5. GOST 7.822001. Bibliografski zapis. Bibliografski opis elektronskih izvora [Tekst]. unos. 20020701 . M. : IPK izdavačka kuća standarda, 2001. 33 str.

6. GOST 7.832001. Elektronske publikacije. Glavni tipovi i izlazne informacije [Tekst]. unos. 20020701 . M. : IPK izdavačka kuća standarda, 2002. 16 str.

7. GOST 2.70184 ESKD . Opšti zahtjevi za tekstualne dokumente [Tekst] Umjesto GOST 2.701 86; unos. 19850701. M. : Izdavačka kuća standarda, 1985. 16 str.

8. GOST 2.70275 ESKD . Pravila za implementaciju električnih kola [Tekst]. Enter. 19770701. M. : Izdavačka kuća standarda, 1976. 23 str.

9. GOST 21.613 88. Sistem projektne dokumentacije za izgradnju. Oprema za napajanje. Radni crteži [Tekst]. Uvod 880701. M. : Izdvo standardi, 1988. 16 str.

10. GOST 21.61488. Sistem projektne dokumentacije za izgradnju. Slike uslovne grafičke električne opreme i ožičenja na planovima [Tekst]. Uvod 19880701. M. : Izdvo standardi, 1988. 18 str.

11. GOST 2.10979 ESKD. Osnovni zahtjevi za crteže [Tekst]. Umjesto GOST 2.10768, GOST 2.10968; unos. 19740701. M. : Izdavačka kuća standarda, 2001. 38 str.

12. GOST 2.710 81. Alfanumeričke oznake u električnim krugovima. M. : Izdvo standardi, 1985. 13 str.

13. GOST 2.722 68. Uvjetne grafičke oznake u shemama. Električne mašine [Tekst]. Uvod 01/01/87. M.: Ed in standards, 1988. 85 str.

14. GOST 2.747-68. Uvjetne grafičke oznake u shemama. Veličine konvencionalnih grafičkih simbola [Tekst]. Uvod 01/01/71. M.: Izdavačka kuća standarda. 13 str. (Izmjene istog br. 1 od 01.01.91.)

15. GOST 2.30168. ESKD. [Text] formati. M.: Izdvo standardi, 1981. 3 str.

16. GOST 2.30481 ESKD. Fontovi za crtanje [tekst]. M. : Izdvo standardi, 1982. 8 str.

17. GOST 2.72874 ESKD. Uvjetne grafičke oznake u shemama. Otpornici. Kondenzatori [Tekst]. M.: Ed in standards, 1985. 9 str.

18. GOST 2.72174 ESKD. Uvjetne grafičke oznake u shemama. Oznake za opću upotrebu. [Tekst]. M.: Ed in standards, 1986. 12 str.

19. GOST 2.70972 ESKD. Sistem označavanja kola u električnim kolima. [Tekst]. M.: Izd. u standardima, 1987. 13 str.

20 .GOST 2.10468 ESKD. Glavni natpisi [Tekst]. M.: Ed in standards, 1988. 5 str.

21.STP 1220098 Enterprise standard [Text]. Umjesto STP AltSTU 12 20096; . Barnaul. : Izdavačka kuća AltGTU, 1998. 30 str.

TE je preduzeće za proizvodnju električne i toplotne energije. Prilikom izgradnje elektrane vode se sljedećim, što je važnije: lokacija izvora goriva u blizini ili lokacija izvora potrošnje energije u blizini.

Postavljanje termoelektrana u zavisnosti od izvora goriva.

Zamislimo to, recimo da imamo veliko ležište uglja. Ako ovdje izgradimo termoelektranu, smanjit ćemo troškove transporta goriva. S obzirom da je transportna komponenta u troškovima goriva prilično velika, ima smisla graditi termoelektrane u blizini rudarskih lokacija. Ali šta ćemo sa proizvedenom strujom? Pa, ako u blizini ima gdje da se proda, u okolini je nestašica struje.

Ali što ako nema potrebe za novim električnim kapacitetima? Tada ćemo biti primorani da rezultujuću električnu energiju prenosimo žicom na velike udaljenosti. A da bi se električna energija prenosila na velike udaljenosti bez velikih gubitaka, potrebno ju je prenositi preko visokonaponskih žica. Ako nisu, onda će ih trebati povući. U budućnosti će dalekovodi zahtijevati održavanje. Za sve ovo će biti potreban i novac.

Postavljanje termoelektrana u zavisnosti od potrošača.

Većina novih termoelektrana u našoj zemlji nalazi se u neposrednoj blizini potrošača.

To je zbog činjenice da je korist od postavljanja termoelektrane u neposrednoj blizini izvora goriva jedena troškovima transporta na velike udaljenosti duž dalekovoda. Osim toga, u ovom slučaju postoje veliki gubici.

Kada elektranu postavite direktno pored potrošača, možete dobiti čak i ako izgradite termoelektranu. Možete pročitati više detalja. U ovom slučaju, cijena isporučene topline je značajno smanjena.

U slučaju postavljanja direktno pored potrošača, nema potrebe za izgradnjom visokonaponskih dalekovoda, dovoljan je napon od 110 kV.

Iz svega navedenog možemo zaključiti. Ako je izvor goriva daleko, onda je u sadašnjoj situaciji bolje graditi termoelektranu, ipak, pored potrošača. Velika korist se postiže ako su izvor goriva i izvor potrošnje električne energije blizu.

Dragi posjetitelji! Sada imate priliku da vidite Rusiju.

Proces pretvaranja toplotne energije u električnu se ogleda u pojednostavljenim (glavnim) ili kompletnim toplotnim shemama.

Šematski dijagram termoelektrane prikazuje glavne tokove nosača topline povezane s glavnom i pomoćnom opremom u procesima pretvaranja topline izgorjelog goriva za proizvodnju i opskrbu električnom energijom i toplinom potrošačima. U praksi se toplinski krug svodi na dijagram puta pare i vode termoelektrane (elektrane), čiji se elementi obično prikazuju na uvjetnim slikama.

Pojednostavljeni (glavni) termički dijagram termoelektrane na ugalj prikazan je na sl. 3.1.

Ugalj se ubacuje u bunker za gorivo 1 , a od njega - do postrojenja za drobljenje 2 gde se pretvara u prah. Ugljena prašina ulazi u peć generatora pare (parni kotao) 3 , koji ima sistem cijevi u kojima cirkulira kemijski pročišćena voda, nazvana hranljiva voda. Voda u kotlu

Rice. 3.1. Pojednostavljeni termički dijagram parne turbine

termoelektrane na prah i izgled kotača parne turbine

zagrije se, isparava, a rezultirajuća zasićena para dovodi se u pregrijač do temperature od 400-650 ° C i pod pritiskom od 3 ... 25 MPa ulazi u parnu turbinu kroz parni cjevovod 4 . Parametri pregrijane pare T 0 , P 0 (temperatura i pritisak na ulazu u turbinu) zavise od snage jedinica. U IES-u se sva para koristi za proizvodnju električne energije. U CHP postrojenju, jedan dio pare se u potpunosti koristi u turbini za proizvodnju električne energije u generatoru 5 a zatim ide do kondenzatora 6 , a drugi, koji ima visoku temperaturu i pritisak, uzima se iz srednjeg stepena turbine i koristi se za dovod toplote (isprekidana linija na sl. 3.1). Pumpa za kondenzat 7 kroz odzračivač 8 a zatim napojnu pumpu 9 doveden u generator pare. Količina pare koja se izdvaja zavisi od potreba preduzeća za toplotnom energijom.

Potpuna termička šema (PTS) razlikuje se od principijelne po tome što u potpunosti prikazuje opremu, cjevovode, zaporne, kontrolne i zaštitne ventile. Kompletan termički dijagram agregata sastoji se od dijagrama pojedinačnih jedinica, uključujući jedinicu za cijelo postrojenje (rezervni spremnici kondenzata sa prenosnim pumpama, napajanje toplinske mreže, grijanje sirove vode, itd.). U pomoćne cjevovode spadaju obilazni cjevovodi, drenažni, drenažni, pomoćni, usisni paro-vazduh smjese. Oznake PTS vodova i armature su sljedeće:

3.1.1.1. Toplotne šeme CES-a

Većina CPP-a u našoj zemlji kao gorivo koristi ugljenu prašinu. Za proizvodnju 1 kWh električne energije potrebno je nekoliko stotina grama uglja. U parnom kotlu, više od 90% energije koju oslobađa gorivo prenosi se na paru. U turbini, kinetička energija mlaznica pare se prenosi na rotor (vidi sliku 3.1). Osovina turbine je čvrsto povezana sa osovinom generatora. Moderne parne turbine za termoelektrane su brze (3000 o/min) visoko ekonomične mašine sa dugim vijekom trajanja.

CPP velike snage na organsko gorivo trenutno se grade uglavnom za visoke početne parametre pare i nizak konačni pritisak (duboki vakuum). To omogućava smanjenje potrošnje topline po jedinici proizvedene električne energije, budući da su početni parametri viši P 0 I T 0 prije turbine i ispod konačnog tlaka pare P k, veća je efikasnost instalacije. Stoga se para koja ulazi u turbinu dovodi do visokih parametara: temperature - do 650 ° C i tlaka - do 25 MPa.

Slika 3.2 prikazuje tipične pojednostavljene termalne šeme IES-a na fosilna goriva. Prema šemi sa slike 3.2, A toplota se dovodi u ciklus samo kada se para stvori i zagrije do odabrane temperature pregrijavanja t lane; prema šemi sa slike 3.2, b Zajedno sa prenosom toplote u ovim uslovima, toplota se dovodi pari nakon njenog rada u visokotlačnom delu turbine.

Prva shema se naziva shema bez ponovnog zagrijavanja, druga - shema s podgrijavanjem pare.. Kao što je poznato iz kursa termodinamike, termička efikasnost druge šeme sa istim početnim i konačnim parametrima i ispravnim izborom parametara dogrevanja je veća.

Prema obje sheme, para iz parnog kotla 1 ide na turbinu 2 nalazi se na istoj osovini sa električnim generatorom 3 . Izduvna para se kondenzuje u kondenzatoru 4 hlađeno tehničkom vodom koja cirkulira u cijevima. Turbinska pumpa za kondenzat kondenzata 5 preko regenerativnih grejača 6 napaja se u odzračivač 8 .

Deaerator služi za uklanjanje plinova otopljenih u njemu iz vode; istovremeno se u njemu, kao i u regenerativnim grijačima, napojna voda zagrijava parom koja se za tu svrhu uzima iz odvoda turbine. Odzračivanje vode provodi se kako bi se sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u njoj doveo na prihvatljive vrijednosti i na taj način smanjio stopu korozije metala u putevima vode i pare. Istovremeno, odzračivač može biti odsutan u brojnim termičkim shemama CPP. U ovom takozvanom režimu vode sa neutralnim kisikom, određena količina kisika, vodikovog peroksida ili zraka se dovodi u napojnu vodu; odzračivač u krugu nije potreban.

R
je. 3.1. Tipične termičke sheme parne turbine

kondenzatorske jedinice koje rade na organsko gorivo bez

podgrijavanje parom ( A) i sa srednjim

pregrijavanje ( b)

Odzračivanje vode pomoću napojne pumpe 9 kroz grejače 10 dovode u kotlovnicu. Kondenzat pare grijanja formiran u grijačima 10 , kaskadno pada u odzračivač 8 , a kondenzat ogrjevne pare grijača 6 dovodi drenažna pumpa 7 u liniji kroz koju kondenzat teče iz kondenzatora 4 .

Opisane termičke sheme su u velikoj mjeri tipične i neznatno se mijenjaju s povećanjem snage jedinice i početnih parametara pare.

Odzračivač i pumpa za napajanje dijele krug regenerativnog grijanja u grupe HPH (visokotlačni grijač) i HDPE (grijač niskog tlaka). HPH grupa se obično sastoji od 2-3 grijača sa kaskadnim drenažnim odvodom do deaeratora. Deaerator se napaja parom iste ekstrakcije kao i uzvodni HPH. Takva shema za uključivanje deaeratora za paru je široko rasprostranjena. Budući da se u deaeratoru održava konstantan pritisak pare, a pritisak u ekstrakciji opada proporcionalno smanjenju protoka pare u turbinu, takva šema stvara marginu pritiska za ekstrakciju, koja se ostvaruje u uzvodnoj HPH. HDPE grupa se sastoji od 3–5 regenerativnih i 2–3 pomoćna grijača. U prisustvu jedinice za isparavanje (rashladni toranj), kondenzator isparivača je povezan između LPH.

CPP koje proizvode samo električnu energiju imaju nizak faktor efikasnosti (30-40%), jer se velika količina proizvedene toplote ispušta u atmosferu kroz parne kondenzatore, rashladne tornjeve, a gubi se sa dimnim gasovima i rashladnom vodom kondenzatora.

Vrste i vrste elektrana. Tehnološka shema termoelektrane Nacrtati različite izglede termoelektrana

Kakav je bio toalet na jedrilici

Koncept inženjerskog uređenja i inženjerske pripreme teritorija Inženjersko uređenje teritorije naselja

Otoman od iverice uradi sam sa poklopcem

Da li je potrebno krastavcima odrezati brkove i njihovo značenje

Kako odabrati pidžamu: detaljan vodič koji će vas obaviti toplinom i udobnošću

Četvorostruke blanje

Zavisi na kojim podovima: na vijčanim šipovima ili poplavljenim, sa slojem izolacije, suhi ili zaliveni