UKRAINOS JAUNIMAS IR SPORTAS

YU.A. GIČEVAS

ŠILUMOS ELEKTRINĖS

Dažnaib aš

Dnepropetrovsko NMetAU 2011 m

ŠVIETIMO IR MOKSLO MINISTERIJA,

UKRAINOS JAUNIMAS IR SPORTAS

UKRAINOS NACIONALINĖ METALURGIJOS AKADEMIJA

YU.A. GIČEVAS

ŠILUMOS ELEKTRINĖS

Dažnaib aš

23 iliustracija. Bibliografija: 4 vardai.

Už problemą atsakingas dr. mokslai, prof.

Recenzentas: Dr. Tech. mokslai, prof. (DNUZHT)

Cand. tech. Mokslai, docentas (NMetAU)

Ukrainos akademija, 2011 m

ĮVADAS……………………………………………………………………………………..4

1 BENDROJI INFORMACIJA APIE ŠILUMO ELEKTRINĖS……………………5

1.1 Jėgainių apibrėžimas ir klasifikavimas…………………………….5

1.2 Šiluminės elektrinės technologinė schema…………………………8

1.3 Šiluminių elektrinių techniniai ir ekonominiai rodikliai………………………………….11

1.3.1 Energijos rodikliai……………………………………….11

1.3.2 Ekonominiai rodikliai……………………………………….13

1.3.3 Veiklos rodikliai…………………………………15

1.4 Reikalavimai šiluminėms elektrinėms…………………………………………………………16

1.5 Pramoninių šiluminių elektrinių ypatumai………………16

2 TPP TERMINIŲ SCHEMŲ KONSTRUKCIJA……………………………………………………………17

2.1 Bendrosios šiluminių grandinių sąvokos…………………………………………………………17

2.2 Pradiniai garo parametrai……………………………………………….18

2.2.1 Pradinis garų slėgis……………………………………….18

2.2.2 Pradinė garų temperatūra…………………………………………20

2.3 Tarpinis garų perkaitinimas………………………………………………..22

2.3.1 Tarpinio perkaitinimo energijos vartojimo efektyvumas...24

2.3.2 Tarpinis perkaitimo slėgis……………………………26

2.3.3 Tarpinio perkaitinimo techninis įgyvendinimas……27

2.4 Galutiniai garo parametrai……………………………………………………….29

2.5 Maitinimo vandens regeneracinis šildymas…………………………………30

2.5.1 Regeneracinio šildymo energijos vartojimo efektyvumas..30

2.5.2 Techninis regeneracinio šildymo įgyvendinimas.......34

2.5.3 Tiekiamo vandens regeneracinio šildymo temperatūra..37

2.6 Šiluminių elektrinių šiluminių diagramų konstravimas pagal pagrindinius turbinų tipus……..39

2.6.1 Šiluminės grandinės su turbina „K“ konstravimas……………39

2.6.2 Šiluminės grandinės su turbina „T“ konstravimas…………..41

LITERATŪRA………………………………………………………………………………………44

ĮVADAS

„Šiluminės elektrinės“ disciplina dėl daugelio priežasčių yra ypač svarbi tarp 8(7) specialybės disciplinų. - šiluminė energetika.

Pirma, teoriniu požiūriu disciplinoje kaupiamos žinios, kurias studentai įgijo beveik visose pagrindinėse ankstesnėse disciplinose: „Kuras ir jo deginimas“, „Katilinės“, „Kompresoriai ir šiluminiai varikliai“, „Pramonės šilumos tiekimo šaltiniai“. įmonės“, „Dujų valymas“ ir kt.

Antra, praktiniu požiūriu šiluminės elektrinės (TEP) yra sudėtinga energetikos įmonė, apimanti visus pagrindinius energijos ekonomikos elementus: kuro ruošimo sistemą, katilinę, turbinų cechą, konvertavimo ir tiekimo sistemą. šiluminė energija išoriniams vartotojams, perdirbimo ir neutralizavimo sistemos kenksmingos emisijos.

Trečia, pramonės požiūriu šiluminės elektrinės yra dominuojančios elektros energijos gamybos įmonės vidaus ir užsienio energetikos sektoriuje. Šiluminės elektrinės sudaro apie 70% Ukrainoje įrengtų elektros energijos gamybos pajėgumų, o atsižvelgiant į atomines elektrines, kuriose taip pat diegiamos garo turbinų technologijos, instaliuota galia siekia apie 90%.

Šis paskaitų konspektas parengtas pagal 8(7) specialybės darbo programą ir mokymo programą. - šiluminė energetika ir kaip pagrindinės temos apima: bendrąją informaciją apie šilumines elektrines, elektrinių šiluminių grandinių konstravimo principus, įrangos parinkimą ir šiluminių grandinių skaičiavimus, įrenginių išdėstymą ir šiluminių elektrinių darbą.

Dalyka „Šiluminės elektrinės“ padeda sisteminti studentų įgytas žinias, plėsti jų profesinį akiratį ir gali būti naudojama daugelio kitų disciplinų kursiniuose darbuose, taip pat rengiant baigiamuosius darbus specialistams ir baigiamuosius darbus magistrams.

1 BENDROJI INFORMACIJA APIE ŠILUMINIUS ELEKTRINUS

1.1 Jėgainių apibrėžimas ir klasifikavimas

Elektrinė– energetikos įmonė, skirta įvairių rūšių kurą ir energijos išteklius paversti elektros energija.

Pagrindinės elektrinių klasifikavimo galimybės:

I. Priklausomai nuo konvertuojamo kuro ir energijos išteklių tipo:

1) šiluminės elektrinės (TEE), kuriose elektros energija gaminama konvertuojant angliavandeninį kurą (anglį, gamtines dujas, mazutą, degiuosius AEI ir kt.);

2) atominės elektrinės (AE), kuriose elektros energija gaminama paverčiant atominę energiją iš branduolinio kuro;

3) hidroelektrinės (HE), kuriose elektros energija gaminama konvertuojant natūralaus vandens šaltinio, pirmiausia upių, tėkmės mechaninę energiją.

Ši klasifikavimo parinktis taip pat gali apimti elektrines, naudojančias netradicinius ir atsinaujinančius energijos šaltinius:

· saulės elektrinės;

· geoterminės elektrinės;

· vėjo jėgainės;

· potvynių ir atoslūgių jėgainės ir kt.

II. Šiai disciplinai domina išsamesnė šiluminių elektrinių klasifikacija, kuri, priklausomai nuo šilumos variklių tipo, skirstoma į:

1) garo turbininės elektrinės (STP);

2) dujų turbininės elektrinės (GTU);

3) kombinuoto ciklo elektrinės (CGE);

4) jėgainės, kuriose naudojami vidaus degimo varikliai (ICE).

Tarp šių elektrinių dominuoja garo turbininės elektrinės, kurios sudaro daugiau kaip 95% visos įrengtos šiluminių elektrinių galios.

III. Priklausomai nuo išorės vartotojams tiekiamos energijos rūšies, garo turbininės elektrinės skirstomos į:

1) kondensacinės elektrinės (CPS), tiekiančios elektros energiją tik išoriniams vartotojams;

2) termofikacinės elektrinės (CHP), kurios tiekia šilumos ir elektros energiją išorės vartotojams.

IV. Priklausomai nuo jų paskirties ir padalinio pavaldumo, elektrinės skirstomos į:

1) rajoninės elektrinės, skirtos aprūpinti elektros energija visus regiono vartotojus;

2) pramonės elektrinės, kurios yra pramonės įmonių dalis ir skirtos elektros energija tiekti pirmiausia įmonių vartotojus.

V. Priklausomai nuo instaliuotos galios naudojimo trukmės per metus, elektrinės skirstomos į:

1) pagrindinis (B): 6000÷7500 valandų per metus, t.y. daugiau nei 70% metų trukmės;

2) pusiau bazinis (P/B): 4000÷6000 val./metus, 50÷70%;

3) puspikas (P/P): 2000÷4000 val./metus, 20÷50%;

4) pikas (P): iki 2000 val./metus, iki 20 % per metus.

Šią klasifikavimo parinktį galima iliustruoti elektros apkrovų trukmės grafiko pavyzdžiu:

1.1 pav. – Elektrinių apkrovų trukmės grafikas

VI. Priklausomai nuo garo slėgio, patenkančio į turbinas, garo turbininės šiluminės elektrinės skirstomos į:

1) žemas slėgis: iki 4 MPa;

2) vidutinis slėgis: iki 9 – 13 MPa;

3) aukštas slėgis: iki 25–30 MPa, įskaitant:

● subkritinis slėgis: iki 18 – 20 MPa

● kritinis ir superkritinis slėgis: virš 22 MPa

VII. Priklausomai nuo galios, garo turbinų jėgainės skirstomos į:

1) mažos galios elektrinės: bendra instaliuota galia iki 100 MW, kai sumontuotų turbogeneratorių vienetinė galia iki 25 MW;

2) vidutinė galia: bendra instaliuota galia iki 1000 MW, kai sumontuotų turbogeneratorių vienetinė galia iki 200 MW;

3) didelės galios: bendra instaliuota galia virš 1000 MW, kai sumontuotų turbogeneratorių vienetinė galia viršija 200 MW.

VIII. Priklausomai nuo garo generatorių prijungimo prie turbogeneratorių būdo, šiluminės elektrinės skirstomos į:

1) centralizuotos (neblokinės) šiluminės elektrinės, kuriose garas iš visų katilų patenka į vieną centrinį garo vamzdyną ir vėliau paskirstomas tarp turbininių generatorių (žr. 1.2 pav.);

1 – garo generatorius; 2 – garo turbina; 3 - centrinė (pagrindinė) garo linija; 4 – garo turbininis kondensatorius; 5 – elektros generatorius; 6 – transformatorius.

1.2 pav. - Centralizuotos (neblokinės) šiluminės elektrinės schema

2) blokinės šiluminės elektrinės, kuriose kiekvienas iš įrengtų garo generatorių yra prijungtas prie labai specifinio turbogeneratoriaus (žr. 1.3 pav.).

1 – garo generatorius; 2 – garo turbina; 3 – tarpinis perkaitintuvas; 4 – garo turbininis kondensatorius; 5 – elektros generatorius; 6 – transformatorius.

1.3 pav. – Blokinės šiluminės elektrinės schema

Skirtingai nuo neblokinės konstrukcijos, šiluminių elektrinių blokinė konstrukcija reikalauja mažesnių kapitalo sąnaudų, yra lengviau eksploatuojama ir sudaro sąlygas pilnai automatizuoti elektrinės garo turbinos įrengimą. Blokinėje schemoje sumažinamas vamzdynų skaičius ir stoties gamybos apimtys įrangai išdėstyti. Naudojant tarpinį garo perkaitinimą, blokinių schemų naudojimas yra privalomas, nes kitu atveju neįmanoma kontroliuoti iš turbinos perkaitinti išsiskiriančio garo srauto.

1.2 Šiluminės elektrinės technologinė schema

Technologinėje diagramoje pavaizduotos pagrindinės elektrinės dalys, jų sujungimas ir atitinkamai parodyta technologinių operacijų seka nuo kuro pristatymo į stotį iki elektros tiekimo vartotojui momento.

Kaip pavyzdys, 1.4 pav. parodyta anglies miltelių garo turbininės elektrinės technologinė schema. Šio tipo šiluminės elektrinės vyrauja tarp esamų pagrindinių šiluminių elektrinių Ukrainoje ir užsienyje.

Saulė – kuro sąnaudos stotyje; Dp. g. – garo generatoriaus našumas; Ds. n. – sąlyginis garo suvartojimas stoties reikmėms; Dt – garo sąnaudos vienai turbinai; Evir – pagamintos elektros energijos kiekis; Esn - elektros suvartojimas stoties reikmėms; Eotp – išoriniams vartotojams tiekiamas elektros kiekis.

1.4 pav. Garo turbinos susmulkintos anglies jėgainės technologinės schemos pavyzdys

Šiluminės elektrinės technologinė schema paprastai skirstoma į tris dalis, kurios pažymėtos punktyrinėmis linijomis 1.4 paveiksle:

aš … Kuro-dujų-oro kelias, kurį sudaro:

1 – kuro įrenginiai (iškrovimo įrenginys, žaliavinės anglies sandėlis, smulkinimo įrenginiai, smulkintos anglies bunkeriai, kranai, konvejeriai);

2 – dulkių paruošimo sistema (anglies malūnai, smulkūs ventiliatoriai, anglių dulkių konteineriai, tiektuvai);

3 – ventiliatorius, skirtas tiekti orą kurui deginti;

4 – garo generatorius;

5 – dujų valymas;

6 – dūmų ištraukiklis;

7 – kaminas;

8 – šlako siurblys hidropelenams ir šlako mišiniui transportuoti;

9 – vandens pelenų ir šlako mišinio tiekimas šalinimui.

Apskritai, kuro-dujų-oro kelias apima : kuro įrenginiai, dulkių paruošimo sistema, traukos priemonės, katilų dūmtakiai ir pelenų bei šlako šalinimo sistema.

II … Garo-vandens kelias, kurį sudaro:

10 – garo turbina;

11 – garo turbininis kondensatorius;

12 – cirkuliacinio vandens tiekimo sistemos cirkuliacinis siurblys kondensatoriui aušinti;

13 – cirkuliacinės sistemos aušinimo įrenginys;

14 – papildomo vandens tiekimas vandens nuostoliams cirkuliacinėje sistemoje kompensuoti;

15 – žaliavinio vandens tiekimas chemiškai išvalytam vandeniui ruošti, kompensuojant kondensato praradimą stotyje;

16 – cheminis vandens valymas;

17 – cheminio vandens valymo siurblys, tiekiantis papildomai chemiškai apdorotą vandenį į išmetamųjų garų kondensato srovę;

18 – kondensato siurblys;

19 – regeneracinis žemo slėgio tiekimo vandens šildytuvas;

20 – deaeratorius;

21 – padavimo siurblys;

22 – regeneracinis aukšto slėgio tiekimo vandens šildytuvas;

23 – drenažo siurbliai šildymo garų kondensatui pašalinti iš šilumokaičio;

24 – regeneracinis garų ištraukimas;

25 – tarpinis perkaitintuvas.

Apskritai garo-vandens kelias apima: katilo garo-vandens dalis, turbina, kondensato agregatas, aušinimo cirkuliacinio vandens ir papildomo chemiškai išvalyto vandens ruošimo sistemos, tiekiamo vandens regeneracinio šildymo ir tiekiamo vandens deaeravimo sistema.

III … Elektrinė dalis, kurią sudaro:

26 – elektros generatorius;

27 – pakopinis transformatorius išoriniams vartotojams tiekiamai elektros energijai;

28 – elektrinės atvirosios skirstyklos autobusai;

29 – transformatorius elektrai jėgainės reikmėms;

30 – pagalbinės elektros skirstymo įrenginio šynos.

Taigi, elektrinė dalis apima: elektros generatorius, transformatoriai ir skirstomųjų įrenginių autobusai.

1.3 Šiluminių elektrinių techniniai ir ekonominiai rodikliai

Šiluminių elektrinių techniniai ir ekonominiai rodikliai skirstomi į 3 grupes: energetiniai, ūkiniai ir eksploataciniai, kurie atitinkamai skirti įvertinti stoties techninį lygį, efektyvumą ir veiklos kokybę.

1.3.1 Energinis naudingumas

Pagrindiniai šiluminių elektrinių energijos rodikliai yra šie: efektyvumą elektrinės (), savitasis šilumos suvartojimas (), specifinis kuro suvartojimas elektros gamybai ().

Šie rodikliai vadinami gamyklos šiluminio naudingumo rodikliais.

Remiantis faktinio elektrinės veikimo rezultatais, efektyvumas lemia santykiai:

; (1.1)

; (1.2)

Projektuojant elektrinę ir analizuojant jos darbą, efektyvumą. nustato produktai, atsižvelgiant į efektyvumą. atskiri stoties elementai:

kur ηcat, ηturb – efektyvumas. katilų ir turbinų parduotuvės;

ηt. p. – k.p.d. šilumos srautas, kuriame atsižvelgiama į aušinimo skysčių šilumos nuostolius stoties viduje dėl šilumos perdavimo į aplinką per dujotiekio sieneles ir aušinimo skysčio nuotėkis, ηt. n = 0,98...0,99 (vidurkis 0,985);

esn – elektros energijos dalis, išleidžiama jėgainės savo reikmėms (elektrinė pavara kuro ruošimo sistemoje, katilinės traukos įrangos pavara, siurblio pavara ir kt.), esn = Esn/Evir = 0,05...0,10 (plg. 0,075);

qсн – šilumos suvartojimo savo reikmėms dalis (cheminis vandens valymas, tiekiamo vandens deaeracija, kondensatoriuje vakuumą užtikrinančių garo ežektorių veikimas ir kt.), qсн = 0,01...0,02 (plg. 0,015).

K.p.d. katilinė gali būti pavaizduota kaip efektyvumas garo generatorius: ηkat = ηp. g = 0,88…0,96 (vidurkis 0,92)

K.p.d. turbinų cechas gali būti pavaizduotas kaip absoliutus elektros efektyvumas. turbogeneratorius:

ηturb = ηt. g. = ηt · ηoi · ηм, (1,5)

kur ηt yra šiluminis naudingumas. garo turbinos įrenginio ciklas (sunaudotos šilumos ir tiekiamos šilumos santykis), ηt = 0,42...0,46 (plg. 0,44);

ηoi – vidinis santykinis efektyvumas. turbinos (atsižvelgiama į nuostolius turbinos viduje dėl garų trinties, skersinių srautų, ventiliacijos), ηoi = 0,76...0,92 (plg. 0,84);

ηm – elektromechaninis naudingumo koeficientas, kuriame atsižvelgiama į nuostolius perduodant mechaninę energiją iš turbinos į generatorių ir nuostolius pačiame elektros generatoriuje, ηen = 0,98...0,99 (plg. 0,985).

Atsižvelgiant į sandaugą (1.5), efektyvumo išraišką (1.4). grynoji elektrinė yra tokia:

ηsnetto = ηпг·ηt· ηoi· ηм· ηтп·(1 – есн)·(1 – qсн); (1,6)

ir pakeitus vidutines vertes bus:

ηsnetto = 0,92·0,44·0,84·0,985·0,985·(1–0,075)·(1–0,015) = 0,3;

Apskritai elektrinės efektyvumas yra neto kinta diapazone: ηsnet = 0,28…0,38.

Savitasis šilumos suvartojimas elektros gamybai nustatomas pagal koeficientą:

, (1.7)

kur Qkuras yra šiluma, gaunama deginant kurą .

; (1.8)

kur pH yra standartinis investicijų efektyvumo koeficientas, metai-1.

Atvirkštinė vertė pH nurodo kapitalo investicijų atsipirkimo laikotarpį, pavyzdžiui, kai pH = 0,12 metai-1, atsipirkimo laikotarpis bus:

Pagal pateiktus kaštus pasirenkamas ekonomiškiausias variantas statyti naują ar rekonstruoti esamą elektrinę.

1.3.3 Veikimas

Eksploataciniai rodikliai vertina elektrinės veikimo kokybę ir konkrečiai apima:

1) etato koeficientas (aptarnaujančio personalo skaičius, tenkantis 1 MW stoties instaliuotos galios), W (asm./MW);

2) elektrinės instaliuotos galios panaudojimo koeficientas (faktinės pagamintos elektros energijos ir maksimalios galimos pagaminimo santykis)

; (1.16)

3) įdiegtos galios naudojimo valandų skaičius

4) įrangos prieinamumo rodiklis ir įrangos techninio panaudojimo rodiklis

; (1.18)

Katilinių ir turbinų dirbtuvių įrangos prieinamumo koeficientai yra: Kgotkot = 0,96...0,97, Kgotturb = 0,97...0,98.

Šiluminių elektrinių įrangos išnaudojimo koeficientas: KispTPP = 0,85…0,90.

1.4 Reikalavimai šiluminėms elektrinėms

Reikalavimai šiluminėms elektrinėms skirstomi į 2 grupes: techninis ir ekonominis.

Techniniai reikalavimai apima:

· patikimumas (nepertraukiamas elektros tiekimas pagal vartotojų reikalavimus ir elektros apkrovų išsiuntimo grafiką);

· manevringumas (galimybė greitai padidinti ar nuimti krovinį, taip pat paleisti ar sustabdyti agregatus);

· šiluminis naudingumas (maksimalus efektyvumas ir minimalios specifinės kuro sąnaudos įvairiais įrenginio darbo režimais);

· draugiškumas aplinkai (minimalūs kenksmingi išmetimai į aplinką ir neviršijantys leistinų emisijų įvairiais gamyklos darbo režimais).

Ekonominiai reikalavimai yra sumažinamos iki minimalių elektros energijos sąnaudų, laikantis visų techninių reikalavimų.

1.5 Pramoninių šiluminių elektrinių ypatumai

Tarp pagrindinių pramoninių šiluminių elektrinių savybių yra:

1) dvipusis elektrinės susisiekimas su pagrindiniais technologiniais cechais (elektrinė suteikia technologinių cechų elektros apkrovą ir pagal poreikį keičia elektros tiekimą, o cechai tam tikrais atvejais yra elektros energijos šaltiniai). elektrinėse naudojami šiluminiai ir degieji atsinaujinantys energijos ištekliai);

2) daugelio įmonės elektrinių ir technologinių cechų sistemų bendrumas (kuro tiekimas, vandentiekis, transporto įrenginiai, remonto bazė, o tai mažina elektrinių statybos sąnaudas);

3) pramoninėse elektrinėse, be turbogeneratorių, yra turbokompresorių ir turbopūtiklių, skirtų technologinėms dujoms tiekti į įmonės dirbtuves;

4) termofikacinių elektrinių (CHP) vyravimas tarp pramoninių elektrinių;

5) palyginti mažos galios pramoninės šiluminės elektrinės:

70…80%, ≤ 100 MW.

Pramoninės šiluminės elektrinės pagamina 15...20% visos elektros energijos.

2 TPP TERMINIŲ DIAGRAMŲ KONSTRUKCIJA

2.1 Bendrosios sąvokos apie šilumines grandines

Šiluminės diagramos yra susijusios su elektrinių garo-vandens takais ir parodo :

1) stoties pagrindinės ir pagalbinės įrangos santykinė padėtis;

2) technologinis įrenginių pajungimas per aušinimo skysčio vamzdynų linijas.

Šiluminės grandinės gali būti suskirstytos į 2 tipus:

1) fundamentalus;

2) išplėstas.

Scheminėse diagramose pavaizduota įranga tiek, kiek reikia šiluminės grandinės skaičiavimui ir skaičiavimo rezultatams analizuoti.

Remiantis grandinės schema, išsprendžiamos šios užduotys:

1) nustatyti aušinimo skysčių sąnaudas ir parametrus įvairiuose grandinės elementuose;

2) pasirinkti įrangą;

3) sukurti detalias šilumines grandines.

Išplėstos šiluminės grandinės apima visą stoties įrangą, įskaitant atsarginę įrangą, visus stoties vamzdynus su uždarymo ir valdymo vožtuvais.

Remiantis parengtomis schemomis, išsprendžiamos šios užduotys:

1) abipusis įrenginių išdėstymas projektuojant elektrines;

2) darbo brėžinių vykdymas projektavimo metu;

3) stočių eksploatavimas.

Prieš sudarant šilumines diagramas išsprendžiami šie klausimai:

1) stoties tipo parinkimas, kuris atliekamas pagal numatomų energijos apkrovų tipą ir kiekį, ty CPP arba CHP;

2) nustato visos stoties elektros ir šiluminę galią bei atskirų jos blokų (agregatų) galią;

3) pasirinkti pradinius ir galutinius garų parametrus;

4) nustatyti tarpinio garo perkaitinimo poreikį;

5) pasirinkti garo generatorių ir turbinų tipus;

6) parengti tiekiamo vandens regeneracinio šildymo schemą;

7) sudaryti pagrindinius techninius šiluminės schemos sprendinius (agregato galią, garo parametrus, turbinų tipą) su daugybe pagalbinių klausimų: papildomo chemiškai išvalyto vandens paruošimas, vandens deaeravimas, garo generatoriaus nupūtimo vandens perdirbimas, pavara pašarų siurbliai ir kt.

Šiluminių grandinių vystymuisi daugiausia įtakos turi 3 veiksniai:

1) pradinių ir galutinių garo parametrų vertė garo turbinos įrenginyje;

2) tarpinis garų perkaitinimas;

3) tiekiamo vandens regeneracinis šildymas.

2.2 Pradiniai garo parametrai

Pradiniai garo parametrai yra garo slėgis (P1) ir temperatūra (t1) prieš turbinos uždarymo vožtuvą.

2.2.1 Pradinis garų slėgis

Pradinis garų slėgis turi įtakos efektyvumui. elektrinių ir, visų pirma, per šiluminį efektyvumą. garo turbinos įrenginio ciklas, kuris, nustatant efektyvumą elektrinė turi minimalią reikšmę (ηt = 0,42…0,46):

Šiluminiam efektyvumui nustatyti Gali būti naudojamas iS– vandens garų diagrama (žr. 2.1 pav.):

(2.2)

kur Aukščiau yra adiabatinis garo šilumos nuostolis (idealaus ciklo atveju);

qsupply – į ciklą tiekiamas šilumos kiekis;

i1, i2 – garo entalpija prieš ir už turbinos;

i2" – turbinoje išleisto garo kondensato entalpija (i2" = cpt2).

2.1 pav. Šiluminio naudingumo nustatymo link.

Skaičiavimo pagal (2.2) formulę rezultatai pateikia tokias efektyvumo reikšmes:

ηt, vienetų trupmenos

Čia 3,4...23,5 MPa yra standartinis garo slėgis, taikomas garo turbinų elektrinėms Ukrainos energetikos sektoriuje.

Iš skaičiavimo rezultatų matyti, kad padidėjus pradiniam garo slėgiui, efektyvumo vertė. dideja. Kartu su tuo, Padidėjęs slėgis turi keletą neigiamų pasekmių:

1) didėjant slėgiui, mažėja garų tūris, mažėja turbinos srauto dalies srauto plotas ir menčių ilgis, todėl didėja garų srautas, dėl kurio sumažėja vidinis santykinis efektyvumas. . turbinos (ηоі);

2) padidėjus slėgiui, didėja garo nuostoliai per turbinos galų sandariklius;

3) didėja metalo sąnaudos įrangai ir garo turbinų gamyklos savikaina.

Norėdami pašalinti neigiamą poveikį Kartu su slėgio padidėjimu turėtų būti didinama turbinos galia, kuri užtikrina :

1) garo srauto padidėjimas (neįtraukiamas srauto ploto turbinoje ir menčių ilgio sumažėjimas);

2) sumažina santykinį garų nutekėjimą per mechaninius sandariklius;

3) slėgio padidėjimas kartu su galios padidėjimu leidžia padaryti vamzdynus kompaktiškesnius ir sumažinti metalo sąnaudas.

Optimalus pradinio garo slėgio ir turbinos galios santykis, gautas remiantis užsienyje veikiančių elektrinių darbo analize, pateiktas 2.2 paveiksle (optimalus santykis žymimas atspalviu).

2.2 pav. Turbogeneratoriaus galios (N) ir pradinio garų slėgio (P1) ryšys.

2.2.2 Pradinė garų temperatūra

Didėjant pradiniam garo slėgiui, didėja garų drėgnumas turbinos išėjimo angoje, tai iliustruoja grafikai iS diagramoje (žr. 2.3 pav.).

Р1 > Р1" > Р1" (t1 = const, P2 = const)

x2< x2" < x2"" (y = 1 – x)

y2 > y2" > y2"

2.3 pav. Galutinio garų drėgmės kiekio pokyčio pobūdis padidėjus pradiniam garų slėgiui.

Garų drėgmė padidina trinties nuostolius ir sumažina vidinį santykinį efektyvumą. ir sukelia lašelinę menčių ir kitų turbinos srauto kelio elementų eroziją, dėl kurios jie sunaikinami.

Didžiausia leistina garų drėgmė (y2add) priklauso nuo menčių ilgio (ll); Pavyzdžiui:

ll ≤ 750…1000 mm y2pridėti ≤ 8…10 %

ll ≤ 600 mm y2pridėti ≤ 13 %

Norint sumažinti garų drėgmę, temperatūrą reikia didinti kartu su garų slėgio padidėjimu, kaip parodyta 2.4 pav.

t1 > t1" > t1" (P2 = pastovus)

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

y2< y2" < y2""

2.4 pav. – Galutinio garų drėgmės kiekio pokyčio pobūdis, padidėjus pradinei garų temperatūrai.

Garo temperatūrą riboja plieno, iš kurio gaminamas perkaitintuvas, vamzdynai ir turbinos elementai, atsparumas karščiui.

Galima naudoti 4 klasių plieną:

1) anglinis ir manganinis plienas (kurių maksimali temperatūra tpr ≤ 450...500°C);

2) perlitinės klasės chromo-molibdeno ir chromo-molibdeno-vanadžio plienas (tpr ≤ 570...585°C);

3) martensitinės-feritinės klasės daug chromo plieno (tpr ≤ 600...630°C);

4) austenitinės klasės nerūdijantys chromo-nikelio plienai (tpr ≤ 650...700°C).

Pereinant iš vienos plieno klasės į kitą, įrangos kaina smarkiai išauga.

Plieno klasė

Santykinė kaina

Šiame etape ekonominiu požiūriu patartina naudoti perlitinį plieną, kurio darbinė temperatūra tr ≤ 540°C (565°C). Martensitinės-feritinės ir austenitinės klasės plienas smarkiai padidina įrangos kainą.

Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į pradinės garų temperatūros įtaką šiluminiam efektyvumui. garo turbinos gamyklos ciklas. Padidėjus garų temperatūrai, padidėja šiluminis efektyvumas:

Technologinis žaliavos (kuro) pavertimo galutiniu produktu (elektra) procesas atsispindi elektrinių technologinėse diagramose.

Šiluminės elektrinės, veikiančios anglimi, technologinė schema , parodyta 3.4 pav. Tai sudėtingas tarpusavyje susijusių kelių ir sistemų rinkinys: dulkių paruošimo sistema; degalų tiekimo ir uždegimo sistema (kuro kelias); šlako ir pelenų šalinimo sistema; dujų-oro kelias; garo-vandens tako sistema, įskaitant garo vandens katilą ir turbinos bloką; papildomo vandens paruošimo ir tiekimo sistema, papildanti tiekiamo vandens nuostolius; techninė vandens tiekimo sistema, užtikrinanti aušinimą garais; tinklo vandens šildymo sistema; elektros energijos sistema, įskaitant sinchroninį generatorių, pakopinį transformatorių, aukštos įtampos skirstomąjį įrenginį ir kt.

Žemiau pateikiama trumpas aprašymasšiluminės elektrinės technologinės schemos pagrindinės sistemos ir keliai naudojant anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės pavyzdį.

Ryžiai. 3.3. Miltelinės anglies jėgainės proceso schema

1. Dulkių paruošimo sistema. Kuro kelias. Kietasis kuras pristatomas geležinkeliu specialiuose gondoliniuose vagonuose. 1 (žr. 3.4 pav.). Gondoliniai automobiliai su anglimi sveriami ant geležinkelio svarstyklių. Žiemą gondolos su anglimi praleidžiamos per atitirpinimo šiltnamį, kuriame pašildytu oru šildomos gondolos vagono sienos. Toliau gondola įstumiama į iškrovimo įrenginį – automobilio savivartį 2 , kurioje jis sukasi aplink išilginę ašį maždaug 180 0 kampu; anglis išpilama ant grotelių, dengiančių priėmimo dėžes. Anglis iš bunkerių tiekiama tiektuvais į konvejerį 4 , per kurią atkeliauja arba į anglių sandėlį 3 , arba per smulkinimo skyrių 5 katilinės žaliavinės anglies bunkeryje 6 , į kurį galima pristatyti ir iš anglių sandėlio.

Iš smulkinimo įrenginio kuras patenka į žalios anglies bunkerį 6 , o iš ten per tiektuvus – į miltelinės anglies malūnus 7 . Anglies dulkės pneumatiniu būdu transportuojamos per separatorių 8 ir ciklonas 9 į anglies dulkių konteinerį 10 , o iš ten tiektuvai 11 tiekiamas į degiklius. Orą iš ciklono įsiurbia malūno ventiliatorius 12 ir paduodamas į katilo degimo kamerą 13 .

Visas šis kuro kelias kartu su anglies sandėliu priklauso kuro tiekimo sistemai, kurią aptarnauja šiluminės elektrinės kuro transportavimo skyriaus personalas.

Anglies katilai taip pat turi pradinį kurą, dažniausiai mazutą. Mazutas tiekiamas geležinkelio cisternose, kuriose prieš išleidžiant pašildomas garais. Naudojant pirmąjį ir antrąjį pakėlimo siurblius, jis tiekiamas į mazuto purkštukus. Pradinis kuras taip pat gali būti gamtinės dujos, tiekiamos iš dujotiekio per dujų valdymo tašką į dujų degiklius.

Šiluminėse elektrinėse, deginančiose dujas ir naftos kurą, kuro ekonomija gerokai supaprastinta, palyginti su miltelinės anglies šiluminėmis elektrinėmis. Akmens anglių sandėlis, smulkinimo skyrius, konvejerių sistema, žaliavinės anglies ir dulkių bunkeriai, pelenų surinkimo ir pelenų šalinimo sistemos tampa nebereikalingos.

2. Dujų-oro kelias. Šlako ir pelenų šalinimo sistema. Degimui reikalingas oras tiekiamas į oro tiekimą

garo katilo šildytuvai su ventiliatoriumi 14 . Oras dažniausiai imamas iš katilinės viršaus ir (didelio galingumo garo katilams) iš katilinės išorės.

Dujos, susidarančios degimo metu degimo kameroje, iš jos išėjusios, paeiliui pereina per katilo įrenginio dujų kanalus, kur garo perkaitintuve (pirminiame ir antriniame, jei vykdomas ciklas su tarpiniu garų perkaitinimu) ir vanduo. ekonomaizeris, šiluma perduodama darbiniam skysčiui, o oro šildytuvas tiekiamas į garo katilo orą. Tada pelenų rinktuvuose (elektriniuose nusodintuvuose) 15 dujos išvalomos iš lakiųjų pelenų ir per kaminą 17 dūmų šalintuvai 16 išleidžiami į atmosferą.

Po degimo kamera, oro šildytuvu ir pelenų rinktuvais patenkantys šlakai ir pelenai nuplaunami vandeniu ir kanalais tiekiami į pūtimo siurblius. 33 , kurios pumpuoja juos į pelenų sąvartynus.

3. Garo-vandens takas. Perkaitintuve perkaitinti garai iš garų katilo 13 garo vamzdynais ir purkštukų sistema teka į turbiną 22 .

Kondensatas iš kondensatoriaus 23 turbinos tiekiamos kondensato siurbliais 24 per žemo slėgio regeneracinius šildytuvus 18 į deaeratorių 20 , kuriame vanduo užvirinamas; tuo pačiu metu jis išlaisvinamas iš jame ištirpusių agresyvių dujų O 2 ir CO 2, o tai apsaugo nuo korozijos garo-vandens kelyje. Vanduo iš deaeratoriaus tiekiamas tiekimo siurbliais 21 per aukšto slėgio šildytuvus 19 į katilo ekonomaizerį, pašildydamas vandenį ir žymiai padidindamas šiluminės elektrinės efektyvumą.

Šiluminės elektrinės garo-vandens kelias yra sudėtingiausias ir atsakingiausias, nes šiame kelyje susidaro aukščiausia metalo temperatūra ir didžiausias garo bei vandens slėgis.

Garo-vandens tako funkcionavimui užtikrinti reikalinga papildomo vandens ruošimo ir tiekimo sistema darbinio skysčio nuostoliams papildyti, taip pat šiluminių elektrinių techninė vandens tiekimo sistema, tiekianti aušinimo vandenį į turbininį kondensatorių.

4. Papildomo vandens ruošimo ir tiekimo sistema. Papildomas vanduo gaunamas cheminiu žaliavinio vandens valymo būdu, atliekamu specialiuose jonų mainų filtruose, skirtuose cheminiam vandens valymui.

Garo ir kondensato nuostoliai dėl nuotėkio garo-vandens kelyje šioje schemoje papildomi chemiškai demineralizuotu vandeniu, kuris perpylimo siurbliu tiekiamas iš demineralizuoto vandens rezervuaro į kondensato liniją už turbinos kondensatoriaus.

Cheminio vandens valymo prietaisai yra chemijos ceche 28 (cheminio vandens valymo cechas).

5. Aušinimo garais sistema. Aušinamasis vanduo į kondensatorių tiekiamas iš vandens tiekimo šulinio 26 cirkuliaciniai siurbliai 25 . Kondensatoriuje pašildytas aušinimo vanduo išleidžiamas į surinkimo šulinį 27 tas pats vandens šaltinis tam tikru atstumu nuo paėmimo vietos, pakankamo, kad pašildytas vanduo nesimaišytų su paimtu vandeniu.

Daugelyje šiluminių elektrinių technologinių schemų aušinimo vanduo per kondensatoriaus vamzdžius pumpuojamas cirkuliaciniais siurbliais. 25 ir tada patenka į aušinimo bokštą (aušinimo bokštą), kur dėl garavimo vanduo aušinamas tokiu pat temperatūrų skirtumu, kuriuo buvo šildomas kondensatoriuje. Vandentiekio sistema su aušinimo bokštais daugiausia naudojama šiluminėse elektrinėse. IES naudoja vandens tiekimo sistemą su aušinimo tvenkiniais. Kai vyksta vandens garavimo aušinimas, garavimas yra maždaug lygus turbininiuose kondensatoriuose kondensuojančių garų kiekiui. Todėl vandens tiekimo sistemas reikia papildyti, dažniausiai upės vandeniu.

6. Tinklo vandens šildymo sistema. Schemose gali būti numatytas nedidelis tinklo šildymo įrenginys, skirtas elektrinės ir gretimo kaimo centralizuotam šildymui. Prie tinklo šildytuvų 29 šio įrenginio garai patenka iš turbininių ištraukimų, kondensatas išleidžiamas per liniją 31 . Tinklo vanduo tiekiamas į šildytuvą ir iš jo pašalinamas vamzdynais 30 .

7. Elektros energijos sistema. Garo turbinos sukamas elektros generatorius gamina kintamąją elektros srovę, kuri per pakopinį transformatorių patenka į šiluminės elektrinės atvirojo skirstomojo įrenginio (OSD) šynas. Prie generatoriaus gnybtų per pagalbinį transformatorių jungiamos ir pagalbinės sistemos magistralės. Taigi pagalbiniai galios agregato vartotojai (pagalbinių agregatų elektros varikliai - siurbliai, ventiliatoriai, malūnai ir kt.) yra maitinami jėgos agregato generatoriaus. Elektros varikliams, apšvietimo įtaisams ir elektrinės įrenginiams tiekti elektros energiją yra įrengta pagalbinė elektros skirstomoji įranga 32 .

Ypatingais atvejais (avarinėmis situacijomis, apkrovos nuleidimu, paleidimu ir išjungimu) pagalbinis maitinimas tiekiamas per lauko skirstomojo įrenginio rezervinį šynų transformatorių. Patikimas elektros energijos tiekimas pagalbinių mazgų elektros varikliams užtikrina patikimą visų jėgos agregatų ir šiluminių elektrinių darbą. Elektros tiekimo savo reikmėms sutrikimas sukelia gedimus ir avarijas.

Esminis skirtumas tarp dujų turbininės elektrinės (GTU) ir garo turbinos technologinės schemos yra tas, kad GTU cheminė kuro energija paverčiama mechanine energija viename bloke - dujų turbinoje, dėl ko nereikia garo katilo.

Dujų turbinos įrenginys (3.5 pav.) susideda iš degimo kameros KS, dujų turbinos GT, oro kompresoriaus K ir elektros generatoriaus G. Kompresorius K įsiurbia atmosferos orą, suspaudžia jį vidutiniškai iki 6–10 kg/cm. 2 ir tiekia jį į degimo kamerą KS. Į degimo kamerą patenka ir kuras (pavyzdžiui, saulės nafta, gamtinės ar pramoninės dujos), kuris dega suspausto oro aplinkoje.

Ryžiai. 3.4. Dujų turbinos supaprastinta technologinė schema

elektrinės, naudojančios skystąjį arba dujinį kurą: T – kuras; IN –

oras; KS – degimo kamera; GT – dujų turbina; K – oro kompresorius; G – elektros generatorius
600–800 °C temperatūros karštos dujos iš degimo kameros patenka į dujų turbiną GT. Eidami per turbiną, jie išsiplečia iki atmosferos slėgio ir, dideliu greičiu judėdami tarp menčių, sukasi turbinos veleną. Išmetamosios dujos patenka į atmosferą per išmetimo vamzdį. Nemaža dalis dujų turbinos galios sunaudojama kompresoriui ir kitiems pagalbiniams įtaisams sukti.

Pagrindiniai dujų turbinų privalumai, palyginti su garo turbinų blokais, yra šie:

1) katilinės ir cheminio vandens valymo trūkumas;

2) žymiai mažesnis aušinimo vandens poreikis, dėl kurio galima naudoti dujų turbinų blokus ribotų vandens išteklių teritorijose;

3) žymiai mažesnis dirbančiojo personalo skaičius;

4) greitas paleidimas;

5) mažesnės pagamintos elektros energijos sąnaudos.
3.1.3. Šiluminių elektrinių išdėstymo schemos
TPP skirstomi į blokinius ir neblokinius pagal šiluminės grandinės tipą (struktūrą).

Su blokine schema visi įrenginio pagrindiniai ir pagalbiniai įrenginiai neturi technologinių ryšių su kito elektrinės įrenginio įrenginiais. Iškastinio kuro elektrinėse kiekviena turbina tiekiama garu tik iš vieno ar dviejų prie jos prijungtų katilų. Garo turbina, kurios turbina varoma vieno garo katilo garu, vadinama monoblokas, jei vienoje turbinoje yra du katilai – dvigubas blokas.

Su neblokavimo schema TPP garas iš visų garo katilų patenka į bendrą magistralę ir tik iš ten paskirstomas į atskiras turbinas. Kai kuriais atvejais galima nukreipti garą tiesiai iš garo katilų į turbinas, tačiau išsaugoma bendra jungiamoji linija, todėl bet kuriai turbinai maitinti visada galite naudoti garą iš visų katilų. Linijos, kuriomis vanduo tiekiamas į garo katilus (tiekimo vamzdynai), taip pat turi kryžmines jungtis.

Blokinės šiluminės elektrinės yra pigesnės nei neblokinės šiluminės elektrinės, nes supaprastinamas dujotiekio išdėstymas ir sumažėja jungiamųjų detalių skaičius. Tokioje stotyje lengviau valdyti atskirus įrenginius, blokinio tipo įrenginius lengviau automatizuoti. Eksploatacijos metu vieno įrenginio veikimas neturi įtakos kaimyniniams blokams. Plečiant elektrinę, sekantis blokas gali turėti kitokią galią ir veikti pagal naujus parametrus. Tai leidžia plečiamoje stotyje sumontuoti galingesnę ir aukštesnių parametrų įrangą, t.y. leidžia tobulinti įrangą ir padidinti elektrinės techninius bei ekonominius rodiklius. Naujos įrangos nustatymo procesas neturi įtakos anksčiau sumontuotų įrenginių veikimui. Tačiau normaliam blokinių šiluminių elektrinių darbui jų įrangos patikimumas turi būti žymiai didesnis nei neblokinių šiluminių elektrinių. Įrenginiai neturi atsarginių garo katilų; jei galimas katilo našumas yra didesnis nei tam tikrai turbinai reikalingas debitas, dalis garo (vadinamasis paslėptasis rezervas, plačiai naudojamas neblokinėse šiluminėse elektrinėse) negali būti perkeliamas į kitą įrenginį. Garo turbinoms su tarpiniu garo perkaitinimu blokinė schema yra praktiškai vienintelė įmanoma, nes neblokinė įrenginio schema šiuo atveju bus pernelyg sudėtinga.

Mūsų šalyje šiluminių elektrinių garo turbininiai įrenginiai be kontroliuojamo garo ištraukimo su pradiniu slėgiu P 0 ≤8,8 MPa ir įrenginiai su kontroliuojamu ištraukimu esant P 0 ≤12,7 MPa, veikiantys ciklais be tarpinio garo perkaitinimo, yra pastatyti neblokuoti. Esant aukštesniam slėgiui (ties IES prie P 0 ≥12,7 MPa, o šiluminėse elektrinėse prie P 0 = 23,5 MPa) visi garo turbinų blokai veikia ciklais su tarpiniu perkaitimu, o stotys su tokiais įrenginiais statomos blokais.

Pagrindiniame pastate (pagrindiniame pastate) yra pagrindiniai ir pagalbiniai įrenginiai, tiesiogiai naudojami elektrinės technologiniame procese. Įrangos ir pastato konstrukcijų tarpusavio išdėstymas vadinamas pagrindinės elektrinės pastato išdėstymas.

Pagrindinį elektrinės pastatą dažniausiai sudaro turbinų patalpa, katilinė (su bunkerine patalpa, kai dirbama kietuoju kuru) arba reaktoriaus patalpa atominėje elektrinėje ir deaeratoriaus patalpa. Mašinų skyriuje kartu su pagrindine įranga (pirmiausia turbininiais blokais) yra: kondensato siurbliai, žemo ir aukšto slėgio regeneraciniai šildytuvai, tiekimo siurblių agregatai, garintuvai, garo keitikliai, tinklo šildytuvai (šiluminėse elektrinėse), pagalbiniai. šildytuvai ir kiti šilumokaičiai.

Šiltame klimate (pavyzdžiui, Kaukaze, Vidurinėje Azijoje ir kt.), nesant reikšmingų kritulių, dulkių audros ir kt. CPP, ypač dujų ir naftos gamyklos, naudoja atvirą įrangos išdėstymą. Tuo pačiu metu virš katilų įrengiami stogeliai, o turbinos blokai apsaugoti šviesos pastogėmis; turbinos bloko pagalbinė įranga patalpinta uždaroje kondensacijos patalpoje. Atviro išplanavimo CPP pagrindinio pastato savitoji kubatūra sumažinama iki 0,2–0,3 m 3 /kW, o tai sumažina CPP statybos sąnaudas. Jėgainės patalpose sumontuoti kabiniai kranai ir kiti kėlimo mechanizmai energetikos įrenginių montavimui ir remontui.

Fig. 3.6. Pavaizduota anglies miltelių jėgainės maitinimo bloko išdėstymo schema: I – garo generatoriaus patalpa; II – mašinų skyrius, III – aušinimo vandens siurblinė; 1 – iškrovimo įrenginys; 2 – smulkinimo įrenginys; 3 – vandens ekonomaizeris ir oro šildytuvas; 4 – garų perkaitintuvai; 5 , 6 – degimo kamera; 7 – susmulkintų anglių degikliai; 8 – garo generatorius; 9 – malūno ventiliatorius; 10 – anglies dulkių bunkeris; 11 – dulkių tiektuvai; 12 – tarpiniai perkaitinimo garo vamzdynai; 13 – deaeratorius; 14 - garo turbina; 15 – elektros generatorius; 16 – pakopinis elektros transformatorius; 17 – kondensatorius; 18 – aušinimo vandens tiekimo ir nuotekų vamzdynai; 19 – kondensato siurbliai; 20 – regeneruojantis HDPE; 21 – padavimo siurblys; 22 – regeneracinis LDPE; 23 – ventiliatorius; 24 – pelenų gaudyklė; 25 – šlako ir pelenų šalinimo kanalai; EE– aukštos įtampos elektra.

Fig. 3.7 parodyta supaprastinta 2400 MW galios gazolinės elektrinės išdėstymo schema, nurodant tik pagrindinės ir dalies pagalbinės įrangos išdėstymą bei konstrukcijų matmenis (m): 1 - katilinė; 2 – turbinos skyrius; 3 – kondensatoriaus skyrius; 4 – generatoriaus skyrius; 5 – deaeratoriaus skyrius; 6 – ventiliatorius; 7 – regeneraciniai oro šildytuvai; 8 – paskirstymo sistema savo reikmėms (RUSN); 9 - kaminas.

Ryžiai. 3.7. Dujų ir naftos gamyklos pagrindinio pastato išplanavimas

elektrinių, kurių galia 2400 MW
Pagrindinė IES įranga (katilų ir turbinų agregatai) yra pagrindiniame pastate, katilai ir dulkių paruošimo blokas (ties IES, kurie degina, pavyzdžiui, anglį dulkių pavidalu) - katilinėje, turbinų blokai ir jų pagalbiniai įrenginiai - elektrinės turbinų patalpoje. CPP daugiausia yra vienas katilas vienai turbinai. Katilas su turbininiu bloku ir jų pagalbiniais įrenginiais sudaro atskirą dalį - monoblokinę elektrinę.

150–1200 MW galingumo turbinoms reikalingi atitinkamai 500–3600 m 3 /h garo galingumo katilai. Anksčiau valstybinėse rajoninėse elektrinėse vienai turbinai buvo naudojami du katilai, t.y. dvigubi blokai . CPP be tarpinio garo perkaitinimo su 100 MW ar mažesnės galios turbininiais blokais buvo naudojama neblokinė centralizuota schema, kai garai iš katilų nukreipiami į bendrą garo magistralę, o iš jos paskirstomi tarp turbinų.

Pagrindinio pastato matmenys priklauso nuo jame esančios įrangos galingumo: vieno bloko ilgis 30–100 m, plotis 70–100 m Mašinų skyriaus aukštis apie 30 m, katilinės yra daugiau nei 50 m. Pagrindinio pastato išplanavimo ekonomiškumas apytiksliai apskaičiuojamas pagal savitąją kubinę talpą, lygią apie 0,7–0,8 m 3 /kW miltelinės anglies elektrinėje. , o gazolyje - apie 0,6–0,7 m 3 / kW. Dalis katilinės pagalbinės įrangos (dūmų ištraukikliai, ventiliatoriai, pelenų surinkėjai, dulkių ciklonai ir dulkių paruošimo sistemos dulkių separatoriai) dažnai įrengiami pastato išorėje, lauke.

CES statomi tiesiai prie vandens tiekimo šaltinių (upės, ežero, jūros); Dažnai šalia CPP sukuriamas rezervuaras (tvenkinys). IES teritorijoje, be pagrindinio pastato, yra techninio vandens tiekimo ir cheminio vandens valymo konstrukcijos ir įrenginiai, kuro įrenginiai, elektros transformatoriai, skirstytuvai, laboratorijos ir dirbtuvės, medžiagų sandėliai, biuro patalpos IES aptarnaujančiam personalui. . Į CPP teritoriją degalai dažniausiai tiekiami traukiniais. Pelenai ir šlakai iš degimo kameros ir pelenų rinktuvų šalinami hidrauliniu būdu. IES teritorijoje nutiesti geležinkelio bėgiai ir keliai, nutiestos išvados elektros laidai, inžinerinės antžeminės ir požeminės komunikacijos. CPP statinių užimamos teritorijos plotas, priklausomai nuo elektrinės galios, kuro rūšies ir kitų sąlygų, yra 25–70 hektarų. .

Didelės susmulkintomis anglimis kūrenamos elektrinės Rusijoje aptarnaujamos personalo po 1 žmogų kiekvienam 3 MW galios (apie 1000 žmonių 3000 MW elektrinėje); Be to, reikalingas techninės priežiūros personalas.

IES galia priklauso nuo vandens ir kuro išteklių bei aplinkosaugos reikalavimų: normalios oro ir vandens baseinų švaros užtikrinimo. Kuro degimo produktų išmetimas kietųjų dalelių pavidalu į orą CPP teritorijoje ribojamas įrengus pažangius pelenų surinktuvus (elektrinius nusodintuvus, kurių naudingumo koeficientas apie 99%). Likusios priemaišos, sieros ir azoto oksidai, išsklaidomos naudojant aukštus kaminus, kurie yra pastatyti taip, kad pašalintų kenksmingas priemaišas į aukštesnius atmosferos sluoksnius. Dūmtraukiai, kurių aukštis iki 300 m ir daugiau, statomi iš gelžbetonio arba su 3–4 metaliniais kamienais gelžbetonio apvalkalo arba bendro metalinio karkaso viduje.

Daugybės įvairios IES įrangos valdymas įmanomas tik visapusiškai automatizavus gamybos procesus. Šiuolaikinės kondensacinės turbinos yra visiškai automatizuotos. Katilo agregatas automatiškai valdo kuro degimo procesus, katilo bloko tiekimą vandeniu, garų perkaitimo temperatūros palaikymą ir kt. Kiti IES procesai taip pat yra automatizuoti: palaikomi nurodyti darbo režimai, paleidžiami ir stabdomi įrenginiai, saugoma įranga esant nenormalioms ir avarinėms sąlygoms.
3.1.4. Pagrindinė šiluminių elektrinių įranga
Į pagrindinę šiluminių elektrinių įrangą apima garo katilus (garo generatorius), turbinas, sinchroninius generatorius, transformatorius.

Visi išvardyti vienetai yra standartizuoti pagal atitinkamus rodiklius. Įrangos pasirinkimą pirmiausia lemia elektrinės tipas ir jos galia. Beveik visos naujai projektuojamos elektrinės yra blokinės, kurių pagrindinė charakteristika – turbininių blokų galia.

Šiuo metu gaminami 200, 300, 500, 800 ir 1200 MW galios šiluminių elektrinių serijiniai buitiniai kondensaciniai agregatai. Šiluminėms elektrinėms kartu su 250 MW galios blokais naudojami 50, 100 ir 175 MW galingumo turbininiai blokai, kuriuose bloko principas derinamas su atskiromis įrenginių kryžminėmis jungtimis.

Tam tikrai jėgainės galiai į jėgos agregatus įtrauktų įrenginių asortimentas parenkamas pagal jos galią, garo parametrus ir naudojamo kuro rūšį.
3.1.4.1. Garo katilai
Garo katilas(PC) – šilumokaitis, skirtas gaminti garus, kurių slėgis viršija atmosferos slėgį, formuojantis kartu su pagalbine įranga katilo blokas.

Kompiuterio charakteristikos yra šios:

garo gamyba;
garo veikimo parametrai (temperatūra ir slėgis) po pirminio ir tarpinio perkaitintuvų;
šildymo paviršius, t.y. paviršius, iš vienos pusės nuplaunamas išmetamųjų dujų, o iš kitos pusės – tiekiamas vanduo;
Efektyvumas, t.y. garuose esančios šilumos kiekio ir šiems garams gaminti naudojamo kuro kaloringumo santykis.

Garo srautas į turbiną dažniausiai nustatomas elektrinės žiemos darbo režimui. Garo katilo našumas turi būti parenkamas atsižvelgiant į garo srauto padidėjimą į turbiną dėl slėgio padidėjimo kondensatoriuje vasarą, garo ir kondensato nuotėkį, šilumos išleidimo tinklo įrenginių įtraukimą ir kitas išlaidas. . Atsižvelgiant į tai, garo katilo našumas parenkamas pagal maksimalų šviežio garo srautą per turbiną, atsižvelgiant į garo suvartojimą elektrinės savo reikmėms ir suteikiant tam tikrą rezervą sukamojo rezervo panaudojimui ir kt. tikslai.

Kompiuteriams taip pat būdingas svoris, matmenys, metalo suvartojimas ir turima techninės priežiūros mechanizavimo ir automatizavimo įranga.

Pirmieji kompiuteriai buvo sferinės formos. Tokią formą turėjo ir 1765 m. I. Polzunovo, sukūrusio pirmąjį universalų garo variklį ir padėjusio pamatus vandens garų energijos naudojimui, kompiuteris. Iš pradžių kompiuteriai buvo pagaminti iš vario, vėliau iš ketaus. XVIII amžiaus pabaigoje juodosios metalurgijos išsivystymo lygis leido gaminti plieninius cilindrinius asmeninius kompiuterius iš lakštinės medžiagos kniedijant. Dėl laipsniškų asmeninių kompiuterių dizaino pokyčių atsirado daugybė variantų. Cilindrinis katilas, kurio skersmuo buvo iki 0,9 m, o ilgis 12 m, buvo sumontuotas naudojant plytų pamušalą, kuriame buvo išdėstyti visi dujų kanalai. Tokio PC šildymo paviršius buvo suformuotas tik apatinėje katilo dalyje.

Noras pagerinti kompiuterio parametrus padidino matmenis ir padidino vandens bei garų srautų skaičių. Siūlų skaičiaus didėjimas vyko dviem kryptimis: plėtra dujiniai vamzdiniai katilai, ypač lokomotyvų dujiniai garo katilai, ir plėtra vandens vamzdžių katilai, kurie yra šiuolaikinių katilinių agregatų pagrindas. Padidėjus vandens vamzdžių katilų šildymo paviršiui, padidėjo ir katilo matmenys, ir visų pirma aukštis. Kompiuterių efektyvumas siekė 93–95%.

Iš pradžių vandens vamzdžių kompiuteriai buvo tik kompiuteriai baras banalus tipas , kuriame tiesių arba lenktų vamzdžių ryšuliai (ritės) buvo sujungti su cilindriniais plieniniais būgnais (3.8 pav.).

Ryžiai. 3.8. Scheminė būgno tipo kompiuterio schema:

1 – degimo kamera; 2 – degiklis; 3 – ekrano vamzdžiai; 4 - būgnas;

5 – nuleidžiamieji vamzdžiai; 6 – garų perkaitintuvas; 7 – antrinis (tarpinis) perkaitintuvas; 8 – ekonomaizeris; 9 - oro šildytuvas.
Degimo kameroje 1 yra degikliai 2, per kurį kuro ir įkaitinto oro mišinys patenka į pakurą. Degiklių skaičius ir tipas priklauso nuo jų veikimo, įrenginio galios ir kuro rūšies. Trys labiausiai paplitusios kuro rūšys yra anglis, gamtinės dujos ir mazutas. Iš pradžių anglys paverčiamos anglies dulkėmis, kurios per degiklius oru pučiamos į pakurą.

Degimo kameros sienos iš vidaus padengtos vamzdžiais (ekranais) 3, kurios sugeria šilumą iš karštų dujų. Vanduo į ekrano vamzdžius patenka per apatinius nešildomus vamzdžius 5 nuo būgno 4, kurioje nuolat palaikomas tam tikras lygis . Vanduo užverda ekrano vamzdžiuose ir juda aukštyn garo ir vandens mišinio pavidalu, tada patenka į būgno garų erdvę. Taigi, katilo veikimo metu grandinėje vyksta natūrali vandens ir garų cirkuliacija: būgnas - apatiniai vamzdžiai - ekrano vamzdžiai - būgnas. Todėl katilas, parodytas pav. 3.8, vadinamas būgniniu katilu su natūralia cirkuliacija. Garo pašalinimas į turbiną papildomas tiekiant vandenį į katilo būgną siurbliais.

Garai, patenkantys iš sieto vamzdžių į būgno garo erdvę, yra prisotinti ir tokia forma, nors ir turi pilną darbinį slėgį, dar nėra tinkama naudoti turbinoje, nes turi palyginti mažą efektyvumą. Be to, sočiųjų garų drėgnumas besiplečiant turbinoje padidėja iki ribų, kurios yra pavojingos rotoriaus menčių patikimumui. Todėl garai iš būgno nukreipiami į perkaitintuvą 6, kur jai suteikiamas papildomas šilumos kiekis, dėl kurio jis perkaista nuo prisotintas. Tuo pačiu metu jo temperatūra pakyla iki maždaug 560 ° C ir atitinkamai padidėja jo našumas. Priklausomai nuo perkaitintuvo vietos katile, taigi ir nuo jame vykstančių šilumos mainų tipo, išskiriami radiaciniai, ekraniniai (pusradiaciniai) ir konvekciniai perkaitintuvai.

Radiaciniai perkaitintuvai dedamas ant degimo kameros lubų arba ant jos sienų, dažnai tarp ekrano vamzdžių. Jie, kaip ir garavimo ekranai, suvokia sudegusio kuro degiklio skleidžiamą šilumą. Ekrano perkaitintuvai, pagaminti atskirų plokščių ekranų pavidalu iš lygiagrečiai sujungtų vamzdžių, yra sustiprinti krosnies išėjime prieš konvekcinę katilo dalį. Šilumos mainai juose vyksta tiek radiacijos, tiek konvekcijos būdu. Konvekciniai perkaitintuvai esantis katilo agregato dūmtakyje, dažniausiai už širmų arba už pakuros; jie yra kelių eilių ritinių paketai. Perkaitintuvai, susidedantys tik iš konvekcinių pakopų, paprastai įrengiami vidutinio ir žemo slėgio katiluose, kurių perkaitinto garo temperatūra ne aukštesnė kaip 440–510 ºС. Aukšto slėgio katiluose su dideliu garo perkaitimu naudojami kombinuoti garo perkaitintuvai, įskaitant konvekcines, ekranines ir kartais radiacines dalis.

Esant 14 MPa (140 kgf/cm2) ir didesniam garų slėgiui, antrinis (tarpinis) perkaitintuvas paprastai įrengiamas už pirminio perkaitintuvo. 7 . Jis, kaip ir pirminis, yra suformuotas iš plieninių vamzdžių, sulenktų į ritinius. Čia siunčiami garai, dirbę turbinos aukšto slėgio cilindre (HPC) ir kurių temperatūra artima soties temperatūrai, esant 2,5–4 MPa slėgiui. . Antriniame (tarpiniame) perkaitintuve šių garų temperatūra vėl pakyla iki 560 °C, atitinkamai padidėja jų našumas, po to jie praeina per vidutinio slėgio cilindrą (MPC) ir žemo slėgio cilindrą (LPC), kur išsiplečia. iki išmetamųjų garų slėgio (0,003–0,007 MPa ). Tarpinio garo perkaitinimo naudojimas, nepaisant katilo ir turbinos konstrukcijos sudėtingumo ir žymiai padidėjusio garo linijų skaičiaus, turi didelių ekonominių pranašumų, palyginti su katilais be tarpinio garo perkaitinimo. Garo sąnaudos vienai turbinai sumažėja maždaug perpus, o degalų sąnaudos sumažėja 4–5%. Tarpinio garo perkaitimo buvimas taip pat sumažina garo drėgmę paskutiniuose turbinos etapuose, dėl to sumažėja menčių susidėvėjimas vandens lašeliais ir šiek tiek padidėja žemo slėgio turbinos turbinos efektyvumas.

Be to, katilo galinėje dalyje yra pagalbiniai paviršiai, skirti panaudoti išmetamųjų dujų šilumą. Šioje konvekcinėje katilo dalyje yra vandens ekonomaizeris 8, kur tiekiamas vanduo pašildomas prieš patenkant į būgną, ir oro šildytuvas 9, skirtas šildyti orą prieš tiekiant jį į degiklius ir į dulkių paruošimo grandinę, o tai padidina kompiuterio efektyvumą. Atvėsusios 120–150 °C temperatūros dūmų dujos dūmtraukiu įsiurbiamos į kaminą.

Tolesnis vandens vamzdžių kompiuterių tobulinimas leido sukurti kompiuterį, susidedantį tik iš mažo skersmens plieninių vamzdžių, į kuriuos iš vieno galo patenka slėginis vanduo, o iš kito išeina nurodytų parametrų garai - vadinamieji. vienkartinis katilas (3.9 pav.). Taigi, tai yra kompiuteris, kuriame visiškai išgaruoja vanduo per vieną (tiesioginio srauto) vandens pratekėjimą per garuojantį šildymo paviršių. Vanduo į tiesioginio srauto kompiuterį tiekiamas naudojant tiekimo siurblį per ekonomaizerį. Šio tipo katiluose nėra būgno ar žemyn vamzdžių.

Ryžiai. 3.9. Tiesioginio srauto kompiuterio schema:

1 – apatinės spinduliuotės dalies ekranai; 2 – degikliai; 3 – viršutinės spinduliuotės dalies ekranai; 4 – ekrano garų perkaitintuvas; 5 – konvekcinis perkaitintuvas; 6 – antrinis perkaitintuvas; 7 – vandens ekonomaizeris; 8 – pašarų vandens tiekimas; 9 – garų šalinimas į turbiną; 10 – garo tiekimas iš HPC antriniam perkaitinimui; 11 – garų šalinimas į centrinio šildymo kamerą po antrinio perkaitimo; 12 – išmetamųjų dujų pašalinimas į oro šildytuvą
Katilo kaitinimo paviršių galima įsivaizduoti kaip eilę lygiagrečių gyvatukų, kuriuose judėdamas vanduo įšyla, virsta garais, o vėliau garai perkaitinami iki norimos temperatūros. Šie gyvatukai yra tiek ant degimo kameros sienelių, tiek katilo dūmtakiuose. Tiesioginio srauto katilų degimo įrenginiai, antrinis perkaitintuvas ir oro šildytuvas nesiskiria nuo būgninių katilų.

Būgniniuose katiluose, garuojant vandeniui, likusiame katilo vandenyje didėja druskų koncentracija, todėl nedidelę šio katilo vandens dalį, apie 0,5%, visada reikia išmesti iš katilo, kad druskos koncentracija nepadidėtų. viršija tam tikrą ribą. Šis procesas vadinamas valymas katilas Tiesioginio srauto katilams šis susikaupusių druskų šalinimo būdas netaikytinas dėl vandens tūrio trūkumo, todėl jiems ir tiekiamojo vandens kokybės standartai yra daug griežtesni.

Kitas tiesioginio srauto kompiuterių trūkumas yra padidėjęs energijos suvartojimas tiekimo siurbliui valdyti.

Tiesioginio srauto kompiuteriai paprastai montuojami ant kondensato elektrinės, kur katilai maitinami demineralizuotu vandeniu. Jų naudojimas šiluminėse elektrinėse yra susijęs su padidėjusiomis papildomo (pagrindinio) vandens cheminio valymo išlaidomis. Veiksmingiausi tiesioginio srauto katilai skirti superkritiniam slėgiui (virš 22 MPa), kur kitų tipų katilai netinka.

Jėgos blokuose vienai turbinai įrengiamas arba vienas katilas ( monoblokai), arba du pusės galingumo katilai. Į naudą dvigubi blokai Tai gali apimti galimybę eksploatuoti įrenginį esant pusei turbinos apkrovos, jei vienas iš katilų būtų pažeistas. Tačiau dviejų katilų buvimas bloke labai apsunkina visą bloko grandinę ir valdymą, o tai savaime sumažina viso bloko patikimumą. Be to, įrenginio veikimas esant pusei apkrovos yra labai neekonomiškas. Daugelio stočių patirtis parodė, kad monoblokai gali veikti ne mažiau patikimai nei dvigubi blokai.

Blokiniuose įrenginiuose slėgiui iki 130 kgf/cm 2 Naudojami tiek būgniniai, tiek tiesioginio srauto (13 MPa) katilai. Įrenginiuose, skirtuose slėgiui 240 kgf/cm 2 (24 MPa) ir aukščiau Naudojami tik tiesioginio srauto katilai.

Kogeneracinis katilas yra kogeneracinės elektrinės (CHP) katilinė, vienu metu tiekianti garą į šildymo turbinas ir gaminantis garą ar karštą vandenį technologiniams, šildymo ir kitiems poreikiams. Skirtingai nuo IES katilų, centralizuoto šildymo katilai dažniausiai naudoja grąžintą užterštą kondensatą kaip vandens tiekimą. Tokioms eksploatavimo sąlygoms labiausiai tinka būgniniai katilai su pakopiniu garavimu. Daugumoje šiluminių elektrinių šildymo katilai turi skersines jungtis garui ir vandeniui. Rusijos Federacijoje šiluminėse elektrinėse dažniausiai naudojami būgniniai katilai, kurių garo našumas yra 420 t/h (garo slėgis 14 MPa, temperatūra 560 ºC). Nuo 1970 metų galingose šiluminėse elektrinėse su vyraujančiomis šildymo apkrovomis, kai beveik visas kondensatas grąžinamas grynu pavidalu, naudojami monoblokai su tiesioginio srauto katilais, kurių garo našumas yra 545 t/h (25 MPa). , 545 ºС).

Šildymo kompiuteriuose taip pat gali būti piko karšto vandens katilai, kurie naudojami papildomam vandens pašildymui, kai šiluminė apkrova padidėja viršijant turbininių ištraukimų teikiamą maksimumą. Tokiu atveju vanduo pirmiausia kaitinamas garais katiluose iki 110–120 ºС, o po to katiluose iki 150–170 ºС. Mūsų šalyje šie katilai dažniausiai įrengiami prie pagrindinio šiluminės elektrinės pastato. Santykinai pigių karšto vandens šildymo katilų naudojimas trumpalaikiams šilumos apkrovų piko mažinimui gali žymiai padidinti pagrindinės šildymo įrangos naudojimo valandų skaičių ir padidinti jos veikimo efektyvumą.

Šilumos tiekimui į gyvenamuosius rajonus dažnai naudojami KVGM tipo vandens šildymo dujiniai katilai, veikiantys dujomis. Kaip rezervinis kuras tokiems katilams naudojamas mazutas, kuris šildomas gazoliniais būgniniais garo katilais.

3.1.4.2. Garo turbinos
Garo turbina(PT) yra šilumos variklis, kuriame potencinė garo energija paverčiama garo srovės kinetine energija, o pastaroji – mechanine rotoriaus sukimosi energija.

Jie nuo seniausių laikų bandė sukurti PT. Yra žinomas primityvaus PT, kurį sukūrė Heronas iš Aleksandrijos (I a. pr. Kr.), aprašymas. Tačiau tik XIX amžiaus pabaigoje, kai termodinamika, mechaninė inžinerija ir metalurgija buvo pasiekę pakankamą lygį, K.G. Laval (Švedija) ir C.A. Parsons (Didžioji Britanija) savarankiškai sukūrė pramoniniu požiūriu tinkamus PT 1884–1889 m.

Lavalas naudojo garų plėtimąsi kūginiuose stacionariuose purkštukuose vienu žingsniu nuo pradinio iki galutinio slėgio ir nukreipė gautą srovę (su viršgarsiniu išmetimo greičiu) į vieną eilę darbinių peiliukų, sumontuotų ant disko. Šiuo principu veikiantys PT vadinami aktyvus PT. Neįmanoma gauti didelės visuminės galios ir labai didelis vienpakopių Laval PT sukimosi greitis (pirmiesiems pavyzdžiams iki 30 000 aps./min.) lėmė, kad jie išlaikė savo svarbą tik vairuojant pagalbinius mechanizmus.

Parsonsas sukūrė daugiapakopį reaktyvinis PT, kuriame garų plėtimasis buvo vykdomas daugybe paeiliui išdėstytų etapų ne tik fiksuotų (kreipiančiųjų) menčių kanaluose, bet ir tarp judančių (darbinių) menčių. „Parsons“ reaktyvinis lėktuvas PT kurį laiką buvo naudojamas daugiausia karo laivuose, tačiau palaipsniui užleido vietą kompaktiškesniam kombinuotumui aktyvus-reaktyvus PT, kuriuose aukšto slėgio reaktyvioji dalis pakeičiama aktyviu disku. Dėl to sumažėjo nuostoliai dėl garo nutekėjimo per ašmenų aparato tarpus, turbina tapo paprastesnė ir ekonomiškesnė.

Aktyvios PT jėgainės vystėsi kuriant kelių etapų projektus, kuriuose garo plėtimasis atliekamas keliais nuosekliais etapais. Tai leido žymiai padidinti PT vieneto galią, išlaikant vidutinį sukimosi greitį, reikalingą tiesioginiam PT veleno prijungimui prie jo sukamo mechanizmo, ypač elektros generatoriaus.

Yra keletas garo turbinų dizaino variantų, leidžiančių jas klasifikuoti pagal daugybę charakteristikų.

Pagal važiavimo kryptį išskiriamas garų srautas ašinis PT, kuriame garo srautas juda išilgai turbinos ašies, ir radialinis PT, kurio garo srauto kryptis yra statmena, o darbiniai peiliukai yra lygiagrečiai sukimosi ašiai. Rusijos Federacijoje statomi tik ašiniai PT.

Pagal kėbulų skaičių (cilindrai) PT yra padalintas į vieno korpuso, dvigubo korpuso Ir trijų korpusų(su aukšto, vidutinio ir žemo slėgio cilindrais) . Kelių korpusų konstrukcija leidžia išnaudoti didelius entalpijos skirtumus įrengiant daug slėgio pakopų, aukšto slėgio dalyje naudoti aukštos kokybės metalus ir išskaidyti garo srautą žemo slėgio dalyje. Tuo pačiu metu toks PT yra brangesnis, sunkesnis ir sudėtingesnis.

Pagal velenų skaičių atskirti vieno veleno PT, kuriame visų korpusų velenai yra vienoje ašyje, taip pat dvigubo veleno arba trijų velenų, susidedantis iš dviejų arba trijų lygiagrečių vieno veleno PT, sujungtų bendru terminiu procesu, o laivų PT taip pat iš bendros pavaros (greičių dėžės).

Fiksuota PT dalis (korpusas) yra nuimama horizontalioje plokštumoje, kad būtų galima sumontuoti rotorių. Korpuse yra įdubimai diafragmoms montuoti, kurių jungtis sutampa su korpuso jungties plokštuma. Išilgai diafragmų periferijos yra purkštukų kanalai, suformuoti iš lenktų ašmenų, įlietų į diafragmų korpusą arba suvirintomis prie jo. Vietose, kur velenas eina per korpuso sieneles, įrengiami labirinto tipo galiniai sandarikliai, apsaugantys nuo garo nutekėjimo į išorę (iš aukšto slėgio pusės) ir oro įsiurbimo į korpusą (iš žemo slėgio pusės). Labirintiniai sandarikliai taip pat montuojami tose vietose, kur rotorius eina per diafragmas, kad garai netekėtų iš etapo į pakopą, aplenkdami purkštukus. Priekiniame veleno gale sumontuotas ribinis reguliatorius (saugos reguliatorius), kuris automatiškai sustabdo PT, kai sukimosi greitis padidėja 10–12 % virš vardinio. Galiniame rotoriaus gale yra elektra varomas veleno sukimo įtaisas, leidžiantis lėtai (4–6 aps./min.) sukti rotorių, sustabdžius PT, o tai būtina jo vienodam aušinimui.

Fig. 3.10 paveiksle schematiškai pavaizduota šiluminės elektrinės modernios garo turbinos vienos iš tarpinių pakopų struktūra. Sceną sudaro diskas su ašmenimis ir diafragma. Diafragma yra vertikali pertvara tarp dviejų diskų, kurioje fiksuotos kreipiančiosios mentelės yra išilgai viso perimetro priešais darbinius peilius ir sudaro purkštukus garams plėsti. Diafragmos yra pagamintos iš dviejų pusių su horizontaliu padalijimu, kurių kiekviena yra pritvirtinta atitinkamoje turbinos korpuso pusėje.

Ryžiai. 3.10. Vieno iš kelių etapų statyba

turbinos: 1 – velenas; 2 - diskas; 3 – darbinis peilis; 4 – turbinos cilindro sienelė; 5 – purkštukų grotelės; 6 – diafragma;

7 - diafragmos sandariklis
Didelis pakopų skaičius verčia turbiną gaminti iš kelių cilindrų, kiekviename dedant po 10–12 pakopų. Turbinose su tarpiniu garo perkaitinimu, pirmame aukšto slėgio cilindre (HPC) dažniausiai yra pakopų grupė, kuri paverčia garo energiją iš pradinių parametrų į slėgį, kuriam esant garai patenka į tarpinį perkaitinimą. Po tarpinio garo perkaitinimo 200 ir 300 MW galios turbinose garai patenka į dar du cilindrus – CSD ir LPC.

Testas

Elektros stotys

1 bendrosios charakteristikos elektrinės

2.1 Kondensacinės šiluminės elektrinės (CHPS)

2.3 Hidroelektrinės

2.5 Dujų turbinų jėgainės (GTPP)

2.6 Siurblinės-akumuliacinės elektrinės (PSPP)

3.1 Kuro transportavimas

3.3 Elektros energijos šaltiniai elektrinių pagalbiniams poreikiams

1 Bendrosios elektrinių charakteristikos

Jėgainė yra pramonės įmonė, gaminanti elektros, o kai kuriais atvejais ir šiluminę energiją, remdamasi konversijapirminės energijos ištekliai.

Priklausomai nuo gamtinių energijos šaltinių rūšių (kietojo kuro, skysto, dujinio, branduolinio, vandens energijos), stotys skirstomos į šilumines (šilumos jėgaines), hidraulines (hidroelektrinės), atomines (atomines). kuriose kartu su elektros energija taip pat gaminama šiluminė energija, vadinamos termofikacinėmis elektrinėmis (CHP).

Kiekvienam stočių tipui yra sukurta atskira technologinė schema pirminei energijai paversti elektros energija, o šiluminėms elektrinėms - šiluma. Technologinė schema apibūdina elektros ir šiluminės energijos gamybos bei konversijos proceso įrengimo pagrindine įranga (garo katilais, branduoliniais reaktoriais, garo ar hidraulinėmis turbinomis, elektros generatoriais), taip pat įvairia pagalbine įranga proceso seką ir numato aukštą proceso mechanizavimo ir automatizavimo laipsnis. Įranga yra specialiuose pastatuose, atvirose vietose arba po žeme. Įrenginiai yra tarpusavyje sujungti tiek šiluminėje, tiek elektros dalyse. Šios jungtys atitinkamai atsispindi technologinėse, šiluminėse ir elektros schemos. Be to, stotyse yra daugybė antrinių įrenginių, valdymo sistemų, apsaugos ir automatikos, blokavimo, signalizacijos ir kt.

Įvairių elektrinių dalyvavimas gaminant elektros energiją:

TPP (kombinuotas CPP ir CHP) apie 65-67 %;
Hidroelektrinės apie 13-15%;
AE maždaug 10–12 proc.
kitų tipų elektrinės 6-8 proc.

Energetikos sistema suprantama kaipelektrinių, elektros ir šiluminių tinklų, sujungtų ir sujungtų bendru režimu nenutrūkstamame elektros energijos ir šilumos gamybos, transformavimo ir paskirstymo procese su bendru šio režimo valdymu, rinkinys (GOST 21027-75).

Energijos sistemą galima apytiksliai pavaizduoti tokia blokine schema (1.1 pav.):

1 pav. Energetikos sistemos struktūrinė schema.

Energetikos sistemoje visos elektrinės elektros dalyje veikia lygiagrečiai, t.y. integruota į bendrą elektros sistemą. Atskiros elektrinės veikia atskirai šiluminėje pusėje, sukuria autonominius šilumos tinklus.

Atskirų elektrinių integravimas į bendrą bet kurio regiono energetikos sistemą suteikia didelių techninių ir ekonominių pranašumų:

Padidina maitinimo patikimumą ir efektyvumą;

Leidžia tokį apkrovą tarp stočių paskirstyti, kad būtų galima ekonomiškai generuoti elektros energiją visai sistemai, geriausiai išnaudojant vietovės energetinius išteklius (kurą, vandens energiją);

Pagerina elektros energijos kokybę, t.y. užtikrina pastovų dažnį ir įtampą, nes apkrovos svyravimus suvokia daug vienetų;

Kai lygiagrečiai veikia kelios stotys, kiekvienoje stotyje nereikia montuoti atsarginių blokų, o užtenka turėti visai elektros sistemai bendrą rezervinę galią, kurios vertė paprastai yra apie 1012% sistemos galios. vienetų, bet ne mažesnė už didžiausio sistemos stotyse įrengto bloko galią (avarinio išjungimo ar planinio šio įrenginio remonto atveju);

Energijos ištekliai išnaudojami visapusiškiau, nes piko dalį energetikos sistemos apkrovos grafiko gali padengti hidroelektrinės, o bazinę – šiluminės, kurių galiai didinti piko valandomis reikia papildomai išleisti kuro;

Didėja elektros energijos gamybos efektyvumas, nes visų pirma galima padidinti ekonomiškesnių stočių, kurių kuro sąnaudos yra mažesnės, galią pagaminti 1 kWh elektros energijos;

Leidžia padidinti vienetų, turinčių geriausius techninius ir ekonominius rodiklius, pajėgumą;

Leidžia sumažinti remonto personalo skaičių sutelkiant įrangos galią, centralizuojant remontą ir automatizuojant gamybos procesus.

Į energijos trūkumus sistemos laikomos labiau tikėtina, kad yra klaidinga relės apsauga , automatika ir režimo valdymas.

2 Pagrindinių elektrinių tipų technologinis režimas

2.1 Kondensacinės šiluminės elektrinės (CHPS).

2 pav IES technologinė schema

IES gamina tik elektros energiją. Pagrindinė IES technologinė schema parodyta 2 pav.

Prie garų generatoriaus 4 (katilo) kuras tiekiamas išdirbtuvės jos transportavimui ir paruošimui 1 . Garo generatoriuje su ventiliatoriais 2 šildomas oras ir tiekiamas vanduo tiekiamas tiekimo siurbliais 16. Kuro deginimo metu susidarančios dujos iš katilo išsiurbiamos dūmtraukiu. 3 ir pro kaminą (100-250 m aukščio) išleidžiami į atmosferą. Gyvasis garas iš katilo tiekiamas į garo turbiną 5, kur, eidamas per eilę pakopų, atlieka mechaninį darbą, suka turbiną ir su ja standžiai sujungtą generatoriaus rotorių 6 . Išmetimo garai patenka į kondensatorių 9 (šilumokaitis); čia kondensuojasi dėl didelio šalčio (5-20 O C) cirkuliacinis vanduo, tiekiamas cirkuliaciniais siurbliais 10 iš šalto vandens šaltinio 11 . Šalto vandens šaltiniais gali būti upė, ežeras, dirbtinis rezervuaras, taip pat specialūs įrenginiai su aušinimo bokštais (aušinimo bokštais) ar purškiamaisiais baseinais. Oras, patenkantis į kondensatorių per netankius, pašalinamas naudojant ežektorių 12. Kondensatas susidaro kondensatoriuje naudojant kondensato siurblius 13 paduodamas į deaeratorių 14 , kuris skirtas pašalinti iš tiekiamo vandens dujas, o pirmiausia deguonį, dėl kurio padidėja katilo vamzdžių korozija. Į deaeratorių taip pat tiekiamas vanduo iš cheminio vandens valymo įrenginio. 15 (HOV). Po deaeratoriaus tiekiamas vanduo tiekiamas tiekimo siurbliu 16 prie katilo. 17 pelenų šalinimas.

Didžiąją garų dalį praleidžiant per kondensatorių, atsiranda tai

60-70% katilo pagamintos šiluminės energijos nenaudingai nuneša cirkuliuojantis vanduo.

Elektros energija, pagaminta generatoriaus 6, per Ryšio transformatorius tiekiamas į tinklą (35-220 kV). Technologiniam procesui palaikyti elektros energiją stotis gauna iš savo transformatorių 8 . Kuris gali būti maitinamas iš generatoriaus įtampos tinklo arba iš išorinio tinklo. Sukurta elektros energija per ryšio transformatorių perduodama į išorinį tinklą 7 .

IES savybės yra šios:

Jie statomi kuo arčiau kuro telkinių;

Didžioji dalis pagamintos elektros tiekiama į aukštos įtampos elektros tinklą (110-750 kV);

Jie dirba pagal nemokamą (t.y. neribotą šilumos vartotojų) elektros gamybos grafiką; galia gali skirtis nuo apskaičiuoto maksimumo iki vadinamojo technologinio minimumo;

Mažas manevringumas: turbinų sukimas ir krovinio pakrovimas iš šaltos būsenos reikalauja maždaug 410 valandų;

Jų efektyvumas palyginti mažas (η=30÷40%).

2.2 Kogeneracinės elektrinės CHP

Skirtingai nuo CPP, kogeneracinės elektrinės turi daug garo, iš dalies išnaudojamo turbinoje, gamybai ir buitinėms reikmėms. (3 pav.). Savivaldybių vartotojai šiluminę energiją gauna iš tinklo šildytuvų 18 (katilai) ir tinklo siurbliai 19 , užtikrinant aušinimo skysčio cirkuliaciją šilumos tinkluose. Garų ištraukimas gamybos reikmėms atliekamas aukšto slėgio stadijoje 20 . Kondensatas iš tinklo šildytuvų patenka į deaeratorių. Šiluminės elektrinės elektros apkrovą sumažinus žemiau šilumos suvartojimo galios, vartotojui reikalingą šiluminę energiją galima gauti naudojant redukcinį-aušinimo įrenginį (RCU). 21 .

3 pav. Technologinio proceso schema šiluminėje elektrinėje: 1 - kuro padavimo įrenginiai; 2 - ventiliatorius; 3 - dūmų šalintuvai; 4 -garo generatorius (boileris); 5 - turbina; 6 - generatorius; 7 -ryšio transformatorius; 8 -savo poreikius; 9 - vartotojai, maitinami iš generatoriaus įtampos tinklo, 10 - kondensatorius; vienuolika -cirkuliaciniai siurbliai; 12 -šalto vandens šaltinis; 13 - ežektorius; 14 - kondensaciniai siurbliai; 15 - deaeratorius; 16 -cheminio vandens valymo įrenginiai; 17 -šėrimo siurbliai; 18 - tinklo šildytuvai (boilai); 19 - tinklo siurbliai; 20 -aukšto slėgio stadijos; 21 - redukcinis-aušinimo įrenginys (ROU); 22 - pelenų šalinimo įrenginiai; 23- šlako šalinimo įrenginys

Kuo didesnis garo ištraukimas iš turbinos šildymo poreikiams, tuo mažiau šiluminės energijos prarandama su cirkuliuojančiu vandeniu, taigi, tuo didesnis elektrinės efektyvumas. Pažymėtina, kad norint išvengti turbinos uodegos dalies perkaitimo, visais režimais per ją turi būti praleidžiamas tam tikras kiekis garų. Dėl šilumos ir elektros energijos vartotojų pajėgumų neatitikimo šiluminės elektrinės dažnai dirba kondensaciniu (mišriu) režimu, o tai mažina jų efektyvumą.

Šiluminės elektrinės savybės yra šios:

Jie statomi šalia šiluminės energijos vartotojų;

Paprastai jie varomi importuotu kuru;

Didžioji dalis pagamintos elektros paskirstoma vartotojams netoliese (prie generatoriaus ar padidintos įtampos);

Jie dirba pagal iš dalies priverstinį elektros gamybos grafiką (t.y. grafikas priklauso nuo šilumos suvartojimo generavimo);

Mažas manevringumas (toks pat kaip IES);

Jie pasižymi santykinai dideliu bendru efektyvumu (su dideliu garo ištraukimu pramonės ir buities reikmėms η =60÷70%).

2.3 Hidroelektrinės

Hidroelektrinės galia priklauso nuo vandens srauto per turbiną ir slėgio N. Ši kW galia nustatoma pagal išraišką

kur Q vandens suvartojimas, m 3 / s;

N slėgis, m;

η Σ bendras efektyvumas;

η C Vandentiekio konstrukcijų efektyvumas;

η T hidraulinės turbinos efektyvumas;

η Г Vandenilio generatoriaus efektyvumas;

Esant žemam slėgiui, statomos upės nutekėjimo hidroelektrinės, esant aukštam slėgiui

jie stato užtvankų hidroelektrines ir kalnuotose vietovėse stato nukreipimo stotis.

Hidroelektrinės savybės yra šios:

Statoma ten, kur yra vandens ištekliai ir sąlygos statyboms, kurios dažniausiai nesutampa su elektros apkrovos vieta;

Didžioji dalis pagamintos elektros siunčiama į aukštos įtampos elektros tinklus;

Jie dirba lanksčiu grafiku (jei yra rezervuarai);

Labai manevringas (pasukimas ir pakrovimas trunka 35 minutes);

Turi aukštą efektyvumą(η Σ ≈85 % ).

Kaip matote, hidroelektrinės turi nemažai pranašumų, palyginti su šiluminėmis elektrinėmis pagal veikimo parametrus. Tačiau šiuo metu statomos šiluminės ir atominės elektrinės, čia lemiami yra kapitalo investicijų dydis ir elektrinių statybos laikas.

Hidroelektrinės schema parodyta paveikslėlyje

4 pav. Hidroelektrinės schema

2.4 Branduolinės elektrinės (AE)

Atominės elektrinės yra šiluminės stotys, kurios naudoja branduolinės reakcijos energiją. Kaip branduolinis kuras dažniausiai naudojamas urano izotopas U-235, kurio gamtiniame urane yra 0,714%. Didžioji dalis urano izotopo U-238 (99,28 % visos masės) paverčiama antriniu kuru plutoniu, kai paimami neutronai.

Pu-239. Skilimo reakcija vyksta branduolinis reaktorius. Branduolinis kuras dažniausiai naudojamas kieto pavidalo. Jis yra uždengtas apsauginiu apvalkalu. Tokio tipo kuro elementai vadinami kuro strypais. Jie įrengiami reaktoriaus aktyviosios zonos darbiniuose kanaluose. Šiluminė energija, išsiskiriantis dalijimosi reakcijos metu, pašalinamas iš reaktoriaus aktyviosios zonos naudojant aušinimo skystį, kuris slėgiu pumpuojamas per kiekvieną darbinį kanalą arba per visą aktyviąją erdvę.

5 pav. Atominės elektrinės diagramos:a) - vienos grandinės; b) - dviguba grandinė; c) - trijų grandinių. 1 - reaktorius; 2 - turbina; 3 - kondensatorius; 4 ir 6 -šėrimo siurbliai; 5 ir 8 - aktyvių grandinių šilumokaičiai; 7 -aktyviųjų grandinių padavimo siurbliai; 9 - aktyviosios grandinės aušinimo skysčių tūrio kompensatoriai

5 paveiksle (a, b, c) pavaizduotos atominės elektrinės technologinės schemos.

RBMK didelės galios kanalinis reaktorius, terminiai neutronai, vanduo-grafitas.

VVER vandens jėgos reaktorius, terminiai neutronai, indo tipas.

BNfast neutroninis reaktorius su skysto metalo natrio aušinimo skysčiu.

Atominės elektrinės savybės yra šios:

Jie gali būti statomi bet kurioje geografinėje vietoje, įskaitant ir sunkiai pasiekiamas;

Pagal savo režimą jie yra nepriklausomi nuo daugelio išorinių veiksnių;

Reikalingas nedidelis degalų kiekis;

Gali dirbti pagal laisvo krūvio grafiką (išskyrus atomines elektrines);

Jautrus kintamajam režimui, ypač atominės elektrinės su greitųjų neutronų reaktoriais; dėl šios priežasties, taip pat atsižvelgiant į ekonomiško eksploatavimo reikalavimus, pagrindinė energetikos sistemos apkrovų grafiko dalis skiriama atominėms elektrinėms;

Lengvai teršia atmosferą; radioaktyviųjų dujų ir aerozolių emisija yra nereikšminga ir neviršija sanitariniais standartais leistinų verčių. Šiuo atžvilgiu atominės elektrinės yra švaresnės nei šiluminės elektrinės.

2.5 Dujų turbininės elektrinės (GTPP)

Pagrindinė dujų turbininės elektrinės technologinė schema parodyta 6 pav.

6 pav.GTPP diagrama

Kuras (dujos, dyzelinas, mazutas) tiekiamas į degimo kamerą 1 , ten su kompresoriumi - 3 įpurškiamas suspaustas oras. Degieji degimo produktai atiduoda savo energiją dujų turbinai 2 , kuris suka kompresorių ir generatorių Montavimą pradeda greitinantis variklis 5 ir trunka 1-3 minutes, dėl to dujų turbinų agregatai laikomi labai manevringais ir tinkamais dengti didžiausias apkrovas energetikos sistemose. Pagaminta elektros energija į tinklą tiekiama iš ryšio transformatoriaus 6.

Dujų turbinų efektyvumui padidinti buvo sukurti kombinuoto ciklo dujų turbinų blokai (CCGT). Juose kuras deginamas garo generatoriaus krosnyje, iš kurios garai siunčiami į garo turbiną. Degimo produktai iš garo generatoriaus, atvėsę iki reikiamos temperatūros, nukreipiami į dujų turbiną. Taigi, CCGT turi du elektros generatorius, varomas į sukimąsi: vieną dujų turbina, kitą garo turbiną. Dujų turbinos galia sudaro apie 20% garo turbinos galios. CCGT diagrama parodyta paveikslėlyje 7.

7 pav.CCGT diagrama

2.6 Siurblinės-akumuliacinės elektrinės (PSPP)

Siurblinių elektrinių paskirtis – išlyginti elektros sistemos paros apkrovos modelius ir padidinti šiluminių elektrinių bei atominių elektrinių efektyvumą. Minimalios apkrovos valandomis IAE blokų sistemos veikia siurblio režimu, pumpuoja vandenį iš apatinio rezervuaro į viršutinį ir taip padidina šiluminių elektrinių ir atominių elektrinių apkrovą; Maksimalios sistemos apkrovos valandomis jie veikia turbininiu režimu, siurbdami vandenį iš viršutinio rezervuaro ir taip iškraunant šilumines elektrines bei atomines elektrines. PSPP įrenginiai yra labai manevringi ir gali būti greitai perkeliami iš turbinos režimo į siurblio režimą ir, jei reikia, į sinchroninio kompensatoriaus režimą. Siurblinių elektrinių naudingumo koeficientas siekia 70-75%, jos reikalauja mažai prižiūrinčio personalo ir gali būti statomos ten, kur galima sukurti slėginį rezervuarą. Akumuliacinės elektrinės schema parodyta 8 pav.

8 pav. Akumuliacinės elektrinės schema

Be svarstomų elektrinių tipų, yra mažos galios elektrinių, gaminančių elektros energiją netradiciniais metodais. Tai yra: vėjo jėgainės, saulės elektrinės (su garo katilu, su silicio saulės elementais), geoterminės elektrinės, potvynių ir atoslūgių jėgainės.

3 Šiluminių elektrinių nuosavi poreikiai (s.n.).

Stočių elektros energijos vartotojai pagal energijos patikimumą priklauso 1-os kategorijos vartotojams ir jiems reikalingas maitinimas iš dviejų nepriklausomų šaltinių. Vartotojai s.n. 1 kategorijos šiluminės elektrinės skirstomos į atsakingas ir neatsakingas.

Atsakingi tie SN mechanizmai, kurių trumpalaikis sustabdymas sukelia avarinį stoties pagrindinių blokų išjungimą arba iškrovimą. Trumpalaikis elektros tiekimo nutraukimas neatsakingiems vartotojams s.n. nesukelia pagrindinės įrangos iš karto avarinio sustabdymo. Tačiau, kad nebūtų sutrikdytas elektros gamybos technologinis ciklas, jų maitinimas turi būti atstatytas po trumpo laiko.

9 pav Kuro transportavimo šiluminėje elektrinėje schema

3.1 Kuro transportavimas

Iš gavybos vietos kietasis kuras į elektrinę pristatomas geležinkeliu (9 pav.) specialiais savaiminio išsikrovimo automobiliais(1). Automobilis patenka į uždarą iškrovimo įrenginį(2) su automobiliniu savivarčiu, kur degalai pilami į priėmimo bunkerį, esantį po automobiliniu savivarčiu, iš kurio tiekiamas į konvejerio juostą(3). Žiemą vagonai su užšalusiomis anglimis pirmiausia tiekiami į atitirpinimo įrenginį(4). Konvejeris pristato anglį į anglies sandėlį)(5), kurį aptarnauja viršutinis greiferinis kranas(6). Arba per smulkinimo įrenginį(7) į žalios anglies bunkerius(8), įrengti priešais katilinius. Į šiuos bunkerius galima tiekti ir anglį iš sandėlio(5). Kuro, patenkančio į elektrinės katilinę, sąnaudų apskaičiavimui ant kuro tako į katilinės bunkerius įrengiamos svarstyklės šiam kurui sverti. Iš žalios anglies bunkerių(8) kuras patenka į miltelinio paruošimo sistemą: žalios anglies tiektuvus(9), o paskui į anglies malimo malūnus(10) , iš kurio anglies dulkės pneumatiniu būdu transportuojamos per malūno separatorių(11) , į dulkių cikloną(12) ir dulkių sraigtai (13) o paskui dulkėse saugojimo bunkerį(14), iš kur dulkių tiektuvai?(15) prie katilo degiklių(16). Visas pneumatinis dulkių transportavimas iš malūno į krosnį atliekamas malūno ventiliatoriumi(17). Kuro degimui reikalingas oras paimamas ventiliatoriumi(18) ir paduodamas į oro šildytuvą(19), iš kur po šildymo dalinai pumpuojamas į malūną(10) kuro džiovinimui ir transportavimui į katilo bloko krosnį (pirminis oras) ir tiesiai į miltelinės anglies degiklius (antrinis oras).

3.2 Garo, šilumos ir elektros energijos gamyba

Garas šiluminėje elektrinėje gaminamas garo generatoriumi (katilu). Įprastą katilo darbą užtikrina įvairaus tipo agregatai, darbinės mašinos, kurias varo įvairaus tipo srovės, įtampos ir galios elektros varikliai. Garo, šilumos ir elektros energijos generavimo schema parodyta 10 pav.

10 pav. Garo, šilumos ir elektros gamybos schema. energija: 2 - ventiliatoriai; 3 - kaminas; 5 - turbina; 6 - generatorius; 7 -ryšio transformatorius; 8 - aprūpinti vartotojus jų pačių poreikiais; 9 -vartotojai, maitinami generatoriaus įtampa; 10 - kondensatorius; vienuolika - cirkuliaciniai siurbliai, tiekiantys šaltą vandenį į kondensatorių išmetamiesiems garams aušinti; 12 - šalto vandens šaltinis; 14 - kondensato siurbliai, tiekiantys vandenį į deaeratorių; 16 - siurbliai, papildantys katilą chemiškai išvalytu vandeniu; 17 - padavimo siurbliai, tiekiantys paruoštą vandenį į katilą; 18 - šildymo tinklo katilas; 19 - tinklo siurbliai, tiekiantys karštą vandenį į šilumos tinklą; 20 - garo ištraukimas gamybos reikmėms; 21 - redukcinis-aušinimo įrenginys; 22 - vandens pelenų šalinimo įtaisų gafų siurbliai; 23 - šlako šalinimo agregatų varikliai; 24 - alyvos siurbliai, kurie sutepa besisukančias turbinos ir generatoriaus dalis; 25 - dulkių tiektuvai

Be to, yra didelis skaičius ne pagrindinės įrangos elektros varikliai, užtikrinantys automatikos veikimą, vartų ir sklendžių atidarymas ir uždarymas, patalpų vėdinimas ir kt.

Energijos imliausios yra šiluminės elektrinės, ypač CHP. Šiluminės elektrinės saviesiems poreikiams sunaudojama 12-14% stotyje pagamintos elektros energijos, o neelektrinių blokų blokai. yra 1 ir 2 kategorijų vartotojai pagal energijos tiekimo patikimumą ir elektros suvartojimas yra didesnis nei bet kurioje pramonės šakoje.

3.3 Elektrinių pagalbinių sistemų maitinimo šaltiniai

Pagrindiniai sistemos maitinimo šaltiniai yra s.n. yra žeminamieji transformatoriai arba reaguojančios linijos, tiesiogiai prijungtos prie generatorių gnybtų arba prie jų skirstomųjų įrenginių. Paleidimo atsarginiai maitinimo šaltiniai s.n. taip pat prijungiami prie bendro elektros tinklo, nes dažniausiai jungiami prie stočių skirstytuvų, šalia esančių pastočių, ryšių autotransformatorių tretinių apvijų. Pastaruoju metu šiluminėse stotyse pradėti montuoti dujų turbinų blokai saulės energijos sistemai maitinti. avarinėmis sąlygomis.

Be to, visų tipų elektrinėse aprūpinami nuo elektros sistemos nepriklausomi energijos šaltiniai, užtikrinantys stoties išjungimą ir aušinimą nepažeidžiant įrangos, dingus pagrindiniams ir atsarginiams maitinimo šaltiniams. Hidroelektrinėse ir įprastose šiluminėse elektrinėse tam pakanka baterijų. Galingose CPP ir atominėse elektrinėse reikia įrengti dyzelinius generatorius, kurių galia atitinka technologinį procesą.

Pagrindiniai reikalavimai s.n. sistemai yra užtikrinti s.n. mechanizmų patikimumą ir efektyvumą. pirmas reikalavimas yra svarbiausias, nes sutrinka s.n. sutrinka sudėtingas elektros gamybos technologinis ciklas, sutrinka pagrindinių įrenginių, o kartais ir visos stoties darbas, o avarija virsta sistemine. Dabar visuotinai priimta, kad s.n. mechanizmų maitinimas. iškastinį ir branduolinį kurą naudojančias šilumines elektrines bei hidroelektrines galima paprasčiausiai, patikimiausiai ir ekonomiškai aprūpinti iš generatorių ir elektros sistemos(11 pav.).

11 pav. Bendra elektros energijos tiekimo schema, skirta TPP poreikiams: 1 - atsarginė elektros linija; 2 - paleidimo-atsarginis transformatorius s.n.; 3 - stoties aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai; 4 - generatoriaus-transformatoriaus blokas; 5 - veikiantis transformatorius s.n.; 6 - skirstomieji įrenginiai s.n.

Ši sistemos maitinimo grandinė s.n. visų tipų stotys šiuo metu užtikrina patikimumą ir efektyvumą:

Pagalbinėje sistemoje plačiai naudojami asinchroniniai varikliai su voverės narvelio rotoriumi, paleidžiant juos nuo pilnos tinklo įtampos be jokių valdymo įtaisų ir atsisakymas apsaugoti minimalią įtampą ant kritinių mechanizmų;

Sėkmingas savaiminis elektros variklių paleidimas, kai įtampa atsistato atjungus trumpuosius jungimus elektros sistemoje ir tinkle;

Greitųjų relinių apsaugų ir jungiklių naudojimas įjungia visus sistemos elementus ir SN jungtis;

Plačiai paplitę sistemų automatizavimo įrenginiai (AChR, AVR, AVR generatoriai).

Visų tipų atominėms elektrinėms mūsų šalyje reikalaujama tiekti avarinius energijos šaltinius dyzelinių generatorių arba dujų turbinų agregatų pavidalu. Jų galia parenkama atsižvelgiant į AE aušinimo sistemos ir saugos įtaisų apkrovas, tačiau jos nepakanka SN mechanizmams maitinti. įprastu režimu.

Naudotų šaltinių sąrašas

1. Aleksandrovas, K.K.Elektros brėžiniai ir schemos. [Tekstas] / K.K. Aleksandrovas, E.G. Kuzmina. M.: Energoatomizdat, 1990. 285 p.

2. GOST 2.10595. Tarpvalstybinis standartas. ESKD. Bendrieji reikalavimai tekstiniams dokumentams [Tekstas]. Vietoj GOST 2.10579, GOST 2.90671; įvestis 19960701. Minskas: tarpvalstybinis. Standartizacijos, metrologijos ir sertifikavimo taryba; M.: Standartų leidykla, 2002. 26 p.

3. GOST 2.10696 ESKD. Tekstiniai dokumentai [Tekstas]. Vietoj GOST 2.10668, GOST 2.10868, GOST 2.11270; įvestis 19970701. M.: Standartų leidykla, 2004. 40 p.

4. GOST 7.322003. Bibliografinis įrašas. Bibliografinis aprašymas. Bendrieji reikalavimai ir sudarymo taisyklės [Tekstas]. Vietoj GOST 7.1-84, GOST 7.16-79, GOST 7.18-79, GOST 7.34-81, GOST 7.40-82; įvestis 20040701. M.: IPK Standartų leidykla, 2004. 84 p.

5. GOST 7.822001. Bibliografinis įrašas. Elektroninių išteklių bibliografinis aprašymas [Tekstas]. įėjo. 20020701. M.: IPK Standartų leidykla, 2001. 33 p.

6. GOST 7.832001. Elektroniniai leidiniai. Pagrindiniai tipai ir išvesties informacija [Tekstas]. įėjo. 20020701. M.: IPK Standartų leidykla, 2002. 16 p.

7. GOST 2.70184 ESKD . Bendrieji reikalavimai tekstiniams dokumentams [Tekstas] Vietoj GOST 2.701 86; įvestis 19850701. M.: Standartų leidykla, 1985. 16 p.

8. GOST 2.70275 ESKD . Elektros grandinių vykdymo taisyklės [Tekstas]. Įeikite. 19770701. M.: Standartų leidykla, 1976. 23 p.

9. GOST 21.613 88. Statybos projektavimo dokumentų sistema. Maitinimo įranga. Darbo brėžiniai [Tekstas]. Įeikite. 880701. M.: Standartų leidykla, 1988. 16 p.

10. GOST 21.61488. Statybos projektavimo dokumentų sistema. Įprasti grafiniai elektros įrangos ir laidų vaizdai planuose [Tekstas]. Įeikite. 19880701. M.: Standartų leidykla, 1988. 18 p.

11. GOST 2.10979 ESKD. Pagrindiniai reikalavimai brėžiniams [Tekstas]. Vietoj GOST 2.10768, GOST 2.10968; įvestis 19740701. M.: Standartų leidykla, 2001. 38 p.

12. GOST 2.710 81. Raidiniai ir skaitmeniniai žymėjimai elektros grandinėse. M.: Standartų leidykla, 1985. 13 p.

13. GOST 2.722 68. Sąlyginiai grafiniai žymėjimai schemose. Elektros mašinos [Tekstas]. Įeikite. 01/01/87. M.: Leidykla standartuose, 1988. 85 p.

14. GOST 2.747-68. Sąlyginiai grafiniai žymėjimai schemose. Grafinių simbolių matmenys [Tekstas]. Įeikite. 01/01/71. M.: Standartų leidykla. 13 p. (91-01-01 jo pakeitimai Nr. 1)

15. GOST 2.30168. ESKD. Formatai [Tekstas]. M.: Standartų leidykla, 1981. 3 p.

16. GOST 2.30481 ESKD. Piešimo šriftai [Tekstas]. M.: Standartų leidykla, 1982. 8 p.

17. GOST 2.72874 ESKD. Sąlyginiai grafiniai žymėjimai schemose. Rezistoriai. Kondensatoriai [Tekstas]. M.: Leidykla standartuose, 1985. 9 p.

18. GOST 2.72174 ESKD. Sąlyginiai grafiniai žymėjimai schemose. Bendrojo naudojimo pavadinimai. [Tekstas]. M.: Leidykla standartuose, 1986. 12 p.

19. GOST 2.70972 ESKD. Sistema, skirta grandinėms elektros grandinėse žymėti. [Tekstas]. M.: Leidykla standartuose, 1987. 13 p.

20.GOST 2.10468 ESKD. Pagrindiniai užrašai [Tekstas]. M.: Leidykla standartuose, 1988. 5 p.

21.STP 1220098 Įmonės standartas [Tekstas]. Vietoj STP AltSTU 12 20096; . Barnaulas. : AltSTU leidykla, 1998. 30 p.

Šiluminė elektrinė yra elektros ir šilumos gamybos įmonė. Statydami elektrinę jie vadovaujasi tuo, kas yra svarbiau: kuro šaltinio vieta šalia ar šalia esančio energijos vartojimo šaltinio vieta.

Šiluminių elektrinių išdėstymas priklausomai nuo kuro šaltinio.

Įsivaizduokime, kad, tarkime, turime didelį anglies telkinį. Jeigu čia statysime šiluminę elektrinę, sumažinsime kuro transportavimo kaštus. Jei atsižvelgsime į tai, kad kuro kainos transporto komponentas yra gana didelis, prasminga statyti šilumines elektrines šalia kasybos vietų. Bet ką darysime su gauta elektra? Gerai, jei šalia yra kur jį parduoti, rajone trūksta elektros.

Ką daryti, jei nereikia naujos elektros energijos? Tada gautą elektros energiją būsime priversti laidais perduoti dideliais atstumais. O norint be didelių nuostolių perduoti elektrą dideliais atstumais, būtina ją perduoti aukštos įtampos laidais. Jei jų nėra, tada juos reikės traukti. Ateityje elektros linijas reikės prižiūrėti. Visa tai taip pat pareikalaus pinigų.

Šiluminių elektrinių išdėstymas priklausomai nuo vartotojo.

Dauguma naujų šiluminių elektrinių mūsų šalyje yra arti vartotojo.

Taip yra dėl to, kad šiluminių elektrinių pastatymo arti kuro šaltinio naudą suryja transportavimo dideliais atstumais elektros laidais išlaidos. Be to, tokiu atveju patiriami dideli nuostoliai.

Statydami elektrinę tiesiai prie vartotojo, galite laimėti ir pastatę šiluminę elektrinę. Galite perskaityti išsamiau. Tokiu atveju gerokai sumažėja patiektos šilumos kaina.

Pastačius tiesiai prie vartotojo, aukštos įtampos elektros linijų tiesti nereikia, užteks 110 kV įtampos.

Iš visko, kas parašyta aukščiau, galime padaryti išvadą. Jei kuro šaltinis yra toli, tai dabartinėje situacijoje geriau statyti šilumines elektrines, tačiau arti vartotojo. Didesnė nauda gaunama, jei kuro šaltinis ir elektros suvartojimo šaltinis yra šalia.

Mieli lankytojai! Dabar jūs turite galimybę pamatyti Rusiją.

Šiluminės energijos pavertimo elektros energija procesas atsispindi supaprastintose (pagrindinėse) arba pilnose šiluminėse diagramose.

Scheminė šiluminės elektrinės šiluminė diagrama parodo pagrindinius aušinimo skysčių srautus, susijusius su pagrindine ir pagalbine įranga deginamo kuro šilumos konvertavimo procesuose elektros ir šilumos gamybai bei tiekimui vartotojams. Praktikoje pagrindinė šiluminė diagrama redukuojama iki šiluminės elektrinės (galios bloko) garo-vandens kelio diagramos, kurios elementai dažniausiai vaizduojami sutartiniais vaizdais.

Supaprastinta (pagrindinė) anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės šiluminė diagrama parodyta fig. 3.1.

Į kuro bunkerį paduodamas anglys 1 , o iš jo – į smulkinimo įrenginį 2 kur jis virsta dulkėmis. Anglies dulkės patenka į garo generatoriaus (garo katilo) krosnį 3 , turintis vamzdelių sistemą, kurioje cirkuliuoja chemiškai išgrynintas vanduo, vadinamas maistiniu vandeniu. Boile yra vanduo

Ryžiai. 3.1. Supaprastinta garo turbinos šiluminė diagrama

miltelinės anglies šiluminė elektrinė ir garo turbinos rato išvaizda

įšyla, išgaruoja, o susidarę sotieji garai perkaitintuve pašildomi iki 400-650 °C ir, esant 3...25 MPa slėgiui, per garo liniją patenka į garo turbiną. 4 . Perkaitinto garo parametrai T 0 , P 0 (temperatūra ir slėgis turbinos įleidimo angoje) priklauso nuo agregatų galios. CPP visi garai naudojami elektrai gaminti. Šiluminėje elektrinėje viena dalis garo naudojama turbinoje elektrai generuoti generatoriuje. 5 ir tada eina į kondensatorių 6 , o kita, kurios temperatūra ir slėgis aukštesnė, paimama iš tarpinės turbinos pakopos ir naudojama šilumos tiekimui (3.1 pav. brūkšninė linija). Kondensato siurblys 7 per deaeratorių 8 o paskui tiekimo siurbliu 9 tiekiamas į garų generatorių. Paimamo garo kiekis priklauso nuo įmonių šiluminės energijos poreikių.

Visa šiluminė grandinė (TCS) skiriasi nuo pagrindinės tuo, kad visiškai rodo įrangą, vamzdynus, uždarymo, valdymo ir apsauginius vožtuvus. Visą maitinimo bloko šiluminę diagramą sudaro atskirų komponentų diagramos, įskaitant bendrą stoties bloką (atsarginės kondensato talpyklos su perpylimo siurbliais, šilumos tinklų papildymas, žaliavinio vandens šildymas ir kt.). Pagalbiniai vamzdynai apima aplinkkelio, drenažo, drenažo, pagalbinius ir garo-oro mišinio įsiurbimo vamzdynus. PTS linijų ir jungiamųjų detalių pavadinimai yra tokie:

3.1.1.1. Šiluminės grandinės kes

Dauguma mūsų šalies CPP kaip kurą naudoja anglies dulkes. Norint pagaminti 1 kWh elektros energijos, sunaudojama keli šimtai gramų anglies. Garo katile per 90% kuro išskiriamos energijos perduodama garui. Turbinoje garo čiurkšlių kinetinė energija perduodama rotoriui (žr. 3.1 pav.). Turbinos velenas yra standžiai sujungtas su generatoriaus velenu. Šiuolaikinės garo turbinos, skirtos šiluminėms elektrinėms, yra didelės spartos (3000 aps./min.), itin ekonomiškos, ilgai tarnaujančios mašinos.

Didelio galingumo CPP, naudojantys organinį kurą, šiuo metu statomos daugiausia dėl aukštų pradinių garo parametrų ir žemo galutinio slėgio (gilaus vakuumo). Tai leidžia sumažinti šilumos suvartojimą vienam pagamintos elektros energijos vienetui, nes kuo aukštesni pradiniai parametrai P 0 Ir T 0 priešais turbiną ir žemiau galutinio garo slėgio P k, tuo didesnis įrenginio efektyvumas. Todėl į turbiną patenkantys garai yra pakeliami iki aukštų parametrų: temperatūra - iki 650 ° C ir slėgis - iki 25 MPa.

3.2 paveiksle parodytos tipinės supaprastintos IES, veikiančios naudojant iškastinį kurą, šiluminės diagramos. Pagal schemą 3.2 pav. AŠiluma į ciklą tiekiama tik tada, kai susidaro garai ir kaitinamas iki pasirinktos perkaitimo temperatūros t juosta; pagal schemą 3.2 paveiksle, b Kartu su šilumos perdavimu tokiomis sąlygomis į garą tiekiama šiluma po to, kai jis dirbo aukšto slėgio turbinos dalyje.

Pirmoji grandinė vadinama grandine be tarpinio perkaitimo, antroji - grandine su tarpiniu garų perkaitimu.. Kaip žinoma iš termodinamikos kurso, antrosios schemos šiluminis efektyvumas yra didesnis esant vienodiems pradiniams ir galutiniams parametrams bei teisingai parinkus tarpinius perkaitimo parametrus.

Pagal abi schemas garas iš garo katilo 1 eina į turbiną 2 esantis ant tos pačios veleno su elektros generatoriumi 3 . Išmetami garai kondensuojami kondensatoriuje 4 , aušinamas vamzdeliuose cirkuliuojančiu techniniu vandeniu. Turbinos kondensatas kondensato siurbliu 5 per regeneracinius šildytuvus 6 paduodamas į deaeratorių 8 .

Deaeratorius naudojamas jame ištirpusioms dujoms pašalinti iš vandens; tuo pačiu jame, kaip ir regeneraciniuose šildytuvuose, tiekiamas vanduo šildomas garais, tam paimtais iš turbinos išleidimo angos. Vandens deaeravimas atliekamas siekiant padidinti deguonies ir anglies dioksido kiekį jame iki priimtinų verčių ir taip sumažinti metalo korozijos greitį vandens ir garų keliuose. Tuo pačiu metu kai kuriose IES šiluminėse grandinėse gali nebūti deaeratoriaus. Šiame vadinamajame neutralaus deguonies vandens režime į tiekiamą vandenį tiekiamas tam tikras deguonies, vandenilio peroksido ar oro kiekis; deaeratoriaus grandinėje nereikia.

R
yra. 3.1. Tipinės garo turbinų šiluminės grandinės

kondensaciniai įrenginiai, veikiantys iškastiniu kuru be

tarpinis garų perkaitinimas ( A) ir su tarpiniu

perkaitimas ( b)

Vanduo deaeruotas tiekimo siurbliu 9 per šildytuvus 10 tiekiama į katilinę. Šildymo garų kondensatas susidaręs šildytuvuose 10 , kaskados į deaeratorių 8 , o šildytuvų 6 šildymo garų kondensatas tiekiamas drenažo siurbliu 7 į liniją, kuria iš kondensatoriaus teka kondensatas 4 .

Aprašytos šiluminės schemos iš esmės yra tipiškos ir šiek tiek keičiasi didėjant vieneto galiai ir pradiniams garo parametrams.

Deaeratorius ir tiekimo siurblys padalija regeneracinį šildymo kontūrą į grupes HPH (aukšto slėgio šildytuvas) ir LPH (žemo slėgio šildytuvas). HPH grupę, kaip taisyklė, sudaro 2–3 šildytuvai su kaskadiniu drenažu iki deaeratoriaus. Deaeratorius tiekiamas tos pačios ekstrakcijos garais kaip ir prieš srovę esantis HPH. Ši deaeratoriaus įjungimo naudojant garą schema yra plačiai paplitusi. Kadangi deaeratoriuje palaikomas pastovus garo slėgis, o slėgis ištraukime mažinamas proporcingai sumažėjus garo srautui į turbiną, ši schema sukuria slėgio rezervą ištraukimui, kuris realizuojamas prieš srovę esančiame HŠT. HDPE grupę sudaro 3–5 regeneraciniai ir 2–3 pagalbiniai šildytuvai. Jei yra garinimo įrenginys (aušinimo bokštas), garintuvo kondensatorius yra prijungtas tarp HDPE.

IES, gaminančios tik elektrą, pasižymi mažu efektyvumu (30–40%), nes per garo kondensatorius, aušinimo bokštus į atmosferą išleidžiama daug pagamintos šilumos, kuri prarandama su dūmų dujomis ir kondensatoriaus aušinimo vandeniu.

Elektrinių tipai ir tipai. Šiluminės elektrinės technologinė schema Nubraižykite įvairius šiluminių elektrinių išdėstymus

Ką svarbu žinoti apie laiptų ir aikštelių turėklų aukštį Laiptų turėklų aukštis

Kaip savo rankomis pastatyti tvorą iš gofruoto kartono savo vasarnamyje

Dezinfekcijos jodu technikos pagrindai

Kaip pasidaryti arbaletą savo rankomis namuose

Geriausių persikų rūšių ir veislių apžvalga ir aprašymas

Apželdinimas priešais namą: sau ir svečiams

Kaip iš improvizuotų priemonių ir medžiagų savo rankomis pasidaryti žaidimų aikštelę