UKRAYNA GENÇLİK VE SPOR

YU.A. GİÇEV

TERMAL ENERJİ SANTRALLERİ

SıklıklaB BEN

Dnepropetrovsk NMetAU 2011

EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI,

UKRAYNA GENÇLİK VE SPOR

UKRAYNA ULUSAL METALÜRJİ AKADEMİSİ

YU.A. GİÇEV

TERMAL ENERJİ SANTRALLERİ

SıklıklaB BEN

Hasta 23. Kaynakça: 4 isim.

Sorundan sorumlu Dr. Tech. bilimler, prof.

Hakem: , Dr. Tech. bilimler, prof. (DUNUZHT)

Cand. teknoloji. Bilimler, Doçent (NMetAU)

Ukrayna Akademisi, 2011

GİRİŞ…………………………………………………………………………………..4

1 TERMİK SANTRALLER HAKKINDA GENEL BİLGİLER………………...5

1.1 Enerji santrallerinin tanımı ve sınıflandırılması………………………….5

1.2 Bir termik santralin teknolojik diyagramı………………………8

1.3 Termik santrallerin teknik ve ekonomik göstergeleri……………………………….11

1.3.1 Enerji göstergeleri…………………………………….11

1.3.2 Ekonomik göstergeler…………………………………….13

1.3.3 Performans göstergeleri……………………………...15

1.4 Termik santrallere yönelik gereklilikler………………………………………………………16

1.5 Endüstriyel termik santrallerin özellikleri………………16

2 TPP ISI DİYAGRAMLARININ İNŞAATI…………………………………………………………….17

2.1 Termal devrelerle ilgili genel kavramlar…………………………………………………………17

2.2 Başlangıç buhar parametreleri…………………………………………….18

2.2.1 Başlangıç buhar basıncı…………………………………….18

2.2.2 Başlangıç buhar sıcaklığı…………………………………...20

2.3 Buharın ara kızdırılması…………………………………………..22

2.3.1 Ara kızdırmanın enerji verimliliği...24

2.3.2 Ara kızgınlık basıncı…………………………26

2.3.3 Ara kızdırmanın teknik uygulaması……27

2.4 Nihai buhar parametreleri…………………………….……………………….29

2.5 Besleme suyunun rejeneratif ısıtılması……………………………...30

2.5.1 Rejeneratif ısıtmanın enerji verimliliği..30

2.5.2 Rejeneratif ısıtmanın teknik uygulaması.......34

2.5.3 Besleme suyunun rejeneratif ısıtma sıcaklığı..37

2.6 Termik santrallerin ana türbin türlerine göre termal diyagramlarının oluşturulması……..39

2.6.1 “K” türbinine dayalı bir termal devrenin inşası…………...39

2.6.2 “T” türbinine dayalı bir termal devrenin inşası….………..41

EDEBİYAT…………………………………………………………………………………44

GİRİİŞ

“Termik Santraller” disiplini çeşitli nedenlerden dolayı uzmanlık 8(7) için öğretilen disiplinler arasında özellikle önemlidir. - termal enerji mühendisliği.

İlk olarak, teorik açıdan bakıldığında, disiplin, öğrencilerin edindiği bilgileri önceki ana disiplinlerin hemen hemen hepsinde biriktirir: “Yakıt ve yanması”, “Kazan tesisleri”, “Süperşarjlar ve ısı motorları”, “Endüstriyel ısı tedarik kaynakları” işletmeler”, “Gaz arıtma” ve diğerleri.

İkincisi, pratik açıdan termik santraller (TPP'ler), enerji ekonomisinin tüm ana unsurlarını içeren karmaşık bir enerji işletmesidir: yakıt hazırlama sistemi, kazan dairesi, türbin atölyesi, dönüştürme ve tedarik sistemi. dış tüketicilere termal enerji, geri dönüşüm ve nötralizasyon sistemleri zararlı emisyonlar.

Üçüncüsü, endüstriyel açıdan termik santraller yerli ve yabancı enerji sektöründe hakim enerji üreten işletmelerdir. Ukrayna'da kurulu elektrik üretim kapasitesinin yaklaşık %70'ini termik santraller oluşturmakta olup, buhar türbini teknolojilerinin de uygulandığı nükleer santraller de dikkate alındığında kurulu güç %90 civarındadır.

Bu ders notları uzmanlık 8(7) çalışma programı ve müfredatına uygun olarak geliştirilmiştir. - termik enerji mühendisliği ve ana konular olarak şunları içermektedir: termik santraller hakkında genel bilgiler, santrallerin termik devrelerinin yapım ilkeleri, termik devrelerin ekipman seçimi ve hesaplamaları, termik santrallerin ekipman yerleşimi ve işletimi.

“Termik Santraller” disiplini, öğrencilerin edindiği bilgileri sistematik hale getirmeye, mesleki ufuklarını genişletmeye yardımcı olur ve diğer birçok disiplindeki derslerde, ayrıca uzmanlar için tezlerin ve yüksek lisans için lisansüstü tezlerin hazırlanmasında kullanılabilir.

1 TERMİK SANTRALLER HAKKINDA GENEL BİLGİLER

1.1 Enerji santrallerinin tanımı ve sınıflandırılması

Güç istasyonu- çeşitli yakıt ve enerji kaynaklarını elektriğe dönüştürmek için tasarlanmış bir enerji kuruluşu.

Enerji santrallerini sınıflandırmak için ana seçenekler:

I. Dönüştürülen yakıt ve enerji kaynaklarının türüne bağlı olarak:

1) hidrokarbon yakıtların (kömür, doğal gaz, akaryakıt, yanıcı RES ve diğerleri) dönüştürülmesiyle elektriğin üretildiği termik santraller (TPP'ler);

2) atom enerjisinin nükleer yakıttan dönüştürülmesiyle elektriğin üretildiği nükleer enerji santralleri (NPP);

3) başta nehirler olmak üzere doğal bir su kaynağının akışının mekanik enerjisini dönüştürerek elektriğin üretildiği hidroelektrik santraller (HES).

Bu sınıflandırma seçeneği, geleneksel olmayan ve yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanan enerji santrallerini de içerebilir:

· güneş enerjisi santralleri;

· jeotermal enerji santralleri;

· rüzgar enerjisi santralleri;

· gelgit enerji santralleri ve diğerleri.

II. Bu disiplin için, ısı motorlarının tipine bağlı olarak aşağıdakilere ayrılan termik santrallerin daha derinlemesine bir sınıflandırması ilgi çekicidir:

1) buhar türbini enerji santralleri (STP);

2) gaz türbinli enerji santralleri (GTU);

3) kombine çevrim enerji santralleri (CGE);

4) içten yanmalı motorları (ICE) kullanan enerji santralleri.

Bu santraller arasında buhar türbinli santraller ağırlıkta olup, termik santrallerin toplam kurulu gücünün %95'inden fazlasını oluşturmaktadır.

III. Harici tüketicilere sağlanan enerjinin türüne bağlı olarak, buhar türbinli enerji santralleri aşağıdakilere ayrılır:

1) yalnızca harici tüketicilere elektrik sağlayan yoğuşmalı enerji santralleri (CPS);

2) harici tüketicilere hem termal hem de elektrik enerjisi sağlayan kombine ısı ve enerji santralleri (CHP'ler).

IV. Amaçlarına ve departmanların bağlılığına bağlı olarak, enerji santralleri aşağıdakilere ayrılır:

1) bölgedeki tüm tüketicilere elektrik sağlamak üzere tasarlanmış bölgesel elektrik santralleri;

2) endüstriyel işletmelerin bir parçası olan ve öncelikle işletmelerin tüketicilerine elektrik sağlamayı amaçlayan endüstriyel enerji santralleri.

V. Santraller yıl içerisinde kurulu gücün kullanım süresine göre;

1) temel (B): 6000÷7500 saat/yıl, yani yıl süresinin %70'inden fazlası;

2) yarı temel (P/B): 4000÷6000 saat/yıl, %50÷70;

3) yarı tepe (P/P): 2000÷4000 saat/yıl, %20÷50;

4) zirve (P): 2000 saat/yıl'a kadar, yılın %20'sine kadar.

Bu sınıflandırma seçeneği, elektrik yüklerinin süresine ilişkin bir grafik örneği kullanılarak gösterilebilir:

Şekil 1.1 – Elektrik yüklerinin süre grafiği

VI. Türbinlere giren buhar basıncına bağlı olarak buhar türbinli termik santraller aşağıdakilere ayrılır:

1) düşük basınç: 4 MPa'ya kadar;

2) orta basınç: 9 – 13 MPa'ya kadar;

3) yüksek basınç: 25 – 30 MPa'ya kadar:

● kritik altı basınç: 18 – 20 MPa'ya kadar

● kritik ve süperkritik basınç: 22 MPa'nın üzerinde

VII. Güce bağlı olarak, buhar türbini enerji santralleri aşağıdakilere ayrılır:

1) düşük güçlü enerji santralleri: kurulu turbojeneratörlerin birim gücü 25 MW'a kadar olan toplam kurulu güç 100 MW'a kadar;

2) orta güç: kurulu turbojeneratörlerin birim gücü 200 MW'a kadar olan toplam kurulu güç 1000 MW'a kadar;

3) yüksek güç: 200 MW'ın üzerinde kurulu turbojeneratörlerin birim gücüyle birlikte toplam kurulu kapasite 1000 MW'ın üzerinde.

VIII. Buhar jeneratörlerini turbojeneratörlere bağlama yöntemine bağlı olarak termik santraller aşağıdakilere ayrılır:

1) tüm kazanlardan gelen buharın bir merkezi buhar boru hattına girdiği ve daha sonra turbojeneratörler arasında dağıtıldığı merkezi (ünitesiz) termik santraller (bkz. Şekil 1.2);

1 – buhar jeneratörü; 2 – buhar türbini; 3 - merkezi (ana) buhar hattı; 4 – buhar türbini yoğunlaştırıcısı; 5 – elektrik jeneratörü; 6 – transformatör.

Şekil 1.2 - Merkezi (bloksuz) bir termik santralin şematik diyagramı

2) kurulu buhar jeneratörlerinin her birinin çok özel bir turbojeneratöre bağlandığı termik santralleri bloke edin (bkz. Şekil 1.3).

1 – buhar jeneratörü; 2 – buhar türbini; 3 – ara kızdırıcı; 4 – buhar türbini yoğunlaştırıcısı; 5 – elektrik jeneratörü; 6 – transformatör.

Şekil 1.3 - Bir blok termik santralin şematik diyagramı

Bloksuz tasarımın aksine, termik santrallerin blok tasarımı daha az sermaye maliyeti gerektirir, işletmesi daha kolaydır ve santralin buhar türbini kurulumunun tam otomasyonu için koşullar yaratır. Blok diyagramda, ekipmanın yerleştirilmesi için istasyonun boru hattı sayısı ve üretim hacimleri azaltılmıştır. Buharın ara kızdırılması kullanıldığında, blok diyagramların kullanılması zorunludur, çünkü aksi takdirde aşırı ısıtma için türbinden çıkan buharın akışını kontrol etmek mümkün değildir.

1.2 Termik santralin teknolojik şeması

Teknolojik diyagram, santralin ana kısımlarını, bunların ara bağlantılarını gösterir ve buna göre, yakıtın istasyona teslim edildiği andan tüketiciye elektrik tedarikine kadar teknolojik işlemlerin sırasını gösterir.

Örnek olarak, Şekil 1.4 toz haline getirilmiş kömürlü buhar türbini enerji santralinin teknolojik diyagramını göstermektedir. Bu tip termik santral, Ukrayna'da ve yurt dışında mevcut temel termik santraller arasında hakimdir.

Güneş – istasyondaki yakıt tüketimi; Dp. g. – buhar jeneratörü verimliliği; Ds. N. – istasyonun kendi ihtiyaçları için koşullu buhar tüketimi; Dt – türbin başına buhar tüketimi; Evir – üretilen elektrik miktarı; Esn - istasyonun kendi ihtiyaçları için elektrik tüketimi; Eotp, harici tüketicilere sağlanan elektrik miktarıdır.

Şekil 1.4 - Buhar türbinli tozlaştırılmış kömür santralinin teknolojik diyagramı örneği

Bir termik santralin teknolojik diyagramı genellikle Şekil 1.4'te noktalı çizgilerle işaretlenmiş üç parçaya bölünmüştür:

BEN … Yakıt-gaz-hava yolu şunları içerir:

1 – yakıt tesisleri (boşaltma cihazı, ham kömür deposu, kırma tesisleri, kırılmış kömür bunkerleri, vinçler, konveyörler);

2 – toz hazırlama sistemi (kömür değirmenleri, ince fanlar, kömür tozu kutuları, besleyiciler);

3 – yakıtın yanması için hava sağlamak için fan;

4 - Buhar jeneratörü;

5 – gaz temizleme;

6 – duman aspiratörü;

7 – baca;

8 – hidrokül ve cüruf karışımının taşınması için cüruf pompası;

9 - Bertaraf için hidrokül ve cüruf karışımının temini.

Genel olarak yakıt-gaz-hava yolu şunları içerir: : yakıt tesisleri, toz hazırlama sistemi, çekiş araçları, kazan bacaları ve kül ve cüruf giderme sistemi.

II … Aşağıdakileri içeren buhar-su yolu:

10 - buhar türbünü;

11 – buhar türbini yoğunlaştırıcısı;

12 – kondenserin soğutulması için sirkülasyon suyu besleme sisteminin sirkülasyon pompası;

13 – dolaşım sisteminin soğutma cihazı;

14 – dolaşım sistemindeki su kayıplarını telafi etmek için ilave su temini;

15 - istasyondaki yoğuşma kaybını telafi eden, kimyasal olarak arıtılmış suyun hazırlanması için ham su temini;

16 – kimyasal su arıtma;

17 – egzoz buharı yoğuşma akışına ilave kimyasal olarak arıtılmış su sağlayan kimyasal su arıtma pompası;

18 – yoğuşma pompası;

19 – rejeneratif düşük basınçlı besleme suyu ısıtıcısı;

20 – hava giderici;

21 - besleme pompası;

22 – rejeneratif yüksek basınçlı besleme suyu ısıtıcısı;

23 – ısıtma buharı yoğuşmasını ısı eşanjöründen çıkarmak için drenaj pompaları;

24 – rejeneratif buhar ekstraksiyonu;

25 – ara kızdırıcı.

Genel olarak buhar-su yolu şunları içerir: kazanın buhar-su kısmı, türbin, yoğuşma ünitesi, soğutma sirkülasyon suyunu ve ek kimyasal olarak arıtılmış suyu hazırlamak için sistemler, besleme suyunun rejeneratif ısıtılması ve besleme suyunun havasının alınması için bir sistem.

III … Aşağıdakileri içeren elektrikli parça:

26 - elektrik jeneratörü;

27 - harici tüketicilere sağlanan elektrik için yükseltici transformatör;

28 – enerji santralinin açık şalt sisteminin otobüsleri;

29 – santralin kendi ihtiyaçları için elektrik transformatörü;

30 – yardımcı elektrik dağıtım cihazının baraları.

Böylece, elektrik kısmı şunları içerir: elektrik jeneratörü, transformatörler ve şalt otobüsleri.

1.3 Termik santrallerin teknik ve ekonomik göstergeleri

Termik santrallerin teknik ve ekonomik göstergeleri 3 gruba ayrılır: sırasıyla istasyonun teknik seviyesini, verimliliğini ve işletme kalitesini değerlendirmeyi amaçlayan enerji, ekonomik ve operasyonel.

1.3.1 Enerji performansı

Termik santrallerin ana enerji göstergeleri şunları içerir: yeterlik enerji santralleri (), spesifik ısı tüketimi (), elektrik üretimi için spesifik yakıt tüketimi ().

Bu göstergelere tesisin ısıl verim göstergeleri adı verilmektedir.

Santralin fiili işletiminin sonuçlarına dayanarak verimlilik ilişkiler tarafından belirlenir:

; (1.1)

; (1.2)

Bir enerji santrali tasarlarken ve çalışmasını analiz ederken, verimlilik. verimlilik dikkate alınarak ürünlere göre belirlenir. istasyonun bireysel unsurları:

burada ηcat, ηturb – verimlilik. kazan ve türbin atölyeleri;

t. s. – k.p.d. Isı transferi nedeniyle istasyon içindeki soğutucuların ısı kaybını hesaba katan ısı akışı çevre boru hattının duvarlarından ve soğutucu sızıntılarından, ηt. p = 0,98...0,99 (ortalama 0,985);

esn, elektrik santralinin kendi ihtiyaçları için harcanan elektriğin payıdır (yakıt hazırlama sistemindeki elektrikli tahrik, kazan dairesi taslak ekipmanının tahriki, pompa tahriki, vb.), esn = Esn/Evir = 0,05...0,10 (cf) 0,075);

qсн – kendi ihtiyaçları için ısı tüketiminin payı (kimyasal su arıtma, besleme suyunun havasının alınması, kondenserde vakum sağlayan buhar ejektörlerinin çalıştırılması, vb.), qсн = 0,01...0,02 (cf. 0,015).

K.p.d. kazan atölyesi verimlilik olarak temsil edilebilir buhar jeneratörü: ηcat = ηp. g = 0,88…0,96 (ortalama 0,92)

K.p.d. Türbin atölyesi mutlak elektrik verimliliği olarak temsil edilebilir. turbojeneratör:

ηturb = ηt. g. = ηt · ηoi · ηм, (1.5)

burada ηt termal verimdir. bir buhar türbini tesisinin çevrimi (kullanılan ısının sağlanan ısıya oranı), ηt = 0,42...0,46 (cf. 0,44);

ηoi – iç bağıl verimlilik. türbinler (buhar sürtünmesi, çapraz akışlar, havalandırma nedeniyle türbin içindeki kayıpları hesaba katar), ηoi = 0,76...0,92 (cf. 0,84);

ηm – mekanik enerjinin türbinden jeneratöre aktarımı sırasındaki kayıpları ve elektrik jeneratörünün kendisindeki kayıpları hesaba katan elektromekanik verimlilik, ηen = 0,98...0,99 (cf. 0,985).

Verimlilik için çarpım (1.5), ifade (1.4) dikkate alındığında net elektrik santrali şu şekli alır:

ηsnetto = ηпг·ηt· ηoi· ηм· ηтп·(1 – есн)·(1 – qсн); (1.6)

ve ortalama değerleri değiştirdikten sonra şöyle olacaktır:

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

Genel olarak bir enerji santralinin verimliliği net şu aralıkta değişir: ηsnet = 0,28…0,38.

Elektrik üretimi için spesifik ısı tüketimi şu oranla belirlenir:

, (1.7)

burada Qfuel yakıtın yanmasından elde edilen ısıdır .

; (1.8)

burada pH standart yatırım verimliliği oranıdır, yıl-1.

Ters pH değeri, sermaye yatırımlarının geri ödeme süresini verir; örneğin, pH = 0,12 yıl-1 ile geri ödeme süresi şöyle olacaktır:

Verilen maliyetler, yeni bir enerji santralinin inşası veya mevcut bir enerji santralinin yeniden inşası için en ekonomik seçeneğin seçilmesinde kullanılır.

1.3.3 Performans

Operasyonel göstergeler santralin operasyon kalitesini değerlendirir ve özellikle aşağıdakileri içerir:

1) personel katsayısı (istasyonun 1 MW kurulu gücü başına hizmet personeli sayısı), W (kişi/MW);

2) santralin kurulu kapasitesinin kullanım faktörü (gerçek elektrik üretiminin mümkün olan maksimum üretime oranı)

; (1.16)

3) kurulu kapasitenin kullanım saati sayısı

4) ekipman kullanılabilirlik oranı ve ekipmanın teknik kullanım oranı

; (1.18)

Kazan ve türbin atölyeleri için ekipman kullanılabilirliği faktörleri şunlardır: Kgotkot = 0,96...0,97, Kgotturb = 0,97...0,98.

Termik santrallerde ekipmanların kullanım oranı: KispTPP = 0,85…0,90.

1.4 Termik santrallere ilişkin gereklilikler

Termik santrallerin gereksinimleri 2 gruba ayrılır: teknik ve ekonomik.

Teknik gereksinimler şunları içerir:

· güvenilirlik (tüketici gereksinimlerine ve elektrik yüklerinin sevk planına uygun olarak kesintisiz güç kaynağı);

· manevra kabiliyeti (yükü hızlı bir şekilde artırma veya kaldırma yeteneğinin yanı sıra üniteleri başlatma veya durdurma yeteneği);

· termal verimlilik (tesisin çeşitli çalışma modlarında maksimum verimlilik ve minimum spesifik yakıt tüketimi);

· çevre dostu olma (çevreye minimum zararlı emisyonlar ve tesisin çeşitli çalışma modlarında izin verilen emisyonların aşılmaması).

Ekonomik gereksinimler tüm teknik gerekliliklere uygunluk şartıyla minimum elektrik maliyetine indirilir.

1.5 Endüstriyel termik santrallerin özellikleri

Endüstriyel termik santrallerin temel özellikleri arasında şunlar yer almaktadır:

1) santralin ana teknolojik atölyelerle iki yönlü iletişimi (santral, teknolojik atölyelerin elektrik yükünü sağlar ve ihtiyaca göre elektrik arzını değiştirir ve bazı durumlarda atölyeler elektrik kaynağıdır) enerji santrallerinde kullanılan termal ve yanıcı yenilenebilir enerji kaynakları);

2) işletmenin bir dizi enerji santrali ve teknolojik atölye sisteminin ortak özelliği (yakıt temini, su temini, ulaşım tesisleri, tesis inşaatı maliyetlerini azaltan onarım üssü);

3) endüstriyel enerji santrallerinde, turbojeneratörlere ek olarak, işletmenin atölyelerine proses gazları sağlamak için turbo kompresörler ve turbo üfleyicilerin varlığı;

4) endüstriyel enerji santralleri arasında kombine ısı ve enerji santrallerinin (CHP) üstünlüğü;

5) endüstriyel termik santrallerin nispeten küçük kapasitesi:

%70…80, ≤ 100 MW.

Endüstriyel termik santraller toplam elektrik üretiminin %15...20'sini sağlamaktadır.

2 TPP'NİN ISI DİYAGRAMLARININ İNŞAATI

2.1 Termal devrelerle ilgili genel kavramlar

Termal diyagramlar enerji santrallerinin buhar-su yolları ile ilgilidir ve :

1) istasyonun ana ve yardımcı ekipmanının göreceli konumu;

2) ekipmanın soğutucu boru hattı hatları aracılığıyla teknolojik bağlantısı.

Termal devreler 2 tipe ayrılabilir:

1) temel;

2) genişletildi.

Şematik diyagramlar, ekipmanı termal devrenin hesaplanması ve hesaplama sonuçlarının analiz edilmesi için gerekli ölçüde gösterir.

Devre şemasına dayanarak aşağıdaki görevler çözüldü:

1) devrenin çeşitli elemanlarındaki soğutucuların maliyetlerini ve parametrelerini belirlemek;

2) ekipmanı seçin;

3) detaylı termal devreler geliştirebilir.

Genişletilmiş Termal Devreler yedekleme ekipmanı da dahil olmak üzere tüm istasyon ekipmanlarını, kapatma ve kontrol vanaları olan tüm istasyon boru hatlarını içerir.

Geliştirilen şemalara dayanarak, aşağıdaki görevler çözüldü:

1) enerji santrallerini tasarlarken ekipmanın karşılıklı yerleştirilmesi;

2) tasarım sırasında çalışma çizimlerinin yürütülmesi;

3) istasyonların işletilmesi.

Termal diyagramların oluşturulmasından önce aşağıdaki sorunların çözülmesi gerekir:

1) beklenen enerji yüklerinin türüne ve miktarına göre gerçekleştirilen istasyon tipinin seçimi, yani CPP veya CHP;

2) istasyonun bir bütün olarak elektrik ve termal gücünü ve bireysel bloklarının (birimlerinin) gücünü belirlemek;

3) başlangıç ve son buhar parametrelerini seçin;

4) buharın ara aşırı ısıtılması ihtiyacını belirlemek;

5) buhar jeneratörü ve türbin türlerini seçin;

6) besleme suyunun rejeneratif ısıtılması için bir plan geliştirmek;

7) bir takım yardımcı konularla birlikte termal şema (birim gücü, buhar parametreleri, türbin tipi) için ana teknik çözümleri oluşturur: ilave kimyasal olarak arıtılmış suyun hazırlanması, suyun havasının alınması, buhar jeneratörü tahliye suyunun geri dönüşümü, tahrik besleme pompaları ve diğerleri.

Termal devrelerin gelişimi temel olarak 3 faktörden etkilenir:

1) bir buhar türbini kurulumundaki buharın başlangıç ve son parametrelerinin değeri;

2) buharın ara kızdırılması;

3) besleme suyunun rejeneratif ısıtılması.

2.2 Başlangıç buhar parametreleri

Başlangıç buhar parametreleri, türbin stop vanasından önceki buharın basıncı (P1) ve sıcaklığıdır (t1).

2.2.1 Başlangıç buhar basıncı

Başlangıç buhar basıncı verimliliği etkiler. enerji santralleri ve her şeyden önce termal verimlilik yoluyla. Verimliliği belirlerken bir buhar türbini tesisinin döngüsü santralin minimum değeri vardır (ηt = 0,42...0,46):

Termal verimliliği belirlemek için kullanılabilir dır-dir– su buharı diyagramı (bkz. Şekil 2.1):

(2.2)

Yukarıdaki, buharın adyabatik ısı kaybıdır (ideal bir çevrim için);

qtedarik çevrime sağlanan ısı miktarıdır;

i1, i2 – türbinden önceki ve sonraki buharın entalpisi;

i2" – türbinde dışarı atılan buharın yoğunlaşmasının entalpisi (i2" = cpt2).

Şekil 2.1 – Isıl verimin belirlenmesine doğru.

Formül (2.2) kullanılarak yapılan hesaplamanın sonuçları aşağıdaki verimlilik değerlerini verir:

ηt, birimlerin kesirleri

Burada 3,4...23,5 MPa, Ukrayna'nın enerji sektöründeki buhar türbini enerji santralleri için benimsenen standart buhar basınçlarıdır.

Hesaplama sonuçlarına göre, başlangıçtaki buhar basıncındaki artışla birlikte verim değeri de artar. artışlar. Bununla birlikte, Basınçtaki artışın bir takım olumsuz sonuçları vardır:

1) artan basınçla buhar hacmi azalır, türbin akış kısmının akış alanı ve kanatların uzunluğu azalır ve sonuç olarak buhar akışı artar, bu da iç bağıl verimliliğin azalmasına yol açar . türbinler (ηоі);

2) basınçtaki bir artış, türbin uç contalarından buhar kayıplarında bir artışa yol açar;

3) ekipman için metal tüketimi ve buhar türbini tesisinin maliyeti artar.

Olumsuz etkiyi ortadan kaldırmak için Basınçtaki artışın yanı sıra türbin gücünün de arttırılması gerekir, bu da :

1) buhar akışındaki artış (türbindeki akış alanındaki ve kanatların uzunluğundaki azalma hariç);

2) mekanik contalardan buharın göreceli kaçışını azaltır;

3) güç artışıyla birlikte basınçtaki artış, boru hatlarının daha kompakt hale getirilmesini ve metal tüketiminin azaltılmasını mümkün kılar.

Yurt dışındaki mevcut enerji santrallerinin işleyişinin analizine dayanarak elde edilen, başlangıç buhar basıncı ile türbin gücü arasındaki en uygun oran Şekil 2.2'de sunulmaktadır (en uygun oran gölgelendirmeyle işaretlenmiştir).

Şekil 2.2 – Turbojeneratör gücü (N) ile başlangıç buhar basıncı (P1) arasındaki ilişki.

2.2.2 Başlangıç buhar sıcaklığı

Başlangıç buhar basıncı arttıkça türbin çıkışındaki buharın nemi artar, bu da iS diyagramındaki grafiklerde gösterilmektedir (bkz. Şekil 2.3).

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

x2< x2" < x2"" (y = 1 – x)

y2 > y2" > y2""

Şekil 2.3 – Başlangıç buhar basıncındaki artışla birlikte buharın nihai nem içeriğindeki değişimin niteliği.

Buhar neminin varlığı sürtünme kayıplarını arttırır ve iç bağıl verimliliği azaltır. ve kanatların ve türbin akış yolunun diğer elemanlarının damlacık erozyonuna neden olur, bu da bunların tahrip olmasına yol açar.

İzin verilen maksimum buhar nemi (y2add) kanatların uzunluğuna (ll) bağlıdır; Örneğin:

ll ≤ 750…1000 mm y2add ≤ %8…10

ll ≤ 600 mm y2topla ≤ %13

Buharın nemini azaltmak için, Şekil 2.4'te gösterildiği gibi buhar basıncındaki artışla birlikte sıcaklık da arttırılmalıdır.

t1 > t1" > t1"" (P2 = sabit)

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

y2< y2" < y2""

Şekil 2.4 – Buharın başlangıç sıcaklığındaki artışla birlikte buharın nihai nem içeriğindeki değişimin niteliği.

Buhar sıcaklığı, kızdırıcının, boru hatlarının ve türbin elemanlarının yapıldığı çeliğin ısı direnci ile sınırlıdır.

4 sınıftaki çelikleri kullanmak mümkündür:

1) karbon ve manganez çelikleri (maksimum sıcaklık tpr ≤ 450...500°C ile);

2) Perlit sınıfına ait krom-molibden ve krom-molibden-vanadyum çelikleri (tpr ≤ 570...585°C);

3) martensitik-ferritik sınıfındaki yüksek kromlu çelikler (tpr ≤ 600...630°C);

4) östenitik sınıfa ait paslanmaz krom-nikel çelikler (tpr ≤ 650...700°C).

Bir çelik sınıfından diğerine geçerken ekipmanın maliyeti keskin bir şekilde artar.

Çelik kalitesi

Göreceli maliyet

Bu aşamada ekonomik açıdan çalışma sıcaklığı tr ≤ 540°C (565°C) olan perlitik çelik kullanılması tavsiye edilir. Martensitik-ferritik ve ostenitik sınıftaki çelikler, ekipman maliyetinde keskin bir artışa yol açmaktadır.

Başlangıç buhar sıcaklığının termal verim üzerindeki etkisine de dikkat edilmelidir. Bir buhar türbini tesisinin çevrimi. Buhar sıcaklığındaki bir artış, termal verimde bir artışa yol açar:

Hammaddeyi (yakıt) nihai ürüne (elektrik) dönüştürmenin teknolojik süreci, enerji santrallerinin teknolojik diyagramlarına yansıtılmaktadır.

Kömürle çalışan bir termik santralin teknolojik diyagramı Şekil 3.4'te gösterilmektedir. Birbirine bağlı karmaşık bir dizi yol ve sistemden oluşur: bir toz hazırlama sistemi; yakıt besleme ve ateşleme sistemi (yakıt yolu); cüruf ve kül giderme sistemi; gaz-hava yolu; bir buhar-su kazanı ve bir türbin ünitesi içeren bir buhar-su yolu sistemi; besleme suyu kayıplarını telafi etmek için ilave su hazırlamak ve sağlamak için bir sistem; buhar soğutmasını sağlayan teknik su temin sistemi; şebeke suyu ısıtma sistemi; senkron jeneratör, yükseltici transformatör, yüksek gerilim şalt sistemi vb. içeren bir elektrik güç sistemi.

Aşağıda verilmiştir kısa bir açıklaması kömürle çalışan bir termik santral örneğini kullanarak bir termik santralin teknolojik şemasının ana sistemleri ve yolları.

Pirinç. 3.3. Toz haline getirilmiş kömür santralinin proses diyagramı

1. Toz hazırlama sistemi. Yakıt yolu. Katı yakıt, özel gondol arabalarıyla demiryoluyla taşınmaktadır. 1 (bkz. Şekil 3.4). Kömürlü gondol arabaları demiryolu kantarlarında tartılır. Kışın, kömürlü gondol arabaları, gondol arabasının duvarlarının ısıtılmış hava ile ısıtıldığı buz çözme serasından geçirilir. Daha sonra gondol arabası bir boşaltma cihazına (bir araba damperli kamyon) itilir. 2 yaklaşık 180°'lik bir açıyla uzunlamasına eksen etrafında döndüğü; kömür, alım ambarlarını örten ızgaraların üzerine boşaltılıyor. Bunkerlerden gelen kömür, besleyiciler aracılığıyla konveyöre beslenir 4 , bu sayede kömür deposuna ulaşır 3 veya kırma departmanı aracılığıyla 5 kazan dairesinin ham kömür bunkerinde 6 bir kömür deposundan da teslim edilebilmektedir.

Kırma tesisinden yakıt, ham kömür bunkerine girer 6 ve oradan besleyiciler aracılığıyla toz haline getirilmiş kömür değirmenlerine 7 . Kömür tozu ayırıcı aracılığıyla pnömatik olarak taşınır 8 ve siklon 9 kömür tozu haznesine 10 ve oradan besleyiciler 11 brülörlere verilir. Siklondan gelen hava, değirmen fanı tarafından emilir. 12 ve kazanın yanma odasına beslenir 13 .

Kömür deposuyla birlikte tüm bu yakıt yolu, termik santralin yakıt taşıma departmanı personeli tarafından hizmet verilen yakıt besleme sistemine aittir.

Pulverize kömür kazanlarında ayrıca genellikle akaryakıt olmak üzere bir başlangıç yakıtı bulunur. Akaryakıt, boşaltılmadan önce buharla ısıtıldığı demiryolu tanklarında teslim edilir. Birinci ve ikinci kaldırma pompaları kullanılarak akaryakıt memelerine beslenir. Başlangıç yakıtı ayrıca gaz boru hattından gaz kontrol noktası yoluyla gaz brülörlerine sağlanan doğal gaz da olabilir.

Gaz ve petrol yakıtı yakan termik santrallerde yakıt ekonomisi pulverize kömür termik santrallerine göre önemli ölçüde kolaylaştırılmıştır. Kömür deposu, kırma bölümü, konveyör sistemi, ham kömür ve toz bunkerleri ile kül toplama ve kül giderme sistemleri gereksiz hale gelir.

2. Gaz-hava yolu. Cüruf ve kül giderme sistemi. Yanma için gerekli hava, hava beslemesine verilir.

Üfleyici fanlı buhar kazanı ısıtıcıları 14 . Hava genellikle kazan dairesinin üst kısmından ve (yüksek kapasiteli buhar kazanlarında) kazan dairesinin dışından alınır.

Yanma odasında yanma sırasında oluşan gazlar, çıktıktan sonra, buhar kızdırıcısının (buharın ara kızdırılmasıyla bir döngü gerçekleştiriliyorsa birincil ve ikincil) ve suyun bulunduğu kazan tesisatının gaz kanallarından sırayla geçer. ekonomizer, ısı çalışma akışkanına aktarılır ve hava ısıtıcısı buhar kazanı havasına verilir. Daha sonra kül toplayıcılarda (elektrikli çökelticiler) 15 gazlar uçucu külden ve bacadan arıtılır 17 duman aspiratörleri 16 atmosfere salınırlar.

Yanma odası, hava ısıtıcısı ve kül toplayıcıların altına düşen cüruf ve kül, su ile yıkanarak kanallar aracılığıyla kumlama pompalarına verilir. 33 onları kül yığınlarına pompalıyor.

3. Buhar-su yolu. Bir buhar kazanından gelen kızdırıcıda aşırı ısıtılmış buhar 13 buhar boru hatları ve bir nozul sistemi aracılığıyla türbine akar 22 .

Kondenserden gelen yoğuşma 23 Türbinler yoğuşma pompaları tarafından beslenir 24 düşük basınçlı rejeneratif ısıtıcılar aracılığıyla 18 hava gidericiye 20 suyun kaynatıldığı yer; aynı zamanda içinde çözünmüş olan agresif gazlar O 2 ve CO 2'den arındırılır, bu da buhar-su yolunda korozyonu önler. Su, hava gidericiden besleme pompaları ile sağlanır. 21 yüksek basınçlı ısıtıcılar aracılığıyla 19 Kazan ekonomizörüne girerek suyun ön ısıtılmasını sağlar ve termik santralin verimliliğini önemli ölçüde artırır.

Bir termik santralin buhar-su yolu en karmaşık ve sorumlu olanıdır çünkü bu yolda en yüksek metal sıcaklıkları ve en yüksek buhar ve su basınçları meydana gelir.

Buhar-su yolunun çalışmasını sağlamak için, çalışma sıvısının kayıplarını yenilemek için ek su hazırlamak ve sağlamak için bir sistemin yanı sıra termik santraller için türbin kondansatörüne soğutma suyu sağlamak için teknik bir su besleme sistemi gereklidir.

4. İlave su hazırlamak ve sağlamak için sistem. Kimyasal su arıtımı için özel iyon değiştirme filtrelerinde gerçekleştirilen ham suyun kimyasal olarak arıtılması sonucunda ilave su elde edilir.

Buhar-su yolundaki sızıntılardan kaynaklanan buhar ve yoğuşma kayıpları, bu şemada, demineralize su tankından bir transfer pompasıyla türbin kondansatörünün arkasındaki yoğuşma hattına sağlanan kimyasal olarak demineralize su ile doldurulur.

Tamamlama suyunun kimyasal arıtılmasına yönelik cihazlar kimya atölyesinde bulunmaktadır. 28 (kimyasal su arıtma atölyesi).

5. Buhar soğutma sistemi. Kondensere soğutma suyu su besleme kuyusundan sağlanır. 26 sirkülasyon pompaları 25 . Kondenserde ısıtılan soğutma suyu toplama kuyusuna boşaltılır. 27 aynı kaynaktan, ısıtılan suyun alınan suya karışmamasını sağlayacak kadar, giriş noktasından belirli bir mesafede bulundurun.

Termik santrallerin birçok teknolojik şemasında, soğutma suyu, kondenser borularından sirkülasyon pompaları tarafından pompalanır. 25 ve daha sonra soğutma kulesine (soğutma kulesi) girer, burada buharlaşma nedeniyle su, yoğunlaştırıcıda ısıtıldığı sıcaklık farkıyla aynı şekilde soğutulur. Soğutma kuleli su temin sistemi esas olarak termik santrallerde kullanılmaktadır. IES, soğutma havuzlu bir su temin sistemi kullanır. Suyun buharlaşarak soğutulması meydana geldiğinde buharlaşma, türbin yoğunlaştırıcılarında yoğunlaşan buhar miktarına yaklaşık olarak eşittir. Bu nedenle su tedarik sistemlerinin genellikle nehir suyuyla yeniden doldurulması gerekir.

6. Şebeke suyu ısıtma sistemi. Planlar, elektrik santralinin ve komşu köyün bölgesel ısıtılması için küçük bir ağ ısıtma kurulumu sağlayabilir. Ağ ısıtıcılarına 29 Bu tesiste buhar türbin çıkışlarından gelir, yoğuşma suyu ise hat üzerinden tahliye edilir. 31 . Şebeke suyu ısıtıcıya verilir ve boru hatları aracılığıyla ondan uzaklaştırılır. 30 .

7. Elektrik güç sistemi. Bir buhar türbini tarafından döndürülen bir elektrik jeneratörü, bir yükseltici transformatörden termik santralin açık şalt sisteminin (OSD) baralarına giden alternatif elektrik akımı üretir. Yardımcı sistemin baraları da yardımcı transformatör aracılığıyla jeneratör terminallerine bağlanır. Böylece, güç ünitesinin yardımcı tüketicileri (yardımcı ünitelerin elektrik motorları - pompalar, fanlar, değirmenler vb.) güç ünitesi jeneratörü tarafından çalıştırılır. Santralin elektrik motorlarına, aydınlatma cihazlarına ve cihazlarına elektrik sağlamak için yardımcı bir elektrik şalteri bulunmaktadır. 32 .

Özel durumlarda (acil durumlar, yük atma, başlatma ve kapatma), dış hücre şalt cihazının yedek bara transformatörü aracılığıyla yardımcı güç beslemesi sağlanır. Yardımcı ünitelerin elektrik motorlarına güvenilir güç beslemesi, güç ünitelerinin ve termik santrallerin bir bütün olarak güvenilir çalışmasını sağlar. Kendi ihtiyaçları için güç kaynağının kesilmesi arızalara ve kazalara yol açmaktadır.

Bir gaz türbini enerji santralinin (GTU) teknolojik şeması ile bir buhar türbini arasındaki temel fark, bir GTU'da yakıtın kimyasal enerjisinin bir ünitede - bir gaz türbininde - mekanik enerjiye dönüştürülmesidir, bunun sonucunda buhar kazanına gerek yoktur.

Gaz türbini kurulumu (Şekil 3.5) bir yanma odası KS, bir gaz türbini GT, bir hava kompresörü K ve bir elektrik jeneratörü G'den oluşur. Kompresör K atmosferik havayı emer ve onu ortalama 6–10 kg/cm3'e kadar sıkıştırır 2 ve bunu yanma odası KS'ye besler. Yakıt (örneğin güneş yağı, doğal veya endüstriyel gaz) da basınçlı hava ortamında yanan yanma odasına girer.

Pirinç. 3.4. Bir gaz türbininin basitleştirilmiş teknolojik diyagramı

Sıvı veya gaz yakıt kullanan enerji santralleri: T – yakıt; İÇİNDE -

hava; KS – yanma odası; GT – gaz türbini; K – hava kompresörü; G – elektrik jeneratörü
Yanma odasından çıkan 600–800 °C sıcaklıktaki sıcak gazlar GT gaz türbinine girer. Türbin içinden geçerek atmosferik basınca kadar genişlerler ve kanatlar arasında yüksek hızda hareket ederek türbin milini döndürürler. Egzoz gazları egzoz borusu yoluyla atmosfere çıkar. Bir gaz türbininin gücünün önemli bir kısmı kompresörün ve diğer yardımcı cihazların döndürülmesi için harcanır.

Gaz türbini ünitelerinin buhar türbini ünitelerine kıyasla başlıca avantajları şunlardır:

1) kazan tesisi ve kimyasal su arıtmasının olmaması;

2) gaz türbini ünitelerinin sınırlı su kaynaklarına sahip alanlarda kullanılmasını mümkün kılan soğutma suyu ihtiyacının önemli ölçüde azalması;

3) önemli ölçüde daha az sayıda işletme personeli;

4) hızlı başlatma;

5) üretilen elektriğin daha düşük maliyeti.
3.1.3. Termik santrallerin yerleşim şemaları
TPP'ler, termal devrenin tipine (yapısına) göre bloklu ve bloksuz olarak ayrılır.

Blok diyagramı ile Tesisin tüm ana ve yardımcı ekipmanlarının santralin başka bir kurulumunun ekipmanlarıyla teknolojik bağlantısı bulunmamaktadır. Fosil yakıtlı enerji santrallerinde her türbine yalnızca kendisine bağlı bir veya iki kazandan buhar sağlanır. Türbini bir buhar kazanından çıkan buharla çalıştırılan buhar türbini tesisine denir. monoblok, eğer türbin başına iki kazan varsa – çift blok.

Bloksuz bir şema ile Tüm buhar kazanlarından gelen TPP buharı ortak bir ana şebekeye girer ve yalnızca oradan bireysel türbinlere dağıtılır. Bazı durumlarda buharı doğrudan buhar kazanlarından türbinlere yönlendirmek mümkündür, ancak ortak bağlantı hattı korunur, böylece herhangi bir türbine güç sağlamak için her zaman tüm kazanlardan gelen buharı kullanabilirsiniz. Buhar kazanlarına suyun beslendiği hatlar (besleme boru hatları) da çapraz bağlantılara sahiptir.

Blok termik santraller, boru hattı düzeni basitleştirildiği ve armatür sayısı azaldığı için blok olmayan termik santrallere göre daha ucuzdur. Böyle bir istasyonda bireysel birimleri kontrol etmek daha kolaydır; blok tipi kurulumların otomatikleştirilmesi daha kolaydır. Çalışma sırasında bir ünitenin çalışması komşu üniteleri etkilemez. Bir enerji santralini genişletirken, sonraki ünite farklı bir güce sahip olabilir ve yeni parametrelerde çalışabilir. Bu, genişletilebilir istasyona daha yüksek parametrelere sahip daha güçlü ekipmanların kurulmasını mümkün kılar; ekipmanı iyileştirmenize ve santralin teknik ve ekonomik performansını artırmanıza olanak tanır. Yeni ekipmanın kurulum süreci önceden kurulmuş ünitelerin çalışmasını etkilemez. Ancak blok termik santrallerin normal çalışması için ekipmanlarının güvenilirliğinin bloksuz termik santrallere göre önemli ölçüde daha yüksek olması gerekir. Ünitelerde yedek buhar kazanları bulunmamaktadır; olası kazan verimliliği belirli bir türbin için gereken akış hızından daha yüksekse, buharın bir kısmı (ünitesiz termik santrallerde yaygın olarak kullanılan sözde gizli rezerv) başka bir tesise aktarılamaz. Buharın ara kızdırılmasına sahip buhar türbini tesisleri için, blok şeması pratik olarak mümkün olan tek şemadır, çünkü bu durumda bloksuz tesis şeması aşırı derecede karmaşık olacaktır.

Ülkemizde kontrollü buhar çekimi olmayan termik santrallerin başlangıç basıncı ile buhar türbini tesisatları P 0 ≤8,8 MPa ve kontrollü çekimli kurulumlar P 0 ≤12,7 MPa, ara buhar kızdırması olmadan çevrimlerde çalışan bloksuz olarak üretilmiştir. Daha yüksek basınçlarda (IES'de P 0 ≥12,7 MPa ve termik santrallerde P 0 = 23,5 MPa) tüm buhar türbini üniteleri ara aşırı ısınmalı çevrimlerde çalışır ve bu tür kurulumlara sahip istasyonlar bloklar halinde inşa edilmiştir.

Ana bina (ana bina), santralin teknolojik sürecinde doğrudan kullanılan ana ve yardımcı ekipmanları barındırmaktadır. Ekipman ve bina yapılarının karşılıklı düzenlenmesine denir ana enerji santrali binasının düzeni.

Bir enerji santralinin ana binası genellikle bir türbin odası, bir kazan dairesi (katı yakıtla çalışırken bir bunker odası ile birlikte) veya bir nükleer santraldeki bir reaktör odası ve bir hava giderici odasından oluşur. Makine odasında ana ekipmanlarla (öncelikle türbin üniteleri) birlikte aşağıdakiler bulunur: yoğuşma pompaları, alçak ve yüksek basınçlı rejeneratif ısıtıcılar, besleme pompası üniteleri, evaporatörler, buhar dönüştürücüler, şebeke ısıtıcıları (termik santrallerde), yardımcı ısıtıcılar ve diğer ısı değiştiriciler.

Sıcak iklimlerde (örneğin Kafkasya'da, Orta Asya'da vb.), önemli yağışların, toz fırtınalarının vb. olmadığı durumlarda. CPP'ler, özellikle de gaz ve petrol tesisleri, açık ekipman yerleşimi kullanır. Aynı zamanda kazanların üzerine kanopiler monte edilir ve türbin üniteleri hafif barınaklarla korunur; Türbin ünitesinin yardımcı ekipmanı kapalı bir yoğuşma odasına yerleştirilmiştir. Açık yerleşimli bir CPP'nin ana binasının spesifik kübik kapasitesi 0,2–0,3 m3 /kW'a düşürülür, bu da bir CPP inşa etme maliyetini azaltır. Güç ekipmanlarının montajı ve onarımı için santral tesislerine tavan vinçleri ve diğer kaldırma mekanizmaları monte edilmiştir.

İncirde. 3.6. Toz haline getirilmiş bir kömür santralinin güç ünitesinin yerleşim şeması gösterilmektedir: I - buhar jeneratörü odası; II – makine odası, III – soğutma suyu pompa istasyonu; 1 – boşaltma cihazı; 2 - Kırma tesisi; 3 – su ekonomizeri ve hava ısıtıcısı; 4 – buhar kızdırıcıları; 5 , 6 – yanma odası; 7 – toz haline getirilmiş kömür brülörleri; 8 - Buhar jeneratörü; 9 – değirmen fanı; 10 – kömür tozu deposu; 11 – toz besleyiciler; 12 – ara kızgın buhar boru hatları; 13 – hava giderici; 14 - buhar türbünü; 15 - elektrik jeneratörü; 16 – yükseltici elektrik transformatörü; 17 – kapasitör; 18 – soğutma suyu temini ve drenaj boru hatları; 19 – yoğuşma pompaları; 20 – rejeneratif HDPE; 21 - besleme pompası; 22 – rejeneratif LDPE; 23 – fan fanı; 24 – kül tutucu; 25 – cüruf ve kül giderme kanalları; enerji verimliliği– yüksek voltajlı elektrik.

İncirde. 3.7, 2400 MW kapasiteli bir gaz yağı santralinin basitleştirilmiş bir yerleşim diyagramını gösterir; bu, yalnızca ana ve yardımcı ekipmanın bir kısmının yerleşimini ve ayrıca yapıların boyutlarını (m) gösterir: 1 - Kazan dairesi; 2 – türbin bölmesi; 3 – kondansatör bölmesi; 4 – jeneratör bölmesi; 5 – hava giderici bölmesi; 6 – fan fanı; 7 – rejeneratif hava ısıtıcıları; 8 – kendi ihtiyaçları için dağıtım sistemi (RUSN); 9 - baca.

Pirinç. 3.7. Gaz ve petrol tesisinin ana binasının düzeni

2400 MW kapasiteli enerji santralleri
IES'nin ana ekipmanı (kazan ve türbin üniteleri) ana binada, kazanlarda ve bir toz hazırlama ünitesinde (örneğin toz halinde kömür yakan IES'de) - kazan dairesinde, türbin ünitelerinde ve bunların içinde bulunur. yardımcı ekipman - santralin türbin odasında. CPP'lerde esas olarak türbin başına bir kazan kurulur. Türbin üniteli kazan ve yardımcı ekipmanları ayrı bir parça oluşturur - monoblok bir enerji santrali.

150–1200 MW kapasiteli türbinler için sırasıyla 500–3600 m3/saat buhar kapasitesine sahip kazanlar gerekir. Daha önce eyalet bölgesindeki enerji santralleri türbin başına iki kazan kullanıyordu; çift bloklar . 100 MW veya daha az kapasiteye sahip türbin üniteleri ile ara buhar kızdırması olmayan CPP'lerde, kazanlardan gelen buharın ortak bir buhar şebekesine yönlendirildiği ve türbinler arasında dağıtıldığı bloksuz merkezi bir şema kullanıldı.

Ana binanın boyutları, içine yerleştirilen ekipmanın gücüne bağlıdır: bir bloğun uzunluğu 30-100 m, genişliği 70-100 m, makine dairesinin yüksekliği yaklaşık 30 m, kazan dairesi 50 m'den fazladır. Ana binanın yerleşim planının maliyet etkinliği, toz haline getirilmiş kömür yakıtlı bir enerji santralinde yaklaşık 0,7-0,8 m3 /kW'a eşit olan spesifik kübik kapasiteye göre yaklaşık olarak tahmin edilmektedir. , ve gaz yağında - yaklaşık 0,6–0,7 m3 / kW. Kazan dairesinin bazı yardımcı ekipmanları (duman aspiratörleri, üfleyici fanlar, kül toplayıcılar, toz siklonları ve toz hazırlama sisteminin toz ayırıcıları) genellikle binanın dışına, açık havaya monte edilir.

CES'ler doğrudan su kaynağı kaynaklarının (nehir, göl, deniz) yakınına inşa edilir; Genellikle CPP'nin yanında bir rezervuar (gölet) oluşturulur. IES bölgesinde, ana binaya ek olarak, teknik su temini ve kimyasal su arıtma için yapılar ve cihazlar, yakıt tesisleri, elektrik transformatörleri, şalt tesisleri, laboratuvarlar ve atölyeler, malzeme depoları, IES'ye hizmet veren personel için ofis binaları bulunmaktadır. . Yakıt genellikle CPP bölgesine trenlerle sağlanmaktadır. Yanma odasından ve kül toplayıcılardan kül ve cüruf hidrolik olarak uzaklaştırılır. IES topraklarında demiryolu rayları ve yollar döşeniyor ve sonuçlar çıkarılıyor Güç hatları, mühendislik yer ve yer altı iletişimi. CPP yapılarının kapladığı alan, santral kapasitesi, yakıt türü ve diğer koşullara bağlı olarak 25-70 hektardır. .

Rusya'daki büyük pulverize kömür santrallerinde her 3 MW kapasite için 1 kişi (3000 MW kapasiteli santralde yaklaşık 1000 kişi) personel ile hizmet verilmektedir; Ayrıca bakım personeline de ihtiyaç duyulmaktadır.

IES'nin gücü su ve yakıt kaynaklarının yanı sıra çevre koruma gerekliliklerine de bağlıdır: hava ve su havzalarının normal temizliğinin sağlanması. CPP bölgesindeki katı parçacıklar halindeki yakıt yanma ürünlerinin havaya emisyonları, gelişmiş kül toplayıcıların (yaklaşık %99 verimliliğe sahip elektrikli çökelticiler) kurulumuyla sınırlandırılmıştır. Geri kalan yabancı maddeler, yani kükürt ve nitrojen oksitler, zararlı yabancı maddeleri atmosferin daha yüksek katmanlarına çıkarmak için inşa edilen yüksek bacalar kullanılarak dağıtılır. Yüksekliği 300 m veya daha fazla olan bacalar, betonarme veya betonarme bir kabuk veya ortak bir metal çerçeve içinde 3-4 metal gövdeli olarak inşa edilir.

Çok sayıda farklı IES ekipmanının kontrolü yalnızca üretim süreçlerinin kapsamlı otomasyonu temelinde mümkündür. Modern yoğuşmalı türbinler tamamen otomatiktir. Kazan ünitesi, yakıtın yanması, kazan ünitesinin suyla beslenmesi, buharın aşırı ısınma sıcaklığının korunması vb. işlemlerini otomatik olarak kontrol eder. Diğer IES süreçleri de otomatikleştirilmiştir: belirlenen çalışma modlarının sürdürülmesi, ünitelerin çalıştırılması ve durdurulması, anormal ve acil durumlarda ekipmanın korunması.
3.1.4. Termik santrallerin ana ekipmanları
Termik santrallerin ana ekipmanlarına buhar kazanlarını (buhar jeneratörlerini), türbinleri, senkron jeneratörleri, transformatörleri içerir.

Listelenen tüm birimler ilgili göstergelere göre standartlaştırılmıştır. Ekipman seçimi öncelikle santralin tipine ve gücüne göre belirlenir. Yeni tasarlanan enerji santrallerinin neredeyse tamamı blok tipi olup, temel özellikleri türbin ünitelerinin gücüdür.

Halen 200, 300, 500, 800 ve 1200 MW kapasiteli termik santrallerin yerli yoğuşmalı güç üniteleri seri olarak üretilmektedir. Termik santraller için, 250 MW kapasiteli ünitelerin yanı sıra, blok prensibinin ekipmanın bireysel çapraz bağlantılarıyla birleştirildiği 50, 100 ve 175 MW kapasiteli türbin üniteleri kullanılmaktadır.

Belirli bir santral gücü için, güç ünitelerinde bulunan ekipman aralığı, gücüne, buhar parametrelerine ve kullanılan yakıt türüne göre seçilir.
3.1.4.1. Buhar kazanları
Buhar kazanı(PC) – Yardımcı ekipmanla birlikte oluşturulan, atmosferik basıncı aşan bir basınca sahip buhar üretmek için ısı eşanjörü kazan ünitesi.

PC özellikleri şunlardır:

buhar üretimi;
birincil ve ara kızdırıcılardan sonra buhar çalışma parametreleri (sıcaklık ve basınç);
ısıtma yüzeyi, yani bir tarafta baca gazları ve diğer tarafta besleme suyuyla yıkanan bir yüzey;
Verimlilik, yani. buharın içerdiği ısı miktarının, bu buharı üretmek için kullanılan yakıtın kalorifik değerine oranı.

Türbine giden buhar akışı genellikle santralin kış çalışması için ayarlanır. Buhar kazanının performansı, yaz aylarında kondenserdeki basınç artışı, buhar ve kondens sızıntıları, ısı tahliyesi için ağ kurulumlarının dahil edilmesi ve diğer maliyetler nedeniyle türbine giden buhar akışındaki artış dikkate alınarak seçilmelidir. . Buna göre, buhar kazanının verimliliği, santralin kendi ihtiyaçları için buhar tüketimi dikkate alınarak ve döner rezervin ve diğerlerinin kullanımı için bir miktar rezerv sağlanarak, türbinden geçen maksimum taze buhar akışına göre seçilir. amaçlar.

PC'lerin karakteristik özellikleri aynı zamanda ağırlık, boyutlar, metal tüketimi ve bakımın mekanizasyonu ve otomasyonu için mevcut ekipmanlardır.

İlk bilgisayarlar küre şeklindeydi. İlk evrensel buhar motorunu yaratan ve böylece su buharının enerji kullanımının temelini atan I. Polzunov'un 1765 yılında inşa ettiği PC de bu forma sahipti. İlk başta bilgisayarlar bakırdan, daha sonra dökme demirden yapılmıştır. 18. yüzyılın sonlarında demir metalurjisinin gelişme düzeyi, perçinleme yoluyla sac malzemeden çelik silindirik PC'lerin üretilmesini mümkün kıldı. PC tasarımlarındaki kademeli değişiklikler çok sayıda çeşidin ortaya çıkmasına neden oldu. Çapı 0,9 m'ye ve uzunluğu 12 m'ye kadar olan silindirik kazan, tüm gaz kanallarının yerleştirildiği tuğla kaplama kullanılarak monte edildi. Böyle bir bilgisayarın ısıtma yüzeyi yalnızca kazanın alt kısmında oluşturulmuştur.

PC parametrelerini iyileştirme arzusu, boyutlarda bir artışa ve su ve buhar akışlarının sayısında bir artışa yol açmıştır. İş parçacığı sayısındaki artış iki yönde gerçekleşti: gelişme gaz borulu kazanlarözellikle lokomotif gaz borulu buhar kazanları ve geliştirilmesi su borulu kazanlar Modern kazan ünitelerinin temeli olan. Su borulu kazanların ısıtma yüzeyindeki artışa, boyutlarda ve her şeyden önce kazanın yüksekliğinde bir artış eşlik etti. PC verimliliği %93-95'e ulaştı.

Başlangıçta su borulu PC'ler yalnızca PC'lerdi çubuk banal tip Düz veya kavisli boru demetlerinin (bobinler) silindirik çelik varillerle birleştirildiği (Şekil 3.8).

Pirinç. 3.8. Tambur tipi bir bilgisayarın şematik diyagramı:

1 – yanma odası; 2 – brülör; 3 – elek boruları; 4 -davul;

5 – boruların indirilmesi; 6 – buhar kızdırıcısı; 7 – ikincil (ara) kızdırıcı; 8 – ekonomizer; 9 - Hava ısıtıcısı.
Yanma odasında 1 brülörler bulunur 2, içinden yakıt ve ısıtılmış hava karışımının ocak kutusuna girdiği. Brülörlerin sayısı ve tipi, performanslarına, ünite gücüne ve yakıt tipine bağlıdır. En yaygın üç yakıt türü kömür, doğal gaz ve akaryakıttır. Kömür önce kömür tozuna dönüştürülür ve bu toz hava kullanılarak brülörler aracılığıyla yanma odasına üflenir.

Yanma odasının duvarları içeriden borularla (ekranlar) kaplanmıştır. 3, sıcak gazlardan ısıyı emer. Su, ısıtılmamış alt borulardan elek borularına girer 5 davuldan 4, Belirli bir seviyenin sürekli olarak muhafaza edildiği . Su, elek borularında kaynar ve buhar-su karışımı şeklinde yukarı doğru hareket eder, ardından tamburun buhar boşluğuna girer. Böylece, kazanın çalışması sırasında devrede doğal bir su ve buhar sirkülasyonu meydana gelir: tambur - alt borular - elek boruları - tambur. Bu nedenle, Şekil 2'de gösterilen kazan. 3.8, doğal sirkülasyonlu tamburlu kazan olarak adlandırılmaktadır. Buharın türbine çıkarılması, pompalar kullanılarak kazan tamburuna besleme suyu sağlanarak yeniden doldurulur.

Elek borularından tamburun buhar boşluğuna gelen buhar doymuştur ve bu haliyle, tam çalışma basıncına sahip olmasına rağmen, nispeten düşük verime sahip olduğundan türbinde kullanıma henüz uygun değildir. Ayrıca türbindeki genleşme sırasında doymuş buharın nemi, rotor kanatlarının güvenilirliği açısından tehlikeli sınırlara yükselir. Bu nedenle tamburdan çıkan buhar kızdırıcıya yönlendirilir. 6, doymuş halden aşırı ısındığı için kendisine ilave miktarda ısı verildiği yer. Aynı zamanda sıcaklığı yaklaşık 560°C’ye çıkar ve buna bağlı olarak performansı da artar. Kızdırıcının kazan içindeki konumuna ve dolayısıyla içinde meydana gelen ısı alışverişinin türüne bağlı olarak radyasyon, ekran (yarı radyasyon) ve konvektif kızdırıcılar ayırt edilir.

Radyasyon kızdırıcıları yanma odasının tavanına veya duvarlarına, genellikle elek borularının arasına yerleştirilir. Buharlaşma perdeleri gibi yanmış yakıtın meşalesinin yaydığı ısıyı algılarlar. Ekran kızdırıcıları Paralel bağlı borulardan ayrı düz ekranlar şeklinde yapılan , kazanın konvektif kısmının önünde fırın çıkışında güçlendirilmiştir. İçlerindeki ısı değişimi hem radyasyon hem de konveksiyonla gerçekleştirilir. Konvektif kızdırıcılar kazan ünitesinin bacasında, genellikle perdelerin arkasında veya yanma odasının arkasında bulunur; bunlar çok sıralı bobin paketleridir. Yalnızca konvektif aşamalardan oluşan kızdırıcılar genellikle orta ve düşük basınçlı kazanlara, 440–510 ºС'den yüksek olmayan aşırı ısıtılmış buhar sıcaklığında kurulur. Önemli buhar kızdırmasına sahip yüksek basınçlı kazanlarda, konvektif, elek ve bazen radyasyon parçaları dahil olmak üzere kombine buhar kızdırıcıları kullanılır.

14 MPa (140 kgf/cm2) ve daha yüksek buhar basıncında, ikincil (ara) bir kızdırıcı genellikle birincil kızdırıcının arkasına monte edilir. 7 . Birincil gibi, bobinler halinde bükülmüş çelik borulardan oluşur. Türbinin yüksek basınç silindirinde (HPC) çalışan ve 2,5–4 MPa basınçta doyma sıcaklığına yakın sıcaklığa sahip buhar buraya gönderilir. . İkincil (ara) kızdırıcıda, bu buharın sıcaklığı tekrar 560 °C'ye yükselir ve buna göre performansı artar, ardından orta basınçlı bir silindirden (MPC) ve düşük basınçlı bir silindirden (LPC) geçerek burada genleşir. egzoz buhar basıncına (0,003–0,007 MPa) ). Kazan ve türbin tasarımının karmaşıklığına ve buhar hattı sayısındaki önemli artışa rağmen, buharın ara kızdırılmasının kullanılması, buharın ara kızdırılması olmayan kazanlara kıyasla büyük ekonomik avantajlara sahiptir. Türbin başına buhar tüketimi yaklaşık yarı yarıya azalır ve yakıt tüketimi %4-5 oranında azalır. Buharın ara aşırı ısınmasının varlığı aynı zamanda türbinin son aşamalarında buharın nemini de azaltır, bu sayede kanatların su damlacıkları nedeniyle aşınması azalır ve düşük basınçlı türbin türbininin verimliliği biraz artar.

Ayrıca kazanın kuyruk kısmında baca gazlarının ısısını kullanmak üzere tasarlanmış yardımcı yüzeyler bulunmaktadır. Kazanın bu konvektif kısmında bir su ekonomizeri bulunmaktadır. 8, besleme suyunun tambura girmeden önce ısıtıldığı ve hava ısıtıcısının bulunduğu yer 9, havanın brülörlere ve toz hazırlama devresine beslenmeden önce ısıtılmasını sağlar, bu da bilgisayarın verimliliğini artırır. 120–150 °C sıcaklığa sahip soğutulmuş baca gazları, bir duman aspiratörü tarafından bacaya emilir.

Su borusu PC'lerinin daha da geliştirilmesi, tamamen küçük çaplı çelik borulardan oluşan, içine basınç altındaki suyun bir uçtan girdiği ve diğer taraftan belirli parametrelere sahip buharın çıktığı bir PC oluşturmayı mümkün kıldı - sözde tek geçişli kazan (Şekil 3.9). Dolayısıyla bu, suyun buharlaşmalı ısıtma yüzeyinden tek bir (doğrudan akışlı) geçişi sırasında suyun tamamen buharlaşmasının meydana geldiği bir PC'dir. Su, bir ekonomizer aracılığıyla bir besleme pompası kullanılarak doğrudan akışlı PC'ye sağlanır. Bu tip kazanlarda tambur veya iniş boruları yoktur.

Pirinç. 3.9. Doğrudan akışlı bir bilgisayarın şematik diyagramı:

1 – alt radyasyon kısmının ekranları; 2 – brülörler; 3 – üst radyasyon kısmının ekranları; 4 – elek buharlı kızdırıcı; 5 – konvektif kızdırıcı; 6 – ikincil kızdırıcı; 7 – su ekonomizeri; 8 – besleme suyu temini; 9 – türbine buharın uzaklaştırılması; 10 – ikincil aşırı ısıtma için HPC'den buhar beslemesi; 11 – ikincil aşırı ısınmadan sonra merkezi ısıtma odasına buharın uzaklaştırılması; 12 – baca gazlarının hava ısıtıcısına boşaltılması
Kazanın ısıtma yüzeyi, suyun hareket ettikçe ısındığı, buhara dönüştüğü ve ardından buharın istenen sıcaklığa kadar ısıtıldığı bir dizi paralel bobin olarak düşünülebilir. Bu bobinler hem yanma odasının duvarlarında hem de kazan bacalarında bulunur. Doğrudan akışlı kazanların yanma cihazları, ikincil kızdırıcı ve hava ısıtıcısı, tamburlu kazanlardan farklı değildir.

Tamburlu kazanlarda, su buharlaştıkça kalan kazan suyundaki tuz konsantrasyonu artar ve tuz konsantrasyonunun artmaması için bu kazan suyunun küçük bir kısmı, yani yaklaşık %0,5 mutlaka kazandan dışarı atılmalıdır. belli bir sınırın üstünde. Bu süreç denir tasfiye Kazan Doğrudan akışlı kazanlar için, su hacminin yetersizliği nedeniyle biriken tuzların giderilmesine yönelik bu yöntem uygulanamaz ve bu nedenle onlar için besleme suyu kalite standartları çok daha sıkıdır.

Doğrudan akışlı PC'lerin diğer bir dezavantajı, besleme pompasını çalıştırmak için artan enerji tüketimidir.

Doğrudan akışlı PC'ler genellikle yoğuşma üzerine kurulur enerji santralleri Kazanların demineralize su ile beslendiği yer. Termik santrallerde kullanımları, ilave (tamamlama) suyun kimyasal olarak arıtılmasına yönelik artan maliyetlerle ilişkilidir. En etkili doğrudan akışlı kazanlar, diğer kazan türlerinin uygulanamadığı süperkritik basınçlar (22 MPa'nın üzerinde) içindir.

Güç ünitelerinde türbin başına bir kazan monte edilir ( monobloklar) veya yarı kapasiteli iki kazan. Faydalara çift bloklar Bu, kazanlardan birinin hasar görmesi durumunda ünitenin türbin üzerinde yarım yükte çalıştırılması olasılığını da içerebilir. Bununla birlikte, bir blokta iki kazanın varlığı, tüm devreyi ve bloğun kontrolünü önemli ölçüde karmaşıklaştırır ve bu da kendi başına bloğun bir bütün olarak güvenilirliğini azaltır. Ayrıca üniteyi yarım yükte çalıştırmak son derece ekonomik değildir. Birkaç istasyonun deneyimi, monoblokların çift bloklardan daha az güvenilir şekilde çalışamayacağını göstermiştir.

130 kgf/cm'ye kadar basınçlar için blok kurulumlarında 2 Hem tamburlu hem de doğrudan akışlı tipte (13 MPa) kazanlar kullanılmaktadır. 240 kgf/cm basınç için kurulumlarda 2 (24MPa) Ve daha yüksek Sadece doğrudan akışlı kazanlar kullanılır.

Kojenerasyon kazanı kombine ısı ve enerji santralinin (CHP) ısıtma türbinlerine eşzamanlı buhar beslemesi ve teknolojik, ısıtma ve diğer ihtiyaçlar için buhar veya sıcak su üretimi sağlayan bir kazan ünitesidir. IES kazanlarının aksine, bölgesel ısıtma kazanları genellikle su besleyici olarak geri dönen kirlenmiş yoğuşmayı kullanır. Bu tür çalışma koşulları için, kademeli buharlaştırmalı tamburlu kazanlar en uygunudur. Çoğu termik santralde, ısıtma kazanlarının buhar ve su için çapraz bağlantıları vardır. Rusya Federasyonu'nda termik santrallerde en yaygın olanı 420 t/saat buhar kapasitesine sahip tamburlu kazanlardır (buhar basıncı 14 MPa, sıcaklık 560 ºC). 1970 yılından bu yana, hakim ısıtma yüklerine sahip güçlü termik santrallerde, neredeyse tüm yoğuşma suyu saf haliyle geri döndürüldüğünde, 545 t/saat (25 MPa) buhar kapasitesine sahip doğrudan akışlı kazanlara sahip monobloklar kullanılmaktadır. , 545 ºС).

Isıtma PC'leri ayrıca şunları içerebilir: pik sıcak su kazanları, termal yük, türbin ekstraksiyonları tarafından sağlanan maksimum değerin üzerine çıktığında suyun ilave ısıtılması için kullanılır. Bu durumda, su önce kazanlarda buharla 110–120 ºС'ye, ardından kazanlarda 150–170 ºС'ye ısıtılır. Ülkemizde bu kazanlar genellikle termik santral ana binasının yanına monte edilmektedir. Isı yüklerindeki kısa süreli artışları hafifletmek için nispeten ucuz pik sıcak su ısıtma kazanlarının kullanılması, ana ısıtma ekipmanının kullanım saatini önemli ölçüde artırabilir ve çalışma verimliliğini artırabilir.

Yerleşim alanlarına ısı temini için, gazla çalışan KVGM tipi su ısıtmalı gaz-yağ kazanları sıklıkla kullanılır. Bu tür kazanlarda yedek yakıt olarak gazyağı tamburlu buhar kazanları tarafından ısıtılan akaryakıt kullanılır.

3.1.4.2. Buhar türbinleri
Buhar türbünü(PT), buharın potansiyel enerjisinin bir buhar jetinin kinetik enerjisine dönüştürüldüğü ve ikincisinin rotorun mekanik dönme enerjisine dönüştürüldüğü bir ısı motorudur.

Antik çağlardan beri bir PT yaratmaya çalışıyorlar. İskenderiyeli Heron (MÖ 1. yüzyıl) tarafından yapılan ilkel bir PT'nin bilinen bir açıklaması vardır. Ancak ancak 19. yüzyılın sonunda termodinamik, makine mühendisliği ve metalurji yeterli seviyeye ulaştığında K.G. Laval (İsveç) ve C.A. Parsons (Büyük Britanya), 1884-1889'da bağımsız olarak endüstriyel olarak uygun PT'leri yarattı.

Laval, başlangıç basıncından son basınca kadar tek adımda konik sabit nozullarda buhar genleştirmeyi kullandı ve ortaya çıkan jeti (süpersonik egzoz hızıyla) bir disk üzerine monte edilmiş bir sıra çalışan kanat üzerine yönlendirdi. Bu prensiple çalışan PT'lere denir aktif PT. Büyük toplam güç elde etmenin imkansızlığı ve tek kademeli Laval PT'lerin çok yüksek dönüş hızı (ilk örnekler için 30.000 rpm'ye kadar), yalnızca yardımcı mekanizmaların çalıştırılmasında önemlerini korumalarına neden oldu.

Parsons çok aşamalı bir proje yarattı jet PT buhar genleşmesinin yalnızca sabit (kılavuz) kanatların kanallarında değil, aynı zamanda hareketli (çalışan) kanatlar arasında da çok sayıda ardışık olarak konumlandırılmış aşamada gerçekleştirildiği. Parsons jet PT bir süre esas olarak savaş gemilerinde kullanıldı, ancak yavaş yavaş yerini daha kompakt kombine gemilere bıraktı. aktif-reaktif Yüksek basınçlı reaktif parçanın aktif bir diskle değiştirildiği PT'ler. Bunun sonucunda kanat aparatındaki boşluklardan buhar sızıntısından kaynaklanan kayıplar azalmış, türbin daha basit ve ekonomik hale gelmiştir.

Aktif PT enerji santralleri, buhar genleşmesinin bir dizi ardışık aşamada gerçekleştirildiği çok aşamalı tasarımların oluşturulmasına doğru gelişti. Bu, PT şaftının döndürdüğü mekanizmaya, özellikle bir elektrik jeneratörüne doğrudan bağlanması için gerekli olan orta dönme hızını korurken, PT'nin ünite gücünü önemli ölçüde arttırmayı mümkün kıldı.

Buhar türbinleri için çeşitli tasarım seçenekleri vardır ve bu da bunların bir dizi özelliğe göre sınıflandırılmasına olanak tanır.

Seyahat yönüne göre buhar akışı ayırt edilir eksenel PT buhar akışının türbin ekseni boyunca hareket ettiği ve radyal PT, buhar akış yönünün dik olduğu ve çalışma bıçaklarının dönme eksenine paralel yerleştirildiği. Rusya Federasyonu'nda yalnızca eksenel PT'ler inşa ediliyor.

Gövde sayısına göre (silindirler) PT bölünmüştür tek gövdeli, çift gövdeli Ve üç gövdeli(yüksek, orta ve düşük basınçlı silindirlerle) . Çok gövdeli tasarım, çok sayıda basınç aşaması yerleştirerek mevcut büyük entalpi farklarının kullanılmasına, yüksek basınçlı kısımda yüksek kaliteli metallerin kullanılmasına ve düşük basınçlı kısımda buhar akışının çatallanmasına olanak tanır. Aynı zamanda böyle bir PT'nin daha pahalı, daha ağır ve daha karmaşık olduğu ortaya çıkıyor.

Şaft sayısına göre ayırt etmek tek şaftlı PT, tüm mahfazaların millerinin aynı eksende olduğu ve çift şaftlı veya üç şaftlı ortak bir termal işlemle bağlanan iki veya üç paralel tek şaftlı PT'den ve gemi PT'leri için ayrıca ortak bir dişli tahriki (dişli kutusu) ile oluşan.

PT'nin (muhafaza) sabit kısmı, rotorun takılmasına olanak sağlamak üzere yatay düzlemde sökülebilir. Muhafaza, konnektörü mahfaza konektörünün düzlemiyle çakışan diyaframların takılması için girintilere sahiptir. Diyaframların çevresi boyunca, diyafram gövdesine dökülen veya ona kaynak yapılan kavisli kanatların oluşturduğu nozül kanalları bulunmaktadır. Şaftın mahfaza duvarlarından geçtiği yerlere buharın dışarıya (yüksek basınç tarafından) sızmasını ve mahfazaya (alçak basınç tarafından) hava emilmesini önlemek için labirent tipi uç contalar monte edilir. Buharın nozulları atlayarak aşamadan aşamaya akmasını önlemek için rotorun diyaframlardan geçtiği yerlere labirent contalar da takılır. Şaftın ön ucuna, dönüş hızı nominal hızın %10-12 üzerine çıktığında PT'yi otomatik olarak durduran bir limit regülatörü (güvenlik regülatörü) takılmıştır. Rotorun arka ucu, PT'yi durdurduktan sonra rotoru yavaşça (4-6 rpm) döndüren ve düzgün soğuması için gerekli olan elektrikle çalıştırılan bir şaft döndürme cihazı ile donatılmıştır.

İncirde. Şekil 3.10 bir termik santraldeki modern bir buhar türbininin ara kademelerinden birinin yapısını şematik olarak göstermektedir. Sahne, kanatlı bir disk ve bir diyaframdan oluşur. Diyafram, iki disk arasındaki dikey bir bölmedir; burada sabit kılavuz kanatları, çalışma bıçaklarının karşısındaki tüm çevre boyunca buhar genleşmesi için ağızlıklar oluşturur. Diyaframlar, her biri türbin mahfazasının karşılık gelen yarısına sabitlenmiş, yatay olarak bölünmüş iki yarıdan yapılmıştır.

Pirinç. 3.10. Çok aşamalı bir aşamanın aşamalarından birinin inşaatı

türbinler: 1 – şaft; 2 – disk; 3 – çalışma bıçağı; 4 – türbin silindir duvarı; 5 – meme ızgarası; 6 – diyafram;

7 – diyafram contası
Çok sayıda aşama, türbinin her birine 10-12 aşama yerleştirilecek şekilde birkaç silindirden yapılmasına neden olur. Buharın ara kızdırılmasına sahip türbinlerde, genellikle ilk yüksek basınçlı silindirde (HPC), buhar enerjisini başlangıç parametrelerinden buharın ara kızdırmaya girdiği basınca dönüştüren bir aşama grubu bulunur. 200 ve 300 MW gücündeki türbinlerde buharın ara kızdırılmasından sonra buhar iki silindire daha girer - CSD ve LPC.

Ölçek

Elektrik istasyonları

1 Genel özellikleri güç istasyonları

2.1 Yoğuşmalı termik santraller (CHPS)

2.3 Hidroelektrik santraller

2.5 Gaz türbinli enerji santralleri (GTPP)

2.6 Pompaj depolamalı enerji santralleri (PSPP'ler)

3.1 Yakıt taşıma

3.3 Enerji santrallerinin yardımcı ihtiyaçlarına yönelik güç kaynakları

1 Enerji santrallerinin genel özellikleri

Enerji santrali, dönüşüme dayalı olarak elektrik ve bazı durumlarda termal enerji üreten bir sanayi kuruluşudur.birincil enerji kaynakları.

Doğal enerji kaynaklarının türlerine (katı yakıt, sıvı, gaz, nükleer, su enerjisi) bağlı olarak istasyonlar termik (termik santraller), hidrolik (hidroelektrik santraller), nükleer santraller (nükleer santraller) olarak ayrılmaktadır. Elektrik enerjisiyle birlikte termal enerjinin de üretildiği santrallere kombine ısı ve enerji santralleri (CHP) adı verilmektedir.

Her istasyon türü için, birincil enerjiyi elektriğe ve termik santraller için ısıya dönüştürmek için kendi teknolojik şeması geliştirilmiştir. Teknolojik şema, elektrik ve termal enerji üretme ve dönüşüm sürecini temel ekipmanlarla (buhar kazanları, nükleer reaktörler, buhar veya hidrolik türbinler, elektrik jeneratörleri) ve ayrıca çeşitli yardımcı ekipmanlarla donatma sürecinin sırasını karakterize eder ve yüksek bir performans sağlar. sürecin mekanizasyon derecesi ve otomasyonu. Ekipman özel binalarda, açık alanlarda veya yeraltında bulunur. Üniteler hem termal hem de elektrikli parçalarla birbirine bağlıdır. Bu bağlantılar buna göre teknolojik, termal ve elektrik şemaları. Ek olarak istasyonlar, ikincil cihazların, kontrol sistemlerinin, koruma ve otomasyonun, kilitlemenin, alarm sistemlerinin vb. çok sayıda iletişimini sağlar.

Çeşitli enerji santrallerinin elektrik enerjisi üretimine katılımı:

TPP (birleşik CPP ve CHP) yaklaşık %65-67;
Hidroelektrik santrallerinde yaklaşık %13-15;
NPPyaklaşık %10-12
diğer enerji santrali türleri %6-8.

Enerji sistemi şu şekilde anlaşılmaktadır:Bu modun genel kontrolü ile elektrik enerjisinin ve ısının sürekli üretimi, dönüşümü ve dağıtımı sürecinde ortak bir modla birbirine bağlanan ve bağlanan bir dizi enerji santrali, elektrik ve termal ağ (GOST 21027-75).

Enerji sistemi kabaca aşağıdaki blok diyagramla temsil edilebilir (Şekil 1.1):

Şekil 1Enerji sisteminin yapısal diyagramı.

Bir enerji sisteminde elektrik kısmındaki tüm santraller paralel olarak çalışır. ortak bir elektrik sistemine entegre edilmiştir. Ayrı enerji santralleri termal tarafta ayrı ayrı çalışarak otonom ısıtma ağları oluşturur.

Bireysel enerji santrallerinin herhangi bir bölgenin ortak enerji sistemine entegrasyonu önemli teknik ve ekonomik avantajlar sağlar:

Güç kaynağının güvenilirliğini ve verimliliğini artırır;

Bölgenin enerji kaynaklarının (yakıt, su enerjisi) en iyi şekilde kullanılmasıyla bir bütün olarak sistem için en ekonomik elektrik üretimini sağlayan istasyonlar arasında yük dağılımına izin verir;

Elektriğin kalitesini artırır, yani. yük dalgalanmaları çok sayıda birim tarafından algılandığından sabit frekans ve voltaj sağlar;

Birkaç istasyon paralel olarak çalıştığında, her istasyona yedek üniteler kurmaya gerek yoktur, ancak değeri genellikle sistem gücünün yaklaşık %1012'si kadar olan, tüm güç sistemi için ortak bir yedek güce sahip olmak yeterlidir. üniteler, ancak sistem istasyonlarında kurulu en büyük ünitenin gücünden az olmamak üzere ( bu ünitenin acil olarak kapatılması veya planlı onarımı durumunda);

Güç sistemi yük programının en yüksek kısmı hidrolik santraller tarafından ve taban kısmı ise termik santraller tarafından karşılanabildiğinden, gücü artırmak için en yüksek yük saatlerinde ek yakıt harcanması gerektiğinden, enerji kaynakları daha verimli kullanılır;

Elektrik üretiminin verimliliği artıyor, öncelikle eşdeğer yakıt tüketimi daha az olan daha ekonomik istasyonların gücünü artırarak 1 kWh elektrik üretmek mümkün oluyor;

En iyi teknik ve ekonomik göstergelere sahip birimlerin birim kapasitesini artırmanıza olanak tanır;

Ekipman gücünü yoğunlaştırarak, onarımları merkezileştirerek ve üretim süreçlerini otomatikleştirerek onarım personeli sayısını azaltmanıza olanak tanır.

Enerjinin dezavantajları sistemlerin yanlış röle koruması olma ihtimalinin daha yüksek olduğu düşünülmektedir , otomasyon ve mod kontrolü.

2 Ana enerji santrali türlerinin teknolojik modu

2.1 Yoğuşmalı termik santraller (CHPS).

şekil 2 IES'in teknolojik diyagramı

IES yalnızca elektrik enerjisi üretir. IES'nin temel teknolojik diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir.

Buhar jeneratörü 4'e (kazan) yakıtı nereden sağlanır?taşınması ve hazırlanması için atölye çalışmaları 1 . Üfleyici fanlara sahip buhar jeneratöründe 2 ısıtılmış hava ve besleme suyu besleme pompaları tarafından sağlanır 16. Yakıtın yanması sırasında oluşan gazlar, bir duman aspiratörü tarafından kazandan emilir. 3 ve bir baca (100-250 m yüksekliğinde) vasıtasıyla atmosfere salınır. Kazandan gelen canlı buhar, buhar türbinine beslenir. 5, burada bir dizi aşamadan geçerek mekanik iş yapar, türbini döndürür ve ona sıkı bir şekilde bağlı olan jeneratör rotorunu döndürür 6 . Egzoz buharı yoğunlaştırıcıya girer 9 (ısı eşanjörü); burada önemli miktarda soğuğun geçmesi nedeniyle yoğunlaşır (5-20Ö C) Sirkülasyon pompaları tarafından sağlanan sirkülasyon suyu 10 soğuk su kaynağından 11 . Soğuk su kaynakları bir nehir, göl, yapay rezervuarın yanı sıra soğutma kuleleri (soğutma kuleleri) veya sprey havuzları olan özel tesisler olabilir. Yoğuşturucuya yoğunluk olmayan yerlerden giren hava, bir ejektör kullanılarak uzaklaştırılır. 12. Kondenserde kondens pompaları kullanılarak oluşan kondens 13 hava gidericiye beslenir 14 , Kazan borularının korozyonunun artmasına neden olan gazları ve öncelikle oksijeni besleme suyundan uzaklaştırmak için tasarlanmıştır. Hava gidericiye ayrıca kimyasal su arıtma cihazından gelen su da sağlanır. 15 (HOV). Hava gidericiden sonra besleme suyu bir besleme pompasıyla sağlanır. Kazana 16. 17 kül çıkarma.

Buharın büyük kısmının yoğunlaştırıcıdan geçirilmesi şuna yol açar:

Kazanın ürettiği termal enerjinin %60-70'i gereksiz yere dolaşan su tarafından taşınır.

Jeneratör tarafından üretilen elektrik enerjisi 6, aracılığıyla İletişim transformatörü ağa beslenir (35-220 kV). İstasyon, teknolojik süreci desteklemek için elektrik enerjisini kendi transformatörlerinden alıyor 8 . Jeneratör voltaj ağından veya harici bir ağdan beslenebilen. Üretilen elektrik enerjisi bir iletişim transformatörü aracılığıyla dış ağa iletilir. 7 .

IES'in özellikleri aşağıdaki gibidir:

Yakıt yataklarına mümkün olduğunca yakın inşa edilirler;

Üretilen elektriğin büyük çoğunluğu yüksek voltajlı elektrik şebekesine (110-750 kV) sağlanıyor;

Ücretsiz (yani ısı tüketicileriyle sınırlı olmayan) bir elektrik üretim planına göre çalışırlar; güç, hesaplanan maksimumdan teknolojik minimum olarak adlandırılana kadar değişebilir;

Düşük manevra kabiliyeti: Türbinlerin döndürülmesi ve yükün soğuk durumdan yüklenmesi yaklaşık 410 saat gerektirir;

Nispeten düşük bir verimliliğe sahiptirler (η=30÷40%).

2.2 Kojenerasyon enerji santralleriCHP

CPP'lerin aksine, CHP tesislerinde üretim ve evsel ihtiyaçlar için kısmen türbinde tüketilen önemli miktarda buhar çekimi vardır. (Figür 3). Belediye tüketicileri termal enerjiyi şebeke ısıtıcılarından alıyor 18 (kazanlar) ve ağ pompaları 19 Isıtma şebekelerinde soğutucu sirkülasyonunun sağlanması. Üretim ihtiyaçları için buhar ekstraksiyonu yüksek basınç aşamasında gerçekleştirilir 20 . Ağ ısıtıcılarından gelen yoğuşma suyu hava gidericiye girer. Bir termik santralin elektrik yükü, ısı tüketim gücünün altına düştüğünde, redüksiyon-soğutma ünitesi (RCU) kullanılarak tüketicinin ihtiyaç duyduğu ısı enerjisi elde edilebilmektedir. 21 .

Şekil 3 Bir termik santraldeki teknolojik süreç diyagramı: 1 - yakıt besleme üniteleri; 2 - üfleyici fan; 3 - duman aspiratörleri; 4 -buhar jeneratörü (kazan); 5 - türbin; 6 - jeneratör; 7 -iletişim transformatörü; 8 -kendi ihtiyaçları; 9 -jeneratör voltaj şebekesinden beslenen tüketiciler, 10 - kapasitör; on bir - sirkülasyon pompaları; 12 -soğuk su kaynağı; 13 - ejektör; 14 - yoğuşma pompaları; 15 - hava giderici; 16 -kimyasal su arıtma üniteleri; 17 -besleme pompaları; 18 - ağ ısıtıcıları (kazanlar); 19 - ağ pompaları; 20 -yüksek basınç aşamaları; 21 - indirgeme-soğutma ünitesi (ROU); 22 - kül giderme cihazları; 23- cüruf giderme cihazı

Isıtma ihtiyaçları için türbinden ne kadar fazla buhar çıkarılırsa, dolaşımdaki su ile o kadar az termal enerji kaybı olur ve sonuç olarak enerji santralinin verimliliği o kadar yüksek olur. Türbinin kuyruk bölümünün aşırı ısınmasını önlemek için tüm modlarda belirli miktarda buharın içinden geçmesi gerektiğine dikkat edilmelidir. Termik ve elektrik enerjisi tüketicilerinin kapasiteleri arasındaki tutarsızlık nedeniyle termik santraller sıklıkla yoğuşma (karma) modunda çalışır ve bu da verimlerini azaltır.

Termik santralin özellikleri aşağıdaki gibidir:

Termal enerji tüketicilerinin yakınında inşa edilirler;

Genellikle ithal yakıtla çalışırlar;

Üretilen elektriğin büyük bir kısmı yakın çevredeki tüketicilere (jeneratörle veya yüksek voltajla) dağıtılıyor;

Kısmen zorunlu elektrik üretim programına göre çalışırlar (yani program, ısı tüketimi üretimine bağlıdır);

Düşük manevra kabiliyeti (IES ile aynı);

Nispeten yüksek bir toplam verime sahiptirler (endüstriyel ve evsel ihtiyaçlar için önemli miktarda buhar çıkarımı ile η =%60÷70).

2.3 Hidroelektrik santraller

Bir hidroelektrik santralin gücü, türbinden geçen su akışına ve basınca bağlıdır. N. Bu kW gücü şu ifadeyle belirlenir:

nerede Q su tüketimi, m3 / s;

N basıncı, m;

η Σ toplam verimlilik;

η C Su temini yapılarının verimliliği;

ηT hidrolik türbin verimliliği;

η Г Hidrojen jeneratörü verimliliği;

Düşük basınçlarda nehir tipi hidroelektrik santraller, yüksek basınçlarda ise nehir tipi hidroelektrik santraller inşa edilir.

baraj hidroelektrik santralleri inşa ediyorlar, dağlık bölgelerde derivasyon istasyonları inşa ediyorlar.

Hidroelektrik santralin özellikleri aşağıdaki gibidir:

Genellikle elektrik yükünün konumuyla örtüşmeyen su kaynaklarının ve inşaat koşullarının olduğu yerlerde inşa ederler;

Üretilen elektriğin büyük kısmı yüksek gerilim elektrik şebekelerine gönderiliyor;

Esnek bir programla çalışırlar (eğer rezervuarlar varsa);

Yüksek manevra kabiliyetine sahiptir (dönme ve yükleme 35 dakika sürer);

Yüksek verimliliğe sahip(η Σ ≈85%).

Gördüğünüz gibi hidroelektrik santrallerin işletme parametreleri açısından termik santrallere göre birçok avantajı var. Ancak şu anda termik ve nükleer santraller yapılıyor, burada belirleyici olan sermaye yatırımlarının büyüklüğü ve santrallerin yapım süresi.

Hidroelektrik santralinin şeması şekilde gösterilmiştir.

Şekil 4Hidroelektrik santralin şeması

2.4 Nükleer enerji santralleri (NGS'ler)

Nükleer santraller nükleer reaksiyonun enerjisini kullanan termik santrallerdir. Doğal uranyumdaki içeriği% 0,714 olan uranyum izotopu U-235 genellikle nükleer yakıt olarak kullanılır. Uranyum izotopu U-238'in büyük kısmı (toplam kütlenin %99,28'i), nötronlar yakalandığında ikincil yakıt plütonyuma dönüştürülür.

Pu-239. Fisyon reaksiyonu şu şekilde gerçekleşir: nükleer reaktör. Nükleer yakıt genellikle katı halde kullanılır. Koruyucu bir kabuk içine yerleştirilmiştir. Bu tür yakıt elemanlarına yakıt çubukları denir. Reaktör çekirdeğinin çalışma kanallarına monte edilirler. Termal enerji Fisyon reaksiyonu sırasında salınan, her çalışma kanalından veya çekirdeğin tamamından basınç altında pompalanan soğutucu kullanılarak reaktör çekirdeğinden çıkarılır.

Şekil 5Nükleer santral diyagramları:a) - tek devre; b) - çift devre; c) - üç devre. 1 - reaktör; 2 - türbin; 3 - kapasitör; 4 ve 6 -besleme pompaları; 5 ve 8 - aktif devrelerin ısı eşanjörleri; 7 -aktif devrelerin besleme pompaları; 9 - aktif devre soğutucuları için hacim kompansatörleri

Şekil 5 (a, b, c) nükleer santralin teknolojik diyagramlarını göstermektedir.

RBMKyüksek güçlü kanal reaktörü, termal nötronlar, su-grafit.

VVERsu güç reaktörü, termal nötronlar, gemi tipi.

Sıvı metal sodyum soğutuculu BN hızlı nötron reaktörü.

Nükleer santralin özellikleri aşağıdaki gibidir:

Ulaşılması zor olanlar da dahil olmak üzere herhangi bir coğrafi konuma inşa edilebilirler;

Modları gereği bir dizi dış faktörden bağımsızdırlar;

Az miktarda yakıt gerektirir;

Serbest yük programına göre çalışabilir (nükleer santraller hariç);

Alternatif moda duyarlı, özellikle hızlı nötron reaktörlü nükleer santraller; bu nedenle ekonomik işletme gereklilikleri de dikkate alınarak, güç sistemi yük çizelgesinin temel kısmı nükleer santrallere tahsis edilmekte;

Atmosferi hafifçe kirletir; radyoaktif gazların ve aerosollerin emisyonları önemsizdir ve sıhhi standartların izin verdiği değerleri aşmaz. Bu bakımdan nükleer santraller termik santrallere göre daha temizdir.

2.5 Gaz türbinli enerji santralleri (GTPP)

Bir gaz türbini elektrik santralinin temel teknolojik diyagramı Şekil 6'da gösterilmektedir.

Şekil 6GTPP diyagramı

Yanma odasına yakıt (gaz, dizel yakıt, akaryakıt) verilir. 1 , orada kompresörle birlikte - 3 basınçlı hava enjekte edilir. Yanıcı yanma ürünleri enerjilerini gaz türbinine verir 2 Kompresörü ve jeneratörü döndüren kurulum hızlanan bir motorla başlatılır 5 ve gaz türbini ünitelerinin yüksek manevra kabiliyetine sahip olduğu ve güç sistemlerindeki pik yükleri karşılamaya uygun olduğu düşünüldüğünden 1-3 dakika sürer. Üretilen elektrik iletişim trafosundan şebekeye verilir. 6.

Gaz türbinlerinin verimliliğini arttırmak için kombine çevrim gaz türbin üniteleri (CCGT'ler) geliştirilmiştir. İçlerinde yakıt, buharı bir buhar türbinine gönderilen bir buhar jeneratörünün fırınında yakılır. Buhar jeneratöründen çıkan yanma ürünleri gerekli sıcaklığa soğutulduktan sonra gaz türbinine gönderilir. Böylece, CCGT'lerin iki özelliği vardır. elektrik jeneratörü, dönmeye tahrik edilir: biri bir gaz türbini tarafından, diğeri bir buhar türbini tarafından. Bir gaz türbininin gücü, bir buhar türbininin gücünün yaklaşık %20'sidir. CCGT diyagramı şekilde gösterilmiştir. 7.

Şekil 7CCGT diyagramı

2.6 Pompaj depolamalı enerji santralleri (PSPP)

Pompaj depolamalı enerji santrallerinin amacı, elektrik sisteminin günlük yük düzenlerini dengelemek ve termik santrallerin ve nükleer santrallerin verimliliğini arttırmaktır. Minimum yük saatlerinde, PSPP ünite sistemleri pompa modunda çalışarak alt rezervuardan üst rezervuara su pompalayarak termik santrallerin ve nükleer santrallerin yükünü arttırır; Maksimum sistem yükünün olduğu saatlerde türbin modunda çalışarak üst rezervuardan su çekerler ve böylece termik santrallerin ve nükleer santrallerin yükünü boşaltırlar. PSPP üniteleri yüksek manevra kabiliyetine sahiptir ve türbin modundan pompa moduna ve gerekirse senkron kompansatör moduna hızlı bir şekilde aktarılabilir. Pompaj depolamalı enerji santrallerinin verimliliği %70-75 olup, az bakım personeli gerektirir ve basınç deposu oluşturulabilen yerlere inşa edilebilir. Pompaj depolamalı elektrik santralinin şeması Şekil 8'de gösterilmektedir.

Şekil 8 Pompajlı depolamalı enerji santralinin şeması

Dikkate alınan enerji santrali türlerinin yanı sıra, geleneksel olmayan yöntemlerle elektrik enerjisi üreten düşük güçlü enerji santralleri de bulunmaktadır. Bunlar arasında rüzgar enerjisi santralleri, güneş enerjisi santralleri (buhar kazanlı, silikon güneş pilli), jeotermal enerji santralleri, gelgit enerji santralleri yer alıyor.

3 Termik santrallerin kendi ihtiyaçları (s.n.)

İstasyonların elektrik enerjisi tüketicileri, güç güvenilirliği açısından 1. kategorideki tüketicilere aittir ve iki bağımsız kaynaktan güç beslemesine ihtiyaç duyarlar. Tüketiciler s.n. 1. kategorideki termik santraller sorumlu ve sorumsuz olarak ayrılmıştır.

Kısa süreli durması, istasyonun ana birimlerinin acil olarak kapatılmasına veya boşaltılmasına yol açan SN mekanizmaları sorumludur. Sorumsuz tüketicilere güç kaynağının kısa süreli kesilmesi s.n. ana ekipmanın derhal acil olarak durdurulmasına yol açmaz. Ancak elektrik üretiminin teknolojik döngüsünü aksatmamak için elektrik arzının kısa bir süre sonra tekrar sağlanması gerekiyor.

Şekil 9 Termik santralde yakıt taşıma şeması

3.1 Yakıt taşıma

Katı yakıt, çıkarma sahasından enerji santraline demiryolu ile (Şekil 9) kendi kendini boşaltan özel arabalarla teslim edilir.(1). Araç kapalı bir boşaltma cihazına girer(2) yakıtın, araba damperinin altında bulunan ve buradan bir taşıma bandına beslendiği bir alma hunisine döküldüğü bir araba damperli kamyon ile(3). Kışın, donmuş kömür içeren vagonlar ilk olarak buz çözme cihazına beslenir.(4). Konveyör kömürü kömür deposuna teslim eder)(5), bir havai kavrama vinci tarafından hizmet verilen(6). Veya bir kırma tesisi aracılığıyla(7) ham kömür bunkerlerine(8), kazan ünitelerinin önüne monte edilir. Bu bunkerlere depodan da kömür temin edilebilmektedir.(5). Santralin kazan dairesine giren yakıt tüketimini hesaba katmak için, kazan dairesi bunkerlerine giden yakıt yoluna bu yakıtı tartmak için teraziler yerleştirilmiştir. Ham kömür bunkerlerinden(8) yakıt toz haline getirilmiş hazırlama sistemine girer: ham kömür besleyicileri(9), ve ardından kömür öğütme değirmenlerine(10) Kömür tozunun değirmen ayırıcısı aracılığıyla pnömatik olarak taşındığı(11) , bir toz siklonuna(12) ve toz helezonları (13) ve sonra toz içindeki depolama sığınağı(14), toz besleyiciler nereden?(15) kazan brülörlerine(16). Tozun değirmenden fırına tüm pnömatik taşınması bir değirmen fanı tarafından gerçekleştirilir.(17). Yakıtın yanması için gerekli hava, bir fan tarafından alınır.(18) ve hava ısıtıcısına beslendi(19), ısıtıldıktan sonra kısmen değirmene pompalanır(10) yakıtın kurutulması ve kazan ünitesinin fırınına (birincil hava) ve doğrudan toz haline getirilmiş kömür brülörlerine (ikincil hava) taşınması için.

3.2 Buhar, ısı ve elektrik enerjisi üretimi

Bir termik santralde buhar, bir buhar jeneratörü (kazan) tarafından üretilir. Kazanın normal çalışması, çeşitli akım, voltaj ve güçteki elektrik motorları tarafından tahrik edilen çeşitli tipteki üniteler, çalışma makineleri ile sağlanır. Buhar, ısı ve elektrik enerjisi üretme şeması Şekil 10'da gösterilmektedir.

Şekil 10 Buhar, ısı ve elektrik üretme şeması. enerji: 2 - üfleyici fanlar; 3 - baca; 5 - türbin; 6 - jeneratör; 7 -iletişim transformatörü; 8 - tüketicilere kendi ihtiyaçlarının sağlanması; 9 -jeneratör voltajıyla çalışan tüketiciler; 10 - kapasitör; onbir - egzoz buharını soğutmak için yoğunlaştırıcıya soğuk su sağlayan sirkülasyon pompaları; 12 - soğuk su kaynağı; 14 - hava gidericiye su sağlayan yoğuşma pompaları; 16 - kazanı kimyasal olarak arıtılmış suyla dolduran pompalar; 17 - kazana hazırlanan suyu sağlayan besleme pompaları; 18 - ısıtma ağı kazanı; 19 - ısıtma ağına sıcak su sağlayan ağ pompaları; 20 - üretim ihtiyaçları için buhar çıkarma; 21 - indirgeme-soğutma cihazı; 22 - hidro-kül giderme cihazları için gaff pompaları; 23 - cüruf giderme ünitelerinin motorları; 24 - türbin ve jeneratörün dönen parçalarına yağlama sağlayan yağ pompaları; 25 - toz besleyiciler

Ayrıca, çok sayıda otomasyonun çalışmasını, kapı ve vanaların açılıp kapanmasını, oda havalandırmasını vb. sağlayan ana olmayan ekipmanların elektrik motorları.

Termik santraller, özellikle CHP, en fazla enerji tüketen santrallerdir. Termik santralin kendi ihtiyacı, istasyonun ürettiği elektriğin ve elektriksiz ünitelerin ünitelerinin %12-14'ünü tüketmektedir. Güç kaynağının güvenilirliği açısından 1. ve 2. kategorideki tüketicilerdir ve elektrik tüketimi herhangi bir sektördekinden daha fazladır.

3.3 Enerji santrallerinin yardımcı sistemleri için güç kaynakları

Sistemin ana güç kaynakları s.n. doğrudan jeneratörlerin terminallerine veya şalt cihazlarına bağlanan düşürücü transformatörler veya reaksiyonlu hatlardır. Başlatma yedek güç kaynakları s.n. genellikle istasyon şalterlerine, yakındaki trafo merkezlerine ve iletişim ototransformatörlerinin üçüncül sargılarına bağlı oldukları için genel elektrik ağına da bağlanırlar. Son zamanlarda güneş enerjisi sistemine güç sağlamak için termik istasyonlara gaz türbini üniteleri kurulmaya başlandı. acil durumlarda.

Ayrıca her türlü enerji santrallerinde, güç sisteminden bağımsız enerji kaynakları sağlanmakta, ana ve yedek güç kaynaklarının kesilmesi durumunda ekipmanlara zarar vermeden istasyonun kapatılması ve soğutulması sağlanmaktadır. Hidroelektrik santrallerde ve konvansiyonel termik santrallerde bu amaç için piller yeterlidir. Güçlü CPP'lerde ve nükleer santrallerde, teknolojik sürece uygun güce sahip dizel jeneratörlerin kurulumu gerekmektedir.

S.n. sisteminin temel gereksinimleri, sn. mekanizmalarının güvenilirliğini ve verimliliğini sağlamaktır. S.n. mekanizmalarının bozulması nedeniyle ilk gereklilik en önemlisidir. elektrik üretiminin karmaşık teknolojik döngüsünün kesintiye uğramasını, ana ekipmanın ve bazen bir bütün olarak istasyonun çalışmasının kesintiye uğramasını ve bir kazanın bir sistem haline gelmesini gerektirir. Artık genel olarak s.n. mekanizmalarının güç kaynağının olduğu kabul edilmektedir. Fosil ve nükleer yakıt kullanan termik santraller ile hidroelektrik santraller, jeneratör istasyonlarından ve enerji sisteminden en basit, güvenilir ve ekonomik şekilde temin edilebilmektedir.(Şekil 11).

Şekil 11TPP'nin kendi ihtiyaçları için genel güç kaynağı şeması: 1 - yedek güç hattı; 2 - başlatma-yedekleme transformatörü sn.; 3 - istasyonun yüksek gerilim şalt sistemi; 4 - jeneratör-transformatör ünitesi; 5 - çalışan transformatör sn.n.; 6 - şalt sistemi sn.

Bu sistem güç kaynağı devresi s.n. her türden istasyon şu anda güvenilirlik ve verimlilik sağlamaktadır:

Yardımcı sistemde sincap kafesli rotorlu asenkron motorların yaygın kullanımı, herhangi bir kontrol cihazı olmadan tam şebeke voltajından çalıştırılması ve kritik mekanizmalarda minimum voltajı korumanın reddedilmesi;

Güç sistemindeki ve ağdaki kısa devrelerin kesilmesinden sonra voltaj geri geldiğinde elektrik motorlarının başarılı bir şekilde kendi kendine başlatılması;

Sistemin tüm elemanlarında ve SN bağlantılarında yüksek hızlı röle korumalarının ve anahtarlarının kullanılması;

Sistem otomasyon cihazlarının (AChR, AVR, AVR jeneratörleri) yaygın olarak tanıtılması.

Ülkemizdeki her türlü nükleer santralin, dizel jeneratörler veya gaz türbin üniteleri şeklinde acil durum güç kaynakları ile beslenmesi gerekmektedir. Güçleri, NPP soğutma sistemi ve güvenlik cihazlarının yüklerini karşılamaya göre seçilir ancak SN mekanizmalarına güç sağlamak için yeterli değildir. normal modda.

Kullanılan kaynakların listesi

1. Alexandrov, K.K.Elektrik çizimleri ve diyagramları. [Metin] / K.K. Alexandrov, E.G. Kuzmina. M.: Energoatomizdat, 1990. 285 s.

2. GOST 2.10595. Eyaletlerarası standart. ESKD. Metin belgeleri için genel gereksinimler [Metin]. GOST 2.10579, GOST 2.90671 yerine; giriş 19960701. Minsk: Eyaletlerarası. Standardizasyon, Metroloji ve Sertifikasyon Konseyi; M.: Standartlar Yayınevi, 2002. 26 s.

3. GOST 2.10696 ESKD. Metin belgeleri [Metin]. GOST 2.10668, GOST 2.10868, GOST 2.11270 yerine; giriş 19970701. M.: Standartlar Yayınevi, 2004. 40 s.

4. GOST 7.322003. Bibliyografik kayıt. Bibliyografik açıklama. [Metin] derlemek için genel gereksinimler ve kurallar. GOST 7.1-84, GOST 7.16-79, GOST 7.18-79, GOST 7.34-81, GOST 7.40-82 yerine; giriş 20040701. M.: IPK Standartlar Yayınevi, 2004. 84 s.

5. GOST 7.822001. Bibliyografik kayıt. Elektronik kaynakların bibliyografik açıklaması [Metin]. girdi. 20020701. M.: IPK Standartlar Yayınevi, 2001. 33 s.

6. GOST 7.832001. Elektronik yayınlar. Temel türler ve çıktı bilgileri [Metin]. girdi. 20020701. M.: IPK Standartlar Yayınevi, 2002. 16 s.

7. GOST 2.70184 ESKD . Metin belgeleri için genel gereksinimler [Metin] GOST 2.701 86 yerine; giriş 19850701. M.: Standartlar Yayınevi, 1985. 16 s.

8. GOST 2.70275 ESKD . Elektrik devrelerini yürütme kuralları [Metin]. Girmek. 19770701. M.: Standartlar Yayınevi, 1976. 23 s.

9. GOST 21.613 88. İnşaat için tasarım belgeleri sistemi. Güç ekipmanı. Çalışma çizimleri [Metin]. Girmek. 880701. M.: Standartlar Yayınevi, 1988. 16 s.

10. GOST 21.61488. İnşaat için tasarım belgeleri sistemi. Planlardaki elektrikli ekipman ve kabloların geleneksel grafik görüntüleri [Metin]. Girmek. 19880701. M .: Standartlar Yayınevi, 1988. 18 s.

11. GOST 2.10979 ESKD. Çizimler için temel gereksinimler [Metin]. GOST 2.10768, GOST 2.10968 yerine; giriş 19740701. M.: Standartlar Yayınevi, 2001. 38 s.

12. GOST 2.710 81. Elektrik devrelerinde alfanümerik gösterimler. M.: Standartlar Yayınevi, 1985. 13 s.

13.GOST2.722 68. Şemalarda koşullu grafik gösterimler. Elektrikli makineler [Metin]. Girmek. 01/01/87. M.: Standartlarda yayınevi, 1988. 85 s.

14.GOST2.747-68. Şemalarda koşullu grafik gösterimler. Grafik sembollerin boyutları [Metin]. Girmek. 01/01/71. M.: Standartların yayınevi. 13 s. (01/01/91 Tarih ve 1 Sayılı Değişiklik)

15. GOST 2.30168. ESKD. Formatlar [Metin]. M.: Standartlar Yayınevi, 1981. 3 s.

16.GOST2.30481 ESKD. Yazı tiplerinin çizilmesi [Metin]. M .: Standartlar Yayınevi, 1982. 8 s.

17.GOST2.72874 ESKD. Şemalarda koşullu grafik gösterimler. Dirençler. Kondansatörler [Metin]. M.: Standartlarda yayınevi, 1985. 9 s.

18.GOST2.72174 ESKD. Şemalarda koşullu grafik gösterimler. Genel kullanıma yönelik tanımlar. [Metin]. M.: Standartlarda yayınevi, 1986. 12 s.

19.GOST2.70972 ESKD. Elektrik devrelerindeki devreleri belirleme sistemi. [Metin]. M.: Standartlarda yayınevi, 1987. 13 s.

20.GOST 2.10468 ESKD. Ana yazıtlar [Metin]. M.: Standartlarda yayınevi, 1988. 5 s.

21.STP 1220098 Kurumsal standart [Metin] STP AltSTU 12 20096 yerine; . Barnaul. : AltSTU Yayınevi, 1998. 30 s.

Termik santral, elektrik ve ısı üretmeye yönelik bir kuruluştur. Bir enerji santrali inşa ederken, daha önemli olan aşağıdakilere göre yönlendirilirler: yakındaki bir yakıt kaynağının konumu veya yakındaki bir enerji tüketim kaynağının konumu.

Yakıt kaynağına bağlı olarak termik santrallerin yerleştirilmesi.

Diyelim ki büyük bir kömür yataklarımız var. Buraya termik santral yaparsak akaryakıt taşıma maliyetlerini düşüreceğiz. Yakıt maliyetindeki ulaşım bileşeninin oldukça büyük olduğunu hesaba katarsak, maden sahalarının yakınında termik santral inşa etmek mantıklı olacaktır. Peki ortaya çıkan elektrikle ne yapacağız? Yakınlarda satacak bir yer varsa iyi, bölgede elektrik sıkıntısı var.

Yeni elektrik gücüne ihtiyaç yoksa ne yapmalı? Daha sonra ortaya çıkan elektriği kablolar aracılığıyla uzun mesafelere iletmek zorunda kalacağız. Elektriği büyük kayıplar olmadan uzun mesafelere iletmek için, yüksek gerilim kabloları aracılığıyla iletilmesi gerekir. Eğer orada değillerse, çekilmeleri gerekecektir. Gelecekte elektrik hatları bakım gerektirecektir. Bütün bunlar aynı zamanda para gerektirecektir.

Termik santrallerin tüketiciye göre yerleştirilmesi.

Ülkemizdeki yeni termik santrallerin çoğu tüketiciye yakın konumda bulunmaktadır.

Bunun nedeni, termik santrallerin yakıt kaynağına yakın yerleştirilmesinin sağladığı faydanın, enerji hatlarıyla uzun mesafelere ulaşım maliyeti nedeniyle tüketilmesidir. Üstelik bu durumda büyük kayıplar yaşanıyor.

Doğrudan tüketicinin yanına enerji santrali yerleştirirken, termik santral kurarsanız da kazanabilirsiniz. Daha detaylı okuyabilirsiniz. Bu durumda sağlanan ısının maliyeti önemli ölçüde azalır.

Doğrudan tüketicinin yanına yerleştirildiğinde yüksek gerilim enerji hattı yapılmasına gerek kalmayacak, 110 kV'luk bir gerilim yeterli olacaktır.

Yukarıda yazılan her şeyden bir sonuç çıkarabiliriz. Yakıt kaynağı uzaktaysa, mevcut durumda termik santrallerin tüketiciye yakın inşa edilmesi daha iyidir. Yakıt kaynağının ve elektrik tüketiminin kaynağının yakın olması durumunda daha büyük fayda elde edilir.

Sevgili ziyaretçiler! Artık Rusya'yı görme fırsatınız var.

Termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme süreci, basitleştirilmiş (temel) veya tam termal diyagramlarda yansıtılır.

Termik santralin şematik termal diyagramı yanmış yakıtın ısısının tüketicilere elektrik ve ısı üretimi ve tedariki için dönüştürülmesi süreçlerinde ana ve yardımcı ekipmanla ilişkili ana soğutucu akışlarını gösterir. Uygulamada, temel termal diyagram, elemanları genellikle geleneksel görüntülerde temsil edilen bir termik santralin (güç ünitesi) buhar-su yolunun bir diyagramına indirgenir.

Kömürle çalışan bir termik santralin basitleştirilmiş (temel) termal diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.1.

Yakıt deposuna kömür beslenir 1 ve ondan - kırma tesisine 2 toza dönüştüğü yer. Kömür tozu buhar jeneratörünün (buhar kazanı) fırınına girer 3 Besin suyu adı verilen kimyasal olarak arıtılmış suyun dolaştığı bir tüp sistemine sahiptir. Kazanda su var

Pirinç. 3.1. Bir buhar türbininin basitleştirilmiş termal diyagramı

toz haline getirilmiş kömür termik santrali ve buhar türbin çarkının görünümü

ısınır, buharlaşır ve ortaya çıkan doymuş buhar, bir kızdırıcıda 400-650 °C sıcaklığa getirilir ve 3...25 MPa basınç altında bir buhar hattı üzerinden buhar türbinine girer. 4 . Kızgın buhar parametreleri T 0 , P 0 (türbin girişindeki sıcaklık ve basınç) ünitelerin gücüne bağlıdır. CPP'de buharın tamamı elektrik üretmek için kullanılıyor. Termik santrallerde buharın bir kısmı tamamen türbinde kullanılarak jeneratörde elektrik üretilir. 5 ve sonra kapasitöre gider 6 sıcaklığı ve basıncı daha yüksek olan diğeri ise türbinin ara kademesinden alınır ve ısı temini için kullanılır (Şekil 3.1'deki kesikli çizgi). Yoğuşma pompası 7 bir hava giderici aracılığıyla 8 ve ardından besleme pompasıyla 9 buhar jeneratörüne verilir. Alınan buhar miktarı işletmelerin termal enerji ihtiyacına bağlıdır.

Komple Termal Devre (TCS) ekipmanı, boru hatlarını, kapatma, kontrol ve koruyucu vanaları tamamen göstermesi bakımından temel olandan farklıdır. Bir güç ünitesinin tam termal diyagramı, genel istasyon ünitesi (transfer pompalı yedek yoğuşma tankları, ısıtma şebekesi ikmali, ham su ısıtma vb.) dahil olmak üzere bireysel ünitelerin şemalarından oluşur. Yardımcı boru hatları baypas, drenaj, drenaj, yardımcı ve buhar-hava karışımı emme boru hatlarını içerir. PTS hatlarının ve bağlantı parçalarının tanımları aşağıdaki gibidir:

3.1.1.1. Termal devreler kes

Ülkemizdeki santrallerin çoğu yakıt olarak kömür tozu kullanıyor. 1 kWh elektrik üretmek için birkaç yüz gram kömür tüketilmektedir. Bir buhar kazanında yakıtın açığa çıkardığı enerjinin %90'ından fazlası buhara aktarılır. Türbinde buhar jetlerinin kinetik enerjisi rotora aktarılır (bkz. Şekil 3.1). Türbin şaftı jeneratör şaftına sağlam bir şekilde bağlanmıştır. Termik santrallere yönelik modern buhar türbinleri, yüksek hızlı (3000 rpm), oldukça ekonomik ve uzun ömürlü makinelerdir.

Organik yakıt kullanan yüksek güçlü CPP'ler şu anda esas olarak yüksek başlangıç buhar parametreleri ve düşük son basınç (derin vakum) için inşa edilmektedir. Bu, başlangıç parametreleri ne kadar yüksek olursa, üretilen elektrik birimi başına ısı tüketimini azaltmayı mümkün kılar. P 0 Ve T 0 türbinin önünde ve son buhar basıncının altında P k, kurulumun verimliliği ne kadar yüksek olursa. Bu nedenle, türbine giren buhar yüksek parametrelere getirilir: sıcaklık - 650 ° C'ye kadar ve basınç - 25 MPa'ya kadar.

Şekil 3.2 fosil yakıtlarla çalışan YES'lerin tipik basitleştirilmiş termal diyagramlarını göstermektedir. Şekil 3.2'deki şemaya göre, A Döngüye ısı yalnızca buhar üretildiğinde ve seçilen kızgınlık sıcaklığına ısıtıldığında sağlanır T Lane; Şekil 3.2'deki şemaya göre, B Bu şartlarda ısı transferi ile birlikte türbinin yüksek basınç kısmında çalışan buhara da ısı verilir.

İlk devreye ara aşırı ısınma olmayan devre denir, ikincisi ise buharın ara aşırı ısınmasına sahip bir devredir. Termodinamik dersinden bilindiği gibi, ikinci şemanın termal verimliliği, aynı başlangıç ve son parametrelerle ve ara aşırı ısınma parametrelerinin doğru seçimiyle daha yüksektir.

Her iki şemaya göre, bir buhar kazanından çıkan buhar 1 türbine gider 2 elektrik jeneratörüyle aynı şaft üzerinde bulunur 3 . Egzoz buharı yoğunlaştırıcıda yoğunlaştırılır 4 tüplerde dolaşan teknik su ile soğutulur. Yoğuşma pompasıyla türbin yoğuşması 5 rejeneratif ısıtıcılar aracılığıyla 6 hava gidericiye beslenir 8 .

Hava giderici, içinde çözünen gazları sudan çıkarmak için kullanılır; aynı zamanda rejeneratif ısıtıcılarda olduğu gibi besleme suyu da türbin çıkışından bu amaçla alınan buharla ısıtılır. Suyun havasının alınması, içindeki oksijen ve karbondioksit içeriğini kabul edilebilir değerlere getirmek ve böylece su ve buhar yollarındaki metal korozyon oranını azaltmak için gerçekleştirilir. Aynı zamanda, IES'nin bazı termal devrelerinde bir hava giderici bulunmayabilir. Nötr-oksijenli su olarak adlandırılan bu rejimde, besleme suyuna belirli bir miktarda oksijen, hidrojen peroksit veya hava verilir; devrede hava gidericiye ihtiyaç yoktur.

R
dır-dir. 3.1. Buhar türbinlerinin tipik termal devreleri

fosil yakıtlarla çalışan yoğuşmalı üniteler

buharın ara kızdırılması ( A) ve orta seviyeli

aşırı ısınma ( B)

Besleme pompasıyla havası alınmış su 9 ısıtıcılar aracılığıyla 10 kazan tesisine verilir. Isıtıcılarda oluşan ısıtma buharı yoğuşması 10 , hava gidericiye basamaklanır 8 ve ısıtıcıların (6) ısıtma buharının yoğunlaşması bir drenaj pompası tarafından sağlanır. 7 kondenserden yoğuşmanın aktığı hatta 4 .

Açıklanan termal şemalar büyük ölçüde tipiktir ve artan ünite gücü ve başlangıç buhar parametreleriyle birlikte biraz değişir.

Hava giderici ve besleme pompası, rejeneratif ısıtma devresini HPH (yüksek basınçlı ısıtıcı) ve LPH (düşük basınçlı ısıtıcı) gruplarına ayırır. HPH grubu, kural olarak, hava gidericiye kadar kademeli drenaja sahip 2-3 ısıtıcıdan oluşur. Hava giderici, yukarı akışlı HPH ile aynı ekstraksiyona sahip buharla beslenir. Buhar kullanarak bir hava gidericiyi açmaya yönelik bu şema yaygındır. Hava gidericide sabit bir buhar basıncı korunduğundan ve türbine giden buhar akışındaki azalmayla orantılı olarak ekstraksiyondaki basınç azaldığından, bu şema, ekstraksiyon için yukarı akış HPH'sinde gerçekleştirilen bir basınç rezervi oluşturur. HDPE grubu 3-5 rejeneratif ve 2-3 yardımcı ısıtıcıdan oluşur. Evaporatif tesisat (soğutma kulesi) varsa evaporatör kondansatörü HDPE arasına bağlanır.

Yalnızca elektrik üreten IES'lerin verimliliği düşüktür (%30-40), çünkü üretilen ısının büyük bir kısmı buhar kondenserleri, soğutma kuleleri aracılığıyla atmosfere boşaltılır ve baca gazları ve kondenser soğutma suyuyla birlikte kaybolur.

Enerji santrallerinin çeşitleri ve çeşitleri. Bir termik santralin teknolojik diyagramı Termik santrallerin çeşitli düzenlerini çizin

Merdiven ve sahanlık korkuluklarının yüksekliği hakkında bilinmesi gerekenler Merdiven korkuluklarının yüksekliği

Kendi ellerinizle yazlığınızda oluklu mukavvadan bir çit nasıl inşa edilir

İyot dezenfeksiyon tekniklerinin temelleri

Evde kendi ellerinizle tatar yayı nasıl yapılır

En iyi şeftali türlerinin ve çeşitlerinin incelenmesi ve açıklaması

Evin önünde çevre düzenlemesi: kendiniz ve misafirler için

Doğaçlama araç ve malzemelerden kendi ellerinizle oyun alanı nasıl yapılır