Основные принципы работы ТЭС
Основные принципы работы ТЭС
Реферат
по дисциплине «Введение в направление»
Выполнил
студент Михайлов Д.А.
Новосибирский
государственный технический университет
Новосибирск,
2008
Введение
Электрическая
станция – энергетическая установка, служащая для преобразования природной
энергии в электрическую. Тип электрической станции определяется прежде всего
видом природной энергии. Наибольшее распространение получили тепловые
электрические станции (ТЭС), на которых используется тепловая энергия,
выделяемая при сжигании органического топлива (уголь, нефть, газ и др.). На
тепловых электростанциях вырабатывается около 76% электроэнергии, производимой
на нашей планете. Это обусловлено наличием органического топлива почти во всех
районах нашей планеты; возможностью транспорта органического топлива с места
добычи на электростанцию, размещаемую близ потребителей энергии; техническим
прогрессом на тепловых электростанциях, обеспечивающим сооружение ТЭС большой
мощностью; возможностью использования отработавшего тепла рабочего тела и
отпуска потребителям, кроме электрической, также и тепловой энергии (с паром
или горячей водой) и т.п.[2] Тепловые электрические станции, предназначенные только
для производства электроэнергии, называют конденсационными электрическими
станциями (КЭС). Электростанции, предназначенные для комбинированной выработки
электрической энергии и отпуска пара, а также горячей воды тепловому
потребителю имеют паровые турбины с промежуточными отборами пара или с
противодавлением. На таких установках теплота отработавшего пара частично или
даже полностью используется для теплоснабжения, вследствие чего потери теплоты
с охлаждающей водой сокращаются. Однако доля энергии пара, преобразованная в
электрическую, при одних и тех же начальных параметрах на установках с
теплофикационными турбинами ниже, чем на установках с конденсационными
турбинами. Теплоэлектростанции, на которых отработавший пар наряду с выработкой
электроэнергии используется для теплоснабжения, называют теплоэлектроцентралями
(ТЭЦ).[3]
Основные принципы работы ТЭС
На
рис.1 представлена типичная тепловая схема конденсационной установки на
органическом топливе.
Рис.1
Принципиальная тепловая схема ТЭС
1
– паровой котёл; 2 – турбина; 3 – электрогенератор; 4 – конденсатор; 5 –
конденсатный насос; 6 – подогреватели низкого давления; 7 – деаэратор; 8 –
питательный насос; 9 – подогреватели высокого давления; 10 – дренажный насос.
Эту
схему называют схемой с промежуточным перегревом пара. Как известно из курса
термодинамики, тепловая экономичность такой схемы при одних и тех же начальных
и конечных параметрах и правильном выборе параметров промежуточного перегрева
выше, чем в схеме без промежуточного перегрева.
Рассмотрим
принципы работы ТЭС. Топливо и окислитель, которым обычно служит подогретый
воздух, непрерывно поступают в топку котла (1). В качестве топлива используется
уголь, торф, газ, горючие сланцы или мазут. Большинство ТЭС нашей страны
используют в качестве топлива угольную пыль. За счёт тепла, образующегося в
результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а
образовавшийся насыщенный пар поступает по паропроводу в паровую турбину (2).
Назначение которой превращать тепловую энергию пара в механическую энергию.
Все
движущиеся части турбины жёстко связаны с валом и вращаются вместе с ним. В
турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору следующим образом.
Пар высокого давления и температуры, имеющий большую внутреннюю энергию, из
котла поступает в сопла (каналы) турбины. Струя пара с высокой скоростью, чаще
выше звуковой, непрерывно вытекает из сопел и поступает на рабочие лопатки
турбины, укрепленные на диске, жёстко связанном с валом. При этом механическая
энергия потока пара превращается в механическую энергию ротора турбины, а
точнее говоря, в механическую энергию ротора турбогенератора, так как валы
турбины и электрического генератора (3) соединены между собой. В электрическом
генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
После
паровой турбины водяной пар, имея уже низкое давление и температуру, поступает
в конденсатор (4). Здесь пар с помощью охлаждающей воды, прокачиваемой по
расположенным внутри конденсатора трубкам, превращается в воду, которая
конденсатным насосом (5) через регенеративные подогреватели (6) подаётся в
деаэратор (7).
Деаэратор
служит для удаления из воды растворённых в ней газов; одновременно в нём, так
же как в регенеративных подогревателях, питательная вода подогревается паром,
отбираемым для этого из отбора турбины. Деаэрация проводится для того, чтобы
довести до допустимых значений содержание кислорода и углекислого газа в ней и
тем самым понизить скорость коррозии в трактах воды и пара.
Деаэрированная
вода питательным насосом (8) через подогреватели (9) подаётся в котельную
установку. Конденсат греющего пара, образующийся в подогревателях (9),
перепускается каскадно в деаэратор, а конденсат греющего пара подогревателей
(6) подаётся дренажным насосом (10) в линию, по которой протекает конденсат из
конденсатора (4).[1]
Наиболее
сложной в техническом плане является организация работы ТЭС на угле. Вместе с
тем доля таких электростанций в отечественной энергетике высока (~30%) и
планируется её увеличение.
Технологическая
схема такой электростанции, работающей на углях, показана на рис.2.
Рис.2
Технологическая схема пылеугольной ТЭС
1
– железнодорожные вагоны; 2 – разгрузочные устройства; 3 – склад; 4 – ленточные
транспортёры; 5 – дробильная установка; 6 – бункера сырого угля; 7 –
пылеугольные мельницы; 8 – сепаратор; 9 – циклон; 10 – бункер угольной пыли; 11
– питатели; 12 – мельничный вентилятор; 13 – топочная камера котла; 14 –
дутьевой вентилятор; 15 – золоуловители; 16 – дымососы; 17 – дымовая труба; 18
– подогреватели низкого давления; 19 – подогреватели высокого давления; 20 –
деаэратор; 21 – питательные насосы; 22 – турбина; 23 – конденсатор турбины; 24
– конденсатный насос; 25 – циркуляционные насосы; 26 – приемный колодец; 27 –
сбросной колодец; 28 – химический цех; 29 – сетевые подогреватели; 30 –
трубопровода; 31 – линия отвода конденсата; 32 – электрическое
распределительное устройство; 33 – багерные насосы.
Топливо
в железнодорожных вагонах (1) поступает к разгрузочным устройствам (2), откуда
с помощью ленточных транспортёров (4) направляется на склад (3), со склада
топливо подаётся в дробильную установку (5). Имеется возможность подавать
топливо в дробильную установку и непосредственно от разгрузочных устройств. Из
дробильной установки топливо поступает в бункера сырого угля (6), а оттуда
через питатели – в пылеугольные мельницы (7). Угольная пыль пневматически
транспортируется через сепаратор (8) и циклон (9) в бункер угольной пыли (10),
а оттуда питателями (11) к горелкам. Воздух из циклона засасывается мельничным
вентилятором (12) и подаётся в топочную камеру котла (13).
Газы,
образующиеся при горении в топочной камере, после выхода из неё проходят
последовательно газоходы котельной установки, где в пароперегревателе
(первичном и вторичном, если осуществляется цикл с промежуточным перегревом
пара) и водяном экономайзере отдают теплоту рабочему телу, а в
воздухоподогревателе – подаваемому в паровой котёл воздуху. Затем в
золоуловителях (15) газы очищаются от летучей золы и через дымовую трубу (17)
дымососами (16)выбрасываются в атмосферу.
Шлак
и зола, выпадающие под топочной камерой, воздухоподогревателем и
золоуловителями, смываются водой и по каналам поступают к багерным насосам
(33), которые перекачивают их на золоотвалы.
Воздух,
необходимый для горения, подаётся в воздухоподогреватели парового котла
дутьевым вентилятором (14). Забирается воздух обычно из верхней части котельной
и (при паровых котлах большой производительности) снаружи котельного отделения.
Перегретый
пар от парового котла (13) поступает к турбине (22).
Конденсат
из конденсатора турбины (23) подаётся конденсатными насосами (24) через
регенеративные подогреватели низкого давления (18) в деаэратор (20), а оттуда
питательными насосами (21) через подогреватели высокого давления (19) в
экономайзер котла.
Потери
пара и конденсата восполняются в данной схеме химически обессоленной водой,
которая подаётся в линию конденсата за конденсатором турбины.
Охлаждающая
вода подаётся в конденсатор из приемного колодца (26) водоснабжения
циркуляционными насосами (25). Подогретая вода сбрасывается в сбросной колодец
(27) того же источника на некотором расстоянии от места забора, достаточном для
того, чтобы подогретая вода не подмешивалась к забираемой. Устройства для
химической обработки добавочной воды находятся в химическом цехе (28).
В
схемах может быть предусмотрена небольшая сетевая подогревательная установка
для теплофикации электростанции и прилегающего посёлка. К сетевым
подогревателям (29) этой установки пар поступает от отборов турбины, конденсат
отводится по линии (31). Сетевая вода подводится к подогревателю и отводится от
него по трубопроводам (30).
Выработанная
электрическая энергия отводится от электрического генератора к внешним
потребителям через повышающие электрические трансформаторы.
Для
снабжения электроэнергией электродвигателей, осветительных устройств и приборов
электростанции имеется электрическое распределительное устройство собственных
нужд (32).[1]
Заключение
В
реферате представлены основные принципы работы ТЭС. Рассмотрена тепловая схема
электростанции на примере работы конденсационной электрической станции, а так
же технологическая схема на примере электростанции работающей на углях.
Показаны технологические принципы производства электрической энергии и теплоты.
Список литературы
Стерман
Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: Учебник для вузов / Л.С.
Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 416 с.
Рыжкин
В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под ред. В.Я.
Гиршфельда. – М: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.
Елизаров
Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций: Учебник для вузов / Д.П.
Елизаров. – М.: Энергоиздат, 1982. – 264 с.
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://referat.ru
|
