Большая энциклопедия нефти и газа. Характерные особенности конденсационных электрических станции

Чтобы газ лучше горел, в котлах установлены тягодутьевые механизмы. В котел подается воздух, который служит окислителем в процессе сгорания газа. Для снижения уровня шума механизмы снабжены шумоглушителями. Образовавшиеся при горении топлива дымовые газы отводятся в дымовую трубу и рассеиваются в атмосфере.

Раскаленный газ устремляется по газоходу и нагревает воду, проходящую по специальным трубкам котла. При нагревании вода превращается в перегретый пар, который поступает в паровую турбину. Пар поступает внутрь турбины и начинает вращать лопатки турбины, которые связаны с ротором генератора. Энергия пара превращается в механическую энергию. В генераторе механическая энергия переходит в электрическую, ротор продолжает вращаться, создавая в обмотках статора переменный электрический ток.

Через повышающий трансформатор и понижающую трансформаторную подстанцию электроэнергия по линиям электропередач поступает потребителям. Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор, где превращается в воду и возвращается в котел. На ТЭЦ вода движется по кругу. Градирни предназначены для охлаждения воды. На ТЭЦ используются вентиляторные и башенные градирни. Вода в градирнях охлаждается атмосферным воздухом. В результате выделяется пар, который мы и видим над градирней в виде облаков. Вода в градирнях под напором поднимается вверх и водопадом падает вниз в аванкамеру, откуда поступает обратно на ТЭЦ. Для снижения капельного уноса градирни оснащены водоуловителями.

Водоснабжение осуществляется от Москвы-реки. В здании химводоочистки вода очищается от механических примесей и поступает на группы фильтров. На одних она подготавливается до уровня очищенной воды для подпитки теплосети, на других - до уровня обессоленной воды и идет на подпитку энергоблоков.

Цикл, используемый для горячего водоснабжения и теплофикации, также замкнутый. Часть пара из паровой турбины направляется в водонагреватели. Далее горячая вода направляется в тепловые пункты, где происходит теплообмен с водой, поступающей из домов.

Высококлассные специалисты « Мосэнерго» круглосуточно поддерживают процесс производства, обеспечивая огромный мегаполис электроэнергией и теплом.

Как работает парогазовый энергоблок

Тепловые электростанции могут быть с паровыми и газовыми турбинами, с двигателями внутреннего сгорания. Наиболее распространены тепловые станции с паровыми турбинами, которые в свою очередь подразделяются на: конденсационные (КЭС) — весь пар в которых, за исключением небольших отборов для подогрева питательной воды, используется для вращения турбины, выработки электрической энергии;теплофикационные электростанции - теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), являющиеся источником питания потребителей электрической и тепловой энергии и располагающиеся в районе их потребления.

Конденсационные электростанции

Конденсационные электростанции часто называют государственными районными электрическими станциями (ГРЭС). КЭС в основном располагаются вблизи районов добычи топлива или водоемов, используемых для охлаждения и конденсации пара, отработавшего в турбинах.

Характерные особенности конденсационных электрических станции

1. в большинстве своем значительная удаленность от потребителей электрической энергии, что обуславливает необходимость передавать электроэнергию в основном на напряжениях 110-750 кВ;
2. блочный принцип построения станции, обеспечивающий значительные технико-экономические преимущества, заключающиеся в увеличении надежности работы и облегчении эксплуатации, в снижении объема строительных и монтажных работ.
3. Механизмы и установки, обеспечивающие нормальное функционирование станции, составляют систему ее .

КЭС могут работать на твердом (уголь, торф), жидком (мазут, нефть) топливе или газе.

Топливоподача и приготовление твердого топлива заключается в транспортировке его из складов в систему топливоприготовления. В этой системе топливо доводится до пылевидного состояния с целью дальнейшего вдувания его к горелкам топки котла. Для поддержания процесса горения специальным вентилятором в топку нагнетается воздух, подогретый отходящими газами, которые отсасываются из топки дымососом.

Жидкое топливо подается к горелкам непосредственно со склада в подогретом виде специальными насосами.

Подготовка газового топлива состоит в основном в регулировании давления газа перед сжиганием. Газ от месторождения или хранилища транспортируется по газопроводу к газораспределительному пункту (ГРП) станции. На ГРП осуществляется распределение газа и регулирование его параметров.

Процессы в пароводяном контуре

Основной пароводяного контур осуществляет следующие процессы:

1. Горение топлива в топке сопровождается выделением тепла, которое нагревает воду, протекающую в трубах котла.
2. Вода превращается в пар с давлением 13…25 МПа при температуре 540..560 °С.
3. Пар, полученный в котле, подается в турбину, где совершает механическую работу - вращает вал турбины. Вследствие этого вращается и ротор генератора, находящийся на общем с турбиной валу.
4. Отработанный в турбине пар с давлением 0,003…0,005 МПа при температуре 120…140°С поступаетв конденсатор, где превращается в воду, которая откачивается в деаэратор.
5. В деаэраторе происходит удаление растворенных газов, и прежде всего кислорода, опасного ввиду своей коррозийной активности.Система циркуляционного водоснабжения обеспечивает охлаждение пара в конденсаторе водой из внешнего источника (водоема, реки, артезианской скважины). Охлажденная вода, имеющая на выходе из конденсатора температуру, не превышающую 25…36 °С, сбрасывается в систему водоснабжения.

Интересное видео о работе ТЭЦ можно посмотреть ниже:

Для компенсации потерь пара в основную пароводяную систему насосом подается подпиточная вода, предварительно прошедшая химическую очистку.

Следует отметить, что для нормальной работы пароводяных установок, особенно со сверх критическими параметрами пара, важное значение имеет качество воды, подаваемой в котел, поэтому турбинный конденсат пропускается через систему фильтров обессоливания. Система водоподготовки предназначена для очистки подпиточной и конденсатной воды, удаления из нее растворенных газов.

На станциях, использующих твердое топливо, продукты сгорания в виде шлака и золы удаляются из топки котлов специальной системой шлака- и золоудаления, оборудованной специальными насосами.

При сжигании газа и мазута такой системы не требуется.

На КЭС имеют место значительные потери энергии. Особенно велики потери тепла в конденсаторе (до 40..50 % общего количества тепла, выделяемого в топке), а также с отходящими газами (до 10 %). Коэффициент полезного действия современных КЭС с высокими параметрами давления и температуры пара достигает 42 %.

Электрическая часть КЭС представляет совокупность основного электрооборудования (генераторов, ) и электрооборудования собственных нужд, в том числе сборных шин, коммутационной и другой аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.

Генераторы станции соединяются в блоки с повышающими трансформаторами без каких-либо аппаратов между ними.

В связи с этим на КЭС не сооружается распределительное устройство генераторного напряжения.

Распределительные устройства на 110-750 кВ в зависимости от количества присоединений, напряжения, передаваемой мощности и требуемого уровня надежности выполняются по типовым схемам электрических соединений. Поперечные связи между блоками имеют место только в распределительных устройствах высшего или в энергосистеме, а также по топливу, воде и пару.

В связи с этим каждый энергоблок можно рассматривать как отдельную автономную станцию.

Для обеспечения электроэнергией собственных нужд станции выполняются отпайки от генераторов каждого блока. Для питания мощных электродвигателей (200 кВт и более) используется генераторное напряжение, для питания двигателей меньшей мощности и осветительных установок - система 380/220 В. Электрические схемы собственных нужд станции могут быть различными.

Ещё одно интересное видео о работе ТЭЦ изнутри:

Теплоэлектроцентрали

Теплоэлектроцентрали, являясь источниками комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, имеют значительно больший, чем КЭС, (до 75 %). Это объясняется тем. что часть отработавшего в турбинах пара используется для нужд промышленного производства (технологии), отопления, горячего водоснабжения.

Этот пар или непосредственно поступает для производственных и бытовых нужд или частично используется для предварительного подогрева воды в специальных бойлерах (подогревателях), из которых вода через теплофикационную сеть направляется потребителям тепловой энергии.

Основное отличие технологии производства энергии на в сравнении с КЭС состоит в специфике пароводяного контура. Обеспечивающего промежуточные отборы пара турбины, а также в способе выдачи энергии, в соответствии с которым основная часть ее распределяется на генераторном напряжении через генераторное распределительное устройство (ГРУ).

Связь с другими станциями энергосистемы выполняется на повышенном напряжении через повышающие трансформаторы. При ремонте или аварийном отключении одного генератора недостающая мощность может быть передана из энергосистемы через эти же трансформаторы.

Для увеличения надежности работы ТЭЦ предусматривается секционирование сборных шин.

Так, при аварии на шинах и последующем ремонте одной из секций вторая секция остается в работе и обеспечивает питание потребителей по оставшимся под напряжениям линиям.

По таким схемам сооружаются промышленные с генераторами до 60 мВт, предназначенные для питания местной нагрузки в радиусе 10 км.

На крупных современных применяются генераторы мощностью до 250 мВт при общей мощности станции 500-2500 мВт.

Такие сооружаются вне черты города и электроэнергия передается на напряжении 35-220 кВ, ГРУ не предусматривается, все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. При необходимости обеспечить питание небольшой местной нагрузки вблизи блочной предусматриваются отпайки от блоков между генератором и трансформатором. Возможны и комбинированные схемы станции, при которых на имеется ГРУ и несколько генераторов соединены по блочным схемам.

К атегория: Водяное отопление

Бойлерные

Бойлерами называют теплообменные аппараты, в которых происходит нагрев воды другим теплоносителем- водой с более высокой температурой по сравнению с нагреваемой или паром. В соответствии с этим бойлеры подразделяются на водоводяные и пароводяные. В зависимости от конструкции пароводяные бойлеры в свою очередь подразделяются на емкие и скоростные.

Бойлерные установки применяют для нагрева воды в системах горячего водоснабжения до температуры +65 °С и нагрева воды, циркулирующей в системах водяного отопления, до температуры +95 °С.

Емкие бойлеры применяются в небольших системах горячего водоснабжения с неравномерным потреблением горячей воды. Скоростные бойлеры могут применяться во всех остальных случаях, в том числе в периоды «пик», и тогда при неравномерном водопотреблении в схему включают баки-аккумуляторы, накапливающие горячую воду при малом водопотреблении и отдающие воду при потреблении, превосходящем расчетную производительность бойлерной установки. Схемы, при которых применяются бойлерные установки, приведены в соответствующих разделах книги.

Емкие бойлеры имеют малое гидравлическое сопротивление по ходу нагреваемой воды, поэтому они могут работать под давлением городского водопровода, подключаемого к нижней части корпуса. В скоростных бойлерах, имеющих значительное гидравлическое сопротивление, движение нагреваемой воды осуществляется за счет работы центробежных насосов.

В зависимости от потребной теплопроизводительно-сти обычно устанавливают несколько бойлеров, работающих параллельно на общую сеть. В мелких неответственных системах горячего водоснабжения допускается установка одного бойлера. В системах центрального отопления устанавливают три бойлера: два рабочих и один - резервный.

Все бойлеры обеспечиваются запорными устройствами, позволяющими отключать их как по греющему, так и по нагреваемому теплоносителю. Для предохранения от разрушения давлением воды или пара бойлеры снабжают предохранительными клапанами, устанавливаемыми непосредственно на его корпусе или на трубопроводе нагреваемой воды между корпусом и задвижкой. Контроль за действием бойлеров осуществляется при помощи термометров и манометров, устанавливаемых на них.

В скоростных пароводяных бойлерах пар подается сверху в межтрубное пространство, а конденсат отводится через нижний штуцер. В емких бойлерах пар подводится в верхний штуцер змеевика, а конденсат отводится через нижний штуцер. У каждого бфйлера устанавливают конденсатоотводчик, обеспечивающий полную конденсацию пара в бойлере. В тех случаях, когда конденсат самотеком стекает в котел, коденсатоотводчик не устанавливают.

Конденсат после отводчиков обычно поступает в общий конденсатопровод, прокладываемый с уклоном к конденсационному баку, куда он и стекает самотеком. Однако возможна работа конденсатоотводчиков и с противодавлением. В этом случае конденсатоотводчик подбирают в зависимости от величины противодавления, т. е. высоты столба воды, на которую она должна подниматься после него. Обычно эта высота не должна превышать 40% величины давления в трубопроводе перед прибором, у которого установлен конденсато-отводчик. Эту величину выражают в метрах водяного столба.

Рис. 1. Установка водоводяного бойлера: а - на стойке; 6 - на стеие

После конденсатоотводчика, работающего с противодавлением, устанавливают обратный клапан, обеспечивающий невозможность выхода конденсата из конден-сатопровода через конденсатоотводчик даже в случае понижения давления в нем.

В водоводяных бойлерах греющая вода при установке их в системах отопления проходит по трубам, а в системах горячего водоснабжения - в межтрубном пространстве.

Общие трубопроводы для группы бойлеров прокладывают по тем же правилам, что и для котельных установок, т. е. также принимают меры по удалению воздуха путем* соблюдения уклонов паропроводов и кон-денсатопроводов, спуска воды и заполнения системы, установки грязевиков, изоляции и т. д.

Бойлеры могут устанавливаться на подставках и различного рода кронштейнах (рис. 1). Между ними должен оставаться зазор, необходимый для монтажа и производства изоляционных работ. При групповой установке бойлеров их размещают попарно, обеспечивая проход не менее 700 мм между каждой парой для работы обслуживающего персонала. Перед каждым бойлером должно быть свободное расстояние, позволяющее при ремонте вынимать из его корпуса змеевик или трубки без снятия бойлера с места.

Материалы статьи содержат чертеж принципиальной схемы тепловой электростанции с паровыми котлами и турбинами,схема включает ренеративную систему, система сетевой воды и технического водоснабжения.

Условные обозначения

• БА ГВС (баки-аккумуляторы ГВС) – для сглаживания неравномерности расхода подпиточной воды.
• БГВС (ПГВС) (бойлер, подогреватель горячего водоснабжения) – для подогрева подпиточной (осветлённой) воды.
• БЗК (бак запаса конденсата) – для запаса обессоленной воды и сглаживания неравномерности в потреблении обессоленной воды.
• БНТ (бак нижних точек) – бак для организованного сбора протечек обессоленной воды в турбинном отделении КТЦ.
• БУ (бойлерная установка) – группа ОБ.
• Водо-водяные теплообменники – для подогрева осветлённой воды.
• Г – генератор
• Дренажный бак – для сбора дренажей оборудования ТЭЦ.
• Дренажный насос – для перекачки воды из дренажных баков в схему ТЭЦ.
• ЗПН (зимний подпиточный насос) – для подачи подпиточной воды в обратные магистрали теплосети.
• К – котёл
• КН (конденсатный насос) – для откачки конденсата из теплообменных аппаратов.
• Конденсатор – для конденсации обработанного в турбине пара.
• ЛПН (летний подпиточный насос) - для подачи подпиточной воды при работе по однотрубной схеме теплосети (летний период).
• НБЗК (насос БЗК) – для перекачки обессоленной воды в схему ТЭЦ.
• НБНТ (насос баков нижних точек) – для перекачки воды из БНТ в схему ТЭЦ.
• НОВ ГВС – для перекачки воды после мехфильтров ХЦ в схему ТО КТЦ).
• НППВ (насос перекачки питательной воды) – для возврата конденсата с I очереди в деаэраторы II оч.
• НСВ ГВС (насос сырой воды ГВС) – для подачи циркуляционной воды в схему подготовки подпиточной во-ды.
• ОБ (основной бойлер) – для подогрева сетевой воды на I очереди.
• ПВД (подогреватель высокого давления) – для подогрева питательной воды паром нерегулируемых отборов турбины.
• ПВК (пиковый водогрейный котёл) для подогрева сетевой воды
• Перекачивающий насос – для перекачки обессоленной воды из деаэраторов 1,2 ата I очереди в деаэраторы 6 ата.
• ПНД (подогреватель низкого давления) – для подогрева основного конденсата паром нерегулируемых отборов турбины.
• ПОВ (подогреватель обессоленной воды) – для подогрева обессоленной воды.
• Подпорный насос – для подачи сетевой воды через СПГ на всас СН II очереди.
• ПСВ (подогреватель сырой воды) – для подогрева сырой воды подаваемой на обессоливающую установку ХЦ.
• ПЭН (питательный электронасос) – предназначен для обеспечения котлов питательной водой.
• РД (регулятор давления) – для поддержания заданного значения давления.
• РОУ (редукционная охладительная установка) – для снижения параметров пара по давлению и температуре.
• Сливной насос – для перекачки конденсата греющего пара из ПНД в линию основного конденсата турбины.
• СН (сетевой насос) – для подачи сетевой воды в город.
• СПГ (сетевой подогреватель горизонтальный) – для подогрева сетевой воды на II очереди.
• ТГ – турбогенератор
• Эжектор – для удаления неконденсирующихся газов из теплообменных аппаратов.

Котлоагрегаты

На ТЭЦ установлено 6 котлов, отличающиеся конструктивно, по производительности, температуре и давлению пара.

Все котлы барабанные с естественной циркуляцией, П-образной компоновки (К-1,2 двухбарабанные), работают на 2-х видах топлива: газ - мазут. Количество горелок: К-1,2 – 4 газовых горелки + 4 мазутных форсунки; К-3 – 2 газовых горелки + 2 мазутных форсунки; К-4,5,6 – 8 газовых горелок + 8 мазутных форсунок. На котлах 1 очереди имеется стеклянный регенеративный воздухоподогреватель. Для поддержания горения на котлах установлено по 2 дутьевых вентилятора (ДВ), дымовые газы удаляются дымососами (Д). Для уменьшения в отработанных газах содержания NO Х, а также режима горения при работе на мазуте, на котлах установлены дымососы рециркуляции дымовых газов (ВГД, ДРГ).

Схема подготовки подпиточной воды ГВС

В целях увеличения тепловой мощности ТЭЦ и для использования тепла конденсаторов ТГ – 1,2 работающих по тепловому графику (с закрытыми диафрагмами, включёнными бойлерами) на подогрев воды, идущей на всас НСВ ГВС № 1,2,3.4 2 оч, используется следующая схема.

Циркуляционная вода поступает в конденсаторы ТГ – 1,2 подключенных последовательно, где происходит её нагрев до 10-15°С.далее из сливных водоводов левой и правой половин конденсатора ТГ – 2 вода через две задвижки Ду 500 мм (№ 708/III, 711/III) направляется в трубопровод Ду 700 мм (смонтированный вдоль машзала –на I оч. по ряду «Д», на II оч. по ряду «А») и через задвижку Ду 600 мм (№ 1342) попадает на всас НСВ ГВС – 1,2,3,4 и далее через встроенные пучки конденсаторов ТГ – 3,4, где происходит её дальнейший нагрев (максимально до 40°С) на механические фильтры ХЦ.

(Visited 29 455 times, 13 visits today)

При использовании в качестве греющей рабочей среды горячей воды ее берут из бойлерных установок, а из пластинчатого аппарата возвращают на повторный подогрев.  

Пар из регенеративных отборов турбины может быть подан также на - испарительную и бойлерную установки, на калориферы перед воздухоподогревателем котельного агрегата и на другие нужды.  

Конденсатные насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные насосы бойлерных установок. Они предназначены для перекачивания конденсата и дренажа при температуре до 393 К.  

Конденсатные насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные насосы бойлерных установок. Они предназначены для перекачивания конденсата с температурой до 50 С и дренажа при температуре до 120 С.  

В течение одиннадцатой пятилетки предусмотрено полностью перевести жилые поселки всех действующих АЭС на теплоснабжение от бойлерных установок электростанций и прекратить расходование органического топлива для этих целей. Кроме того, в тех случаях, когда имеются достаточно концентрированные тепловые нагрузки на (приемлемом расстоянии, предусматривается полное или частичное (в пределах возможностей АЭС) снабжение этих потребителей тепловой энергией от АЭС. В частности, намечается подача тепловой энергии от Ростовской АЭС в г. Волгодонск и на завод Атоммаш, а также от Балаковской АЭС в г. Балаково и предприятия, в нем расположенные.  

В целях максимальной экономии конденсата отопление вновь вводимых в эксплуатацию цехов рекомендуется организовывать водяным от их центральной бойлерной установки, находящейся непосредственно в котельной.  

При обогреве цеховых и межцеховых технологических трубопроводов протяженностью до 500 м горячей водой от ТЭЦ или от специальных бойлерных установок диаметры обогревающих спутников могут приниматься в зависимости от условного диаметра обогреваемого трубопровода. При паровом обогреве трубопроводов протяженностью до 250 м диаметры обогревающих спутников и их число принимают по специальным нормам. Обогревающие спутники трубопроводов большой протяженности должны разбиваться на участки с отдельным подводом и отводом греющей среды.  

Группа теплосилового оборудования осуществляет технический надзор за соблюдением службами отдела и цехами завода правил технической эксплуатации котельных, бойлерных установок, водонасосных и компрессорных установок, азотно-кислородных, ацетиленовых, газогенераторных станций, сосудов, работающих под давлением, промышленных печей, работающих на жидком, газообразном и твердом топливе, и мазутохранилищ. Участвует в составлении планов ППР, ведет проектирование новых установок и модернизацию существующего теплосилового оборудования, организует обследование и наладку оборудования с целью увеличения их производительности.  

При обогреве цеховых и межцеховых технологических трубопроводов протяженностью до 500 м - горячей водой от ТЭЦ или от специальных бойлерных установок диаметры обогревающих спутников могут приниматься в зависимости от условного диаметра обогреваемого трубопровода. При паровом обогреве трубопроводов протяженностью до 250 м диаметры обогревающих спутников и их число принимают по специальным нормам. Обогревающие спутники трубопроводов большой протяженности должны разбиваться на участки с отдельным подводом и отводом греющей среды.  

Тупиковая система подачи воды с предварительным прогревом варочной камеры экономически более выгодна, так как циркуляционная система требует увеличения мощности бойлерной установки в соответствии с кратностью циркуляции и дает более повышенный расход пара. Тупиковая система подачи перегретой воды намного проще и дешевле циркуляционной, потери перегретой воды будут примерно в 2 раза меньше, чем при циркуляционной.  

Монтаж внутреннего санитарно-технического оборудования гражданских и промышленных зданий, как и монтаж громоздкого и тяжелого оборудования (например, котельных агрегатов, бойлерных установок и др.), целесообразно выполнять одновременно с процессами возведения основных конструкций здания. Совмещенный метод монтажа санитарно-технического оборудования является прогрессивным, так как обеспечивает сокращение общего срока строительства, открывает возможность полнее использовать грузоподъемное оборудование, имеющееся на строительной площадке.  

При отпуске тепла для отопления и вентиляции потеря конденсата вне станции может быть сведена к нулю применением типовой схемы водяного отопления и бойлерной установки (гл. Отпуск технологического пара сопровождается обычно значительной потерей конденсата вне станции. При этом конденсат иногда теряется для станции полностью.