Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Филиал ФГБО ВПО (НИУ) «Южно-Уральский государственный университет» в г. Усть-Катаве

Кафедра «Электроэнергетика и электротехника»

РЕФЕРАТ

По дисциплине « Основы современной энергетики »

На тему « Тепловые схемы ТЭС »

Выполнил: студент группы 123

Закиров В.Г.

Проверил: преподаватель

Константинов В.Д.

г. Усть - Катав

2014 г.

Оглавление

• Введение
• 1. Составление тепловой схемы электростанции
• 1.1 Основные элементы и условные обозначения
• 2. Примеры тепловых схем
• Заключение
• Список литературы


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. 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).

Принципиальная тепловая схема является одной из основных схем электростанции. Такая схема дает представление о типе электростанции и принципе ее работы, раскрывая суть технологического процесса выработки энергии, а также характеризует техническую оснащенность и тепловую экономичность станции. Она необходима для расчета теплового и энергетического балансов установки.

тепловой электростанция турбина регенерация

При составлении принципиальной тепловой схемы в первую очередь решаются вопросы выбора типа, мощности и начальных параметров (давления и температуры свежего пара).

Тип энергетической установки определяется характером потребителей, видом отпускаемой энергии (электрической, тепловой или той и другой), требуемой мощностью, местом строительства и т.д.

Однотипное оборудование на схеме отображается один раз и даются связи, лишь определяющие последовательность технологического процесса рабочего тела. Арматура на принципиальной схеме не указывается, за исключением важной для технологического процесса.

Начальные параметры рабочего тела выбираются с учетом стоимости топлива в районе строительства, наличия и надежности оборудования. Единичная мощность устанавливаемых агрегатов определяется технико-экономическими соображениями, требованиями надежности энергосистемы и наличием оборудования. Более мощные агрегаты экономически выгоднее, но с их вводом требуется больший резерв в системах энергоснабжения и снижается устойчивость последних при аварийных отключениях.

Переходя к деталям составления тепловой схемы, следует обратить внимание на ряд существенных вопросов, связанных в основном с технико-экономическим анализом. К ним относятся: выбор системы регенерации, числа отборов и температуры питательной воды. Все это определяется мощностью установки, начальными параметрами рабочего тела и стоимостью топлива.

Важным вопросом при составлении тепловой схемы является выбор способа подготовки добавочной воды. Этот вопрос решается с учетом типа котлов, начальных параметров и качества исходной воды.

Составляя тепловую схему ТЭС необходимо выбирать способ привода питательных насосов - электрический или от паровой турбины. Паротурбинный привод применяется на установках мощностью 300 МВт и выше. Преимуществом турбопривода является экономичное регулирование производительности насоса в широком диапазоне нагрузок, экономия электроэнергии на собственные нужды. Однако приходится решать задачу использования отработавшего пара приводной турбины.

1.1 Основные элементы и условные обозначения

2. Примеры тепловых схем

Рассмотрим принципиальную тепловую схему турбоустановки Т-50/60-130-6

Теплофикационная паровая турбина Т-50/60-130-6 предназначена для привода электрического генератора и имеет два теплофикационных отбора для отпуска тепла на отопление.

Рис.1 тепловая схема турбины Т-50/60-130-6

Последовательность технологического процесса рабочего тела заключается в следующем: пар, сгенерированный в котле, по паропроводам направляется в цилиндр высокого давления турбины, отработав на всех ступенях ЦВД поступает в ЦНД после чего поступает в конденсатор. В конденсаторе отработавший пар конденсируется за счет тепла отданного охлаждающей воде, которая имеет свой циркуляционный контур (цирк. вода), далее, при помощи конденсатных насосов, основной конденсат направляется в систему регенерации.

В эту систему входят 4 ПНД, 3 ПВД и деаэратор. Система регенерации предназначена для подогрева питательной воды на входе в котел до определенной температуры. Эта температура имеет фиксированное значение и указывается в паспорте турбины.

Подогреватели представляют собой поверхностные теплообменники, вода в них подогревается за счет тепла пара, отобранного из турбины. На данной схеме показаны 7 отборов, два из которых являются также и теплофикационными, т.е. предназначены для подогрева сетевой воды. Дренажи с подогревателей сбрасываются либо в предыдущий подогреватель, либо с помощью дренажных насосов в точку смешения. После того как основной конденсат прошел 4 ПНД, он попадает в деаэратор. Основное значение которого заключается не в том чтобы подогреть воду, а в том чтобы очистить ее от кислорода, который вызывает коррозию металлов трубопроводов, экранных труб, труб пароперегревателей и другого оборудования. При этом для того чтобы процесс деаэрации в принципе происходил в деаэраторах должна поддерживаться температура насыщения. Деаэраторы делятся на вакуумные, атмосферные, и с давлением выше атмосферного. Поэтому при расчете схемы важно правильно выбрать деаэратор и количество подогревателей, ведь температура питательной воды имеет строго определенное значение.

Основной конденсат, прошедший 4 ПНД и процесс очистки от агрессивных газов, направляется на питательные насосы, которые создают необходимое давление, и направляется в группу ПВД, состоящую из трех подогревателей. Вода имеющая строго определенные параметры и удовлетворяющая нормам химического контроля называется питательной водой и направляется в котел.

Рис2 Схема турбоустановки К-300-240-3

Турбина К-300-240-3 состоит из трех цилиндров(ЦВД+ЦСД+ЦНД) и предназначена непосредственно для привода электрического генератора, т.е только для выработки электрической энергии. Принципиальными отличиями данной схемы от первой является отсутствие сетевой установки (на рис.1 обозначено ПС-1 и ПС-2), а также наличие промежуточного перегрева пара после ЦВД и использование питательного насоса с турбоприводом, что характерно для агрегатов мощностью от 300 МВт и более. Бустерный насос предназначен для создания необходимого напора на всасе питательного насоса. В первой схеме (Т-50/60-130-6) такой насос не требуется, потому что необходимый напор создается за счет давления водяного столба, для этого деаэратор устанавливают выше, чем питательный насос.

В случае с турбиной К-300-240-3 этого сделать нельзя, потому что деаэратор придется устанавливать слишком высоко, поэтому, проще поставить подпорный насос.

Данная схема имеет более развитую систему регенерации, чем схема №1, потому что ПНД-4 снабжен охладителем пара, а ПНД-3 охладителем дренажа. ХОВ предназначена для подпитки котла, т.е. для возобновления потерь рабочего тела в ходе технологического процесса. Промежуточный перегрев пара способствует повышению степени сухости пара, это необходимо для того, чтобы избежать преждевременного износа лопаток из-за частиц влаги, движущихся с большой скоростью. Кроме того, промежуточный перегрев в некоторых случаях способствует повышению к.п.д. установки.

Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (сокращенно ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль, и для выработки 1 кВт/ч электроэнергии затрачивается всего несколько сот граммов угля. В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару, после чего кинетическая энергия его струи передается ротору турбины. Вал турбины жестко соединен с валом генератора. Современные паровые турбины для ТЭС - весьма совершенные, быстроходные, высокоэкономичные машины с большим ресурсом работы. Их мощность в одновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не является пределом. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, то есть обычно имеют несколько десятков дисков с рабочими лопатками и такое же количество - перед каждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру почти до 550 °С и давление - до 25 МПа. Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%.

Тепловая электрическая станция (рисунок общего вида) 1 - электрический генератор; 2 - паровая турбина; 3 - пульт управления; 4 - деаэратор; 5 и 6 - бункеры; 7 - сепаратор; 8 - циклон; 9 - котел; 10 - поверхность нагрева (теплообменник); 11 - дымовая труба; 12 - дробильное помещение; 13 - склад резервного топлива; 14 - вагон; 15 - разгрузочное устройство; 16 - конвейер; 17 - дымосос; 18 - канал; 19 - золоуловитель; 20 - вентилятор; 21 - топка; 22 - мельница; 23 - насосная станция; 24 - источник воды; 25 - циркуляционный насос; 26 - регенеративный подогреватель высокого давления; 27 - питательный насос; 28 - конденсатор; 29 - установка химической очистки воды; 30 - повышающий трансформатор; 31 - регенеративный подогреватель низкого давления; 32 - конденсатный насос.

Заключение

Составление и расчет принципиальной тепловой схемы ТЭС является одной из самых основных и ответственных задач при проектировании станции. От выбора тепловой схемы зависит тип необходимого основного и вспомогательного оборудования, надежность, экономичность станции и т.д.

В энергетике существует большое разнообразие тепловых схем ТЭС. В реферате представлено лишь две из них. Одна характеризует работу ТЭЦ, а другая - КЭС.

Список литературы

1) 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.

2) Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под ред. В.Я. Гиршфельда. - М: Энергоатомиздат, 1987. - 328 с.

3) Д. П. Елизаров «Тепло-энергетические установки электростанции» М. Энергоиздат 1982

4) Е.А. Бойко «Паротурбинные энергетические установки ТЭС»

Размещено на Allbest.ru