|
|
1 Классификация электрических станций
20)РЕАКТИВНЫЕ ТУРБИНЫ
Реактивными называются турбины, у которых располагаемый теплоперепад преобразуется в кинетическую энергию потока не только в соплах, но и на рабочих лопатках. При Q = 0 (чисто активная ступень) весь располагаемый теплоперепад, а следовательно, и перепад давлений срабатывается в сопловом аппарате, превращаясь в скоростной напор. При Q=l (чисто реактивная ступень) весь располагаемый теплоперепад срабатывался бы на рабочих лопатках. Современные мощные турбины выполняют многоступенчатыми с определенной степенью реактивности, чаще и на рабочих лопатках. Ступень срабатывает лишь часть общего перепада давления на турбине, и при большом их числе разность давлений в отдельной ступени получается небольшой, а скоро сти потока — умеренными. При степени реактивности и = 0,5 сопловые и рабочие лопатки имеют одинаковую форму 21. Тепловой баланс парового котла
Тепловой баланс парового котла заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат при сжигании топлива количеством теплоты, называемым располагаемой теплотой, Q* и суммой использованной теплоты Q] и тепловых потерь. На основе теплового баланса находят КПД и расход топлива.
При установившемся режиме работы агрегата тепловой баланс для 1 кг или 1 м3 сжигаемого топлива записывается как
 где бр - располагаемая теплота, приходящаяся на 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м3 газообразного топлива, здесь и далее кДж/кг или кДж/м3; б, - использованная теплота; б2
потери теплоты с уходящими из агрегата газами; б3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива; б4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания; б5 - потери теплоты в окружающую среду через внешнее ограждение котла; б6 - потери теплоты с физической теплотой шлака
Располагаемая теплота включает все виды теплоты, внесенной в топку вместе с топливом:
 где бфт- физическая теплота топлива, включая полученную при подсушке и подогреве; QUBH- теплота воздуха, полученная им при подогреве вне котла; бф - теплота, вносимая в топку с распыливающим форсуночным паром.
22)Тепловые конденсационные электрические станции
Конденсационными электрическими станциями (КЭС) называются тепловые электрические станции, предназначенные только для производства электроэнергии. Главной особенностью конденсационных электрических станций является то, что в них обеспечиваются условия максимально полного преобразования энергии пара, выработанного в котле, путем максимально возможного расширения его в рабочих цилиндрах турбины в механическую энергию вращения ротора турбогенератора, а затем и в электрическую энергию
23)Теплоэлектроцентрали
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) - разновидность тепловой электростанции (ТЭС), которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения
В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами
Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара
Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты
На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС
24)Термодинамический цикл паротурбинных электростанций
Паротурбинная установка является основой современных тепловых и атомных электростанций. Рабочим телом в таких установках является пар какой-либо жидкости (водяной пар). Основным циклом в паротурбинной установке является циклРенкина
Принципиальная схема ПТУ показана на рис.7.1 и процесс получения работы происходит в следующим образом. В паровом котле (1) и в перегревателе (2) теплота горения топлива передается воде. Полученный пар поступает в турбину (3), где происходит преобразование теплоты в механическую работу, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе (4). Отработанный пар поступает в конденсатор (5), где отдает теплоту охлаждающей воде. Полученный конденсат насосом (6) отправляется в питательный бак (7), откуда питательным насосом (8) сжимается до давления, равного в котле, и подается через подогреватель (9) в паровой котел (1)
 25)Технологическая схема котельной установки
Принципиальная тепловая схема котельной с водогрейными котлами: 1 — водогрейный котел, 2.5 — насосы, 3 — рециркуляционный насос, 4 — насос сырой воды, 6 — бак подпиточной воды, 7 — подогреватель сырой воды, 8 — охладитель подпиточной воды. 9—подогреватель химочищенной воды, 10 — вакуумный деаэратор, 11— охладитель выпара, 12 — регулирующий клапан; ВПУ — водоподготовительная установка
26) Технологическая схема производства пара
Твердое топливо в виде кусков поступает в приемно-разгрузочное помещение в железнодорожных вагонах. Вагоны заталкиваются в вагоноопрокидыватели и вместе с ними, поворачиваясь вокруг своей оси примерно на 180°, разгружаются в расположенные ниже бункера. С помощью автоматических питателей топливо поступает на ленточные конвейеры первого подъема, передающие его в дробилки. Отсюда поток измельченного топлива— дробленки (размеры кусочков топлива не более 25 мм) конвейером второго подъема подается в бункера котельной. Далее дробленка поступает в углеразмольные мельницы, где окончательно измельчается и подсушивается. Образовавшаяся топливно-воздушная смесь поступает в топочную камеру.
1 — штабель угля; 2— ленточный транспортер; 3 н 4 — бункер; 5 — вагоноопрокидыватель с железнодорожным вагоном; 6— дробильный завод; 7 — бункер дробилки; 8— углеразмольная мельница, 9 — первичный воздух; 10— пылевоздушная смесь; 11 — горелки; 12 — фронт котла; ІЗ —паровой котел; 14 — топочная камера; 15 — вюричныЯ воздух; 16— НРЧ; 17 — СРЧ; 18 — ВРЧ; j9 — перегретый пар; 20 — конвективный пароперегреватель; 21 — забор воздуха из помещения; 22 — забор наружного воздуха; 23 — короб холодного воздуха; 24—промежуточный пароперегреватель; 25 — горизонтальный газоход; 26 — конвективная шахта (вертикальный газоход); 27 — экономайзер; 28 — питательная вода; 29 —воздухоподогреватель; 30 — дутьевой вентилятор; 31 — золоуловитель; 32 — дымосос; 33 — дымовая труба; 34 — шлакозоловой канал.
27) Газотурбинные установки. Термодинамический цикл ГТУ
Газотурбинная установка представляет собой универсальное модульное устройство, которое объединяет в себе: электрогенератор, редуктор, газовую турбину и блок управления. Также, присутствует и дополнительное оборудование, такое как: компрессор, устройство запуска, аппарат теплового обмена
Термодинамический цикл ГТУ со сгоранием при р=constможно изобразить на pv-и TS-диаграммах в виде площади acze
28) Двухвальные турбогенераторы В установках этого типа пар, пройдя через ЦВД первого вала, направляется сначала в ПСД этого же вала, а затем в ЦСД второго вала. Пройдя ЦСД каждого из валов, пар поступает в соединенные с ними ЦНД. Каждый вал приводит в действие один генератор. Соотношение мощностей генераторов первого и второго валов в ряде случаев 100: 60%.
Параметры пара — давление и температура перегрева — по мере развития теплоэнергетики увеличивались, так как при этом обеспечивался рост экономичности тепловых электростанций. Часто действующие установки расширяются путем «пристройки» новых установок, рассчитанных на более высокие параметры пара. Иногда при этом установки высокого давления соединяются с установками низкого давления дроссельно-увлажнительными устройствами для передачи части пара от установок высокого давления к установкам низкого давления.
Предвключенные турбины устанавливаются относительно редко при модернизации теплосиловых установок путем надстройки. При этом остаются в работе действующие турбины низкого давления, котлы низкого давления демонтируются, устанавливаются новые котлы более высокого давления, пар из которых проходит к ранее установленным турбинам через предвключенные турбины. 29)Парогазовые установки Парогазовыми называются энергетические установки (ПГУ), в которых теплота уходящих газов ГТУ прямо или косвенно используется для выработки электроэнергии в паротурбинном цикле. Парогазовая установка содержит два отдельных двигателя: паросиловой и газотурбинный. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (дизельное топливо). На одном валу с турбиной находится генератор, который за счёт вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают лишь часть своей энергии и на выходе из неё, когда их давление уже близко к наружному и работа не может быть ими совершена, все ещё имеют высокую температуру. С выхода газовой турбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500 °C позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор. Широко распространены парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае используется только один, чаще всего двухприводный генератор. Такая установка может работать как в комбинированном, так и в простом газовом цикле с остановленной паровой турбиной. Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку. Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок. В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котёл, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля». На установках небольшой мощности поршневая паровая машина обычно эффективнее, чем лопаточная радиальная или осевая паровая турбина, и есть предложение применять современные паровые машины в составе ПГУ
30)Турборасширительные машины
Турборасширительные машины - газовые турбины, предназначенные для охлаждения газа за счет совершения им технической работы. Они применяются главным образом в технике сжижения и разделения газов и кондиционирования воздуха
В технике сжижения и разделения газов наиболее широкое применение нашли радиальные турборасширительные машины, в которых поток сжатого газа направлен от периферии к центру по радиусу. Основными рабочими элементами являются неподвижный сопловый направляющий аппарат, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую, и вращающееся рабочее колесо, в котором кинетическая энергия газа преобразуется в работу, передаваемую на вал
Главным преимуществом радиальных турбин перед осевыми является большой перепад давлений, срабатываемый в одной ступени
31. Водяные экономайзеры: типы, конструкции, особенности теплообмена
Водяные экономайзеры служат для подогрева питательной воды и снижения температуры уходящих газов. Располагаются в одну или две ступени в конвективной шахте топки. Экономайзеры различаются по: - материалу, из которого изготовлены: чугунные и стальные; - типу труб: с гладкими трубами и ребристыми; - кипящего и некипящего типа.
В экономайзерах некипящего типа подогрев воды происходит только до температуры кипения. В экономайзерах кипящего типа происходит частичное парообразование.
Чугунные экономайзеры комплектуются с котлами, давление в которых не превышает 2,4 МПа. Эти экономайзеры бывают только некипящего типа. Температура воды на входе в экономайзер должна быть на 5 – 10 °С выше температуры точки росы отходящих газов, а на выходе из экономайзера на 20 °С ниже температуры насыщения. Основное преимущество экономайзера такого типа – повышение стойкости к коррозии. Они изготавливаются из чугунных ребристых труб с внутренним диаметром 60 мм. Ребра квадратные 150×150 мм. Длина труб 2 – 3 м.
Стальные экономайзеры применяются во всем диапазоне давлений. В целях интенсификации конвективного теплообмена водяной экономайзер выполняется из труб малого диаметра dн = 28-38 мм при толщине стенки 2,5 - 3,5 мм. Концы змеевиков экономайзера объединя-ются коллекторами, вынесенными из области газового обогрева. В мощных парогенераторах с целью уменьшения количества трубок, проходящих через обмуровку экономайзера, змеевики объединяются в соединительных патрубках, которые пропускаются через обмуровку к коллекторам. Иногда коллекторы, объединяющие змеевики, размещаются в газоходе экономайзера и одновременно служат для его опоры.
32. Теплоэлектроцентрали
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).
ТЭЦ конструктивно устроена, как конденсационная электростанция (КЭС, ГРЭС). Главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в доле выработки тепловой и электрической энергии и устройстве паровой турбины
В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные схемы отборы пара, которые позволяют забирать из неё пар с разными параметрами. Теплофикационные турбины позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передаёт свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты.
На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ вырабатывает только электрическую энергию. Это даёт возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
• тепловому — электрическая нагрузка сильно зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет);
• электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует, например, в летний период (приоритет — электрическая нагрузка)
Совмещение функций генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, так как оставшееся тепло, которое не участвует в работе на КЭС, используется в отоплении. Это повышает расчётный КПД в целом (35—43 % у ТЭЦ и 30 % у КЭС), но не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и КПД цикла КЭС. При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна и сложна технически.
По своей структуре тепловые схемы ТЭС могут быть двух типов:
- блочными, когда все основное и вспомогательное оборудование каждой турбоустановки ТЭС не имеет технологических связей с другими турбоустановками, т.е. каждая турбина имеет снабжение паром только от своих котлов; если за турбиной закреплен единственный котел, то такой энергоблок называется моноблоком, если два котла, то дубль-блоком;
- неблочными, что означает совместное снабжение паром группы турбин от группы общих котлов через общую магистраль пара; линии питательной воды этих котлов тоже соединяются; неблочную схему также называют схемой с поперечными связями. |
|
|
Скачать 1.08 Mb.