Отчет по учебной практике.Назначение и принцип работы теплоэлектроцентралей. Отчет учебная практика обучающегося гераськина Максима Владимировича
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» Институт химии и энергетики Кафедра «Электроснабжение и электротехника» ОТЧЕТ Учебная практика ОБУЧАЮЩЕГОСЯ Гераськина Максима Владимировича НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» ГРУППА ЭЭТб-1901а РУКОВОДИТЕЛЬ ПРАКТИКИ ОТ УНИВЕРСИТЕТА: Горохов Илья Васильевич Руководитель практики от организации (предприятия, учреждения, сообщества) Булах Алексей Валентинович Тольятти 2020 График проведения практики
Описание отчета Назначение и принцип работы теплоэлектроцентралей Содержание
1. Введение За период прохождения учебной практики были изучены необходимые основные положения на тему «Назначение и принцип работы теплоэлектроцентралей». Главной задачей стояло получение подробной информации о сферах применения, основных принципах работы, и ключевых особенностях ТЭЦ. 2. Назначение ТЭЦ  Рис.1 - Общий вид ТЭЦ Электростанции, предназначенные для комбинированной выработки электрической энергии и отпуска пара, а также и горячей воды тепловому потребителю имеют паровые турбины с промежуточными отборами пара или с противодавлением, позволяют благодаря своей гибкой и практичной функциональности использовать свои уникальные конструкционные особенности для максимально рационального и экономичного использования собственных мощностей установки для обеспечения необходимыми видами энергии нуждающихся в ней объектов вокруг своего района расположения. На таких установках теплота выработанного пара частично или полностью используется для теплоснабжения жилых домов, и как следствие, потери теплоты сокращаются, дополнительно отдавая полезные остаточные ресурсы при одновременном самом производстве энергии. Теплоэлектростанции, на которых отработавший пар одновременно используется для вырабоки электроэнергии и теплоснабжения, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). ТЭЦ является энергетическим предприятием, предназначенным для выработки и отпуска промышленным и бытовым потребителям двух видов энергии: тепловой - в виде горячей воды или пара - и электрической. Производство электрической энергии на ТЭЦ сопровождается большими потерями теплоты. Но в то же время многим отраслям промышленности тепловая энергия необходима для технологических и производственных целей. Для отопления же жилых зданий и помещений требуется горячая вода в значительном количестве. В этих условиях естественно и максимально целесообразно иметь возможность использовать пар, получаемый в парогенераторах на тепловых станциях, как для выработки электроэнергии, так и для обеспечения теплом потребителей. Выработка электроэнергии наряду с совмещенной выработкой и пара с горячей водой называется комбинированной выработкой энергии или когенерации. Так как передача тепла на большие расстояния экономически не выгодна и не рациональна, ТЭЦ строят вблизи наибольших и основных потребителей тепла: промышленных предприятий, жилых районов, городов, посёлков и т.п. ТЭЦ подразделяют на промышленные, предназначенные для обеспечения теплом и электроэнергией ближайших промышленных объектов и тепловые, которые производят горячую воду для жилых зданий и помещений. Использование в практических целях отработавшего тепла двигателей, вращающих электрические парогенераторы, является отличительной и ключевой особенностью ТЭЦ и носит название теплофикация. Совмещенное производство этих двух видов энергии как раз способствует более экономному и рациональному использованию топлива по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии на местных конденсационных электростанциях, КЭС и тепловой энергии на местных котельных установках. Замена местных котельных, нерационально использующих топливо и загрязняющих экологическую обстановку жилых районов централизованной системой теплоснабжения также способствует не только значительной экономии топлива, но и повышению чистоты воздушной среды, улучшению санитарного состояния населённых мест. Совмещение функций производства тепла и электроэнергии выгодно практически, так как остаточное тепло, которое больше не участвует в работе парогенераторов, используется для удовлетворения потребности в отоплении. Это повышает расчетный КПД основной силовой установки ТЭЦ в целом, но откровенно не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии при тепловом потреблении и КПД вырабатываемого цикла. В качестве органического топлива на ТЭЦ в основном используются мазут или газ, которые считаются наиболее экологичными видами топлива из всех доступных и зарекомендовавших себя на данный момент времени. Таким образом, теплоэлектроцентраль не является источником токсичных выбросов и других подобных масштабных и критичных загрязнений района своего расположения. Основная часть электрических станций работает параллельно в локальной общей и объединенной энергетической системе, покрывая общую электрическую нагрузку местной системы, а ТЭЦ же одновременно с этим и тепловую нагрузку своего района действия. Связь ТЭЦ с другими станциями местной энергосистемы выполняется на повышенном напряжении через повышающие трансформаторы. При выходе из строя одного генератора недостающая мощность может быть передана из энергосистемы через эти же трансформаторы на необходимый участок. Есть также и электростанции местного значения, предназначенные для обслуживания определенного района и не подсоединенные к общей энергосистеме. Режимы работы ТЭЦ подразделяют на суточный и сезонный. Он определяется основным потреблением тепла за определенное и специально отведенное время соответственно суток или времени года. Станция будет работать наиболее экономично, если ее вырабатываемая электрическая мощность соответствует выработке количества тепла. То же касается и потребления мощностей обоих видов энергии. При этом в конденсаторы поступает минимальное количество пара. В холодное время года спрос на тепло естественно максимален, при расчетной температуре воздуха окружающей среды в часы работы предприятий нагрузка генераторов ТЭЦ близка к номинальной. В периоды, когда потребление тепла сопоставимо совершенно мало, а также в некоторое время и зимой при температуре воздуха выше расчетной, и в ночные часы электрическая мощность ТЭЦ, соответствующая потреблению тепла, уменьшается. Если энергосистема нуждается в дополнительной электрической мощности, ТЭЦ должна перейти в смешанный режим, при котором соответственно увеличивается выработка и поступление пара в турбины и конденсаторы. Таким образом повышается выработка электроэнергии необходимой или недостающей мощности. Но в таком случае экономичность электростанции при этом ощутимо снижается. Важным условием считается, что максимальная выработка электроэнергии теплофикационными станциями на тепловом потреблении возможна только при совместной работе с мощными КЭС или ГЭС общей энергосистемы, принимающими на себя значительную часть нагрузки в часы снижения потребления электроэнергии и тепла. Исходя из фактов о том, что при работе ТЭЦ происходит потеря тепловой энергии за счет естественного охлаждения пара, а также достаточно сильной зависимости нагрузки от производимых тепловых мощностей, необходимо отметить, что ТЭЦ также сильно привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты в среднем составляет около 15 км. Загородные ТЭЦ передают горячую воду при более высокой начальной температуре на расстояние до 30 км. А пар для производственных нужд может быть передан на расстояние не более чем на 2-3 км. При средней плотности тепловой нагрузки мощность ТЭЦ обычно не превышает 300-500 МВт. Только в достаточно крупных городах с очень большой плотностью тепловой нагрузки целесообразно строить ТЭЦ мощностью до 1000-1500 МВт. 3. Принцип работы ТЭЦ ТЭЦ представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных систем и множества их составных частей, в основном таких как топливный тракт, система пылеприготовления, пароводяной тракт, газовоздушный тракт, шлакозолоудаление, электрическая часть, система приготовления добавочной воды, система технического водоснабжения.  Рис.2 – Машинный зал ТЭЦ В зависимости от вида используемых паровых турбин, существуют также соответствующие им различные виды отборы пара, которые позволяют забирать из турбин пар с разными требуемыми параметрами. Поэтому турбины ТЭЦ имеют различные функции и свойства, которые позволяют с необходимой практичностью регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передаёт свою тепловую энергию местной сетевой воде ТЭЦ, которая направляется на тепловые пункты. На ТЭЦ также может присутствовать возможность перекрывать тепловые отборы пара, в таком случае ТЭЦ является по своей сути обычной КЭС. По типу соединения котлов и турбин теплоэлектроцентрали могут быть блочные и неблочные. На блочных ТЭЦ котлы и турбины соединены попарно. Иногда же применяется так называемая дубль-блочная схема: два котла на одну турбину. Такие блоки, как правило, имеют большую электрическую мощность. Схема с поперечными связями позволяет перебросить пар от любого котла на любую турбину, что повышает практичность управления станцией. Однако для этого необходима установка крупных паропроводов вдоль главного корпуса станции. Также кроме того, все объединенные котлы и все турбины должны иметь одинаковые номинальные параметры пара, то есть давление и температуру. Если же в разные годы на ТЭЦ устанавливалось основное оборудование разных параметров выработки пара, то необходимо наличие нескольких схем с поперечными связями. Для принудительного изменения параметров пара может быть использовано редукционно-охладительное устройство, позволяющее понижать температуру пара до необходимого порога. По типу паропроизводящих установок могут эксплуатироваться ТЭЦ с паровыми котлами, с парогазовыми установками или с ядерными реакторами. Могут использоваться ТЭЦ и без паропроизводящих установок – такими являются ТЭЦ с газотурбинными установками. Поскольку в последнее время ТЭЦ часто расширяются и реконструируются, требуя на эти манипуляции в среднем десятки лет, что в свою очередь связано с тенденцией роста тепловых нагрузок, то на многих станциях все чаще используются силовые установки разных типов Доставка твердого топлива осуществляется по железной дороге вагонами.В зимнее время вагоны с углем дополнительно пропускают через размораживающий тепляк, дабы избежать лишнего наличия наледи и вытекающего из этого ненужного намокания самого угля. Далее вагоны загоняют в специально предназначенное разгрузочное устройство – вагоноопрокидыватель, в котором они переворачиваются. Затем уголь сбрасывается в отдельные приемные резервуары – угольные бункеры. Уголь из бункеров подается на транспортер, по которому тот поступает в узел пересыпки. От туда уголь уже подается транспортерами либо на угольный склад, либо через дробильное отделение в бункеры хранения сырого угля котельной. Перемолка продробленого угля осуществляется в угольной мельнице одновременно с вдуванием пылеугольной смеси через горелки в топку. Воздух, нагнетаемый вентилятором, подается частично в мельницу и непосредственно к самим горелкам.  Рис.3 – Система насосов Пылеугольным котлам обязательно предусматривают собственное необходимое растопочное топливо, обычно это мазут. Растопочным топливом может выступать также природный газ. Мазут доставляется в железнодорожных цистернах, в которых он перед сливом в резервуары разогревается паром. Разогретый мазут сливается по обогреваемому межрельсовому лотку под цистерной, из которого насосами подается в основной резервуар. Насосами мазут также прокачивается через подогреватели, после которых уже подается непосредственно к мазутным форсункам топливных котлов. На газомазутных ТЭЦ, топливное устройство значительно упрощается по сравнению с пылеугольными ТЭЦ, так как отпадают в необходимости сложные системы транспортировки, хранения, обработки твердого топлива. На ТЭЦ, сжигающих твердое топливо в котлах с жидким шлакоудалением, зола сожженного в котле твердого топлива и примесей частично вытекает в виде жидкого шлака, а частично удаляется вместе дымовыми газами из котла, затем улавливается в фильтрах и собирается в бункерах золы. При помощи смывных устройств шлак и зола стекают в каналы гидрозолоудаления, из которых гидрозолошлаковая смесь, пройдя предварительно металлоуловитель, очищающий ее от крупных частиц, и шлакодробилку для дополнительного измельчения, поступает в насос, транспортирующий ее в золоотвал. Наряду с гидрозолоудалением находит применение также и пневмозолоудаление, очищающее смесь посредством вакуумных насосов, после которого зола может использоваться уже для приготовления строительных материалов. Газы после золоуловителя дымососом подаются в дымовую трубу. При работе котла с установленным наддувом отпадает необходимость установки дымососов. Подогретый пар из пароперегревателя по паропроводу свежего пара поступает в паровую турбину. После турбины пар по холодному паропроводу промежуточного перегрева возвращается в котел и поступает в промежуточный перегреватель, в котором перегревается до температуры свежего пара или близкой по значению к ней. По горячему паропроводу пар поступает к цилиндру среднего давления, затем - в цилиндр низкого давления, из него – в конденсатор турбины. Из конденсатора насосы подают конденсат через фильтры установки очистки, после которой насосом конденсат прокачивается через группу подогревателей низкого давления в деаэратор. В нем вода доводится до кипения и при этом освобождается от растворенных в ней агрессивных газов, что предотвращает коррозию в пароводяном тракте. Обработанная питательная вода из бака деаэратора питательным насосом подается через группу подогревателей высокого давления в экономайзер, служащий для теплообмена и вывода горячих газов из котла для обогрева питательной воды перед подачей в котельное оборудование. Тем самым, на этом замыкается пароводяной тракт, включающий в себя пароводяные тракты котла и турбинной установки.  Рис.4 - Турбина Пароводяной тракт ТЭЦ является наиболее сложным и ответственным элементом цикла, ибо в нем имеют место самые высокие температуры металла и наибольшие давления пара и воды. Необходимо отметить, что для нормального функционирования пароводяных установок, особенно со сверхкритическими параметрами пара, важное значение имеет качество воды, подаваемой в котел, поэтому турбинный конденсат пропускается через систему фильтров обессоливания для очистки подпиточной и конденсатной воды. Для обеспечения функционирования пароводяного тракта необходимы также система приготовления и подачи добавочной воды на восполнение потерь рабочего тела и система технического водоснабжения ТЭС для подачи воды в конденсатор турбины. Добавочная вода получается в результате химической очистки сырой воды, осуществляемой в специальных фильтрах химводоочистки. Из бака добавочная вода насосом подается в конденсатор турбины. Охлаждающая вода прокачивается через трубки конденсатора насосом и затем поступает в башенный охладитель - градирню, где за счет испарения вода охлаждается на тот же перепад температур, на который она нагрелась в конденсаторе. Система водоснабжения с градирнями применяется преимущественно на ТЭЦ. При испарительном охлаждении воды количество выпаренной воды примерно равно количеству конденсирующегося в конденсаторах турбин пара. Поэтому требуется подпитка систем водоснабжения, обычно водой из ближайшего естественного водоема. Электрический генератор, вырабатывает переменный электрический ток, который через повышающий трансформатор идет на сборные шины открытого распределительного устройства (ОРУ) ТЭЦ. К выводам генератора через трансформатор собственных нужд присоединены также шины собственного расхода. Таким образом, собственные нужды энергоблока (электродвигатели агрегатов собственных нужд насосов, вентиляторов, мельниц и т.п.) питаются от генератора самого энергоблока.  Рис.5 – Технологическая схема ТЭЦ В особых случаях (аварийные ситуации, сброс нагрузки, пуски и остановки) питание собственных нужд ТЭЦ обеспечивается через резервный трансформатор шины ОРУ. Надежное электропитание двигателей агрегатов собственных нужд обеспечивает надежность нормального функционирования энергоблоков и ТЭЦ в целом. 4.Заключение Теплоэлектроцентраль, одновременно производящая электроэнергию и вырабатывающую в большом количестве тепловую энергию - дорогостоящая и сложная в сооружении установка. Стационарные крупные электростанции достаточно долговечны в эксплуатации, но при частом перебое в работе, включении и выключении установки, детали могут быстро изнашиваться, что приводит к необходимому и немедленному техническому обслуживанию, вложению большого количества средств из-за высокой стоимости комплектующих самой силовой установки и агрегатов. Но данный вид электростанций экономически и практически выгоден по причине совмещенной выработки двух видов энергии. Выработка тепловой энергиии позволяет не только уменьшить затраты на отопление жилых помещений и зданий, но и также позволяет экспортировать ее на промышленные объекты. В ходе прохождения практики был также выявлен основной принцип работы теплоэлектроцентрали: замена теплоты, вырабатываемой в котельных, отработавшей теплотой, отведенной из теплового цикла электростанции. Это является ключевым моментом в значительной экономии топлива, в чем и заключается основное преимущество теплофикации при работе ТЭЦ. К недостаткам же теплофикации можно отнести меньшую максимальную мощность ТЭЦ по сравнению с КЭС и ГЭС, а также привязанность ТЭЦ к потребителям. В целом ТЭЦ достаточно удобны в эксплуатации и рентабельны, так как для работы может использоваться почти любой основной современный вид топлива, и за счет выработки тепловой энергии уменьшаются траты бюджетных средств на отопление. Тема практики была изучена и разобрана, также были усвоены основные понятия и положения. 5.Библиографический список Принцип работы ТЭЦ [Электронный ресурс] URL:https://principraboty.ru/princip-raboty-tec/#h2-31 (дата обращения: 22.07.2020). Принцип работы ТЭЦ. Виды и типы современных тепловых электростанций (ТЭС) [Электронный ресурс] URL:https://drivemc.ru/princip-raboty-tec-vidy-i-tipy-sovremennyh-teplovyh-elektrostancii-tes/ (дата обращения: 22.07.2020). Курс лекций «Общая энергетика»: тепловые электрические станции (ТЭС) [Электронный ресурс] URL:http://www.brizmotors.ru/useful/article/kurs-lektsiy-obshchaya-energetika-teplovye-elektricheskie-stantsii-tes/ (дата обращения: 22.07.2020). Крикунова Л.Л. Контроль технологических процессов производства тепловой энергии и управление ими URL:http://www.lib.unn.ru/students/src/MU_130201_PM04.pdf (дата обращения: 22.07.2020). МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» Институт химии и энергетики Кафедра «Электроснабжение и электротехника» АКТ о прохождении практики Данным актом подтверждается, что ОБУЧАЮЩИЙСЯ М.В. Гераськин. НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» ГРУППА ЭЭТб-1901а Проходил учебную практику (наименование практики) в ПАО «МРСК Волги» - «Самарские Распределительные сети» (Жигулёвское ПО) в период с 14.07.2020 по 27.07.2020 Руководитель практики от организации (предприятия, учреждения, сообщества): Булах Алексей Валентинович, РЕКОМЕНДУЕМАЯ ОЦЕНКА: _____________________ __________________ _________________ (дата) (подпись) М.П. |