Понятие “технологическая схема ТЭС ”. Описание технологической схемы пылеугольной ГРЭС.

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 14Следующая ⇒

Технологическая схема ТЭС отражает общую последовательность и взаимосвязь технологических процессов, осуществляемых на электростанции для производства и отпуска электрической и тепловой энергии.

Эту технологическую схему можно разделить на две основные части – топливно-газо-воздушный тракт (ТГВТ) и пароводяной тракт (ПВТ). Центральным элементом схемы является парогенератор, который входит одновременно в состав и ТГВТ, и ПВТ.

ТГВТ включает в себя:

- топливное хозяйство (ТХ), в том числе приемно-разгрузочные и транспортные устройства, склады топлива, топливопроводы и др.;

- устройства подготовки топлива к сжиганию (ПТ);

- тягодутьевую установку в составе дутьевых вентиляторов (ДВ), дымососов (ДС) и дымовых труб (ДТ);

- золоуловители (ЗУ) и систему золошлакоудаления (ЗШУ).

В состав ПВТ входят:

- турбина (Т), находящаяся на одном валу с электрогенератором (ЭГ);

- конденсаторы (К) с конденсатными насосами первой (КН1) и второй (КН2) ступени и конденсатоочисткой (КО);

- подогреватели высокого (ПВД) и низкого (ПНД) давления;

- деаэратор (Д) с бустерным (БН) и питательным (ПН) насосами;

- система технического водоснабжения (СТВ) с циркуляционными насосами (ЦН);

- химводоочистка (ХВО) для подготовки добавочной воды;

- сетевые подогреватели (СП) для снабжения тепловой энергией внешних потребителей (ТП на рис. 4 – это тепловой потребитель).

В свою очередь, ПВТ можно условно разделить на три участка:

- конденсатный тракт – от конденсатора до деаэратора;

- питательный тракт – от деаэратора до парогенератора (а весь путь рабочего тела от конденсатора до парогенератора называют конденсатно-питательным трактом);

- паровой тракт – от парогенератора до конденсатора.

На ТЭС, работающей на органическом топливе, к основному оборудованию относят турбины и котлы, а на АЭС – реакторы, парогенераторы и турбины. Остальное оборудование ТЭС и АЭС считается вспомогательным.

Нарисуйте применяемы на ТЭС схемы слива дренажей регенеративных подогревателей. Объясните назначение пароохладителей и охладителей дренажа. Поясните с какой целью должен контролироваться и поддерживаться уровень конденсата в рег. подогревателе. Назовите конструкционные материалы, используемые для изготовления теплообменных поверхности рег. подогревателей.

Общее правило слива дренажей на ТЭС заключается в том, что любой поток желательно направить в теплообменник с наиболее близкими параметрами рабочей среды.

Для группы регенеративных подогревателей высокого давления, как правило, применяется каскадный слив дренажей греющего пара, когда дренаж последнего перед парогенератором ПВД направляется в предпоследний и т.д., а из первого по ходу питательной воды ПВД – в деаэратор.

Для подогревателей низкого давления возможны следующие варианты:

- каскадный слив с направлением суммарного потока дренажей всех ПНД в конденсатор;

- закачивание дренажей ПНД дренажными насосами в линию основного конденсата, например, из первого по ходу конденсата ПНД на вход во второй ПНД;

- комбинация (сочетание) каскадного слива с дренажными насосами

Для системы ПВД схема с дренажными насосами не применяется, так как создание насосов небольшой производительности для высоких температур рабочего тела затруднительно. На рис. 22 показан охладитель дренажа (ОД), предназначенный для уменьшения необратимых термодинамических потерь, которые могли бы возникнуть при вскипании дренажа, сливаемого в корпус предыдущего ПНД. Дренаж образуется в результате конденсации греющего пара из отборатурбины и, следовательно, имеет температуру насыщения для давления в межтрубном пространстве своего ПНД. В корпусе предыдущего по ходу конденсата ПНД давление меньше, поэтому сливаемый туда дренаж надо охладить, причем, как видно из рис. 22, использование для этой цели части потока основного конденсата обеспечивает как раз нужный уровень снижения температуры дренажа для предотвращения его вскипания.

Аналогичную роль выполняет пароохладитель (ПО), расположенный в одном корпусе с ПВД. В циклах перегретого пара во все или хотя бы в последние по ходу питательной воды ПВД поступает отборный пар в перегретом состоянии. Для уменьшения необратимых термодинамических потерь при его конденсации желательно сначала охладить этот пар до температуры насыщения, а только потом сконденсировать. Охлаждение перегретого отборного пара осуществляется частью потока питательной воды. Уровень конденсата в регенеративном подогревателе должен контролироваться, ибо в случае его понижения возможен проскок пара на слив и, вследствие этого, недовыработка электроэнергии. А в обратном случае уменьшается доля поверхности теплообмена, на которой происходит конденсация греющего пара, и может даже произойти попадание воды в турбину.

Рис. 22. Схема каскадного слива дренажей ПНД с дренажным насосом

Для изготовления теплообменной поверхности регенеративных подогревателей могут применяться углеродистые стали, латунь, нержавеющие стали. Выбор конструкционных материалов определяется в первую очередь его коррозионной стойкостью, а также теплофизическими свойствами, стоимостью, технологичностью.

Подогреватели высокого давления можно изготавливать из обычной углеродистой стали, ибо они расположены после деаэратора, где удаляются из воды коррозионно-агрессивные газы – кислород и двуокись углерода.

Для ПНД, как правило, используется латунь, обладающая более высокой коррозионной стойкостью и хорошей теплопроводностью. Исключением являются подогреватели низкого давления одноконтурных АЭС - здесь необходима нержавеющая сталь, поскольку применение медьсодержащих сплавов, к которым относится латунь, чревато выносом соединений меди в активную зону реактора с последующим выпадением их на тепловыделяющих элементах (твэлах) из-за высоких тепловых потоков.

10. Охарактеризуйте внутристанционные и внешние потери пара и конденсата имеют место на ТЭС и АЭС. Перечислите существующие методы подготовки добавочной воды. Назовите назначение и принцип действия расширителей, испарителей и паропреобразователей.

Внутристанционные (или внутренние) потери пара и конденсата включают в себя следующие основные составляющие:

- утечки из-за неплотностей в соединениях трубопроводов и агрегатов, в арматуре; особого внимания с этой точки зрения требуют фланцевые соединения;

- расход на уплотнения турбины и на различные технические нужды, например, расход пара на разогрев мазута;

- потери дренажей и другие незначительные потери.

Кроме того, на ТЭС с барабанными котлами к внутренним потерям относят непрерывную продувку котловой воды, осуществляемую с целью снижения концентраций примесей в рабочем теле парогенерирующей установки.

Внутренние потери обычно составляют:

- на КЭС не более 1% от расхода пара на турбину;

- на ТЭЦ отопительного типа до 1, 2%;

- до 1, 6% на ТЭЦ промышленного и промышленно-отопительного типа.

ТЭЦ могут работать по открытой или закрытой схеме в зависимости от способа теплоснабжения потребителей.

Закрытая схема предполагает отпуск потребителю тепловой энергии через дополнительные теплообменные устройства, т.е. без каких-либо безвозвратных потерь рабочего тела пароводяного контура электростанции.

Если ТЭЦ работает по открытой схеме, то имеют место внешние потери рабочего тела в связи с неполным его возвратом. Например, невозврат конденсата пара от потребителей может достигать 50-70%.

КЭС не имеют внешних потерь пара и конденсата.

Для восполнения потерь пара и конденсата на ТЭС осуществляется подготовка добавочной воды. Можно выделить два наиболее часто используемых способа водоподготовки – химический и термический.

Химический способ позволяет достичь требуемой чистоты добавочной воды с применением различных химических реагентов и фильтров. С их помощью из первичной неочищенной воды удаляются нерастворимые примеси и ионные соединения.

Термическая водоподготовка означает обессоливание методом испарения первичной воды с последующей конденсацией образовавшегося пара. Получаемый таким образом дистиллят имеет весьма высокую чистоту, а если она недостаточна, то повторным испарением и конденсацией можно получить бидистиллят.

Расширитель (Р) предназначен для снижения потерь с продувочной водой барабанного парогенератора (рис. 23).

Рис. 23. Схема включения расширителя (ОП – охладитель продувки)

Поскольку ионообменные смолы катионитного и анионитного фильтров не могут работать при высоких температурах, требуется снижение параметров продувочной воды в охладителе продувки с неизбежными при этом потерями теплоты. В расширителе часть продувочной воды превращается в насыщенный пар за счет уменьшения давления. Поскольку вынос примесей с паром очень мал, требуется очистка (а, значит, и охлаждение) только сепарата (рис. 23). Этим достигается значительное снижение потерь теплоты.

В испарителе (И) осуществляется термическая подготовка добавочной воды методом дистилляции (рис. 24).

Рис. 24. Схема включения испарителя

Для испарения воды используется греющий (первичный) пар из турбины. Образующийся вторичный пар поступает в конденсатор испарителя (КИ) для получения из него дистиллята. Продувка испарителя позволяет обеспечить требуемое качество подготовки воды.

Рис. 25. Схема включения паропреобразователя (ППР)

С помощью паропреобразователя (рис. 25) можно подавать тепловому потребителю вторичный пар, оставляя на ТЭЦ конденсат греющего (первичного) пара. Это целесообразно при высоком содержании примесей в сырой воде.

Температурный перепад в стенках теплообменной поверхности паропреобразователя составляет примерно 12-15 ^оС, что снижает тепловую экономичность турбоустановки.

Подаваемый потребителю пар необходимо немного перегреть в паро-паровом теплообменнике (ТО на рис. 25) во избежание его частичной конденсации при транспортировке по паропроводам.

Расчетный расход тепловой энергии на отопление зданий учитывает объем помещений и их характеристики. Максимальная нагрузка определяется по средней температуре наиболее холодных пятидневок из четырех самых холодных зим за последние 25 лет. Эта температура составляет для Москвы и Санкт-Петербурга минус 25^оС, Екатеринбурга – минус 31^оС, Новосибирска – минус 39 ^оС. Отопление может включаться при выполнении, например, такого условия: среднесуточная температура наружного воздуха не превышает 8^оС в течение трёх дней подряд. Аналогичные правила существуют и для отключения отопления.

Расход тепловой энергии на вентиляцию зданий зависит от внутреннего объема помещений и скорости (кратности) обмена воздуха в них, а также от температуры наружного воздуха.

Для расчета тепловой нагрузки, связанной с горячим водоснабжением, требуется установить среднесуточную норму расхода горячей воды в расчете на одного жителя.

По типу рабочего тела системы теплоснабжения могут быть паровыми, что в настоящее время встречается очень редко, или водяными. Достоинствами водяных систем являются высокая аккумулирующая способность и возможность подачи тепловой энергии на большие расстояния (до десятков километров), а также, в отличие от паровых систем, относительно невысокие температуры воды у потребителя.

В свою очередь, водяные системы теплоснабжения бывают:

- двухтрубными, если имеются прямая (подающая) и обратная магистрали воды; это наиболее распространенный вариант;

- однотрубными, когда горячая вода используется сначала для отопления, а потом разбирается на горячее водоснабжение и не возвращается на станцию; такие системы целесообразны при подаче на большие расстояния;

- трех- и многотрубными; в этом случае подающих линий может быть несколько (в зависимости от требуемых параметров теплоносителя), а обратная магистраль общая.

Наконец, водяные системы горячего водоснабжения могут быть открытыми (разомкнутыми) или закрытыми (замкнутыми). Почти во всех крупных городах используются закрытые системы, когда теплоноситель от ТЭЦ поступает на местные теплопункты и там передает теплоту вторичной воде, направляемой уже непосредственно к потребителям. Из-за затрат на водоподготовку открытая система целесообразна только при высокой чистоте источника водоснабжения станции, как, например, в случае с использованием невской воды в Санкт-Петербурге.

11. Опишите составляющие суммарной присоединенной тепловой энергии ТЭС? Приведите классификацию систем теплоснабжения. Поясните назначение и состав сетевой подогревательной установки. Приведите возможные значения параметров прямой и обратной сетевой воды в системах теплоснабжения.

Присоединенная тепловая нагрузка электростанции включает в себя:

- отпуск технологического пара промышленным потребителям;

- отопительную нагрузку (отопление и вентиляция зданий, горячее водоснабжение).

Рассмотрим эти составляющие суммарной тепловой нагрузки.

Отпуск пара на технологические нужды может осуществляться несколькими способами:

- из регулируемых отборов теплофикационной турбины и/или из противодавления; это наиболее экономичный вариант отпуска пара;

- через паропреобразователи; такой способ может применяться при низком качестве исходной воды;

- непосредственно из котла со снижением температуры и давления, если, например, турбина остановлена или потребность в паре очень высока.

На рис. 29 приведена общая схема сетевой подогревательной установки, предназначенной для отпуска тепловой энергии в теплосеть.

Показанный на этом рисунке теплофикационный пучок конденсатора (ТК) предназначен для предварительного подогрева сетевой воды. Он может использоваться, когда температура в обратной магистрали не превышает60^оС, а это бывает значительную часть отопительного сезона. ТК имеет свою независимую водяную камеру и отсос паровоздушной смеси эжекторами. Работа теплофикационного пучка несколько ухудшает вакуум в конденсаторе, зато снижается доля теплоты конденсирующегося пара, теряемая в окружающую среду.

Рис. 29. Общая схема сетевой подогревательной установки (СН – сетевой насос)

НС и ВС – это нижняя и верхняя ступени сетевого подогревателя (СП). Деление СП на несколько ступеней позволяет регулировать отпуск теплоты исходя из температуры наружного воздуха и потребности в тепловой энергии.

Сетевые подогреватели бывают вертикальными или горизонтальными в зависимости от компоновки машинного зала и других условий. Теплообменная поверхность СП изготавливается из латуни, имеющей высокую теплопроводность и сравнительно небольшую скорость общей коррозии.

В наиболее холодное время года включаются в работу пиковые водогрейные котлы (ПВК). Это делается с целью сохранения объема выработки электроэнергии теплофикационными турбинами.

Обычно теплосети имеют параметры 130/70 ^оС или 150/70^оС (в числителе температура прямой, а в знаменателе – обратной сетевой воды). Более высокая температура в прямой магистрали характерна для сетей, имеющих большую протяженность и/или обслуживающих крупных потребителей.

12. Поясните назначение деаэрации на тэс. Опишите пути поступление газов в пароводяной контур. Охарактеризуйте воздействие растворенных газов в воде на работоспособность оборудования.

Назначение деаэрации на ТЭС и АЭС – удаление растворенных в воде газов:

- из питательной воды котлов и парогенераторов;

- из подпиточной воды теплосетей;

- из воды, потребляемой испарителями и паропреобразователями.

Газы могут поступать в пароводяной контур несколькими путями:

- подсосы воздуха в корпус конденсатора, конденсатные насосы и первые по ходу конденсата ПНД, работающие на вакуумных отборах турбины;

- некоторый вклад может внести поступление газов с добавочной водой, в зависимости от принятого способа водоподготовки;

- с присосами охлаждающей воды в паровой объем конденсатора в контур поступают бикарбонаты; по мере нагрева конденсата происходит их термическое разложение с выделением углекислого газа:

Растворенные в воде кислород и углекислый газ являются коррозионно-опасными примесями.

Кислород в воде высокой чистоты (с электропроводностью не более 0, 1 мкСм/см – микросименс на сантиметр) может создавать защитную пленку, предохраняющую металл от коррозии, но в присутствии естественных примесей воды (катионы натрия, кальция, магния, карбонат-ион, хлор-ион, кремнекислота и др.) приводит к резкому ускорению коррозионного разрушения агрегатов и трубопроводов.

Двуокись углерода при растворении в воде образует углекислоту, которая сама по себе вызывает коррозию, а также ускоряет коррозионное воздействие кислорода.

Таким образом, растворенные в воде газы могут привести к снижению работоспособности оборудования электростанций – ухудшению эксплуатационных характеристик и уменьшению надежности агрегатов.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒