Парогазові тес. Навіщо будувати Парогазові ТЕЦ? У чому переваги парогазових установок. Принципова схема атомних електростанцій

Вступ

парогазові установки

Оцінка техніко-економічної ефективності модернізації ГТУ-ТЕС з використанням парогазової технології

Економічна доцільність форсованого впровадження ПТУ і ГТУ при оновленні теплових електростанцій

Комплексний підхід до будівництва та реконструкції електростанцій з застосуванням ПУ і ПГУ

відпрацювання технічних рішень на власних електростанціях - запорука надійної роботи обладнання у замовника

Конденсаційна парогазова електростанція для надійного енергопостачання промислових споживачів

Реконструкція паротурбінних електростанцій - ефективний шлях переозброєння енергетики

Досвід експлуатації газопаротурбінної установки ГПУ-16К з уприскуванням пара Теплофікаційні парогазові установки для заміни застарілого обладнання ТЕЦ ВАТ «Лененерго»

Підвищення експлуатаційних характеристик енергетичних установок

Порівняння паросилового блоку з Т-265 і енергоблоку з двома ПГУ-170Т

Масштаби впровадження ПГУ і ГТУ в середньостроковій перспективі

Вступ

У будь-якій країні енергетика є базовою галуззю економіки, стратегічно важливою для держави. Від її стану та розвитку залежать відповідні темпи зростання інших галузей господарства, стабільність їх роботи і енергоозброєність. Енергетика створює передумови для застосування нових технологій, забезпечує поряд з іншими факторами сучасний рівень життя населення. На незалежності країни від зовнішніх, імпортованих енергоресурсів, також як і на розвиненому оборонному збройному комплексі грунтується висока позиція держави на міжнародній політичній арені.

У промисловості електрична енергія з теплової виходить шляхом проміжного перетворення її в механічну роботу. Перетворення тепла в електрику з досить високим коефіцієнтом корисної дії без проміжного перетворення його в механічну роботу було б великим кроком вперед. Тоді відпала б потреба в теплових електростанціях, використанні на них теплових двигунів, які мають відносно низький ККД, досить складні і вимагають досить кваліфікованого догляду при експлуатації. сучасна техніка поки не дозволяє створити більш-менш потужні установки для отримання електрики безпосередньо з тепла. Всі установки такого типу поки можуть працювати або тільки на короткий час, або при вкрай малих потужностях, або при низьких ккд, або залежать від тимчасових факторів, таких як погодні умови, час доби, і т.п. У будь-якому випадку вони не можуть гарантувати достатню стабільність в енергопостачанні країни.

Тому на теплових електростанціях не можна обійтися без теплових двигунів. Перспективне напрямку розвитку енергетики пов'язано з газотурбінними (ГТУ) і парогазовими (ПГУ) енергетичними установками теплових електростанцій. Ці установки мають особливі конструкції основного і допоміжного обладнання, Режими роботи і управління. ПГУ на природному газі - єдині енергетичні установки, які в конденсаційному режимі роботи відпускають електроенергію з електричним ккд більше 58%.

В енергетиці реалізований ряд теплових схем ПГУ, що мають свої особливості і відмінності в технологічному процесі. Відбувається постійна оптимізація як самих схем, так і поліпшення технічних характеристик її вузлів і елементів. Основними показниками, що характеризують якість роботи енергетичної установки, Є її продуктивність (або ккд) і надійність.

У цій роботі особлива увага приділяється практичній стороні питання, тобто на скільки вигідно з економічної та екологічної точки зору використання ПГУ в енергетиці.

Парогазові установки ( ГОСТ 27240-87)

Парогазові установки (в англомовному світі використовується назва combined-cycle power plant) - порівняно новий тип генеруючих станцій, що працюють на газі або на рідкому паливі. Принцип роботи найекономічнішою і поширеною класичної схеми такий. Пристрій складається з двох блоків: газотурбінної (ГТУ) і паросилова (ПС) установок. У ГТУ обертання валу турбіни забезпечується утворилися в результаті спалювання природного газу, мазуту або солярки продуктами горіння - газами. Утворилися в камері згоряння газотурбінної установки продукти горіння обертають ротор турбіни, а та, в свою чергу, крутить вал першого генератора.

У першому, газотурбінному, циклі ККД рідко перевищує 38%. Відпрацьовані в ГТУ, але все ще зберігають високу температуру продукти горіння надходять в так званий котел-утилізатор. Там вони нагрівають пар до температури і тиску (500 градусів за Цельсієм і 80 атмосфер), достатніх для роботи парової турбіни, до якої під'єднано ще один генератор. У другому, паросиловому, циклі використовується ще близько 20% енергії згорілого палива. В сумі ККД всієї установки виявляється близько 58%. Існують і деякі інші типи комбінованих ПГУ, але погоди в сучасній енергетиці вони не роблять. Як правило, такі системи використовуються генеруючими компаніями в разі, коли необхідно максимізувати виробництво електричної енергії. Когенерація в цьому випадку грає підлеглу роль і забезпечується за рахунок відводу частини тепла з парової турбіни. Парові енергоблоки добре освоєні. Вони надійні і довговічні. Їх одинична потужність досягає 800-1200 МВт, а коефіцієнт корисної дії (ККД), що представляє собою відношення виробленої електроенергії до теплотворення використаного палива, становить до 40-41%, а на найбільш досконалих електростанціях за кордоном - 45-48%. Також вже тривалий час в енергетиці використовуються газотурбінні установки (ГТУ). Це двигун зовсім іншого типу. У ГТУ атмосферне повітря стискається до 15-20 атмосфер, в ньому паливо спалюється з утворенням високотемпературних (1200-1500 ° С) продуктів згоряння, які розширюються в турбіні до атмосферного тиску. Внаслідок більш високої температури турбіна розвиває приблизно вдвічі більшу потужність, ніж необхідно для обертання компресора. Надлишок її використовується для приводу електричного генератора. За кордоном експлуатуються ГТУ одиничною потужністю 260-280 МВт з ККД 36-38%. Температура відпрацьованих в них газів становить 550-620 ° С. Внаслідок принципової простоти циклу і схеми вартість газотурбінних установок істотно нижче, ніж парових. Вони займають менше місця, не потребують охолодження водою, швидко запускаються і змінюють режими роботи. ГТУ легше обслуговувати і повністю автоматизувати.

Так як робочим середовищем газових турбін є продукти згоряння, зберігати працездатність деталей, які омиваються ними, можна, тільки використовуючи чисті види палива: природний газ або рідкі дистиляти

ГТУ швидко розвиваються, з підвищенням параметрів, одиничної потужності і ККД. За кордоном вони освоєні і експлуатуються з такими ж показниками надійності, як і парові енергоблоки.

Зрозуміло, тепло відпрацьованих в ГТУ газів може бути використано. Найпростіше це зробити шляхом підігріву води для опалення або вироблення технологічної пари. Кількість виробленого тепла виявляється дещо більше, ніж кількість електроенергії, а загальний коефіцієнт використання тепла палива може досягати 85-90%.

Є й інша, ще більш приваблива, можливість змусити це тепло працювати. З термодинаміки відомо, що ККД найбільш досконалого циклу теплового двигуна (його придумав Карно майже 200 років тому) пропорційно відношенню температур підведення і відведення тепла. У ГТУ підведення тепла відбувається в процесі згоряння. Температура продуктів, що утворяться, які є робочим середовищем турбін, не обмежується стінкою (як в котлі), через яку необхідно передавати тепло, і може бути істотно вище. Освоєно охолодження омиваються гарячими газами деталей, що дозволяє підтримувати їх температури на допустимому рівні.

У парових енергоустановках температура перегрітої пари не може перевищувати допустиму для металу труб котелень пароперегрівачів і таких неохолоджуваних вузлів, як паропроводи, колектори, арматура, - вона становить зараз 540-565 ° С, а в найсучасніших установках - 600-620 ° С. Зате відведення тепла в конденсаторах парових турбін здійснюється циркуляційної водою при температурах, близьких до температури навколишнього середовища.

Зазначені особливості дозволяють істотно підвищити ККД виробництва електроенергії шляхом об'єднання в одній парогазової установки (ПГУ) високотемпературного підведення (в ГТУ) і низькотемпературного відведення тепла (в конденсаторі парової турбіни). Для цього відпрацювали в турбіні гази подаються в котел-утилізатор, де генерується і перегрівається пара, що надходить потім в парову турбіну. Обертається нею електричний генератор при незмінній витраті палива в камері згоряння ГТУ збільшує вироблення електроенергії в 1,5 рази. В результаті ККД кращих сучасних ПГУ складає 55-58%. Такі ПГУ називають бінарними тому, що в них здійснюється подвійний термодинамічний цикл: пар в котлі-утилізатори і робота парової турбіни виробляються за рахунок тепла, підведеного в камері згоряння ГТУ і вже відпрацьованого в верхньому газотурбінному циклі.

Привабливою особливістю таких ПГУ, крім високих ККД, є помірна питома вартість (в 1,5-2 рази нижче, ніж у парових енергоблоків близької потужності), можливість споруди за короткий (два роки) час, вдвічі менша потреба в охолоджуючої води, хороша маневреність .

З урахуванням всіх достоїнств ПГУ найбільш важливим завданням для вітчизняної енергетики є переклад численних парових електростанцій, що працюють в основному на природному газі, в парогазові. При технічному переозброєнні електростанцій можливі два варіанти створення бінарних ПГУ.

Як влаштована ТЕЦ? Агрегати ТЕЦ. Устаткування ТЕЦ. Принципи роботи ТЕЦ. ПГУ-450.

Привіт, дорогі пані та шановні панове!

Коли я вчився в Московському Енергетичному Інституті, мені не вистачало практики. В інституті маєш справу в основному з "папірцями", а мені вже скоріше хотілося бачити "залізяки". Часто було важко зрозуміти, як влаштований той чи інший агрегат, ніколи раніше його не бачачи. Пропоновані студентам ескізи не завжди дозволяють зрозуміти повну картину, і мало хто собі міг уявити справжню конструкцію, наприклад, парової турбіни, розглядаючи тільки картинки в книжці.

Дана сторінка покликана заповнити існуючий пробіл і надати всім, хто цікавиться нехай не дуже детальну, але зате наочну інформацію про те як "зсередини" влаштовано обладнання Тепло-Електро Централі (ТЕЦ). У статті розглянуто досить новий для Росії тип енергоблоку ПГУ-450, який використовує в своїй роботі змішаний цикл - парогазовий (більшість ТЕЦ використовують поки тільки паровий цикл).

Перевага даної сторінки в тому, що фотографії, представлені на ній, виконані в момент будівництва енергоблоку, що дозволило зняти пристрій деякого технологічного обладнання в розібраному вигляді. На мій погляд, дана сторінка виявиться найбільш корисна для студентів енергетичних спеціальностей - для розуміння суті досліджуваних питань, а також для викладачів - для використання окремих фотографій в якості методичного матеріалу.

Джерелом енергії для роботи даного енергоблока є природний газ. При згорянні газу виділяється теплова енергія, яка потім використовується для роботи всього обладнання енергоблоку.

Всього в схемі енергоблоку працюють три енергетичні машини: дві газові турбіни та одна парова. Кожна з трьох машин розрахована на номінальну електричну виробляється потужність 150мВт.

Газові турбіни за принципом дії схожі з двигунами реактивних літаків.

Для роботи газових турбін необхідні два компоненти: газ і повітря. Повітря, з вулиці, надходить через повітрозабірники. Повітрозабірники закриті гратами, щоб захистити газотурбінну установку від попадання птахів і всякого сміття. У них же змонтована Антіобледінітельная система, що запобігає намерзання льоду в зимовий період часу.

Повітря надходить на вхід компресора газотурбінної установки (осьового типу). Після цього, в стислому вигляді, він потрапляє в камери згоряння, куди крім повітря підводиться природний газ. Всього на кожній газотурбінної установки встановлено по дві камери згоряння. Вони розташовані з боків. На першій фотографії нижче повітропровід ще не змонтований, а ліва камера згоряння закрита целофановою плівкою, на другий - навколо камер згоряння вже змонтований поміст, встановлений електрогенератор:

На кожній камері згоряння встановлено по 8 газових пальників:

У камерах згоряння відбувається процес горіння газоповітряної суміші і виділення теплової енергії. Ось як виглядають камери згоряння "зсередини" - як раз там, де безперервно горить полум'я. Стінки камер викладені вогнетривкої футеровкою:

У нижній частині камери згоряння розташоване маленьке оглядове віконце, що дозволяє спостерігати що відбуваються в камері згоряння процеси. Відеоролик нижче демонструє процес горіння газоповітряної суміші в камері згоряння газотурбінної установки в момент її запуску і при роботі на 30% номінальної потужності:

Повітряний компресор і газова турбіна знаходяться на одному і тому ж валу, і частина крутного моменту турбіни використовується для приводу компресора.

Турбіна виробляє більше роботи, ніж потрібно для приводу компресора, і надлишок цієї роботи використовується для приводу "корисного навантаження". Як такого навантаження використовується електрогенератор електричною потужністю 150мВт - саме в ньому виробляється електроенергія. На фотографії нижче "сірий сарай" - це якраз і є електрогенератор. Електрогенератор також знаходиться на одному валу з компресором і турбіною. Всі разом обертається з частотою 3000 об / хв.

При проходження газової турбіни продукти згоряння віддають їй частину своєї теплової енергії, проте далеко не вся енергія продуктів згоряння використовується для обертання газової турбіни. Значна частина цієї енергії не може бути використана газовою турбіною, тому продукти згоряння на виході газової турбіни (вихлопні гази) несуть з собою ще дуже багато тепла (температура газів на виході газової турбіни складає близько 500° С). У літакових двигунах це тепло марнотратно викидається в навколишнє середовище, але на даному енергоблоці воно використовується далі - в паросиловому циклі. Для цього, вихлопні гази з виходу газової турбіни "вдуваються" знизу в т. Н. "Котли-утилізатори" - по одному на кожну газову турбіну. Дві газових турбіни - два котла-утилізатора.

Кожен такий котел являє собою споруду висотою в кілька поверхів.

У цих котлах теплова енергія вихлопних газів газової турбіни використовується для нагрівання води і перетворення її в пару. Надалі цей пар використовується при роботі в паровій турбіні, але про це трохи пізніше.

Для нагрівання і випаровування вода проходить всередині трубок діаметром приблизно 30мм, розташованих горизонтально, а вихлопні гази від газової турбіни "омивають" ці трубки зовні. Так відбувається передача тепла від газів до води (пару):

Віддавши більшу частину теплової енергії пару і воді, вихлопні гази опиняються вгорі котла-утилізатора і виводяться за допомогою димоходу через дах цеху:

Із зовнішнього боку будівлі димоходи від двох котлів-утилізаторів сходяться в одну вертикальну димову трубу:

Наступні фотографії дозволяють оцінити розміри димоходів. На першій фотографії представлений один з "куточків", якими димоходи котлів-утилізаторів приєднуються до вертикального стовбура димаря, на інших фотографіях - процес монтажу димаря.

Але повернемося до конструкції котлів-утилізаторів. Трубки, по яких проходить вода всередині котлів, розділені на безліч секцій - трубних пучків, які утворюють кілька ділянок:

1. Економайзерний ділянку (який на даному енергоблоці має особливу назву - Газовий Підігрівач конденсату - ЦПК);

2. Випарний ділянку;

3. пароперегревательной ділянку.

Економайзерний ділянку служить для підігріву води від температури порядку 40 ° Сдо температури, близької до температури кипіння. Після цього вода надходить в деаератор - сталеву ємність, де параметри води підтримуються такими, що з неї починають інтенсивно виділятися розчинені в ній гази. Гази збираються вгорі ємності і видаляються в атмосферу. Видалення газів, особливо кисню, необхідно для запобігання швидкої корозії технологічного обладнання, з яким контактує наша вода.

Пройшовши деаератор, вода набуває назву "живильна вода" і надходить на вхід живильних насосів. Ось як виглядали живильні насоси, коли їх тільки що привезли на станцію (всього їх 3шт.):

Живильні насоси мають електропривод (асинхронні двигуни живляться від напруги 6кВ і мають потужність 1.3МВт). Між самим насосом і електродвигуном знаходиться гидромуфта - агрегат, дозволяє плавно змінювати частоту обертання валу насоса в широких межах.

Принцип дії гідромуфти схожий з принципом дії гідромуфти в автоматичних коробках передач автомобілів.

Усередині знаходяться два колеса з лопатками, одне "сидить" на валу електромотора, друге - на валу насоса. Простір між колесами може бути заповнене олією на різний рівень. Перше колесо, що обертається двигуном, створює потік масла, "вдаряється" в лопатки другого колеса, і втягує його в обертання. Чим більше масла буде залито між колесами, тим краще "зчеплення" матимуть вали між собою, і тим більша механічна потужність буде передана через гідромуфту до живильного насоса.

Рівень масла між колесами змінюється за допомогою т. Зв. "Черпаковой труби", відкачує масло з простору між коліс. Регулювання положення черпаковой труби здійснюється за допомогою спеціального виконавчого механізму.

Сам по собі поживний насос відцентровий, багатоступінчастий. Зауважте, цей насос розвиває повний тиск пара парової турбіни і навіть перевищує його (на величину гідравлічних опорів решти котла-утилізатора, гідравлічних опорів трубопроводів та арматури).

Конструкцію робочих коліс нового живильного насоса побачити не вдалося (т. К. Він вже був зібраний), але на території станції вдалося виявити частини старого живильного насоса схожої конструкції. Насос складається з чергуються обертаються відцентрових коліс і нерухомих напрямних дисків.

Нерухомий направляючий диск:

Робочі колеса:

З виходу поживних насосів живильна вода подається в т. Н. "Барабани-сепаратори" - горизонтальні сталеві ємності, призначені для розділення води і пара:

На кожному котлі-утилізатори встановлені по два барабана-сепаратора (всього 4 на енергоблоці). У сукупності з трубками випарних секцій всередині котлів-утилізаторів, вони утворюють контури циркуляції пароводяної суміші. Працює це таким чином.

Вода з температурою, близькою до температури кипіння, надходить всередину трубок випарних секцій, протікаючи по яким догрівається до температури кипіння і потім частково перетворюється на пару. На виході випарного ділянки ми маємо пароводяну суміш, яка надходить в барабани-сепаратори. Усередині барабанів-сепараторів змонтовані спеціальні пристрої

Які допомагають відокремити пар від води. Пар потім подається на пароперегревательной ділянку, де його температура ще більше збільшується, а відокремлена в барабані-сепараторі (отсепарирован) вода змішується з живильною водою і знову надходить у випарний ділянку котла-утилізатора.

Після пароперегревательной ділянки пар з одного котла-утилізатора змішується з таким же паром другого котла-утилізатора і надходить на турбіну. Його температура настільки висока, що трубопроводи, по яких він проходить, якщо зняти з них теплоізоляцію, - світяться в темряві темно-червоним світлом. І тепер цей пар подається на парову турбіну, щоб віддати в ній частину свого теплової енергії і зробити корисну роботу.

Парова турбіна має 2 циліндра - циліндр високого тиску і циліндр низького тиску. Циліндр низького тиску - двухпоточний. У ньому пар розділяється на 2 потоку, що працюють паралельно. В циліндрах перебувають ротори турбіни. Кожен ротор, в свою чергу, складається із ступенів - дисків з лопатками. "Ударяючись" в лопатки, пар змушує ротори обертатися. Фотографія нижче відображає загальну конструкцію парової турбіни: ближче до нас - ротор високого тиску, далі від нас - двухпоточний ротор низького тиску

Ось так виглядав ротор низького тиску, коли його тільки розпакували із заводської упаковки. Зауважте, він має тільки 4 ступені (а не 8):

А ось ротор високого тиску при найближчому розгляді. Він має 20 ступенів. Зверніть також увагу на масивний сталевий корпус турбіни, що складається з двох половинок - нижньої і верхньої (на фото тільки нижня), і шпильки, за допомогою яких ці половинки з'єднується один з одним. Щоб під час пуску корпус швидше, але, в той же час, більш рівномірно прогрівався, використовується система парового обігріву "фланців і шпильок" - бачите спеціальний канал навколо шпильок? Саме через нього проходить спеціальний потік пара для прогріву корпусу турбіни при її пуску.

Щоб пар "бився" в лопатки роторів і змушував їх обертатися, ця пара спочатку потрібно направити і прискорити в потрібному напрямку. Для цього використовуються т. Н. соплові решітки - нерухомі секції з нерухомими лопатками, розміщені між обертовими дисками роторів. Соплові решітки НЕ обертаються - вони нерухомо, і служать тільки для направлення і прискорення пара в потрібному напрямку. На фотографії нижче пар проходить "через цих лопаток на нас" і "розкручується" навколо осі турбіни проти годинникової стрілки. Далі, "вдаряючись" під обертові лопатки дисків ротора, які знаходяться відразу за соплової гратами, пар передає своє "обертання" ротора турбіни.

На фотографії нижче можна бачити частини соплових решіток, підготовлені для монтажу

А на цих фотографіях - нижню частину корпусу турбіни з уже встановленими в неї половинками соплових решіток:

Після цього в корпус "вкладається" ротор, монтуються верхні половинки соплових решіток, потім верхня частина корпусу, далі різні трубопроводи, теплоізоляція і кожух:

Пройшовши через турбіну, пар надходить в конденсатори. У даній турбіни два конденсатора - по числу потоків в циліндрі низького тиску. Подивіться на фотографію нижче. На ній добре видно нижня частина корпусу парової турбіни. Зверніть увагу на прямокутні частини корпусу циліндра низького тиску, закриті зверху дерев'яними щитами. Це - вихлопи парової турбіни і входи в конденсатори.

Коли корпус парової турбіни виявляється повністю зібраний, на виходах циліндра низького тиску утворюється простір, тиск в якому при роботі парової турбіни приблизно в 20 разів нижче атмосферного, тому корпус циліндра низького тиску проектується нема на опір тиску зсередини, а на опір тиску ззовні - т. е. атмосферному тиску повітря. Самі конденсатори знаходяться під циліндром низького тиску. На фото нижче - це прямокутні ємності з двома люками на кожній.

Конденсатор влаштований схоже з котлом-утилізатором. Усередині нього знаходиться безліч трубок діаметром приблизно 30мм. Якщо ми відкриємо один з двох люків кожного конденсатора і заглянемо всередину, ми побачимо "трубні дошки":

Крізь ці трубки протікає охолоджуюча вода, яка називається технічною водою. Пар з вихлопу парової турбіни виявляється в просторі між трубками зовні них (за трубної дошкою на фото вище), і, віддаючи залишкове тепло технічній воді через стінки трубок, конденсується на їх поверхні. Конденсат пара стікає вниз, накопичується в конденсатозбірниках (в нижній частині Кондесатор), після чого потрапляє на вхід конденсатних насосів. Кожен конденсаційний насос (а всього їх 5) приводиться в обертання трифазних асинхронним електродвигуном, розрахованим на напругу 6кВ.

З виходу конденсатних насосів вода (конденсат) знову надходить на вхід економайзерних ділянок котлів-утилізаторів і, тим самим, паросилова цикл замикається. Вся система є майже герметичною і вода, що є робочим тілом, багаторазово перетворюється в пар в котлах-утилізаторах, у вигляді пари здійснює роботу в турбіні, щоб знову перетворитися в воду в конденсаторах турбіни і т. Д.

Ця вода (у вигляді води або пари) постійно контактує з внутрішніми деталей технологічного обладнання, і щоб не викликати їх швидку корозію і знос - спеціальним чином хімічно готується.

Але повернемося до конденсаторів парової турбіни.

Технічна вода, нагріта в трубках конденсаторів парової турбіни, по підземним трубопроводах технічного водопостачання виводиться з цеху і подається в градирні - щоб в них віддати тепло, забране у пара з турбіни, навколишній атмосфері. На фотографіях нижче приведена конструкція градирні, яка була зведена для нашого енергоблоку. Принцип її роботи заснований на розбризкування всередині градирні теплої технічної води за допомогою душірующего пристроїв (від слова "душ"). Краплі води падають вниз і віддають своє тепло повітрю, що знаходиться всередині градирні. Нагріте повітря піднімається вгору, а на його місце знизу градирні приходить холодне повітря з вулиці.

Ось як виглядає градирня у свого заснування. Саме через "щілину" знизу градирні приходить холодне повітря для охолодження технічної води

Знизу градирні знаходиться водозбірний басейн, куди падають і де збираються краплі технічної води, випущені з душірующего пристроїв і віддали своє тепло повітрю. Над басейном розташована система роздають труб, по яких тепла технічна вода підводиться до душирующим пристроїв

Простір над і під душірующего пристроями заповнюється спеціальною набивкою з пластмасових жалюзі. Нижні жалюзі призначені для більш рівномірного розподілу "дощу" по площі градирні, а верхні жалюзі - для уловлювання дрібних крапельок води і запобігання зайвого віднесення технічної води разом з повітрям через верх градирні. Однак, на момент відзнятого представлених фотографій, пластмасові жалюзі ще не були встановлені.

бо " більша ж по висоті частину градирні нічим не заповнена і призначена тільки для створення тяги (нагріте повітря піднімається вгору). Якщо ми станемо над роздають трубопроводами, ми побачимо, що вище нічого немає і решта градирні - порожня

Наступний відеоролик передає враження від перебування всередині градирні

На той момент, коли були зняті фотографії цієї сторінки, градирня, побудована для нового енергоблоку - ще не функціонувала. Однак, на території даної ТЕЦ були інші градирні, які працювали, що дозволило зафіксувати схожу градірню в роботі. Сталеві жалюзі внизу градирні призначені для регулювання потоку холодного повітря і запобігання переохолодженню технічної води в зимовий період часу

Охолоджена і зібрана в басейні градирні технічна вода знову подається на вхід трубок конденсатора парової турбіни, щоб відібрати в пара нову порцію тепла і т. Д. Крім того, технічна вода використовується для охолодження іншого технологічного обладнання, наприклад, електрогенераторів.

Наступний відеоролик показує, як в градирні охолоджується технічна вода.

Оскільки технічна вода безпосередньо контактує з навколишнім повітрям, в неї потрапляє пил, пісок, трава та інша бруд. Тому на вході цієї води в цех, на вхідному трубопроводі технічної води, встановлений самоочищається фільтр. Цей фільтр складається з декількох секцій, укріплених на обертовому колесі. Через одну з секцій, час від часу, організується зворотний потік води для її промивання. Потім колесо з секціями повертається, і починається промивання наступної секції і т. Д.

Ось так виглядає цей самоочищається фільтр зсередини трубопроводу технічної води:

А так зовні (приводний електромотор ще не змонтований):

Тут слід зробити відступ і сказати, що монтаж всього технологічного обладнання в турбінному цеху здійснюється за допомогою двох мостових кранів. Кожен кран має по три окремих лебідки, призначених для роботи з вантажами різних мас.

Тепер я б хотів трохи розповісти про електричної частини даного енергоблоку.

Електроенергія виробляється за допомогою трьох електрогенераторів, що приводяться в обертання двома газовими та однією паровою турбіною. Частина обладнання для монтажу енергоблоку була привезена автотранспортом, а частина залізничним. Прямо в турбінний цех прокладена залізниця, по якій при будівництві енергоблоку підвозили великогабаритне обладнання.

На фотографії нижче зображений процес доставки статора одного з електрогенераторів. Нагадаю, що кожен електрогенератор має номінальну електричну потужність 150мВт. Зауважте, що залізнична платформа, на якій привезли статор електрогенератора, має 16 осей (32 колеса).

Залізниця має в місці в'їзду в цех невелике закруглення, і враховуючи, що колеса кожної колісної пари жорстко закріплені на своїх осях, при русі на заокругленій ділянці залізниці одне з коліс кожної колісної пари змушене прослизати (т. к. на заокругленні рейки мають різну довжину). Наведений нижче відеоролик показує, як це відбувалося під час руху платформи зі статором електрогенератора. Зверніть увагу на те, як підстрибує пісок на шпалах в моменти прослизання коліс по рейках.

З огляду на велику масу, монтаж статоров електрогенераторів здійснювався із застосуванням обох мостових кранів:

На фотографії нижче наведений внутрішній вигляд статора одного з електрогенераторів:

А ось так здійснювався монтаж роторів електрогенераторів:

Вихідна напруга генераторів складає близько 20кВ. Вихідний струм - тисячі ампер. Ця електроенергія виводиться з турбінного цеху і надходить на підвищувальні трансформатори, що знаходяться зовні будівлі. Для передачі електроенергії від електрогенераторів до підвищує трансформаторів використовуються ось такі електропроводів (струм тече по центральній алюмінієвої трубі):

Для вимірювання струму в цих "проводах" використовуються ось такі трансформатори струму (на третій фотографії вище такий же трансформатор струму коштує вертикально):

На фотографії нижче представлений один з підвищувальних трансформаторів. Вихідна напруга - 220кВ. З їх виходів електроенергія подається в електромережу.

Крім електричної енергії, ТЕЦ виробляє також теплову енергію, що використовується для опалення та гарячого водопостачання прилеглих районів. Для цього, в паровій турбіні виконані відбори пари, т. Е. Частина пара виводиться з турбіни не дійшовши до конденсатора. Цей, ще досить гарячий пар, надходить в мережеві підігрівачі. Мережевий підігрівач - це теплообмінник. За конструкцією він дуже схожий на конденсатор парової турбіни. Відмінність полягає в тому, що в трубках тече не технічна вода, а мережева вода. Мережевих підігрівачів на енергоблоці два. Давайте знову розглянемо фотографію з конденсаторами прово турбіни. Прямокутні ємності - конденсатори, а "круглі" - це як раз і є мережеві підігрівачі. Нагадую, що все це розташовано під паровою турбіною.

Підігріта в трубках мережевих підігрівачів мережева вода подається по підземним трубопроводах мережної води в теплову мережу. Обігрів будівлі районів, розташованих навколо ТЕЦ, і віддавши їм своє тепло, мережева вода знову повертається на станцію, щоб знову бути підігрітою в мережевих подогревателях і т. Д.

Робота всього енергоблоку контролюється АСУ ТП "Овація" американської корпорації "Емерсон"

А ось як виглядає кабельний напівповерх, що знаходиться під приміщенням АСУ ТП. За цим кабелям в АСУ ТП надходять сигнали від безлічі датчиків, а також йдуть сигнали на виконавчі механізми.

Спасибі за те, що відвідали цю сторінку!

Парогазові установки виробляють електрику і теплову енергію. Парогазова установка складається з двох окремих блоків: паросилового і газотурбінного. Паливом вітчизняних ПГУ є природний газ, однак їм може служити як природний газ, так і продукти нафтохімічної промисловості, Наприклад мазут. У парогазових установках на одному валу з газовою турбіною знаходиться перший генератор, який за рахунок обертання ротора виробляє електричний струм. Проходячи через газову турбіну, продукти згоряння віддають їй частину своєї енергії і далі продукти згоряння потрапляють в паросилових установку, в котел-утилізатор, де виробляється надходить на парову турбіну водяна пара.

Спорудження установок комбінованого циклу (або ПГУ) є останнім часом основною тенденцією розвитку світової і вітчизняної теплоенергетики. Поєднання циклів на базі ГТУ, тобто газотурбінної установки, і паротурбінної установки (циклів Брайтона і Ренкина відповідно) забезпечує різкий стрибок теплової економічності електростанції, при цьому близько двох третин її потужності доводиться на ГТУ. Пар, вироблений за рахунок тепла відпрацьованих газів ГТУ, як уже зазначалося, пускає в хід парову турбіну.

Загальне уявлення про котлах-утилізаторах в схемі ПГУ можна отримати на основі короткого опису КУ типу HRSG:

Котел-утилізатор типу HRSG в складі блоку ПГУ призначений для отримання перегрітої пари високого, середнього та низького тисків за рахунок використання тепла гарячих вихлопних газів ГТУ.

Котел-утилізатор HRSG - вертикального типу, барабанний, з природною циркуляцією в випарних контурах високого, середнього та низького тисків, з власним несучим каркасом.

Конструкція котла-утилізатора забезпечує можливість проведення передпускових і експлуатаційних водно-хімічних промивок пароводяного тракту, а також консервації внутрішніх поверхонь котла при остановах.

За пароводяного тракту гідравлічна схема котла-утилізатора складається з трьох самостійних контурів з різним рівнем тисків:

тракт низького тиску;

тракт середнього тиску;

тракт високого тиску.

Поверхні нагрівання труб (випарники, пароперегрівачі і т.п.) цього котла розташовуються горизонтально. Всі вони мають змеевиковую конструкцію трубних систем, які об'єднуються колекторами і за допомогою відвідної системи трубопроводів, приєднуються до барабану-сепаратора. При такому виконанні термічні напруги при змінах навантаження і пусках істотно нижче, трубні пакети можуть вільно розширюватися, що зводить до мінімуму ризик защемлення, що приводить до руйнування труб.

Трубки теплообмінників секцій ВД, СД і НД виготовлені із суцільним ребрами з урахуванням конвективного характеру теплообміну між гарячими газами з ГТУ і поверхнями теплообміну. Ребра виконано з вуглецевої сталі діаметром 62-68 мм і товщиною 1 мм.

Система очищення пара від крапель води котла спрощена, в ній відсутні внутрібарабанние циклони, як це передбачається на звичайних парових котлах. Є лінії періодичної продувки з барабанів, проте не передбачені спеціальні лінії періодичної продувки випарників з нижніх точок, де ці лінії більш актуальні щодо виведення з котла накопичилися шламових утворень.

З барабана насичений пар надходить в пароперегрівач високого тиску.

Котел - утилізатор HRSG працює на газах газової турбіни блоку. По ходу руху димових газів поверхні нагрівання котла розташовані в наступній послідовності:

вихідна щабель пароперегрівача ВД;

вихідна щабель промперегрева;

друга частина вхідний ступені пароперегрівача ВД;

вхідні щабель промперегрева;

перша частина вхідний ступені пароперегрівача ВД;

випарник ВД;

економайзер ВД другий ступінь;

пароперегреватель СД;

пароперегреватель НД;

економайзер ВД перший ступінь;

випарник СД;

економайзер СД вихідна частина першого ступеня / економайзер ВД вихідна частина першого ступеня;

випарник НД;

економайзер СД вхідна частина першого ступеня / економайзер ВД вхідна частина першого ступеня;

підігрівач конденсату (економайзер НД).

У вихлопної частини котла встановлений глушитель і заслінка, що запобігає попадання опадів в котел під час його стоянки.

Більш докладні відомості з цього котла-утилізатора можна знайти в нашому прикладі "

Залежно від чого вибираються парогазові цикли, Який вибір буде оптимальним, і як буде виглядати технологічна схема ПГУ?

Як тільки стають відомі паритет капіталу і конфігурація щодо розташування валів, можна приступити до попереднього вибору циклу.

Діапазон простягається від дуже простих "циклів одного тиску" до надзвичайно складних "циклів потрійного тиску з проміжним перегрівом". Коефіцієнт корисної дії циклу зі збільшенням комплексності підвищується, проте капітальні витрати також зростають. Ключем вибору правильного циклу є визначення такого циклу тиску, який найкраще підходить для заданого коефіцієнта корисної дії і заданих показників витрат.

Парогазова установка з циклом одного тиску

Цей цикл часто використовується для більш сприятливого в ціні палива погіршеної якості, як наприклад, сира нафта і важке нафтове паливо з високим вмістом сірки.

У порівнянні зі складними циклами інвестиції в ПГУ простих циклів незначні.

На схемі зображено ПГУ з додатковим змійовиком-випарником на холодному кінці котла-утилізатора. Цей випарник відбирає у відпрацьованих газів додаткове тепло і віддає пар деаератора з метою використання його для підігріву живильної води.

Завдяки цьому відпадає необхідність у відборі пара для деаератора з парової турбіни. Результатом в порівнянні з найпростішої схемою одного тиску є поліпшення коефіцієнта корисної дії, однак відповідно підвищуються капітальні вкладення.

ПГУ з циклом двох тисків

Більшість знаходяться в експлуатації комбінованих установок мають цикли подвійного тиску. Вода подається двома окремими поживними насосами в економайзер подвійного тиску.

Читайте також: Як вибрати газотурбінну установку для станції з ПГУ

Вода низького тиску надходить потім в перший змійовик випарника, а вода високого тиску нагрівається в економайзері, перш ніж вона випарується і перегріється в гарячій частині котла-утилізатора. Відбір з барабана низького тиску постачає паром деаератор і парову турбіну.

Коефіцієнт корисної дії циклу подвійного тиску, як показано на Т-S-діаграмі на рисунку, вище, ніж ККД циклу одного тиску, через більш повного використання енергії відпрацьованих газів газової турбіни (додаткова площа СС "Д" Д).

Однак при цьому збільшуються капітальні вкладення на додаткове обладнання, наприклад, на живильні насоси, економайзери подвійного тиску, випарники, низьконапірні трубопроводи і два паропроводу НД до паровій турбіні. Тому розглянутий цикл застосовують тільки при високому паритеті капіталу.

ПГУ з циклом потрійного тиску

Це одна з найбільш складних схем, які знаходять застосування в даний час. Вона застосовується у випадках дуже високого паритету капіталу, при цьому високий коефіцієнт корисної дії може бути отриманий тільки з високими витратами.

До котла-утилізатора додається третій ступінь, яка додатково використовує теплоту відпрацьованих газів. Насос високого тиску подає живильну воду в триступеневий економайзер високого тиску і далі в барабан - сепаратор високого тиску. Поживний насос середнього тиску подає воду в барабан - сепаратор середнього тиску.

Частина живильної води від насоса середнього тиску через дросельний пристрій надходить в барабан - сепаратор низького тиску. Пара з барабана високого тиску надходить в пароперегрівач і потім в частину високого тиску парової турбіни. Отработавший в частині високого тиску (ЧВД) пар змішується з парою, що надійшли з барабана середнього тиску, перегрівається і надходить на вхід частини низького тиску (ЧНД) парової турбіни.

Читайте також: Навіщо будувати Парогазові ТЕЦ? У чому переваги парогазових установок.

Коефіцієнт корисної дії може бути додатково підвищений за рахунок підігріву палива водою високого тиску перед його надходженням в газову турбіну.

Діаграма вибору циклу

Типи циклів, починаючи з циклу одного тиску і закінчуючи циклом потрійного тиску з проміжним перегрівом, представлені як функції паритету наситила.

Цикл вибирається шляхом визначення, які з циклів відповідають даним показником паритету капіталу для конкретного випадку застосування. Якщо, наприклад, паритет капіталу становить 1800 дол. США / кВт, то вибирається цикл з подвійним або потрійним тиску.

У першому наближенні рішення приймається на користь циклу потрійного тиску, так як при незмінному паритеті капіталу коефіцієнт корисної дії і потужність вище. Однак при більш точному розгляді параметрів може виявитися, що для задоволення інших вимог більш доцільним є вибір циклу подвійного тиску.

Існують випадки, для яких діаграма вибору циклу непридатна. Найбільш часто зустрічається прикладом подібного випадку є ситуація, коли замовник хоче мати в розпорядженні електричну потужність якомога швидше і оптимізація для нього менш важлива, ніж короткі терміни поставки.

Залежно від обставин може виявитися доцільним циклу з декількома тисками віддати перевагу цикл з одним тиском, так як витрати часу менше. Для цієї мети можна розробити серію стандартизованих циклів із заданими параметрами, які з успіхом знаходять застосування в подібних випадках.

(Visited 2 507 times, 1 visits today)

До теплоелектроцентралей(ТЕЦ) відносяться електростанції, які виробляють і відпускають споживачам не тільки електричну, а й теплову енергію. При цьому в якості теплоносіїв служать пар з проміжних відборів турбіни, частково вже використаний в перших щаблях розширення турбіни для вироблення електроенергії, а також гаряча вода з температурою 100-150 ° С, що нагрівається відбираються з турбіни паром. Пара з парового котла надходить по паропроводу в турбіну де він розширюється до тиску в конденсаторі і потенційна енергія його перетворюється в механічну роботу обертання ротора турбіни і сполученого з ним ротора генератора. Частина пара після декількох ступенів розширення відбирається з турбіни і направляється по паропроводу споживачеві пара. Місце відбору пара, а значить, і його параметри встановлюються з урахуванням вимог споживача. Так як теплота на ТЕЦ витрачається на виробництво електричної і теплової енергії, то розрізняються ККД ТЕЦ з виробництва та відпуску електроенергії та виробництва та відпуску теплоенергії.

газотурбінні установки (ГТУ) складаються з трьох основних елементів: повітряного компресора, камери згоряння і газової турбіни. Повітря з атмосфери надходить в компресор, що приводиться в дію пусковим двигуном, і стискається. Далі під тиском його подають в камеру згоряння, куди одночасно підводиться паливним насосом рідке або газоподібне паливо. Для того щоб знизити температуру газу до прийнятного рівня (750-770 ° С), в камеру згоряння подають в 3,5-4,5 рази більше повітря, ніж потрібно для згоряння палива. У камері згоряння він розділяється на два потоки: один потік надходить всередину жарової труби і забезпечує повне згоряння палива, а другий обтікає жаровую трубу зовні і, підмішуючи до продуктів згоряння, знижує їх температуру. Після камери згоряння гази надходять в газову турбіну, що знаходиться на одному валу з компресором і генератором. Там вони, розширюючись (приблизно до атмосферного тиску), здійснюють роботу, обертаючи вал турбіни, і потім викидаються через димову трубу. Потужність газової турбіни значно менше потужності парової турбіни і в даний час ККД близько 30%.

парогазові установки(ПГУ) представляють собою поєднання паротурбінної (ПТУ) і газотурбінної (ГТУ) установок. Таке об'єднання дозволяє знизити втрати відпрацювала теплоти газових турбін або теплоти відхідних газів парових котлів, що забезпечує підвищення ККД в порівнянні з окремо взятими ПТУ і ГТУ. Крім того, при такому об'єднанні досягається ряд конструктивних переваг, що призводять до здешевлення установки. Поширення отримали два типи ПГУ: з високонапірними котлами і зі скиданням відпрацьованих газів турбіни в топку звичайного котла. Високонапірний котел працює на газовому або очищеному рідкому паливі. Димові гази, що виходять з котла з високою температурою і надлишковим тиском, направляються в газову турбіну, на одному валу з якою знаходяться компресор і генератор. Компресор нагнітає повітря в топку котла. Пара з високонапірного котла направляється до конденсаційної турбіни, на одному валу з якою знаходиться генератор. Отработавший в турбіні пар переходить в конденсатор і після конденсації насосом подається знову в котел. Вихлопні гази турбіни підводяться до економайзера для підігріву живильної води котла. У такій схемі не потрібно димосос для видалення газів, що відходять високонапірного котла, функцію дутьевого насоса виконує компресор. ККД установки в цілому досягає 42-43%. В іншій схемі парогазової установки здійснюється використання теплоти відпрацьованих газів турбіни в казані. Можливість скидання відпрацьованих газів турбіни в топку котла грунтується на тому, що в камері згоряння ГТУ паливо (газ) спалюють з великим надлишком повітря і вміст кисню у вихлопних газах (16-18%) є достатнім для спалювання основної маси палива.

29. АЕС: пристрій, типи реакторів, параметри, режимні характеристики.

АЕС відносяться до теплових ЕС, тому що в їх пристрої є тепловиделітелі, теплоносій і генератор ел. струму - турбіна.

АЕС можуть бути конденсаційними, теплофікаційними (АТЕЦ), атомні станції теплопостачання (АСТ).

Ядерні реактори класифікуються за різними ознаками:

1. за рівнем енергії нейтронів:

На теплових нейтронах

На швидких нейтронах

2. по виду сповільнювача нейтронів: водними, важководними, графітовими.

3. по виду теплоносія: водними, важководними, газовими, рідко металевими

4. за кількістю контурів: одно-, дво-, три- контурні

В сучасних реакторах для поділу ядер вихідного палива використовуються в основному теплові нейтрони. Всі вони мають перш за все так звану активну зону, В яку завантажується ядерне паливо, що містить уран 235 сповільнювач (Зазвичай графіт або вода). Для скорочення витоку нейтронів з активної зони останню оточують відбивачем , виконаним зазвичай з того ж матеріалу, що і сповільнювач.

За відбивачем зовні реактора розміщується бетонна захист від радіоактивних випромінювань. Завантаження реактора ядерним паливом зазвичай значно перевищує критичну. Щоб у міру вигоряння палива безперервно підтримувати реактор в критичному стані, в активну зону вводять сильний поглинач нейтронів у вигляді стрижнів з карбаміду бору. такі стрижніназивають регулюючими або компенсують. У процесі поділу ядра виділяється велика кількість теплоти, яка виділяється теплоносіємв теплообмінник парогенератора, Де вона перетворюється в робоче тіло - пар. Пара поступає в турбіну і обертає її ротор, вал якого з'єднаний з валом генератора. Отработавший в турбіні пара потрапляє в конденсатор, після якого сконденсована вода знову йде в теплообмінник, і цикл повторюється.