МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
Государственноеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирскийгосударственный технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему «Основные принципы работы ТЭС»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил: Выполнил:
проф. Щинников П.А. студент Михайлов Д.А.
группа АТЭ-51
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2008
Введение
Электрическая станция – энергетическая установка,служащая для преобразования природной энергии в электрическую. Типэлектрической станции определяется прежде всего видом природной энергии.Наибольшее распространение получили тепловые электрические станции (ТЭС), накоторых используется тепловая энергия, выделяемая при сжигании органическоготоплива (уголь, нефть, газ и др.). На тепловых электростанциях вырабатываетсяоколо 76% электроэнергии, производимой на нашей планете. Это обусловленоналичием органического топлива почти во всех районах нашей планеты;возможностью транспорта органического топлива с места добычи на электростанцию,размещаемую близ потребителей энергии; техническим прогрессом на тепловыхэлектростанциях, обеспечивающим сооружение ТЭС большой мощностью; возможностьюиспользования отработавшего тепла рабочего тела и отпуска потребителям, кромеэлектрической, также и тепловой энергии (с паром или горячей водой) и т.п.[2]Тепловые электрические станции, предназначенные только для производстваэлектроэнергии, называют конденсационными электрическими станциями (КЭС). Электростанции, предназначенные длякомбинированной выработки электрической энергии и отпуска пара, а также горячейводы тепловому потребителю имеют паровые турбины с промежуточными отборами параили с противодавлением. На таких установках теплота отработавшего пара частичноили даже полностью используется для теплоснабжения, вследствие чего потеритеплоты с охлаждающей водой сокращаются. Однако доля энергии пара,преобразованная в электрическую, при одних и тех же начальных параметрах наустановках с теплофикационными турбинами ниже, чем на установках сконденсационными турбинами. Теплоэлектростанции, на которых отработавший парнаряду с выработкой электроэнергии используется для теплоснабжения, называюттеплоэлектроцентралями (ТЭЦ).[3]
Основные принципы работы ТЭС
На рис.1 представлена типичная тепловаясхема конденсационной установки на органическом топливе.
Рис.1 Принципиальнаятепловая схема ТЭС
1 – паровой котёл; 2 – турбина; 3– электрогенератор; 4 – конденсатор; 5 – конденсатный насос; 6 – подогревателинизкого давления; 7 – деаэратор; 8 – питательный насос; 9 – подогревателивысокого давления; 10 – дренажный насос.
Эту схему называют схемой с промежуточнымперегревом пара. Как известно из курса термодинамики, тепловая экономичностьтакой схемы при одних и тех же начальных и конечных параметрах и правильномвыборе параметров промежуточного перегрева выше, чем в схеме без промежуточногоперегрева.
Рассмотрим принципы работы ТЭС. Топливо иокислитель, которым обычно служит подогретый воздух, непрерывно поступают втопку котла (1). В качестве топливаиспользуется уголь, торф, газ, горючие сланцы или мазут. Большинство ТЭС нашейстраны используют в качестве топлива угольную пыль. За счёт тепла, образующегося в результате сжиганиятоплива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийсянасыщенный пар поступает по паропроводу в паровую турбину (2). Назначение которой превращать тепловую энергию пара вмеханическую энергию.
Все движущиеся части турбины жёсткосвязаны с валом и вращаются вместе с ним. В турбине кинетическая энергия струйпара передается ротору следующим образом. Пар высокого давления и температуры,имеющий большую внутреннюю энергию, из котла поступает в сопла (каналы)турбины. Струя пара с высокой скоростью, чаще выше звуковой, непрерывновытекает из сопел и поступает на рабочие лопатки турбины, укрепленные на диске,жёстко связанном с валом. При этом механическая энергия потока парапревращается в механическую энергию ротора турбины, а точнее говоря, вмеханическую энергию ротора турбогенератора, так как валы турбины иэлектрического генератора (3)соединены между собой. В электрическом генераторе механическая энергияпреобразуется в электрическую энергию.
После паровой турбины водяной пар, имеяуже низкое давление и температуру, поступает в конденсатор (4). Здесь пар с помощью охлаждающей воды, прокачиваемой порасположенным внутри конденсатора трубкам, превращается в воду, котораяконденсатным насосом (5) черезрегенеративные подогреватели (6)подаётся в деаэратор (7).
Деаэратор служит для удаления из водырастворённых в ней газов; одновременно в нём, так же как в регенеративныхподогревателях, питательная вода подогревается паром, отбираемым для этого изотбора турбины. Деаэрация проводится для того, чтобы довести до допустимыхзначений содержание кислорода и углекислого газа в ней и тем самым понизитьскорость коррозии в трактах воды и пара.
Деаэрированная вода питательным насосом (8) через подогреватели (9) подаётся в котельную установку.Конденсат греющего пара, образующийся в подогревателях (9), перепускается каскадно в деаэратор, а конденсат греющего параподогревателей (6) подаётся дренажнымнасосом (10) в линию, по которойпротекает конденсат из конденсатора (4).[1]
Наиболее сложной в техническом планеявляется организация работы ТЭС на угле. Вместе с тем доля таких электростанцийв отечественной энергетике высока (~30%) и планируется её увеличение.
Технологическая схема такойэлектростанции, работающей на углях, показана на рис.2.
Рис.2 Технологическаясхема пылеугольной ТЭС
1 – железнодорожные вагоны; 2 –разгрузочные устройства; 3 – склад; 4 – ленточные транспортёры; 5 – дробильнаяустановка; 6 – бункера сырого угля; 7 – пылеугольные мельницы; 8 – сепаратор; 9– циклон; 10 – бункер угольной пыли; 11 – питатели; 12 – мельничный вентилятор;13 – топочная камера котла; 14 – дутьевой вентилятор; 15 – золоуловители; 16 –дымососы; 17 – дымовая труба; 18 – подогреватели низкого давления; 19 –подогреватели высокого давления; 20 – деаэратор; 21 – питательные насосы; 22 –турбина; 23 – конденсатор турбины; 24 – конденсатный насос; 25 – циркуляционныенасосы; 26 – приемный колодец; 27 – сбросной колодец; 28 – химический цех; 29 –сетевые подогреватели; 30 – трубопровода; 31 – линия отвода конденсата; 32 –электрическое распределительное устройство; 33 – багерные насосы.
Топливо в железнодорожных вагонах (1) поступает к разгрузочным устройствам(2), откуда с помощью ленточныхтранспортёров (4) направляется насклад (3), со склада топливо подаётсяв дробильную установку (5). Имеетсявозможность подавать топливо в дробильную установку и непосредственно отразгрузочных устройств. Из дробильной установки топливо поступает в бункерасырого угля (6), а оттуда черезпитатели – в пылеугольные мельницы (7).Угольная пыль пневматически транспортируется через сепаратор (8) и циклон (9) в бункер угольной пыли (10),а оттуда питателями (11) к горелкам.Воздух из циклона засасывается мельничным вентилятором (12) и подаётся в топочную камеру котла (13).
Газы, образующиеся при горении в топочнойкамере, после выхода из неё проходят последовательно газоходы котельнойустановки, где в пароперегревателе (первичном и вторичном, если осуществляетсяцикл с промежуточным перегревом пара) и водяном экономайзере отдают теплотурабочему телу, а в воздухоподогревателе – подаваемому в паровой котёл воздуху.Затем в золоуловителях (15) газы очищаютсяот летучей золы и через дымовую трубу (17)дымососами (16)выбрасываются ватмосферу.
Шлак и зола, выпадающие под топочнойкамерой, воздухоподогревателем и золоуловителями, смываются водой и по каналампоступают к багерным насосам (33),которые перекачивают их на золоотвалы.
Воздух, необходимый для горения, подаётсяв воздухоподогреватели парового котла дутьевым вентилятором (14). Забирается воздух обычно изверхней части котельной и (при паровых котлах большой производительности)снаружи котельного отделения.
Перегретый пар от парового котла (13) поступает к турбине (22).
Конденсат из конденсатора турбины (23) подаётся конденсатными насосами (24) через регенеративные подогревателинизкого давления (18) в деаэратор (20), а оттуда питательными насосами (21) через подогреватели высокогодавления (19) в экономайзер котла.
Потери пара и конденсата восполняются вданной схеме химически обессоленной водой, которая подаётся в линию конденсатаза конденсатором турбины.
Охлаждающая вода подаётся в конденсаториз приемного колодца (26)водоснабжения циркуляционными насосами (25).Подогретая вода сбрасывается в сбросной колодец (27) того же источника на некотором расстоянии от места забора, достаточном для того, чтобы подогретаявода не подмешивалась к забираемой. Устройства для химической обработкидобавочной воды находятся в химическом цехе (28).
В схемах может быть предусмотренанебольшая сетевая подогревательная установка для теплофикации электростанции иприлегающего посёлка. К сетевым подогревателям (29) этой установки пар поступает от отборов турбины, конденсатотводится по линии (31). Сетевая водаподводится к подогревателю и отводится от него по трубопроводам (30).
Выработанная электрическая энергияотводится от электрического генератора к внешним потребителям через повышающиеэлектрические трансформаторы.
Для снабжения электроэнергиейэлектродвигателей, осветительных устройств и приборов электростанции имеетсяэлектрическое распределительное устройство собственных нужд (32).[1]
Заключение
В реферате представлены основные принципыработы ТЭС. Рассмотрена тепловая схема электростанции на примере работыконденсационной электрической станции, а так же технологическая схема напримере электростанции работающей на углях. Показаны технологические принципыпроизводства электрической энергии и теплоты.
Список литературы
1. Стерман Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: Учебник для вузов/ Л.С.Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин.– М.: Энергоатомиздат, 1995. – 416 с.
2. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов/ Под ред. В.Я. Гиршфельда. – М: Энергоатомиздат,1987. – 328 с.
3. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций:Учебник длявузов / Д.П. Елизаров. – М.: Энергоиздат, 1982. – 264 с.