Принципы устройства тепловых электрических станций
Газотурбинные установки (/ТУ) ГТУ в качестве рабочего тела используют смесь продуктов сгорания с воздухом или нагретый воздух при большом давлении и высокой температуре. Тепловая энергия газов превращается в кинетическую энергию вращения ротора турбины. Но принципу преобразования энергии Г’ГУ не отличаются от паровых ЭС. Схема ГТУ показана на рис. 2.6. КЭС размешают вблизи источников… Читать ещё >
Принципы устройства тепловых электрических станций (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В настоящее время существует два типа ТЭС: конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ). Принципиальная схема конденсационной электростанции показана на рис. 2.2.
Принцип работы ТЭС
.В гонку котла (Кт) поступает топливо и подогретый воздух. Образовавшиеся при сгорании топлива газы отсасываются из котла и выбрасываются наружу дымососом (высота дымовых груб составляет.
- 100. .250 м). Пар из котла при температуре 400…650°С с давлением
- 3. .30 МПа подается в паровую турбину (Т), где, проходя ряд ступеней, выполняет механическую работу — вращает турбину и жестко связанный с ней ротор генератора. Отработанный пар конденсируется в конденсаторе (^-теплообменнике. Источниками холодной воды (для охлаждения пара) служат реки, озера, традирни, брызгагельные бассейны. Конденсат поступает в диаэрагор (Др), где происходит удаление из него газов: в первую очередь, кислорода, вызывающего активную коррозию труб котла. Дополнительно в диаэратор подается химически очищенная вода (ХОВ). Питательная вода перед подачей в котел предварительно подогревается.
Рис. 2.2. Схема КЭС:
Э — экономайзер; ПН, КП, ЦП — питательный, конденсационный, циркуляционный насосы Пропуск основного количества пара через конденсатор приводит к тому, что значительная часть тепловой энергии (до 70%) бесполезно уносится циркуляционной водой.
КЭС размешают вблизи источников энергоресурсов (угля, газа, мазута). Единичная мощность блоков (агрегатов) составляет 500… 1200 МВт, тогда как мощность ЭС равна 2000…3600 МВт. Особенность КЭС — низкая маневренность блоков. Гак, разворот турбины и набор наг рузки блоком из «холодного состояния» составляет от 3 до 10 ч.
Тепловой баланс КЭС приведен на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Тепловой баланс КЭС Главным недостатком КЭС является ее малый КПД.
Теплоэлектроцентрали выполняют по такому же принципу, что и КЭС, но при этом чаеть отработанного поеле турбины пара отводитея к еетевым подогревателям (СИ).
Потребители получают тепло от сетевых подогревателей (СИ). Чем больше отбор пара из котла на цели теплофикации, тем меньше тепла уходит с циркуляционной водой, и КПД станции будет больше.
ТЭЦ строят вблизи потребителей тепла и поэтому они работают на привозном топливе, большая часть ЭЭ потребляется в прилегающем районе. ТЭЦ по КПД намного превосходят КЭС (у КЭС КПД — 25…40%, ТЭЦ — 60…70%).
Конструктивная схема КЭС показана на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Схема конденсационной электростанции, работающей на угле:
I — топливный бункер; 2 — устройство пылеприготовления; 3 — подача воздуха;
- 4 — топка котла; 5 — барабан; б — конвективная шахта котла; 7 — дымовая труба;
- 8 — ЧВД турбины; 9 — ЧНД турбины; К) — электрогенератор; 11 — сборные шины электростанции; 12 — водоем; 13 — насос; 14 — конденсатор; 15 — питательный насос
Рабочий процесс паротурбинной ЭС основан на идеальном цикле Ренкина, (рис. 2.5), в котором теплота подводится и отводитея при постоянном давлении рабочего тела. Параметры свежею пара на входе /?о, /о соответствуют точке /; линия 1−2 изображает процесс расширения пара в турбине. Конечные параметры пара рк и /к соответствуют точке 2. Здесь тепловыделение /7а =/0-/к (изменение энтальпии пара в этом процессе называют адиабатным тепловыделением), этот процесс и есть работа, совершаемая паром в турбине. Линия 2−3 изображает процесс конденсации отработанного пара в конденсаторе. Количество отводимой теплоты qK = /к -ctK, где ctK называют энтальпией пара конденсата (часть теплоты остается в конденсате). Линия 3−4 изображает процесс сжатия воды насосами до начального давления. Линия 4−5-6−1 изображает последовательно процессы нагревания, испарения и перегрева воды в конденсаторе до начальной температуры. Термический КПД цикла Ренкина вычисляется по формуле.
В действительном цикле расширение пара в турбине происходит по линии 1−2', т. е. используется только часть тепловыделения, AqK — внутренние потери энергии в турбине.
Нар при температуре 600 °C и давлении 30 МПа передается в сопла диафрагм турбины, выполняющих роль преобразователя внутренней энергии пара в кинет ическую энергию упорядоченного движения молекул.
Рис. 2.5. Тепловая диаграмма цикла Ренкина.
Газотурбинные установки (/ТУ) ГТУ в качестве рабочего тела используют смесь продуктов сгорания с воздухом или нагретый воздух при большом давлении и высокой температуре. Тепловая энергия газов превращается в кинетическую энергию вращения ротора турбины. Но принципу преобразования энергии Г’ГУ не отличаются от паровых ЭС. Схема ГТУ показана на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Схема газотурбинной установки.