Технологическая схема производства пара.

Технологическая схема производства пара на паротурбинной электростанции с прямоточными котлами и сжиганием твердого топлива в пылевидном состоянии показана на рис. 1.4.

Поступающее на электростанцию по железной дороге твердое топливо разгружается вагоноопрокидывателями в бункера разгрузочного помещения. Затем уголь пересыпается на наклонные ленточные транспортеры первого подъема, подающие его в дробильное отделение. Здесь крупные фракции (куски) топлива отделяются от остальной его массы, подвергаются дроблению до размера не более 25 мм и смешиваются с остальным топливом. Во избежание поломки дробилок предварительно из потока топлива электромагнитными сепараторами извлекаются случайно попавшие металлические предметы. Отсюда поток измельченного топлива – дробленки (размеры кусочков не более 25 мм) – наклонными транспортерами второго подъема полается на горизонтальный ленточный конвейер, расположенный вдоль бункерной галереи паровых котлов главного здания, откуда топливо распределяется по бункерам сырого угля котлов электростанции.

Из них топливо подается в углеразмольные мельницы вместе с частью горячего воздуха ( «первичный» воздух ), где в соответствии с нагрузкой работающего котла получают подсушенную угольную пыль заданного среднего размера. Далее пыль увлажненным первичным воздухом транспортируется к горелкам. Эта система называется пыле-приготовлением. Таким образом, поступающий на электростанцию уголь до сжигания его в котлах проходит две стадии переработки – дробление (грубый размол) и пылеприготовление ( тонкий размол). Мощные электростанции перерабатывают и сжигают в топках котлов огромное количество топлива. Так, ТЭС мощностью 3000 МВт потребляет около 1800 т твердого топлива в час ( примерно 30 железнодорожных вагонов), при этом разгрузка каждого вагона должна занимать не более 1,5 – 2 мин.

Подавляющее большинство паровых котлов в компоновочном плане имеет П-образный профиль, в котором выделяются три основных элемента (газохода). Первым является топочная камера объемом от 2000 до 30000 м³ (в зависимости от мощности котла). В ней горючий газ, угольная пыль или распыленный мазут сгорает на лету, химическая энергия топлива преобразуется в теплоту, а высокотемпературные продукты сгорания движутся вверх. Стены топочной камеры выполнены из огнеупорных материалов и тепловой изоляции. С внутренней стороны вдоль стен топочной камеры плотно расположены трубы, которые являются парообразующими и частично перегревательными поверхностями нагрева. Эти поверхности нагрева получают теплоту от горящего факела и топочных газов тепловым излучением и называются топочными экранами.

Частично охладившись, продукты сгорания при температуре 1000 – 1200 ⁰С (в зависимости от вида сжигаемого топлива) поступают в горизонтальный расход (второй элемент), где находятся поверхности пароперегревателя, а затем в опускную конвективную шахту (третий газоход котла), в которой расположены пакеты промежуточного перегревателя, экономайзерные и воздухоподогревательные поверхности. В этих газоходах теплота поверхности нагрева передается преимущественно конвекцией, в связи с чем они получили название конвективных поверхностей. Температура газов в конвективной шахте снижается от 800 – 900 ⁰С до температуры уходящих газов(газов, покидающих поверхности парового котла)120 – 160 ⁰С.

Вода, поступающая в паровой котел, называется питательной. Она содержит взвешенные и растворенные примеси. По мере движения воды в трубах топочных экранов паросодержание потока увеличивается и соответственно повышается концентрация примесей в воде, в результате чего начинается их выпадение в виде твердой фазы на внутренних стенках труб (отложения окислов металлов, накипь). Малая теплопроводность отложений (в десятки раз меньше теплопроводности стали) ухудшает теплоотдачу от стенки к воде, при интенсивном обогреве труб возможен их перегрев. Под воздействием внутреннего давления это может привести к разрыву труб.

В прямоточных котлах наибольшее количество отложений концентрируется в области завершения испарения. Поверхность нагрева с этой стадией процесса (конец испарения – начало перегрева) называют переходной зоной и иногда размещают в области более низких тепловых нагрузок конвективной шахты.