Отчет о прохождении практики (2007)

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Московский Энергетический Институт

(технический университет)

Институт теплоэнергетики и технической физики

Отчет о прохождения практики на ТЭЦ-21

Группа: ТФ-02-04

Студенты: Семёнов А.В.

Преподаватель: Зайцева Л.А.

Москва

МЭИ (ТУ)

2007

ТЭЦ-21 была введена в эксплуатацию 22 октября 1963 года. Станция обеспечивает тепло- и электроснабжение жилых, общественных зданий и промышленных предприятий северо-западной и частично центральной зоны Москвы, а также г. Химок.

На ТЭЦ-21 установлено следующее основное оборудование:

• два энергоблока электрической мощностью по 100 МВт и тепловой - по 160 Гкал/ч;

• пять энергоблоков электрической мощностью по 110 МВт и тепловой - по 175 Гкал/ч;

• два энергоблока электрической мощностью по 250 МВт и тепловой - по 330 Гкал/ч;

• один энергоблок электрической мощностью 80 МВт и тепловой - 188 Гкал/ч;

• 16 пиковых водогрейных котлов общей теплопроизводительностью 2560 Гкал/ч.

• два детандер-генераторных агрегата мощностью 5 МВт

Основные производственные показатели ТЭЦ-21 на 01.01.2005 г.

Установленная мощность, МВт	1340,0
Рабочая мощность, МВт	1207,5
Выработка электроэнергии, млн. кВт·ч	9047,8
Отпуск тепла, тыс. Гкал	11894,8
Удельный расход топлива на отпущенную электроэнергию, г/кВт·ч	213,6
Удельный расход топлива на отпущенное тепло, кг/Гкал	164,6
Численность персонала, чел.	1407

В 1995 году на ТЭЦ-21 был установлен самый крупный в мире детандер-генераторный комплекс, который позволяет переводить энергию избыточного давления природного газа в электрическую. Комплекс включает в себя два детандер-генераторных агрегата. Номинальная мощность каждого агрегата составляет 5 МВт, расход газа – 31,5 кг/с. Для производства электроэнергии подобным способом газ подогревается и направляется в турбодетандеры, где понижается его давление и приводятся во вращение газовые турбины, которые вырабатываю электроэнергию. Уникальность представленной технологии производства энергии заключается в том, что она не требует сжигания газа, следовательно, отличается высокими энергосберегающими и экологическими показателями. Более того, применение детандер-генераторов снижает стоимость вырабатываемой электрической энергии более чем в три раза. Себестоимость вырабатываемой станцией энергии является самой низкой в системе ОАО «Мосэнерго».

В мае 2002 года ТЭЦ-21 представила уникальную технологию производства электроэнергии – детандер-генераторный комплекс - на 27-й Кипрской международной промышленной ярмарке. Участие в выставке обеспечивала Торгово-промышленная палата Российской Федерации.

ТЭЦ-21 – станция, которую можно по многим параметрам назвать уникальной. На сегодняшний день ни одна электростанция в Европе не вырабатывает столько теплоэнергии, как ТЭЦ-21. Мощностей электростанции хватает для обеспечения теплом 2,5 – 3 млн. потребителей, то есть почти пятой части столицы. На станции давно ведется серьезная работа по энергосбережению и оптимизации производства, в результате чего в настоящий момент расходы топлива близки к нормативам.

Экологические показатели – особый предмет для гордости коллектива ТЭЦ-21. Раньше станция была одной из самых «грязных» в столице, однако, благодаря проведенной реконструкции оборудования, сумела перейти из разряда «отстающих» на передовое место. В 2003 году ТЭЦ-21 была награждена грамотой Московской городской думы за вклад в охрану окружающей среды.

На ТЭЦ-21 будут установлены новые энергоблоки мощностью 450 мегаватт. Пуск всех трех агрегатов запланирован на май 2008 года.

Основной задачей технического во­доснабжения промышленных тепловых электростанций является обеспе­чение водой конденсаторов турбин воздухоохладителей компрессоров газотурбинных и парогазовых уста­новок.

При выборе системы и схемы тех­нического водоснабжения необходимо учитывать следующие факторы:

1. Наличие достаточного источни­ка водоснабжения вблизи электростан­ции (возможность исполь­зования с учетом водохозяйственного и рыбохозяйственного значения, судо­ходства, сельскохозяйственного про­изводства и санитарных условий).

2. Удаленность источника водо­снабжения от электростанции и раз­ница геодезических высот между сред­негодовым уровнем воды в источнике и осью циркуляционных насосов.

3. Условия работы ТЭС, определяющие потребный расход в технической воде.

4. Качество воды в источнике. Техническая вода, поступающая на станцию, должна быть достаточно чи­стой, исключающей загрязнения и забивания конденсаторов турбин и других охладительных устройств. Температура в источнике не должна превышать 25—35° С в самые жаркие периоды года.

5. Плотность застройки вблизи промышленной электростанции. Этот фактор существенно влияет на выбор типа охладительных устройств при оборотной системе водоснабжения.

Кроме охлаждения конденсаторов турбин, вода на тепловых электро­станциях расходуется на следующие цели:

• охлаждение масла турбогенера­торов;

• охлаждение воздуха (водорода) или непосредственно обмоток в электрогенераторах;

• охлаждение подшипников вспо­могательного оборудования;

• удаление золы и шлака;

• восполнение потерь конденсата и приготовление питательной воды парогенераторов, паропреобразователей, испарителей с учетом собствен­ных нужд химического цеха;

• подпитка как закрытых, так и открытых систем теплоснабжения;

• хозяйственные и бытовые нужды (питьевая вода, санузлы, душевые и пр.);

• восполнение потерь охлаждаю­щей воды в системах оборотного водо­снабжения.

При прямоточной системе вода, за­бираемая из реки, после конденсато­ров и других охладительных устройств сбрасывается в реку ниже по течению на расстояние, исключающее возмож­ность подмешивания подогретой воды к забираемой воде. Для прямоточной системы среднегодовой дебит реки дол­жен в несколько раз превосходить потребность электростанции в охлаждающей воде.

Выбор места расположения насос­ной станции зависит от сезонных коле­баний уровня воды в реке и от превы­шения площадки станции над уровнем реки. Если разность геодезических от­меток осей циркуляционных насосов и минимального уровня воды в реке не превосходит допустимой высоты вса­сывания (3—4,5 м), то циркуляцион­ные насосы могут размещаться вблизи конденсаторов турбин. Если разность геодезических отметок и колебания уровня воды в реке значительны, то циркуляционные насосы устанавли­ваются в специальном здании на бе­регу реки. В этом случае циркуля­ционная вода от береговой насосной станции подается к конденсаторам тур­бин не менее чем по двум напорным магистралям для обеспечения бесперебойного водоснабжения электростанции. Береговые насосные соору­жения должны быть гарантированы от затопления водой в период паводков.

Для забора воды из реки устанавливаются специальные водоприемни­ки, в которых входные окна расположены ниже минимально возможного уровня воды в реке. Водоприемные сооружения делятся на секции, обес­печивающие возможность отключения любой из них для ремонта или очи­стки.

Водозаборные устройства обору­дуются грубыми решетками, предот­вращающими попадание в водоприем­ник крупных плавающих предметов, а также решеткоочистными машинами и очистными вращающимися сетками, помещения которых совмещаются с циркуляционными насосными стан­циями. В случае забора воды из водоемов, имеющих рыбохозяйственное значение, предусматри­ваются рыбозащитные устройства.

Центральные насосные станции, водоприемники и водоочистные уст­ройства, а также насосные станции добавочной и осветленной воды долж­ны оборудоваться системой автома­тики, блокировки и дистанционного контроля. Управление ими, как пра­вило, осуществляется с главного щита без участия постоянного обслуживаю­щего персонала.

Из конденсаторов турбин вода сбрасывается в сливные колодцы и да­лее по открытому самотечному каналу в реку. В зимние периоды предусмат­ривается сброс части нагретой воды из реки для борьбы с шугой, обмерза­нием водозаборных устройств и пере­охлаждением конденсата. Для сниже­ния требуемого напора насосов на сливной линии после конденсаторов предусматривается сифон.

В оборотной системе вода, нагре­тая в конденсаторах турбин и в дру­гих теплообменниках, используется повторно после ее охлаждения в охладительных устройствах. Охлаждение воды может осуществляться в естест­венных и искусственных водохранили­щах, в градирнях и брызгальных бас­сейнах.

Особенностями работы оборотной системы водоснабжения по сравнению с прямоточной являются:

• более высокая температура ох­лаждающей воды, вследствие чего ва­куум в конденсаторах турбин на 2— 3% ниже, чем при проточном водо­снабжении, во все времена года;

• зависимость работы большинст­ва охладительных устройств от метео­рологических условий (температура и относительная влажность воздуха, скорость и направление ветра);

• необходимость восполнения по­терь воды в охладительных устрой­ствах.

Потери воды в оборотной системе вызываются испарением нагретой во­ды, механическим уносом (особенно в брызгальных бассейнах и открытых градирнях), фильтрацией воды в грунт и через плотину (при искусственных водохранилищах-охладителях), про­дувкой охладительных устройств (для поддержания карбонатной жесткости циркуляционной воды в допустимых пределах).

Количество воды, испаряющейся в брызгальных бассейнах и градир­нях, примерно равно расходу пара в конденсатор, так как при установившемся тепловом равновесии теплота конденсации пара в конденсаторе должна быть равна теплоте испарения воды в охладителе.

Температура охлаждающей воды всегда выше тео­ретического предела охлаждения на некоторую величину , °С, называемую пределом недоохлаждения и за­висящую от типа и условий работы охладительного устройства.

Водохранилища—охладители. Ис­кусственные водохранилища-охлади­тели создаются путем устройства пло­тины на реке, дебит которой недоста­точен для использования ее в качестве источника прямоточного водоснабже­ния. Глубина водохранилищ-охлади­телей при летних уровнях воды при­нимается не менее 3,5 м на 80% пло­щади зоны циркуляции водохрани­лища. Охлаждение воды в водохрани­лищах происходит как за счет испарения части циркуляционной воды, так и за счет конвективного теплооб­мена нагретой воды с воздухом и пере­мешивания нагретой воды с поступаю­щей в водохранилище холодной водой из природных источников. Соотношения между количествами теплоты, от­данными водой в водохранилище испа­рением и конвекцией, существенно из­меняются в зависимости от времени года. Зимой преобладающим является конвективный теплообмен, летом — испарительное охлаждение.

Восполнение потерь воды в водо­хранилищах-охладителях может осу­ществляться либо за счет непрерыв­ного притока воды, впадающих в во­дохранилище ручьев и рек, либо пу­тем накопления запаса воды в них в период весенних паводков.

В связи с тем, что в во­дохранилищах-охладите­лях циркулирует одна и та же вода (если прене­бречь притоком свежей воды), помимо механической очистки воды перед насо­сами часто необходимо осу­ществлять специальную ее обработку, особенно в ве­сенне-летние периоды для предотвращения обраста­ния конденсаторных тру­бок микроорганизмами.

Градирни. Для промышленных и отопительных ТЭЦ, располагаемых, как правило, вблизи жилых и про­мышленных массивов, наиболее рацио­нальным (а в ряде случаев единствен­ным) решением технического водо­снабжения оказываются оборотные си­стемы с градирнями.

Градирня представляет собой тепломассообменное устройство, в кото­ром охлаждение воды осуществляется за счет ее испарения при непосредст­венном контакте с воздухом. Преиму­ществом градирен по сравнению с водохранилищами-охладителями является достижение сравнительно од­ного эффекта охлаждения циркулирующей воды при значительно меньших площадях. Однако градирни, как правило, в любой период года уступают водохранилищам-охладителям по глубине охлаждения циркуляционное воды. В зависимости от условий работы конструктивного исполнения градирни ни подразделяются на открытые, башенные и вентиляторные.

По характеру стенания воды в оросительной системе градирни в свою очередь делятся на капельные, пленоч­ные и калельно-пленочные.

Наибольшее распространение по­лучили башенные градирни. Они могут выполняться из монолитного или сбор­ного железобетона круглой формы с гиперболической поверхностью вы­тяжной трубы. Внутренняя поверх­ность железобетонной вытяжной трубы покрывается гидроизоляцией (масти­кой особого состава) для защиты бе­тона от выщелачивающего воздейст­вия стекающего конденсата. Градирни с металлическим каркасом вытяжной трубы по форме представляют собой усеченную четырехгранную или много­гранную пирамиду. Обшивка каркаса может выполняться из дерева, а также из асбоцементных или алюминиевых листов. Деревянные элементы гради­рен пропитываются противогнилост­ным составом. Высота современных башенных градирен достигает 75 м и более.

Нагретая в конденсаторах турбин вода под напо­ром циркуляционных насосов подается в распределительные желоба ороси­тельного устройства градирни на вы­соту примерно 7—10 м от земли. Из отверстий в днище распределительных желобов вода ударяет крупными струями по разбрызгивающим розет­кам и далее, многократно дробясь о горизонтально расположенные рей­ки, стекает в виде дождя в сборный бассейн. Навстречу потоку воды движется воздух, который, отняв теплоту от воды, вместе с паром по вытяжной трубе отводится в атмосферу. Из сборного бассейна вода по самотечным ка­налам поступает в водозаборный ко­лодец, откуда циркуляционными на­сосами снова подается в конденсаторы турбин. В пленочных градирнях вода после разбрызгивающих розеток сте­кает не по рейкам, а по вертикально расположенным щитам, тонкой плен­кой.

В зависимости от условий работы градирни количество добавочной воды составляет около 5—6% общего рас­хода циркуляционной воды. Добавоч­ная вода, имеющая более низкую тем­пературу, чем циркуляционная, перед поступлением ее в водоприемник обыч­но подается в воздухо- и маслоохлади­тели.

При эксплуатации градирен в зим­ний период особое внимание должно быть обращено на проведение меро­приятий по борьбе с их обмерзанием. Обмерзание не только затрудняет до­ступ холодного воздуха в ороситель­ную, систему, но и является одной из причин разрушения градирен. Для борьбы с обмерзанием осуществляется периферийное орошение нижних ря­дов реек и строительных конструкций оросительной системы струями теплой воды из конденсаторов. Уменьшению обмерзания градирен способствуют и такие мероприятия, как ограждение деревянными щитами входных окон воздуха и организация рационально направленного потока холодного воздуха также создание воздушного промежутка между оросительной насадкой и обшивкой градирни.