Технологічні установки для виробництва електроенергії Теплові конденсаційні електростанції
ТКЕС перетворюють енергію органічного палива спочатку в механічну, а потім в електричну. Механічну енергію впорядкованого обертання валу отримують за допомогою теплових двигунів, перетворюючих енергію невпорядкованого руху молекул пари чи газу.
Всі теплові двигуни поділяються:
по виду використовуваного робочого тіла - пара або газ;
по способу перетворення теплової енергії в механічну - поршневий чи роторний.
На сучасних потужних ТЕС встановлюють парові турбіни (перша була встановлена на Ельберфельдській ел.ст. для обертання електричного трифазного генератора в 1899 р.
Для підвищення ефективності роботи теплових двигунів намагаються максимально збільшити температуру робочого тіла і його тиск до значень, допустимих за умовами мех. міцності конструкційних параметрів (пара з t=600оС і р=30 МПА, для охолодження - холодна вода, після чого температура робочого тіла стає 30-40оС.
Робота станції відбувається наступним чином: з бункера вугілля поступає в дробильну установку, де він перетворюється в пил. Вугільний пил разом з повітрям подається в топку. Теплота, отримувана при спалюванні вугілля, використовується для перетворення води в пару в трубах. Вода за допомогою насоса закачується в барабан котла.
Пара нагріта потоком гарячих газів при високій температурі і високому тиску поступає спочатку в першу ступінь турбіни, а потім в другу ступінь. В турбіні енергія пари перетворюється в механічну енергію обертання ротора генератора, що виробл.ел.ен. Відпрацьована пара поступає в конденсатор, перетворюється на воду, яка насосом подається в котел і цикл перетворення води повторюється. Охолодження пари в конденсаторі виконується за допомогою води, що забирається з водойми (куди і скидається).
П
родукти
спалювання вугілля проходять через
очисні споруди, де виділяється зола,
тверді частинки неспаленого вугілля
та інші домішки, а гази, що залишилися,
викидаються в атмосферу через димову
трубу.
Розглянемо роботу парогенератора.
Сучасний парогенератор являє собою складну технічну споруду великих розмірів, висота якого співрозмірна з висотою п’ятиповерхового будинку.
Конструктивно парогенератори поділяються на барабанні та прямоточні.
1 - трубки екрана 1 - труби
2 - циркуляційна труба 2 - пароперегрівач
3 - стальний барабан 3 - водопідігрівач
4 - пароперегрівач 4 - повітрепідігрівач
5 - економайзер
6 - повітрепідігрівач
7 – топка
В барабанному парогенераторі відбувається природна циркуляція води та пароводяної суміші за рахунок їх різних густин.
Із збільшенням температури і тиску пари зменшується різниця в густинах води та пари, що погіршує їх циркуляцію.
В прямоточному генераторі барабана немає. Циркуляція води та пари створюється насосами. Ці ген-ри вимагають якісного регулювання подачі води. Крім того, до живлячої води, що використовується в парогенераторах цього типу, пред’являються високі вимоги в відношенні її хімічної чистоти. Прямоточні котли отримали широке розповсюдження, так як вони дешевші за барабанні.
В барабанних парогенераторах при високих тисках (>20 МПа) поруш.природня циркуляція води та пари.