
- •Курс лекций
- •Рецензия
- •Рецензия
- •Раздел 2 посвящен наиболее перспективным направлениям и разработкам в получении электрической энергии другими методами.
- •Содержание
- •Введение
- •Исторические условия возникновения и развития энергетической техники
- •Энергетические ресурсы и топливно-энергетический баланс.
- •Раздел 1. Тепловые электрические станции
- •Тема 1.1. Типы электрических станций
- •1.1.1. Классификация электрических станций
- •Контрольные вопросы.
- •1.1.2. Основные элементы паровых электростанций
- •1.1.3. Суточные графики потребления энергии
- •0 4 8 12 16 20 24 Часы суток
- •Тема 1.2. Технологическая схема тэс
- •1.2.1. Тепловая схема тэс
- •1.2.2. Тепловые нагрузки тэц
- •Контрольные вопросы.
- •1.2.3. Отопление и горячее водоснабжение (гвс)
- •1.2.4. Системы теплоснабжения
- •1.2.5. Подпитка тепловой сети
- •1.2.6. Основное и вспомогательное оборудование теплофикационных установок
- •Контрольные вопросы.
- •1.2.6. Топливный тракт электростанции
- •1.2.7. Сжигание жидкого топлива на электростанции
- •1.2.8. Сжигание газа на электростанции
- •Контрольные вопросы.
- •1.2.9. Газовоздушный тракт
- •1.2.10. Тракт шлакозолоудаления
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 1.3. Органическое топливо
- •1.3.1. Виды органического топлива
- •1.3.2. Элементарный состав топлива
- •Контрольные вопросы.
- •1.3.3. Характеристики топлива.
- •1.3.4. Выход летучих и кокса, твёрдость топлива и коэффициент размолоспособности
- •1.3.5. Свойства топлива
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 1.4. Элементы теории термодинамики
- •1.4.1. Общие определения в технической термодинамике и теплопередаче
- •1.4.2. Основные термодинамические параметры рабочего тела
- •1.4.3. Первый закон термодинамики
- •Контрольные вопросы.
- •1.4.4. Термодинамический процесс
- •1.4.5. Энтальпия
- •1.4.6. Основные термодинамические процессы в газах
- •1.4.7. Политропный процесс
- •1.4.8. Изохорный процесс
- •1.4.9. Изобарный процесс
- •1.4.10. Изотермический процесс
- •Контрольные вопросы.
- •1.4.12. Круговые процессы или циклы
- •1.4.13. Второй закон термодинамики
- •1.4.14. Цикл Карно
- •Контрольные вопросы.
- •1.4.15. Энтропия как параметр термодинамической системы.
- •1.4.16. Регенеративный цикл
- •1.4.17. Термодинамические процессы водяного пара
- •2. Удельную теплоту q1,2, подведённую к рабочему телу или отведённую от него находят по формулам:
- •4. При решении задач по h,s-диаграмме состояние рабочего тела определяют как точку пересечения любых двух линий и находят необходимые параметры пара.
- •1.4.18. Водяной пар
- •Контрольные вопросы.
- •1. Холодная вода при температуре 00с ― точки ɑ1, ɑ2, ɑ3.
- •1.4.20. Основные параметры воды и водяного пара
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 1.5. Основное тепловое оборудование тэс
- •1.5.1. Общие сведения о паровых котлах
- •1.5.2. Устройство парового котла
- •Контрольные вопросы.
- •1.5.3. Основные параметры и обозначения паровых котлов
- •1.5.4. Поверхности нагрева паровых котлов
- •1.5.4.1. Экономайзеры
- •1.5.4.2. Испарительные поверхности нагрева
- •1.5.4.3. Пароперегреватели
- •1.5.4.4. Воздухоподогреватели
- •Контрольные вопросы.
- •1.5.5. Паровые турбины
- •1.5.6. Основные узлы и конструкция паровой турбины
- •1.5.7. Принципиальная схема конденсационной установки, устройство конденсатора
- •1.5.8. Воздухоотсасывающие устройства
- •1.5.9 Питательные и циркуляционные насосы
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 1.6. Теплоэлектроцентрали (тэц)
- •1.6.1. Общие положения.
- •1.6.2. Регулирование тепловой нагрузки
- •1.6.3. Покрытие основной и пиковой отопительной нагрузок
- •1.6.3. Схемы включения сетевых подогревателей
- •1.6.4. Основное и вспомогательное оборудование теплофикационных установок
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 1.7. Компоновка главного корпуса и генеральный план тэс
- •1.7.1. Основные требования, предъявляемые к компоновке тепловых электрических станций
- •1.7.2. Компоновка главного корпуса электростанции. Общие положения.
- •1.7.3. Типы компоновок главного корпуса
- •I. Степень закрытия основных агрегатов (турбин и котлов). По этому признаку компоновки главного корпуса разделяются на:
- •1. Закрытые компоновки, при которых турбоагрегаты находятся внутри соответствующих помещений. Этот тип является основным.
- •II. Взаимное расположение помещений для турбогенераторов и парогенераторов. Этот признак характеризует в основном компоновки закрытого типа. По этому признаку различают следующие варианты:
- •2. Турбоагрегаты и парогенераторы размещаются в двух отдельных параллельных зданиях, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга и соединенных переходными
- •Контрольные вопросы.
- •1.7.3. Строительная компоновка главного корпуса тэс
- •1.7.4. Компоновка помещения парогенераторов
- •1.7.5. Компоновка машинного зала и деаэраторного отделения
- •1.7.6. Генеральный план электростанции
- •Контрольные вопросы.
- •Тема 1.8. Газотурбинные, парогазовые и атомные электрические станции
- •1.8.1. Газотурбинные электростанции
- •1. 8.2. Область применения гту
- •1.8.3. Парогазовые установки электростанции
- •1.8.2. Атомные электростанции. Общие сведения
- •2 Замедлитель 39Np нептуний
- •239Pu плутоний 235u Медленные нейтроны
- •1.8.3. Принципиальные тепловые схемы аэс
- •1.8.4. Сооружения, системы хранения и транспортировки топлива на аэс
- •Раздел 2. Альтернативные источники получения электрической энергии
- •Тема 2.1. Нетрадиционные способы получения электрической энергии
- •2.1.1. Электростанции, использующие нетрадиционные виды энергии
- •2.1.2. Гидроэлектростанции.
- •Тема 2.2. Энергетическое производство и окружающая среда
- •2.2.1. Экология
- •2.2.2. Экологические проблемы энергетики и влияние человека на окружающую среду
- •2.2.3. Экологические проблемы тепловой энергетики
- •2.2.4. Город и охрана природы
- •2.2.5. Экологические проблемы гидроэнергетики
- •2.2.6. Экологические проблемы ядерной энергетики
- •2.2.7. Некоторые пути решения проблем современной энергетики по охране окружающей среды
- •Алгоритм правильных ответов на вопросы, имеющие варианты ответа (для самопроверки).
- •Список литературы
- •1. Основная.
- •2. Дополнительная.
Контрольные вопросы.
1. От чего зависят схемы тепловых сетей?
2. С какой целью на ТЭЦ производится подпитка добавочной водой тепловых сетей?
3. Какое теплофикационное оборудование относится к вспомогательному?
4. Что является основной особенностью работы сетевых насосов и для чего они применяются?
1.2.6. Топливный тракт электростанции
Для создания запаса топлива на случай временных перерывов или снижения его подачи с места добычи а также для возможности разгрузки и хранения топлива, прибывающего на станцию, служат топливные склады. Основные склады обычно рассчитываются на запас топлива месячной потребности при максимальной нагрузке станции. Ёмкость склада в каждом отдельном случае согласовывается с организацией, которая запроектировала станцию, и устанавливается в зависимости от климата районов, по которым проходят железнодорожные пути и может достигать иногда 23-х-месячной потребности топлива. Как правило, топливные склады располагаются вблизи станции и бывают открытого типа (на свежем воздухе). Лишь при расположении складов в городах их иногда во избежание запыления окружающей местности обносят со всех сторон высокими плотными заборами.
Твёрдое топливо (уголь) обычно подаётся вагонами полуоткрытого типа. Если топливо замёрзшее, то его очень трудно разгружать. Поэтому в основном используются вагоноопрокидыватели.
Вагоноопрокидыватель имеется и на ТЭЦ-2. Этот процесс гораздо быстрее ручной разгрузки и автоматизирован.
Твёрдое топливо (уголь) обычно подаётся вагонами полуоткрытого типа. Если топливо замёрзшее, то его очень трудно разгружать. Поэтому в основном используются вагоноопрокидыватели. Вагоноопрокидыватель имеется и на ТЭЦ-2. Этот процесс гораздо быстрее ручной разгрузки и автоматизирован.
При погрузочно-разгрузочных операциях на складах топлива всегда имеются весовые потери топлива вследствие раструски, пыления и т.д. Величина этих потерь зависит от способа и количества погрузочно-разгрузочных операций, а также от свойств самого топлива. Например, потери для каменного угля потери составляют примерно 11,5%, для бурого угля и торфа ― 1,52,5%.
В целях уменьшения этих потерь следует стремиться к уменьшению числа перегрузок и избегать сбрасывания топлива с большой высоты.
Рис.4
Схема топливоподачи пылеугольной ТЭС:
1―размораживающее устройство; 2―электротележка-толкатель; 3―разгрузочное устройство; 4―конвейеры от разгрузочного устройства;
5―узел пересыпки;
6―конвейеры в дробильный корпус; 7―дробильный корпус; 8―конвейеры в главный корпус;
9―главный корпус;
10―конвейер на склад; 11―конвейер со склада; 12―загрузочный бункер;
13―узел пересыпки;
14―конвейер в узел пересыпки; 15―роторная погрузочная машина-штабелёр; 16―склад топлива.
Твёрдое топливо (уголь) обычно подаётся вагонами полуоткрытого типа. Если топливо замёрзшее, то его очень трудно разгружать. Поэтому в основном используются вагоноопрокидыватели. Вагоноопрокидыватель имеется и на ВТЭЦ-2. Этот процесс гораздо быстрее ручной разгрузки и автоматизирован.
При погрузочно-разгрузочных операциях на складах топлива всегда имеются весовые потери топлива вследствие раструски, пыления и т.д. Величина этих потерь зависит от способа и количества погрузочно-разгрузочных операций, а также от свойств самого топлива. Например, потери для каменного угля потери составляют примерно 11,5%, для бурого угля и торфа ― 1,52,5%.
В целях уменьшения этих потерь следует стремиться к уменьшению числа перегрузок и избегать сбрасывания топлива с большой высоты.
Ухудшение качества топлива, вызывающее необходимость расходования некоторого добавочного его количества, происходит вследствие следующих причин:
1. Измельчение при перегрузочных операциях и увеличения при самом хранении количества мелочи, что всегда имеет место и может увеличить содержание мелочи на 35% в месяц. Это явление особенно резко проявляется при углях типа бурых и торфа.
2. Увеличение влажности, которое при длительном хранении может быть очень значительным. Увеличение количества влаги требует добавочного топлива для её испарения.
3. Уменьшения теплотворной способности вследствие постепенного выделения из топлива летучих веществ и его окисления. Окисление является основной причиной ухудшения качества топлива и происходит за счёт кислорода, поглощаемого из воздуха и отчасти из дождевой воды, насыщенной кислородом. Оно сопровождается увеличением температуры слоя топлива, что в свою очередь содействует дальнейшему окислению.
4. Самовозгорание при некоторых сортах угля. Иногда окисление угля происходит настолько интенсивно, что при образующимся количестве тепла температура угля повышается на столько, что начинается его разложение и выделение газообразных продуктов. При доступе к ним воздуха может произойти их воспламенение, то есть явление самовозгорания угля.
Чтобы не вызвать самовозгорание топлива на открытых складах, с помощью бульдозеров производят послойную укладку угля с толщиной слоёв в 0,51,0 м таким образом, чтобы все пустоты между крупными кусками были заполнены мелочью, после чего каждый слой должен уплотняться при помощи тракторов или бульдозеров, производящих эту операцию гусеницами или прицепным катком.
Склад твёрдого топлива не должен устраиваться в низком месте во избежание его затопления дождями и растаявшим снегом.
Современные мощные парогенераторы потребляют огромное количество топлива. Например, для обеспечения полной нагрузки блока мощность 300 МВт требуется до 100250 т/час в зависимости от его качества, блок 800 МВт ― до 1000 т/час.
В парогенераторах всегда сжигают твёрдое топливо в пылевидном состоянии. Для этого поступающая на электростанцию масса топлива подсушивается и размалывается в тонкий угольный порошок (пыль) размером частиц 50300 микрон. Пыль транспортируется по трубопроводам потоком воздуха и вдувается в топочную камеру через горелочное устройство (горелки). Задача горелочных устройств ― обеспечить наиболее полное перемешивание пылевидного топлива с воздухом в объёме топочной камеры.
Способ сжигания топлива во взвешенном состоянии в объёме топочной камеры называется камерным или факельным сжиганием.
Газ и мазут также сжигаются в камерных топках. Мазут предварительно распыливается с помощью форсунок до мельчайших капель и горит, перемешиваясь с воздухом. Газ не требует какой-либо предварительной механической подготовки. В этом случае вся задача заключается в хорошем перемешивании его с воздухом.
На электростанцию поступает топливо с размером кусков от долей миллиметра до 150200 мм. Превращение кускового топлива в угольную пыль производится в два этапа. Сначала сырое топливо подвергается дроблению в специальном дробильном отделении до размера, не превышающего 1525 мм. Затем дроблёнка поступает в бункеры сырого угля, после чего подвергается размолу в углеразмольных мельницах до окончательного продукта ― угольной пыли с размерами частиц до 500 микрон. Одновременно с размолом топливо подсушивается до необходимой влажности, обеспечивающей хорошую текучесть пыли. В то же время нельзя пересушить пыль во избежание её взрывоопасности.
Размер фракций топлива после дробления оказывает влияние на работу системы пылеприготовления: с увеличением размера фракций дроблёнки снижается производительность пылесистемы и эффективность сушки, растёт износ мелющих органов и расход электроэнергии. С другой стороны при уменьшении размеров фракций дроблёнки происходит потеря сыпучести топлива, налипание его на рабочие органы дробильного и углетранспортного оборудования ввиду влажности топлива. Поэтому максимальный размер кусочков после дробления сильновлажных топлив должен составлять 2025 мм, а для умеренно влажных и сухих ― около 15 мм.
Чтобы не перегружать дробилку, топливо сначала пропускают через вибрационный грохот, представляющий собой наклонную решётку с отверстиями 1920 мм, которая постоянно встряхивается и более крупные фракции угля проваливаются в отверстия и вновь поступают на дробилку.
Затем мелкие фракции угля на ленточных транспортёрах поступают в мельницы, в которых уголь размельчается до состояния пыли (ШБМ ― шаровая барабанная мельница, ММ ― молотковая мельница, валковая мельница и т.д.)
Размол огромного количества топлива, сушка и доставка его к горелочным устройствам парогенераторов требует специальной системы пылеприготовления. Она может быть центральной и индивидуальной. В центральной пылесистеме подготовка пыли производится в отдельном центральном пылезаводе (ЦПЗ), откуда она распределяется по всем работающим парогенераторам станции. Индивидуальная пылесистема размещается у каждого парогенератора и обеспечивает его пылью. В этом случае предусматривается также возможность передачи пыли на другие агрегаты.
Индивидуальные пылесистемы получили более широкое распространение. Воздух для сушки дроблёнки называется первичным. После отделения грубых фракций в сепараторе готовая пыль вместе с увлажнённым после сушки топлива воздухом при температуре от 70 до 900С поступает в горелки.
Оставшаяся часть горячего воздуха, так называемый вторичный воздух, также вводится в горелки.
К основным элементам системы пылеприготовления относятся: мельницы, сепараторы, циклоны, питатели сырого угля и пыли и бункеры. Сепаратор служит для регулирования тонкости пыли, выдаваемый мельницей. Чаще всего применяются центробежные сепараторы. Циклон применяется в схеме с промежуточным бункером пыли для отделения готовой пыли от транспортирующего воздуха. Транспортирующий воздух циркулирует по замкнутому контуру: мельница—сепаратор—циклон—вентилятор—мельница.