Введение. История развития в Узбекистане

ЛЕКЦИЯ-№7

ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.

Опорные слова и выражения

ТЭЦ, ТЭС, компоновка, энергия связи, тепло, электроэнергия


Паротурбинные электростанции
Паротурбинные электростанции вырабатывают более 80% всей электроэнергии, потребляемой в народном хозяйстве РУз. Как было отмечено, по виду отпускаемой энергии тепловые электростанции разделяются на силовые, вырабатывающие электроэнергию, и смешанные, вырабатывающие электроэнергию и тепло.
Паротурбинные электростанции, вырабатывающие только электрическую энергию, оборудуются конденсационными турбинами и называются конденсационными (КЭС).
Смешанные установки в зависимости от способа выработки электрической энергии и тепла подразделяются на установки сраздельным и комбинированным способами производства электрической энергии и тепла. При раздельном способе электрическая энергия вырабатывается, например, конденсационным турбогенератором, а отпуск тепла потребителям в виде пара или горячей воды производится непосредственно из котельной. При комбинированном способе отработавший пар теплофикационных турбогенераторов используется для централизованного теплоснабжения внешних потребителей и установки называются теплофикационными электростанциями, или теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).
Централизованное теплоснабжение потребителей можно осуществлять также от производственно-отопительных котельных, однако ТЭЦ более экономичны. Централизованное теплоснабжение промышленных предприятий и городов .от тепловых электростанций за счет отработавшего тепла тепловых двигателей называется теплофикацией.
Технологический процесс производства электрической энергии и тепла на современных паротурбинных электростанциях принято представлять принципиальной тепловой схемой, которая является основой для теплового расчета и выбора оборудования, показывает последовательность преобразования и использования рабочего тела (воды, пара) на тепловой электростанции и включает основное (котельные и турбинные агрегаты с электрическими генераторами и конденсаторами), а также вспомогательное оборудование, служащее для отпуска тепла потребителям и использования пара турбины для подогрева питательной воды котлов. Таким образом, принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса паротурбинной электростанции и показывает лишь принципиальные связи между оборудованием по линии паропроводов, трубопроводов питательной и добавочной воды и когденсата. Одинаковое оборудование на такой схеме изображается графически в виде одного агрегата, а резервное оборудование и арматуру не показывают.
Хозяйства и цехи электростанции, представленные на принципиальной тепловой схеме различным оборудованием, размещаются в помещениях, связанных между собой переходами и коммуникациями. Взаимное размещение котельной и машинного зала, а также их основных строительных конструкций в главном корпусе называют компоновкой главного корпуса. Взаимное расположение основного и вспомогательного оборудования в главном корпусе и других сооружениях электростанции называют компоновкой оборудования.
Циркуляция воды в паровых котлах
С начала применения водяного пара в качестве рабочего тела в паровых машинах и турбинах или теплоносителя для нагревательных нужд агрегат, в котором осуществлялась выработка пара, называли паровым котлом. С усложнением конструкции и появлением большого числа дополнительных устройств и элементов котел совместно с этими устройствами стали называть котельным агрегатом, или котлоагрегатом. Наконец, с переходом на высокие и сверхвысокие давления, высокий перегрев пара и с повышением мощности агрегата, а также в связи с интенсификацией и автоматизацией всех процессов агрегата появилось новое название парогенератор.

По характеру перемещения пароводяного потока (пароводяной эмульсин) вдоль поверхностей нагрева паровые котлы делятся на котлы с естественной и искусственной циркуляцией.

В котлах с естественной циркуляцией непрерывное движение парводяного потока по испарительному контуру происходит вследствие разности плотностей воды и пароводяной эмульсии. На рис. 22 показана упрощенная схема естественной циркуляции в замкнутом контуре котла.
Кипятильная труба 5. находясь в топке, подвергается усиленному обогреву, в то время как другая труба 2 проходит снаружи котла и не обогревается. В обогреваемой (подъемной) трубе 5 образуются пузырьки пара, которые вместе с кипящей водой образ уют пароводян ую смесь, имеющую меньшую плотность р, чем вода, движущаяся по наружной необогреваемой (опускной) трубе 2, имеющая температуру, близкую к температуре кипения, и в которой парообразование не происходит. Давление, оказываемое в вертикальном направлении столбом пароводяной смеси в подъемных трубах, вследствие меньшей ее плотности будет меньше давления столба жидкости в опускных трубах, вследствие большей ее плотности. Возникающая разность давлений создает напор, являющийся движущей силой при естественной циркуляции.


Рис. 22. Схема естественной циркуляции в замкнутом контуре котла:1 - коллектор, 2 - опускная труба, 3 - топка, 4 - барабан котла, 5 -кипятильная труба, 6 - место эакнпання, 7 - обмуровка


В паровом котле циркуляционный контур состоит из ряда параллельно включенных обогреваемых и необогреваемых труб, объединенных коллекторами или барабаном (например, труб экранов, переднего и заднего пучков кипятильных труб). Напор, естественно возникающий в циркуляционном контуре, тратится на создание вход ной скорости (скорости циркуляции) воды в контур и преодоление сопротивления трения воды и пара в кипятильных трубах.
В современных котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции, т. е. отношение расхода жидкости, прошедшей в 1 с через циркуляционные контуры, к секундной па ро производительности этих контуров, составляет для котлов высокого давления 8-12, а для котлов среднего давления 20-30.
В котлах с принудительной цирку ляцией движение воды по испарительному контуру осуществляется специальными насосами. При этом различают котлы с многократной принудительной циркуляцией и прямоточные. У первых кратность циркуляции равна 3-8, у вторых - 1 или немного больше.