КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
Котельные установки и парогенераторы
Сегодня в наличии:
Паровые котлы РИ-1 (до 100кг пара в час) - 13000грн
Паровые котлы РИ-5М (до 170кг пара в час) - 26000грн
Контакты для заказов:
+38 050 4571330
msd@msd.com.ua
Электрическая станция представляет собой промышленное предприятие для выработки электрической энергии. Основное количество электрической энергии в России и в большинстве крупных экономически развитых стран мира производят на тепловых электрических станциях (ТЭС), использующих химическую энергию сжигаемого органического топлива. Значительную долю электрической энергии вырабатывают во многих странах мира на электрических станциях, преобразующих теплоту ядерных реакций — атомных электрических станциях (АЭС).
Независимо от типа электростанции электрическую энергию, как правило, вырабатывают централизованно. Это значит, что отдельные электрические станции работают параллельно на общую электрическую сеть и, следовательно, объединяются в электрические системы, охватывающие значительную территорию с большим числом потребителей электрической энергии. Это повышает общую резервную мощность и надежность электроснабжения потребителей, а также снижает себестоимость вырабатываемой электроэнергии.
Тепловые электростанции. Основным типом тепловой электрической станции на органическом топливе являются паротурбинные электростанции, которые делятся на конденсационные (КЭС), вырабатывающие только электрическую энергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), предназначенные для выработки тепловой и электрической энергии.
Централизованное снабжение теплом крупных городов и поселков в виде горячей воды и пара низкого давления значительно повышает эффективность использования энергии сжигаемого топлива и улучшает состояние воздушного бассейна в зоне городов.
Паротурбинные электростанции выгодно отличаются возможностью сосредоточения огромной мощности в одном агрегате, однако эффективность использования теплоты сжигаемого органического топлива не столь высока (рис. В.1), и прежде всего, в силу физических свойств рабочего вещества энергетических установок — воды и пара.
Основными тепловыми агрегатами паротурбинной КЭС являются паровой котел и паровая турбина (рис. В.2). Паровой котел представляет собой систему поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды путем использования тепла, выделяющегося при сжигании топлива. Поступающую в паровой котел воду называют
рис. В.1. Эффективность преобразования энергии топлива в электрическую энергию:
Тл — топливо; ГІК — паровой котел; Пе — пароперегреватель; ПТ — паровая турбина; ЭГ — электрогенератор.
Рис. В.2. Простейшая тепловая схема КЭС а) и ТЭЦ б):
1 — паровой котел; 2 — паровая турбина; 3 — электрический генератор; 4 - конденсатор; 5 — конденсатный насос; 6 — питательный насос; 7 — ПНД; 8 — ІІВД; 9 — деаэратор; 10 — подогреватель сетевой воды; 11 — промышленный отбор пара; 12 - водоподготовительная установка.
Питательной водой. Питательная вода в котле подогревается до температуры насыщения, испаряется, а полученный насыщенный пар затем перегревается.
13 |
В ВИД KM III: |
Полученный перегретый пар высокого давления поступает в турбину, где его тепловая энергия превращается в механическую энергию вращающегося вала турбины. С последним связан электрический генератор, в котором механическая энергия на основе закона Фарадея превращается в электрическую.
На современных КЭС с агрегатами единичной хлектрйческой мощности 100 МВт и выше применяют промежуточный перегрев пара, при котором частично отработавший пар из промежуточных ступеней турбины возвращают в паровой котел. Обычно применяют однократный промежуточный перегрев пара (рис. В.2,а), обеспечивающий заметное повышение работоспособности пара. В отдельных установках большой мощности применяют двойной промежуточный перегрев. Промежуточный перегрев пара увеличивает КПД турбинной установки и соответственно снижает удельный расход пара на выработку электроэнергии и расход топлива в паровой котел. Промежуточный перегрев пара снижает также влажность пара в последних ступенях низкого давления турбины и, тем самым, уменьшает эрозионный износ лопаток. Отработавший пар из турбины поступает в конденсатор, где теплота конденсации пара (значительная часть тепловой энергии пара) передается охлаждающей воде и далее рассеивается в окружающей среде. Полученный конденсат перекачивают конденсатными насосами через подогреватели низкого давления в деаэратор,, где конденсат доводится до кипения при давлении деаэратора, освобождаясь при этом от растворенных в воде газов (главным образом от коррозионно-опасных кислорода и углекислоты). Сюда же поступает очищенная добавочная вода, компенсирующая потери пара и конденсата в цикле. Из деаэратора вода питательным насосом через подогреватели высокого давления подается в паровой "котел под давлением, превышающим давление пара на выходе из котла. Подогрев конденсата в подогревателях низкого давления и питательной воды в подогревателях высокого давления производится теплотой конденсирующегося пара, отбираемого из ступеней турбины. Этот процесс называют регенеративным подогревом воды. Регенеративный подогрев заметно повышает КПД паротурбинной установки. Таким образом, на КЭС (рис. В.2,а) паровой котел в основном питается конденсатом производимого им пара.
Принципиальная схема ТЭЦ (рис. В.2,б) отличается от вышеописанной схемы КЭС дополнительным отбором части пара из промежуточных ступеней турбины на теплофикацию жилого района (получение горячей воды), а также на производственные нужды. При этом уменьшается расход пара в конденсатор и связанные с ним тепловые потери.
В число устройств и механизмов, обеспечивающих работу парового котла, входят: топливоприготовитсльное оборудование, питательные насосы, дутьевые вентиляторы, подающие в котел воздух для горения, дымососы, служащие для удаления продуктов сгорания через дымовую трубу в атмосферу, и другое вспомогательное оборудование, необходимое для обеспечения эксплуатации котла. Паровой котел вместе с комплексом перечисленного оборудования составляют котельную установку. Следовательно, понятие «котельная установка» шире понятия «паровой котел». .
Современная мощная котельная установка представляет собой сложное техническое сооружение, в котором все рабочие процессы полностью механизированы и автоматизированы; для повышения надежности работы сс оснащают автоматической защитой от аварий.
Тенденции развития паровых котлов — это увеличение единичной мощности, повышение начального давления пара и его температуры, применение промежуточного перегрева пара, полная механизация и автоматизация управления, изготовление и поставка оборудования крупными блоками для облегчения и ускорения монтажа.
С применением пара сверхкритического давления (р = 25, 5 МПа) и перегрева пара (£п. п = 545 — 565°С), развитием регенерации тепла тепловая экономичность ТЭС приблизилась к своему термодинамическому пределу (КПД около 42%). Дальнейшее повышение начальных параметров пара уже мало повышает тепловую экономичность паротурбинных блоков, но сильно увеличивает их стоимость из:за применения более высоколегированных и дорогостоящих сталей. Осложняется при этом и сохранение уже достигнутых показателей надежности.
Исходя из обеспечения электроэнергией резкопеременных потребностей в ней в пределах суточного и недельного графиков необходимым становится создание маневренного энергооборудования, позволяющего изменить нагрузку многократно в течение недели и за короткое время. Этим задачам отвечают комбинированные парогазовые установки (ЛГУ), представляющие различное сочетание паротурбинной (ПТУ) и газотурбинной (ГТУ) установок. Наиболее распространенными являются ПГУ с низконапорным и ПГУ с высоконапорным парогенератором, ПГУ с пиковой ГТУ, позволяющие расширить маневренность энергетических установок и повысить эксплуатационный КПД на 4-5% по сравнению с ПТУ.
В комбинированной ПГУ с низконапорным парогенератором (рис. В. З) высокотемпературные газы после ГТУ (450-500°С) поступают в топку котла, куда дополнительно поступают подготовленное для сжигания котельное топливо и часть горячего воздуха. Другая часть горячего воздуха используется для подогрева поступающей в котел воды. В этой схеме паротурбинная часть установки может работать как самостоятельно (при остановленной газовой турбине), так и в комбинированном варианте. Газотурбинная установка используется для выработки дополнительной электроэнергии в часы пиковой нагрузки. Она обладает высокой маневренностью, быстрым набором мощности (пуск в работу на полную мощность за несколько минут) и работает от 500 до 2 ООО час. в году. НизконапЬрный парогенератор (паровой котел) может работать на твердом топливе или мазуте, газовая турбина — на природном газе или жидком топливе. Электрическая мощность ГТУ составляет около 1/3 мощности ПГУ. Так ПГУ-450Т имеет ПТУ мощностью 300 МВт и ГТУ мощностью 150 МВт.
16
ВВИДЕНИЕ |
Рис. В. З. Комбинированная ПТУ с низконапорным парогенератором: 1 — забор воздуха; 2 — компрессор; 3 — ввод топлива; 4 — газовая турбина; 5 — камера сгорания; 6 — паровой котел; 7 — газовый тракт; 8 — паровой тракт; 9 — замкнутый воздушный контур; 10 — дутьевой вентилятор; 11 — воздухоподогреватель; 12 — паровая турбина; 13 — электрогенератор; 14 — конденсатор; 15 — конценсатный насос; 16 — водовоздушный теплообменник (регенератор); 17 — запорное устройство (задвижка).
Рис. В.4. Принципиальная схема ПГУ с высоконапорным котлом: обозначения тс же, что и на рнс. В. З; 18 — водогазовый теплообменник (регенератор).
На рис. В.4 показана схема комбинированной ПГУ с использованием высоконапорного парогенератора, который вырабатывает пар высоких параметров (13,8 МПа, t = 545°С) и обеспечивает работу паровой тур
бины. Продукты сгорания после прохождения поверхностей парогенератора с достаточно высоким давлением (р — 0,8-1 МПа) и температурой 750-800°С направляются к газовой турбине, которая дополнительно вырабатывает электрическую энергию. В результате такого сочетания более эффективно используется тепловая энергия топлива для получения электроэнергии. КПД комбинированной ПГУ на 4-6% выше, чем обычного паротурбинного энергоблока, снижаются капиталовложения в установку.
Из рассмотрения принципиальных схем производства электрической энергии на тепловых электростанциях следует, что паровой котел или парогенератор является обязательным элементом схемы, при том одним из главных, обеспечивающим концентрированное производство тепловой энергии.