КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Предимства и недостатъци на топлоелектрически централи




Видове топлоелектрически централи. Класификация.

ТЕЦ е комплекс от съоръжения и устройства, които преобразуват енергията на горивото в електрическа енергия и (по принцип) топлинна енергия.

ТЕЦ се характеризират с голямо разнообразие, и те могат да бъдат класифицирани според различни критерии,

1. целта и вида на предоставената мощност енергия са разделени на зони и промишлеността.

Регионална сила - тя е независима от публичната власт, която да служи на всички видове потребителски площ (промишленост, транспорт, население и т.н.). Регионалните кондензационни централи, които произвеждат електроенергия основно, често запазват историческото име - {} състояние квартал електроцентрала. Регионалните електроцентрали, които произвеждат електроенергия и топлинна енергия (под формата на пара или гореща вода), наречена топлинна и електрическа енергия (CHP), като правило, ТЕЦ CHP и област са с капацитет от повече от 1 милион киловата.

Промишлени електроцентрала - електроцентрала, обслужващи термични и електрически енергийни специфични производствени съоръжения или сложна, като фабрика за производство на химически продукти. Индустриални централи са част от индустрията, които обслужват. Тяхната сила се определя от нуждите на промишлени предприятия в топлината и силата, и, като правило, тя е значително по-малко, отколкото на регионално ТЕЦ. Най-промишлена електроцентрала работи на обща електрическа мрежа, но не подлежи на контролера на електроенергийната система. По-долу, ние считаме само регионална сила.

2. По вид на горивото, използвано от топлоелектрически централи
разделена на електрически централи, работещи на изкопаеми горива и ядрено гориво.

За кондензиране електроцентрали използването на изкопаеми горива, по време, когато не е имало атомни електроцентрали (АЕЦ), исторически името топлинна (ТЕЦ - ТЕЦ). Именно в този смисъл ще бъде използван по-долу, терминът, въпреки че CHP и ядрени централи и централи за газови турбини (газова електроцентрала турбина), и електроцентрала с комбиниран цикъл (CCGT) също са топлоелектрическите централи, работещи на принципа на преобразуване на топлинната енергия в електрическа енергия.

Както изкопаемо гориво за топлоелектрическите централи, използващи газ, течни и твърди горива. Повечето от топлоелектрическите централи на Русия, особено в европейската част, като основен изразходвано гориво природен газ, както и резервно гориво - мазут, с помощта на последния поради високата си цена само в крайни случаи; Те се наричат ​​ТЕЦ нефтегазова. В много региони, предимно в азиатската част на Русия, основното гориво е въглища енергия - ниско калорични висококалорични въглища или отпадъци въглища (въглищен прах - AL). Както и преди изгарянето на тези въглища се смилат в специални мелници на пулверизирани държавата, такива въглищни топлоелектрически централи се наричат.



3. По вид топлоелектрически централи, използвани за електроцентралата
преобразуване на топлинна енергия в механична енергия на въртене
ротори с турбина, парна турбина разграничават, газова турбина, и
електроцентрала с комбиниран цикъл.

В основата на пара-турбинни електроцентрали са парна турбина завод (STP), който за преобразуване на топлинната енергия в механична енергия, използвайки най-сложните, най-мощният и високо перфектна машина енергия - парна турбина. Професионално - основният елемент на ТЕЦ, ТЕЦ и АЕЦ.

Газова турбина топлоелектрически централи (генератори) са оборудвани с газови турбини единици (GTU), работещи на газ или в крайни случаи, течност (дизел) гориво. Що се отнася до температурата на газовата турбина газове е достатъчно висока, те могат да се използват за външно захранване на топлинна енергия на потребителите. Такива растения се наричат ​​GTU-ТФЕЦ. Сега в Русия работи електроцентрала газова турбина (ТЕЦ-3 тях. Klasson, Електрогорск Москва рег.) С капацитет от 600 MW и един GTU-ТФЕЦ (Elektrostal, Московска област.).

Комбиниран цикъл ТЕЦ снабден с турбина с комбиниран цикъл газ (CCGT), представляваща комбинация от газови турбини и професионални училища, което осигурява висока ефективност. PGU-TES може да се извърши с кондензация (PGU-те години) и освобождаването на топлинна енергия (когенерация растение). В Русия има само една когенерация растение операционна (CCGT-450t) с капацитет от 450 MW. В Невиномиск GRES работна единица (виж глава 7) PGU-170 с капацитет от 170 MW, и в южната част на Санкт Петербург CHP -. Единица PGU-300 с капацитет от 300 MW.

4. технологична схема парни линии са разделени в блок на ТЕЦ ТЕЦ ТЕЦ и крос.

ТЕЦ блок, съставен от отделни, по принцип подобни централи - единици. Захранващият блок на всяка котка доставя пара само за неговите турбини, от която той се върнаха след кондензация само в нея казан. На блок-схемата са изграждане на мощна ТЕЦ и ТФЕЦ, които имат т.нар претопляне пара. Експлоатация на котли и турбини до електроцентралата е снабден с напречни връзки по друг начин: всички ТЕЦ котли Steam се инжектира в една обща парна линия (колектор), и от него се хранят всички парна турбина топлоелектрически централи. Според тази схема се основава IES без претопляне и почти всички от първоначалните комбинирано критичен параметрите на пара.

5. По отношение на първоначалното налягане за разграничаване на СНР и критичното налягане на суперкритичната налягане (ACS).

Критично налягане - то е 22.1 MPa (225.6 атмосфери). Руската система за захранване стандартизирани изходни параметри: топлоелектрически централи и централите са базирани на критично налягане от 8.8-12.8 MPa (90 и 130 атмосфери), и ACS - 23,5 MPa (240 атмосфери). ТЕЦ за свръхкритични параметри за технически причини, се извършват с подгряване и блок-схема. Често TPS или ТЕЦ построена през няколко етапа - опашки, чиито параметри са подобрени с въвеждането на всяка нова линия.

4.3. Технологичният процес на преобразуване на химическа енергия на горивото в електричество в топлоелектрически централи

Всяко кондензация парна инсталация турбина мощността включва четири задължителни елементи:

- Мощност на котела, или бойлер, който се доставя захранваща вода под високо налягане, горивото и на въздуха за горене. В пещта на котела е процеса на горене - енергията химически гориво се превръща в топлина и лъчиста енергия. Feed вода тече през тръбопроводната система се намира вътре в котела. Горящото гориво е мощен източник на топлина, която се прехвърля в захранващата вода. Последният се загрява до температура на кипене и се изпарява. Получената пара в котела прегрява над точката на кипене. Тази пара на 540 ° С, като температурата и налягането на 13- 24 МРа в продължение на един или повече канали се подава към парната турбина;

- Турбинен блок, състоящ се от една турбина, електрически генератор и възбудител. Парна турбина, в която пара се разширява до ниско налягане (приблизително 20 пъти по-малко от атмосферното налягане) преобразува потенциалната енергия на сгъстения и се нагрява до висока температура пара в кинетична енергия на ротора на турбината. Турбина задвижва електрически генератор, генератор превръща кинетичната енергия на ротора на електрически ток.

Алтернатор състои от статор, в който се генерира електрически намотки сегашните, и на ротора, който е ротационен магнит, който се захранва от първоизточника;

- Най-кондензатора се използва, за да се кондензира парата идваща от турбината, както и създаването на дълбок вакуум. Това позволява много намали значително разхода на енергия за последващо пресоване на водата, образувана в същото време се увеличи ефикасността на пара, т.е. получите повече мощност от парния котел, генерирани;

- Feed помпа, за да се хранят вода в котела и да се създаде високо налягането преди турбината.

По този начин, професионална работа на тялото възниква през непрекъснат преобразуване цикъл на химическата енергия на горивото в електрическа енергия, изгорено.

Освен тези елементи, реалната допълнително професионално съдържа множество от помпи, топлообменници и други апарати, необходими за подобряване на неговата ефективност.

Да разгледаме процеса на производство на електрическа енергия в топлоелектрически централи, работещи на природен газ (фиг. 4.3.1).


Фигура 4.3.1. Технологична схема на ТЕЦ работи на газ


Основните елементи се считат мощност котелна централа, която произвежда пара с високи параметри; турбина и парна турбина завод, който преобразува топлината на парата в механична енергия на въртене на устройството на ротора на турбината, и електрическо оборудване (генератори и трансформатори, и т.н.), за да се осигури генерирането на електричество.

Основният елемент на инсталацията за бойлер е бойлер. Газът за котела се подава от газоразпределителната станция, свързана с основната газова линия (не е показан), газоразпределителна точки (ДКП) 1. Тук, налягането се намалява до няколко атмосфери и се доставя на горелките 2, разположени в сърцето на котела (горелка се наричат огнище).

Всъщност котела е (вариант) U-образна структура с правоъгълно напречно подаване. Лявата част се нарича пещта. Вътрешността на пещта е безплатно, и това се случи при изгаряне на гориво в този случай, на газ. За тази цел специални горелки удар фен 28 непрекъснато се подава горещ въздух, нагрява в устройството за предварително нагряване на въздуха 25. На фиг. 4.3.1. показва т.нар ротационен въздушен подгревател, който топлинно запазване уплътнение на първата половина на свой ред загрява от изходящите димни газове, а през втората половина на свой ред, тя затопля идва от атмосферата на въздуха. За да се увеличи рециклирането на температурата се използва: някои димните газове напускат котела, специален рециркулация фен 29 се доставят до главния въздуха и се смесва с него. Топлият въздух се смесва с газовата горелка и котела се подава чрез своята пещ - камера, в която настъпва изгаряне на горивото. Когато се формира горяща факла, която те са мощен източник на лъчиста енергия. По този начин, при изгарянето на гориво, неговата химическа енергия се превръща в топлинна енергия и сияен пламък.

пещи стени облицовани с екрани 19 - тръби, които се захранват от захранваща вода економайзер 24. Диаграмата показва т.нар веднъж през котел, в който емисия водни екрани, преминаващи тръби система на котела само 1 път, се нагрява и се изпарява, като става суха наситена пара. Широко разпространени барабанни котли, в които екраните на множествена циркулация на водата на фуражи, както и отделянето на пара от водата в котела е в барабана.

Пространството за пещта на котела достатъчно гъсто напълнени тръби вътре която се движи вода или пара. Извън тези тръби се измива с гореща димните газове постепенно охлажда по време на шофиране към комина 26.

Суха наситена пара се подава към главната паропрегревателя състояща се от тавана 20, валяка 21 и 22 на конвективни елементи. По принцип паропрегревател увеличава температура и, следователно, потенциална енергия. Получената изхода на пара конвекция паропрегревател оставя котела с високи параметри и влиза през линията за пара парната турбина.

Мощен парна турбина обикновено се състои от няколко сякаш отделните турбини - цилиндри.

Първият цилиндър - цилиндър с високо налягане (НРС) 17 пара се подава директно от котела, и следователно тя има висока настройки (за турбини SKD - 23,5 MPa, 540 ° C, т.е. 240 атома / 540 ° C). На изхода на CVP на налягането на парата е 3-3.5 MPa (30-35 атм) и температура - 300- 340 ° C. Ако пара продължава да се разширява в турбината по-далеч от тези параметри на налягането в кондензатора, след това ще стане толкова мокър, че дългосрочното функциониране на турбината би било невъзможно поради ерозивен износването на частите му в последния цилиндър. Следователно, от CVP относително студена пара се връща в котела в така наречените междинен прегревател 23. двойки попада отново под влиянието на горещите газове на котела се повишава до първоначалната температура (540 ° С). Получената пара се изпраща към цилиндъра за средно налягане (МРС) 16. След разширяването на налягане в IPC 0.2-0.3 МРа (2-3 атмосфери) пара влиза в един или повече подобни цилиндър с ниско налягане (LPC) 15.

По този начин се разширява в турбината, парата се върти роторът му свързан към ротора на електрически генератор 14, в които генерират статорните намотки на електрически ток. Трансформаторът увеличава мощността му да се намалят загубите в преносните линии, трансфери част от енергията, генерирана в силата на собствените си нужди ТЕЦ, а останалите енергийни изпускания в мрежата.

И котела и турбината може да се задейства само при много високо качество на подаваната вода и пара, позволява само незначителни количества други вещества. В допълнение, разходите са огромни чифт (например, 1200 MW мощност единица 1 се изпарява и преминава през турбината се кондензира повече от 1 метър вода). Поради това, нормалната работа на двигателя е възможно само при създаване на циркулация на затворен цикъл на работния флуид с висока чистота.

Парата оставяйки турбина ЗЗК се подава в кондензатор 12 - топлообменника тръбите на която непрекъснато тече вода за охлаждане циркулационна помпа 9, хранени от една река, язовир или специална охлаждащо устройство (охлаждане кула). Фиг. 4.3.1 показва така наречената система за рециклиране на водата с охладителни кули. Охлаждаща кула - стоманобетонен кух стак (Фигура 4.3.2.) До 150 м и диаметър на изхода на 40-70 метра, което създава samotyagu въздух, преминаващ отдолу чрез въздушните - водещ дъските.

Фигура 4.3.2. Появата на охладителната кула.

Вътре в охладителната кула на височина от 10-20 м комплект за напояване (спрей единица). Air движи нагоре част причинява капчици (около 1.5-2%), за да се изпари, като по този начин за охлаждане на водата, постъпваща от кондензатора и загрява в него. Охладената вода се събира в долната част на басейна, се влива в forebays 10 (вж. Фиг. 4.3.1), и от циркулационна помпа 9 се подава към кондензатора 12. В допълнение към гърба, използвайте водата за директен поток, в който водата за охлаждане постъпва в кондензатора и от реката изчисти го надолу по веригата. Парата от пръстена на турбината в кондензатора, кондензира и се влива надолу; кондензат кондензат помпа 6 се подава чрез група от регенеративни нагреватели, ниско налягане (PAP) 3 в Деаератор 8. ИПП кондензат температура се повишава, вследствие на топлината на кондензация на парите, изтеглени от турбината. Това намалява разхода на гориво и подобряване на ефективността на централата на котела. The обезвъздушител 8 дегазация се извършва - премахването на кондензата, разтворен в нея 300 MW и четири единици на 500 MW. Тя може да се види, че на пулверизирани въглища изпълнението топлоелектрическа централа значително по-лошо (в този случай, абсолютната ефективност на пулверизирани въглища топлоелектрически централи с 1.6% по-ниска от газьол), в резултат на най-лошото от котела и голям разход на гориво за собствени нужди, които са блокирани от спестяване на още по-дълбока вакуум в кондензатора.

Фигура 4.3.3. Thermal схема парна турбина топлоелектрически централи, показани на фигура 4.3.1

Схематично представяне на оборудването и връзките между тях, е показано на фиг. 4.3.1, съвсем ясно. Но дори и представяне на всички връзки на веригата, показана на Фиг. 4.3.1, причинява значителни трудности. Ето защо, за оборудването електроцентрала изображение целия отношенията си за една двойка, кондензат, захранваща вода с помощта на топлинна схема - графично представяне на отделните компоненти и тръбопроводите, използващи символи. Привикнали на символите лесни за четене и най-сложен топлинна схема. Пример за термично схемата счита ТЕЦ е показано на фиг. 4.3.3. В допълнение, за по-лесно идентифициране, ние продължаваме същите номера за едно и също оборудване.

За да се направи оценка на перспективите на ТЕЦ, първо е необходимо да се признае, предимствата и недостатъците в сравнение с други енергийни източници.

Ползите трябва да включват следното:

1) За разлика от електроцентралата, топлоелектрически централи могат да бъдат поставени сравнително свободно, като се вземат предвид използваното гориво. топлоелектрически централи нефтегазова могат да се строят навсякъде, като газ и нефт транспорт е сравнително евтин (в сравнение с въглища). Въглища в ТЕЦ, че е желателно да се поставят в близост до източници на въглища. Към днешна дата, "въглища" електроенергийната система е разработена и има изразен регионален характер.

2) Специфичен разход на инсталирана мощност (на цената на 1 кВт инсталирана мощност) и ТЕЦ строителство период значително по-малко от ядрена и хидроизолация.

3) Производство на електрическа енергия в топлоелектрически централи, за разлика от централата, тя не зависи от сезона и се определя само от доставката на гориво.

4) Областите на отчуждаване на земи за търговски CHP е значително по-малко, отколкото за ядрени централи, и, разбира се, не ходят на всяко сравнение с ВЕЦ, чието въздействие върху околната среда може да бъде далеч от регионален характер. Примери за това са каскадни ВЕЦ на река. Волга и Днепър.

5) От централата може да изгори почти всички горива, включително повечето нискокачествени въглища, zaballastirovannye пепел, вода, рок.

6) За разлика от атомните електроцентрали, няма проблеми с пласмента след ТЕЦ живот. Като правило, TES инфраструктура по същество "изпитва" основното оборудване (котли и турбини), монтирани върху него, сгради, вода и гориво за доставка и т.н., които съставляват по-голямата част от средствата се използват за дълго време. Повечето от ТЕЦ, строена преди повече от 80 години на плана за електрификация, все още работи, и ще продължи да работи след монтажа на новите, по-напреднали турбини и котли.

Наред с тези предимства, ТЕЦ има редица недостатъци.

1) ТЕЦ - най-екологичните "мръсни" енергийни източници, особено тези, които работят на високо-серни горива. Въпреки това, за да се каже, че атомните електроцентрали не са постоянно на емисиите в атмосферата, но тя създава постоянна заплаха от замърсяване и да има проблеми на съхранение и преработка на отработено ядрено гориво, както и изхвърлянето на ядрената централа след края на неговия живот, или електроцентрала, наводнения на обширни области на икономическия земя и променящите регионален климат, са по-екологично "чисти" само със значителна степен на условност.

2) Конвенционалните топлоелектрически централи имат сравнително ниска ефективност (по-добра от тази на атомните електроцентрали, но много по-лошо от това на захранването).

3) За разлика от електроцентралата, ТЕЦ с трудност участва в отразяването на променливата част от дневната програма на електрически товар.

4) CHP по същество зависи от доставките на гориво, често внасят.
Въпреки всички тези недостатъци, ТЕЦ са основните

производителите на електрическа енергия в повечето страни на света и ще остане така поне за следващите 50 години.

Перспективи за изграждането на мощна кондензиране топлоелектрическа централа е тясно свързани с вида на изкопаемите горива, използвани. Независимо от големите предимства на течните горива (петрол, мазут) като енергиен (високо калорични, лесно транспортиране) тяхното използване в топлоелектрическите централи ще бъде все повече и повече намалява, не само заради ограничените доставки, но и заради тяхната голяма стойност като суровина за нефтохимическа индустрия. За Русия, голямо значение е стойността на износа на течни нефтени горива. Ето защо, на течното гориво (мазут) до електроцентралата ще бъде използван като ТЕЦ резервно гориво-газ, или като допълнително гориво за ТЕЦ на въглища, осигуряване на стабилно изгаряне на въглищен прах в котела при определени условия.

Използването на природен газ до кондензиране парна турбина ТЕЦ е ирационално: тя трябва да се използват растения с комбиниран цикъл за възстановяване тип, които се основават на високотемпературни газови турбини.