Теплові електростанції (КЕС, ТЕЦ): різновиди, принцип роботи, потужність

Теплові електростанції можуть бути з паровими і газовими турбінами, з двигунами внутрішнього згоряння. Найбільш поширені теплові станції з паровими турбінами, які в свою чергу поділяються на: конденсаційні (КЕС) – весь пар в яких, за винятком невеликих відборів для підігріву живильної води, використовується для обертання турбіни, вироблення електричної енергії;теплофікаційні електростанції – теплоелектроцентралі (ТЕЦ), що є джерелом живлення споживачів електричної і теплової енергії та розташовані в районі їх споживання.

конденсаційні електростанції

Конденсаційні електростанції часто називають державними районними електричними станціями (ГРЕС). КЕС в основному розташовуються поблизу районів видобутку палива або водойм, використовуваних для охолодження і конденсації пари, відпрацьованої в турбінах.

Характерні особливості конденсаційних електричних станції

  1. в більшості своїй значна віддаленість від споживачів електричної енергії, що обумовлює необхідність передавати електроенергію в основному на напрузі 110-750 кВ;
  2. блоковий принцип побудови станції, що забезпечує значні техніко-економічні переваги, які полягають у збільшенні надійності роботи і полегшення експлуатації, в зниженні обсягу будівельних і монтажних робіт.
  3. Механізми і установки, що забезпечують нормальне функціонування станції, складають систему її власних потреб.

КЕС можуть працювати на твердому (вугілля, торф), рідкому (мазут, нафту) паливі або газі.

Паливоподача і приготування твердого палива полягає в транспортуванні його зі складів в систему топлівопріготовленія. У цій системі паливо доводиться до пилоподібного стану з метою подальшого вдування його до пальників топки котла. Для підтримки процесу горіння спеціальним вентилятором в топку нагнітається повітря, підігрітий газами, які відсмоктуються з топки димососом.

Рідке паливо подається до пальників безпосередньо зі складу в підігрітому вигляді спеціальними насосами.

Підготовка газового палива складається в основному в регулюванні тиску газу перед спалюванням. Газ від родовища або сховища транспортується по газопроводу до газорозподільного пункту (ГРП) станції. На ГРП здійснюється розподіл газу і регулювання його параметрів.

Процеси в пароводяному контурі

Основний пароводяного контур здійснює такі процеси:

  1. Горіння палива в топці супроводжується виділенням тепла, яке нагріває воду, що протікає в трубах котла.
  2. Вода перетворюється в пар з тиском 13 … 25 МПа при температурі 540..560 ° С.
  3. Пар, отриманий в котлі, подається в турбіну, де здійснює механічну роботу – обертає вал турбіни. Внаслідок цього обертається і ротор генератора, що знаходиться на загальному з турбіною валу.
  4. Відпрацьований в турбіні пар з тиском 0,003 … 0,005 МПа при температурі 120 … 140 ° С поступаетв конденсатор, де перетворюється в воду, яка відкачується в деаератор.
  5. У деаератори відбувається видалення розчинених газів, і перш за все кисню, небезпечного зважаючи на свою корозійної актівності.Сістема циркуляційного водопостачання забезпечує охолодження пара в конденсаторі водою з зовнішнього джерела (водойми, річки, артезіанської свердловини). Охолоджена вода, що має на виході з конденсатора температуру, що не перевищує 25 … 36 ° С, скидається в систему водопостачання.

Цікаве відео про роботу ТЕЦ можна подивитися нижче:

Для компенсації втрат пара в основну пароводяну систему насосом подається подпиточной вода, попередньо пройшла хімічне очищення.

Слід зазначити, що для нормальної роботи пароводяних установок, особливо з понад критичними параметрами пара, важливе значення має якість води, що подається в котел, тому турбінний конденсат пропускається через систему фільтрів знесолення. Система водопідготовки призначена для очищення підживлювальної і конденсатной води, видалення з неї розчинених газів.

На станціях, що використовують тверде паливо, продукти згоряння у вигляді шлаку і золи видаляються з топки котлів спеціальною системою шлака- і золовидалення, обладнаної спеціальними насосами.

При спалюванні газу і мазуту такої системи не потрібно.

На КЕС мають місце значні втрати енергії. Особливо великі втрати тепла в конденсаторі (до 40..50% загальної кількості тепла, що виділяється в топці), а також
з газами, що відходять (до 10%). Коефіцієнт корисної дії сучасних КЕС з високими параметрами тиску і температури пари досягає 42%.

Електрична частина КЕС представляє сукупність основного електроустаткування (генераторів, трансформаторів) і електроустаткування власних потреб, в тому числі збірних шин, комутаційної та іншої апаратури з усіма виконаними між ними сполуками.

Генератори станції з’єднуються в блоки з підвищують трансформаторами без будь-яких апаратів між ними.

У зв’язку з цим на КЕС не будеш будувати розподільчий пристрій генераторного напруги.

Розподільні пристрої на напругу 110-750 кВ в залежності від кількості приєднань, напруги, переданої потужності і необхідного рівня надійності виконуються за типовими схемами електричних з’єднань. Поперечні зв’язки між блоками мають місце тільки в розподільних пристроях високої напруги або в енергосистемі, а також по паливу, воді і пару.

У зв’язку з цим кожен енергоблок можна розглядати як окрему автономну станцію.

Для забезпечення електроенергією власних потреб станції виконуються отпайки від генераторів кожного блоку. Для живлення потужних електродвигунів (200 кВт і більше) використовується генераторное напруга, для живлення двигунів меншої потужності і освітлювальних установок – система напруги 380/220 В. Електричні схеми власних потреб станції можуть бути різними.

Ще одне цікаве відео про роботу ТЕЦ зсередини:

теплоелектроцентралі

Теплоелектроцентралі, будучи джерелами комбінованого виробництва електричної і теплової енергії, мають значно більший, ніж КЕС, коефіцієнт корисної дії (до 75%). Це пояснюється тим. що частина відпрацьованого в турбінах пара використовується для потреб промислового виробництва (технології), опалення, гарячого водопостачання.

Ця пара або безпосередньо надходить для виробничих і побутових потреб або частково використовується для попереднього підігріву води в спеціальних бойлерах (подогревателях), з яких вода через теплофікаційну мережу направляється споживачам теплової енергії.

Основна відмінність технології виробництва енергії на ТЕЦ в порівнянні з КЕС полягає в специфіці пароводяного контуру. Забезпечує проміжні відбори пари турбіни, а також в способі видачі енергії, відповідно до якого основна частина її розподіляється на генераторному напрузі через генераторное розподільний пристрій (ГРУ).

Зв’язок ТЕЦ з іншими станціями енергосистеми виконується на підвищеній напрузі через підвищувальні трансформатори. При ремонті або аварійному відключенні одного генератора відсутня потужність може бути передана з енергосистеми через ці ж трансформатори.

Для збільшення надійності роботи ТЕЦ передбачається секціонування збірних шин.

Так, при аварії на шинах і подальшому ремонті однієї з секцій друга секція залишається в роботі і забезпечує живлення споживачів за знайденими під напруженням лініях.

За такими схемами споруджуються промислові ТЕЦ з генераторами до 60 мВт, призначені для харчування місцевого навантаження в радіусі 10 км.

На великих сучасних ТЕЦ застосовуються генератори потужністю до 250 мВт при загальній потужності станції 500-2500 мВт.

Такі ТЕЦ споруджуються поза межею міста і електроенергія передається на напрузі 35-220 кВ, ГРУ не передбачено, все генератори з’єднуються в блоки з підвищують трансформаторами. При необхідності забезпечити харчування невеликої місцевої навантаження поблизу блокової ТЕЦ передбачаються отпайки від блоків між генератором і трансформатором. Можливі і комбіновані схеми станції, при яких на ТЕЦ є ГРУ і кілька генераторів з’єднані по блокових схемах.

Ссылка на основную публикацию