5.5. 0Бщая технологическая и тепловая схемы электростанции
Технология производства электроэнергии на ТЭС включает несколько взаимосвязанных процессов: 1) топливоснабжения; 2) водоснабжения и водоотведения; 3) производство теплоты; 4) преобразования энергии в механическую работу; 5) генерирования электроэнергии; 6) утилизации и удаления отходов энергопроизводства.
Функционирование современных мощных ТЭС требует большого количества топлива, воздуха, воды и других ресурсов. Так, конденсационная ТЭС мощностью 2400 МВт сжигает 1060 т/час антрацита, при этом используется 820 т/час кислорода и образуется 10 млн. м3/час дымовых газов, содержащих 2350 т двуокиси углерода, 25 т паров воды, 34 т двуокиси серы, 9 т окислов азота, 2 т летучей золы. Кроме того, из топок котлов удаляется 34,5 т/час шлаков, а из бункеров электрофильтров 193,5 т/час золы. Расход воды на ТЭС связан как с компенсаций потерь рабочего тола, так и охлаждением пара в конденсаторе. Особенно значителен расход охлаждающей воды. Так, на конденсационной станции мощностью 2400 МВт этот расход соответствует 300-400 тыс. м3/час.
Система топливоснабжения современной ТЭС представляет собой комплекс инженерных сооружений, коммуникаций и оборудования, предназначенных для разгрузки, складирования, подготовки и подачи топлива в котлоагрегаты. Твердое и жидкое топливо доставляются на ТЭС, как правило, железнодорожным транспортом. Поступающие на ТЭС железнодорожные составы твердого топлива автоматически взвешиваются на вагонных весах. Затем вагоны поступают в приемно-разгрузочное устройство, оборудованные эстакадами для приема саморазгружающихся вагонов или вагонопрокладывателями со щелевыми бункерами и лопастными питателями. Для приема жидкого топлива (мазута) подъездные пути ТЭС имею специальную эстакаду, оборудованную системой разогрева, слива и перекачки мазута. Природный газ на ТЭС подается по газопроводу в газораспределительную станцию.
Из приемно-распределительного устройства топливо подается на склад и в систему топливоподачи. Твердое топливо в избежания самовозгорания хранят в штабелях, уплотненных путем укатки. Хранение мазута производят в специальных резервуарах, которые могут быть наземными, полуподземными и подземными. Топливные склады ТЭС должны вмещать запасы топлива на 15-20 суток работы станции. Транспортировка твердого топлива по территории ТЭС и в котельную осуществляется ленточными транспортерами (конвейерами), жидкого и газообразного по трубопроводам.
В системе топливоподачи твердого топлива предусматриваются установки и оборудование, обеспечивающее предварительное измельчение, подсушку и размол топлива в тончайшую пыль, которая вместе с воздухом подается в топку котлоагрегатов. Система топливоподачи мазута включает фильтры, подогреватели и насосы, обеспечивающие подачу топлива к форсункам котлоагрегатов. Система газоснабжения включает газораспределительные пункты и трубопроводы, обеспечивающие снижение давления, очистку и подачу природного газа на горелки котлоагрегатов.
Воздух, необходимый для горения топлива, подается при помощи дутьевых вентиляторов, из верхней части помещения котельного цеха в воздухоподогреватели котлоагрегатов. Весь расход воздуха делится на две части: 1) первичный воздух, который подается в топку вместе с топливом через систему пылеприготовления, где он выполняет роль сушильного и транспортного агента и 2) вторичный воздух, который подается непосредственно в топку котла. При сжигании жидкого топлива воздух подается в форсунки, при сжигании газа - в горелки, а при необходимости и в топку котла.
Система водоснабжения ТЭС включает четыре взаимосвязанных подсистемы:
подготовки питательной воды и конденсата, в состав которой входят трубопроводы, подогреватели низкого и высокого давления, питательный бак, деаэратор, конденсатные и питательные насосы;
охлаждения конденсаторов, в состав которой входят конденсаторы, водоводы, циркуляционные насосы, пруды охладители или градирни, обеспечивающие охлаждение и конденсацию пара, отработанного в турбинах;
восполнения добавочной воды, в состав которой входят трубопроводы, насосы сырой и добавочный воды, фильтры химводоочистки и деаэратор химочищенной воды;
подпитки тепловой сети, в состав которой входят трубопроводы, сетевой деаэратор и подпиточные насосы.
Кроме того, вода на ТЭС используется для охлаждения: 1) масла и воздуха, используемых в турбогенераторах; 2) подшипников мельниц, дымососов и других механизмов, и также для удаления золы и шлаков.
Вода как рабочее тело поступает в экономайзер котлоагрегата, а затем в барабан и по спускным трубам в распределительные коллектора и экранные поверхности нагрева. При сгорании топлива в топке котла выделяется большое количество теплоты, часть которого путем теплообмена передается воде, которая испаряется. В пароперегревателе влажный пар перегревается и направляется в турбину, которая служит приводом электрического генератора.
Полученная электроэнергия передается через главное распределительное устройство, трансформаторы и линии электропередачи к потребителям. Часть выработанной электроэнергии через распределительное устройство собственных нужд направляется для электроснабжения самой ТЭС.
Тепловой схемой электростанции называют чертеж, на котором показаны в условном изображении оборудование и коммуникации, которые используются в технологическом процессе преобразования тепловой энергии пара в электрическую энергию. Пароконденсатный тракт ТЭС представляется в виде замкнутого контура общего технологического процесса (рис. 5.4).
Рис.5.4. принципиальная тепловая схема ТЭЦ:
1 - паровой котел; 2 – турбина; 3 и 5 - нерегулируемые отборы пара;
4 - регулируемый отбор пара; 6 – деаэратор; 7 и 8 - подогреватели высокого
и низкого давления; 9 - редукционно-охладительное устройство;