- •1. Общие сведения о тэц мэи
- •2. Котельное отделение 2.1. Топливное хозяйство тэц мэи
- •2.2. Паровой котел № 2
- •2.3. Паровой котел № 4
- •3. Турбинное отделение
- •3.1. Краткая характеристика оборудования
- •3.4. Маслоснабжение турбины
- •3.5. Система регулирования турбины
- •3.6. Система защиты турбины
- •3.7. Конденсатор паровой турбины
- •3.8. Общие сведения по эксплуатации турбоустановки
- •4. Вспомогательное оборудование тэц мэи
- •4.1. Водоподготовительная установка
- •4.2. Деаэрационная установка
- •4.4. Техническое водоснабжение
- •Литература
УДК
621.311
Т-343
УДК: 621.311.22.002.5 (075.8)
Утверждено учебным управлением МЭИ в качестве учебного пособия для студентов
Подготовлено на кафедре тепловых электрических станций
Рецензенты:
канд. техн. наук профессор Е.М. Марченко,
канд. техн. наук доцент А.Г. Спиридонов.
Тепловые схемы и теплоэнергетическое оборудование ТЭЦ
МЭИ / Б.В. Богомолов, В. Д. Буров, А.В. Клевцов, и др.; Под ред. Л.А. Федорович. -М.: Издательство МЭИ, 2001.- 80 с. +3 с. вклейки.
46-50
ISBN 5 - 7046 - 0733 - 0
Дана характеристика оборудования ТЭЦ МЭИ, приведены тепловые схемы, описание конструкций котлов, турбин и вспомогательного оборудования. Изложены основные задачи эксплуатации и тепловых испытаний котла и турбины.
Для студентов специальностей 100100, 100200, 100300, 100500, 100600, изучающих тепловую часть электростанций согласно учебным планам.
ПРЕДИСЛОВИЕ
ТЭЦ МЭИ является электростанцией, построенной специально для учебно-исследовательских целей. В то же время ТЭЦ работает в системе ОАО «Мосэнерго» как обычная теплоэлектроцентраль, отпускающая потребителю тепло- и электроэнергию. Обучение студентов на действующем оборудовании в промышленных условиях имеет большое преимущество по сравнению с использованием модели любой степени сложности. Ежегодно на ТЭЦ МЭИ проходит обучение около 1500 студентов энергетических специальностей. ^
Отвечая требованиям учебного графика, ТЭЦ МЭИ практически непрерывно работает при переменных нагрузках, с частыми пусками и остановами. Помимо трудностей эксплуатационного характера, это приводит к более быстрому износу оборудования и к необходимости
его замены.
Настоящее учебное пособие является третьим дополненным и переработанным изданием. В нем учтен многолетний опыт кафедры тепловых электрических станций по проведению занятий со студентами электроэнергетического факультета. Пособие является одним из немногих изданий, в котором приведена характеристика всего теплотехнического оборудования ТЭЦ МЭИ, основного и вспомогательного. Оно состоит из четырех разделов, включающих общую схему станции, котельное и турбинное отделение, вспомогательные установки.
При подготовке материалов квалифицированную и заинтересованную помощь авторам оказывал весь персонал ТЭЦ, и, в первую очередь, А.М.Пронин, Г.Н.Акарачков, В.И.Юденков, а также сотрудники кафедры тепловых электрических станций Б.В Конакотин и А.И.Михалев. Особую признательность авторы выражают Л.Н.Дубинской, чьими стараниями выполнена основная работа по подготовке издания к печати.
isbn5-7046-0733.о © Московский энергетический институт, 2001
3
1. Общие сведения о тэц мэи
ТЭЦ МЭИ является промышленной электростанцией небольшой мощности, предназначенной для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. Электроэнергия мощностью 10 МВт передается в энергокольцо ОАО «Мосэнерго», а теплота (67 ГДж/ч) в виде горячей воды поступает в четвертый участок теплосети. Кроме того, ТЭЦ обеспечивает паром, горячей водой и электроэнергией экспериментальные установки ряда кафедр института. На действующем оборудовании ТЭЦ, стендах и моделях кафедр проводятся научно-исследовательские работы по более чем 30 темам одновременно.
. Строительство ТЭЦ МЭИ было начато в конце 40-х годов, а первый турбоагрегат пущен в декабре 1950 гУТЭЦ проектировалась на средние параметры пара, что соответствовало уровню энергетики того периода. Большую часть оборудования представляли собой установки, полученные по репарации из ГерманииУВ отборе энергетического оборудования принимали участие профессора и преподаватели института.
В котельном цехе первоначально были установлены барабанный котел фирмы Бабкок-Вилькокс, котел фирмы Ле Монт (барабанный с принудительной циркуляцией) и прямоточный котел отечественного производства. В турбинном отделении первыми установленными агрегатами являлись: турбина фирмы Сименс-Шуккерт (двухвальная, ради-ально-осевая), турбина фирмы Эшер-Висс и экспериментальная установка кафедры ПГТ фирмы Серенсен.
Уже в начале 1952 г. началась замена оборудования на более мощное и современное. В 1956 г. в котельном цехе был пущен новый котел барабанного типа паропроизводительностью 20 т/ч Таганрогского котельного завода. В 1962 г. на месте демонтированного котла Бабкок-Вилькокс установлен двухконтурный парогенератор, имитирующий работу паропроизводящей установки АЭС. В 1975 г. котел Ле Монт заменен новым более мощным котлом барабанного типа на 55 т/ч производства Белгородского котельного завода.
В турбинном цехе в 1963 г. вместо турбины Эшер-Висс установлена турбина П-4-35/5, а в 1973 г. на месте турбины Сименс-Шуккерт смонтирована турбина типа П-6-35/5.
Установка более мощных агрегатов в турбинном и котельном цехах потребовала реконструкции и электрической части станции. В 1973 г. смонтированы два новых силовых трансформатора на 6300 кВ А каждый вместо двух трансформаторов на 3200 и 4000 кВА.
</в настоящее время в котельном отделении работают два паровых котла и специальный парогенератор (№3), имитирующий работу парогенератора двухконтурной АЭС с реакторами водо-водяного типа. Ко-
4
тел № 2- барабанный типа БМ-35 РФ паропроизводительностью 55 т/ч. Котел № 4-барабанный типа ТП-20/39 паропроизводительностью 28 т/ч. Номинальные параметры пара обоих котлов: давление - 4 МПа; температура перегретого пара - 440 С; топливо - природный газ.
В турбинном отделении установлены две однотипные турбины -конденсационные с регулируемым производственным отбором пара давлением 0,5 МПа, используемым для теплофикации. Турбина № 1 типа П-6-35/5 мощностью 6 МВт, турбина № 2 типа П-4-35/5 мощностью 4 МВт.
Общестанционное оборудование ТЭЦ включает питательную установку, состоящую из двух деаэраторов атмосферного типа, питательных насосов и ПВД. Производительность деаэраторов по воде - 75 т/ч; питательных насосов пять, из них четыре-с электроприводом, один-с турбоприводом. Давление нагнетания питательных насосов составляет 5,0-6,2 МПаУ
Сетевая подогревательная установка состоит из двух подогревате-
2 лей вертикального типа с поверхностью нагрева 200 м каждый и двух
сетевых насосов. Расход сетевой воды в зависимости от режима работы составляет 500 м /ч, давление 0,6-0,7 МПа.
Система технического водоснабжения - оборотная, с градирнями. В помещении циркнасосной установлены четыре насоса общей производительностью 3000 м /ч; напор насосов составляет 23-25 м вод. ст.
Охлаждение циркуляционной воды происходит в двух градирнях сум-
з марной производительностью 2500 м /ч.
В настоящее время значительная часть оборудования ТЭЦ, проработавшая более 25 лет, требует замены или модернизации. По заказу ТЭЦ специалистами МЭИ и ОАО «Мосэнерго» разработан план реконструкции, использующий современные решения в области энергетики с применением газотурбинных и парогазовых установок. Одновременно с реконструкцией предполагается создание учебно-тренажерного центра по газотурбинным и парогазовым установкам для обучения студентов и подготовки специалистов - энергетиков. <
1.1. Принципиальная тепловая схема ТЭЦ МЭИ
Принципиальная тепловая схема ТЭЦ представлена на рис. 1.1. Пар, вырабатываемый котлами /, поступает в сборно-распределительную магистраль 2, откуда он направляется в турбины 3. Пройдя последовательно ряд ступеней турбин, пар расширяется, совершая механическую работу. Отработавший пар поступает в конденсаторы 5, где конденсируется благодаря охлаждению циркуляционной водой, проходя-
5
МП
шей по трубкам конденсаторов. Часть пара отбирается из турбин до конденсаторов и направляется в магистраль отборного пара 4. Отсюда отборный пар поступает на сетевые подогреватели 12, в деаэраторы 9 и в подогреватель высокого давления (ПВД) //.
Рис. 1.1. Принципиальная тепловая схема ТЭЦ МЭИ
/-паровые котлы; 2-паровая магистраль; 3-турбины; ^-магистраль отборного пара; J-конденсаторы; 6-конденсатные насосы; 7-охладители эжекторов; 8-ПОДОгреватели низкого давления; 9-деаэраторы; /0-питательные насосы; //-подогреватель высокого давления; /2-сетевые подогреватели; /3-дренаж-пые насосы: /-^-сетевые насосы; /5-тепловой потребитель; /6-циркуляцион-ные насосы; /7-|радирни
Из конденсаторов поток конденсата поступает в насосы б. Под давлением насосов конденсат проходит последовательно охладители
эжекторов 7, подогреватели низкого давления (ПНД) 8 и направляется в деаэраторы 9.
В охладители эжекторов 7 поступает пар из пароструйных эжекторов, которые поддерживают вакуум в конденсаторах, отсасывая проникающий в них воздух. В ПНД 8 поступает пар из нерегулируемых отборов турбин и пар из лабиринтовых уплотнений.
В деаэраторах конденсат нагревается паром регулируемого отбора до кипения при давлении 0,12 МПа (104 °С). При этом происходит удаление из конденсата агрессивных газов, вызывающих коррозию оборудования. Кроме основного потока конденсата и греющего пара в деаэраторы поступает дренаж (конденсат) пара, идущего в сетевые подогреватели 12, обессоленная вода, восполняющая потери от утечек в тепловой схеме, дренаж греющего пара ПВД //. Все эти потоки, смешиваясь в деаэраторах, образуют питательную воду, которая поступает на насосы 10 и далее направляется в линию питания котлов.
В сетевых подогревателях 12 вода городской теплосети подогревается до 75 -120 °С (в зависимости от температуры наружного воздуха). Вода к тепловому потребителю 15 подается сетевыми насосами 14: конденсат греющего пара сетевых подогревателей возвращается в деаэраторы дренажными насосами 13.
Охлаждающая вода в конденсаторы турбин подается циркуляционными насосами 16 после градирен 17. Охлаждение нагретой в конденсаторах воды происходит в градирнях преимущественно за счет испарения части воды. Потери охлаждающей воды восполняются из городского водопровода.
Таким образом, на ТЭЦ можно выделить три замкнутых контура:
-по пару и питательной воде (котел - турбина - конденсатор - деаэратор - питательный насос - котел);
-по сетевой воде (сетевые насосы - подогреватели - тепловой потребитель - сетевые насосы);
-по циркуляционной охлаждающей воде (конденсаторы - градирни - циркуляционные насосы - конденсаторы).
Все три контура связаны между собой через оборудование, трубопроводы и арматуру, образуя принципиальную тепловую схему ТЭЦ.
1.2. Схема электрических соединений ТЭЦ
Схема главных электрических соединений ТЭЦ представлена на рис. 1.2. Генераторы турбины № 1 и № 2 электрическими кабелями соединены со сборными шинами напряжением 6 кВ через силовые
7
6
трансформаторы связи типа ТМ-6300 6,3/10,5. Сборные шины связаны с открытым распределительным устройством 10 кВ типа РП-Ю1 , откуда отходят линии, связывающие ТЭЦ МЭИ с системой Мосэнерго.
380В 6|<8 10кВ
Рис. 1.2. Принципиальная схема главных электрических соединений ТЭЦ МЭИ
/-турбогенераторы; 2-трансформаторы связи; 3-трансформаторы собственных нужд; 4—выключатели; 5-разъединители
К каждой сборной шине 6 кВ подключены трансформаторы собственных нужд 6/0,4 кВ. Через секции 1 и II они обеспечивают питание двигателей и механизмов собственных нужд ТЭЦ напряжением 380 В. Для питания приборов теплового контроля и автоматики установлены два трансформатора 380/220-127 В (на схеме не показаны). На случай потери напряжения переменного тока цепи управления, сигнализации, релейной защиты и аварийного освещения подключены к аккумуляторной батарее емкостью 360 А-ч и напряжением 220 В.
Генератор турбины №1 мощностью 7500 кВА имеет напряжение статора 6300 В, ток статора 688 А, ток возбуждения 333 А. Генератор турбины №2 мощностью 5000 кВА имеет напряжение статора 6300 В, ток статора 458 А, ток возбуждения 330 А.
Общестанционным оперативным пунктом управления ТЭЦ является главный щит (ГЩУ). На ГЩУ расположены приборы и аппараты,
8
предназначенные для управления и контроля над работой генераторов, трансформаторов собственных нужд, выключателей, а также приборы предупреждающей и аварийной сигнализации. Со щита производится синхронизация и включение генераторов в сеть. Управление работой всей ТЭЦ с главного щита осуществляет начальник смены станции.