Использовании энергии топлива

 

В настоящее время известны 2 основные схемы получения тепловой энергии из органического топлива путём его сжигания.

Схема 1: Совместное производство тепловой и электрической энергии - применяется в мощных ТЭЦ, предназначенных для теплоснабжения жилых и промышленных районов.

Схема 2: Схема производства только тепловой энергии

В качестве примера рассмотрим схему 1: при использовании такой схемы, КПД использования топлива почти в 2 раза выше, чем при получении только тепловой энергии.

 

 

Схема №1

Обозначения:

1 – топка парового котла;

2 – пароперегреватель;

3 – паровая турбина;

4 – электрогенератор;

5 – конденсатор;

6 – конденсатный насос;

7 – регенеративные подогреватели;

8 – пар на регенеративный подогрев;

9 – питательный насос;

10 – РОУ (редукционно-охладительное устройство);

11 –потребители;

12 – насос возврата конденсата.

Органическое топливо сжигается в топке парового котла 1; в котле образуется водяной пар, который перегревается в пароперегревателе 2 до температуры 520-540 ⁰С и направляется в паровую турбину 3, в которой энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения турбины, а затем – в электрическую в электрогенераторе 4. Паровая турбина 3 - многоступенчатая. Пар, подведённый к турбине, отправляется из отборов 8 потребителю 11, и частично используется для подогревания конденсата в регенеративном подогревателе 7 перед его вводом в котёл; после турбины отработанный пар отправляется в конденсатор 5, а затем с помощью конденсатного насоса 6 направляется в регенеративный подогреватель 7. Выработанный в котле пар не полностью используется в турбинах, а часть его направляется в РОУ 10, где температура и давление его понижается до заданных параметров; затем пар отправляется потребителям 11, а от потребителей с помощью насоса 12 в регенеративный подогреватель 7, где подогревается и затем с помощью питательного насоса 9 направляется в котёл 1.

 

В данной схеме пар производится в котельной установке 1, которая состоит из котла и вспомогательного оборудования, которое обеспечивает его работу. Котёл - это комплекс устройств для получения пара или нагретой воды под давлением за счет теплоты сжигаемого топлива. К вспомогательному оборудованию котла относится дутьевые вентиляторы и дымососы, которые подают воздух в котел и удаляют продукты сгорания в атмосферу, а также бункеры топлива, питатели, мельницы и др.

Как правило, на турбину поступает 25% пара, остаток пара сначала поступает на редакционно-охлаждающую установку, где температура и давление пара снижаются, затем поступает к потребителю.

Схема №1 позволяет повысить эффективность использования химической энергии топлива при производстве электроэнергии за счёт более полного использования энергии пара.

Схема №2 предлагает производство только тепловой энергии в котельном агрегате.

 

Рассмотрим схему котельного агрегата.

Схема №2

 

Обозначение:

1 конвейер;

2 топливный бункер;

3 питатели топлива;

4 мельница для размола топлива;

5 воздух, подаваемый для подогрева топлива;

6 нижний распределительный коллектор;

7 воздух, подаваемый в топку для горения топлива;

8 горелочное устройство;

9 топка котельного агрегата;

10 отпускные трубы, соединяющие барабан котла 14 с коллектором 6;

11 экранные поверхности;

12 обмуровка котла;

13 строительные конструкции котла;

14 барабан;

15 вторая ступень пароперегревателя;

16 первая ступень пароперегревателя;

17 промежуточный пароперегреватель;

18 водяной экономайзер;

19 воздухоподогреватель;

20 дутьевой вентилятор;

21 золоуловитель;

22 дымосос (вентилятор большой мощности);

23 дымовая труба;

24 каналы для золоуловителя.

 

При рассмотрении схемы котельного агрегата можно выделить несколько трактов:

Пароводяной тракт

Основным элементом котла являются поверхности нагрева, которые предназначены для передачи теплоты от теплоносителя (продукты сгорания топлива) к рабочей среде (вода, пар). Теплота от продуктов сгорания может передаваться конвекцией и излучением, поэтому в агрегате различают конвективные, конвективно-радиационные и радиационные поверхности нагрева. А в зависимости от рабочего тела различают поверхности: нагревательные, испарительные и перегревательные.

· Экономайзер является нагревательной поверхностью. Экономайзер расположен в конвективной шахте. Он служит для подогрева питательной воды или подогрева и частичного испарения воды. Подогретая вода поступает в котёл. Экономайзеры бывают кипящего и некипящего вида.

· Испарительные поверхности нагрева размещены в топке котла. Эти поверхности называют радиационными или конвективно-радиационными (экраны, фестоны, котельные пучки). В котлах небольшой производительности фестоны и пучки являются конвективно-радиационными поверхностями (условное разделение). Фестоны образованы трубами заднего экрана и образуют многорядные пучки.

· Перегревательные поверхности могут быть: конвективными, конвективно-радиационными и радиационными. Радиационный перегреватель расположен в области с более высокой температурой, т.е. на стенах или потолке топки.

 

Совокупность последовательно расположенных поверхностей нагрева называют пароводяным трактом. В него входят экономайзер, отводящие трубы, барабан, опускные трубы, нижние коллекторы, экраны, ступени пароперегревателя и промежуточный перегреватель.