Технология производства электроэнергии на ГЭС включает в себя 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/ч антрацита, при этом используется 820 т/ч кислорода и образуется 10 млн м3/ч дымовых газов, содержащих 2350 т двуокиси углерода, 25 т паров воды, 34 т двуокиси серы, 9 т окислов азота, 2 т ле-
тучей золы. Кроме того, из топок котлов удаляется 34,5 т/ч шлаков, а из бункеров электрофильтров 193,5 т/ч золы. Расход воды на ТЭС связан как с компенсаций потерь рабочего тела, так и охлаждением пара в конденсаторе. Особенно значителен расход охлаждающей воды. Так, на конденсационной станции мощностью 2400 МВт этот расход соответствует 300-400 тыс. м7ч.
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 ь приемно-разгрузочное устройство, оборудованное эстакадами для приема саморазгружающихся вагонов или вагоно-прокладывателями со щелевыми бункерами и лопастными питателями. Для приема жидкого топлива (мазута) подъездные пути ТЭС имеют 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 во избежание самовозгорания хранят в штабелях, уплотненных путем укатки. Хранение мазута производят в специальных резервуарах, которые могут быть наземными, полуподземными и подземными. Топливные склады ГЭС 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, обеспечивающие предварительное измельчение, подсушку и размол топлива в тончайшую пыль, которая вместе с воздухом подается в топку котлоагрегатов. Система топливоподачи мазута включает в себя фильтры, подогреватели и насосы, обеспечивающие подачу топлива к форсункам котлоагрегатов. Система газоснабжения включает в себя 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 кото-
рой входят трубопроводы, подогреватели низкого и высокого дав
ления, питательный бак, деаэратор, конденсатные и питательные
насосы;
• охлаждения конденсаторов, в состав которой входят кон-
денсаторы, водоводы, циркуляционные насосы, пруды-охладители
или градирни, обеспечивающие охлаждение и конденсацию пара,
отработанного в турбинах;
• восполнения добавочной воды, в состав которой входят тру-
бопроводы, насосы сырой и добавочный воды, фильтры химводо-
очистки и деаэратор химочищенной воды;
• подпитки тепловой сети, в состав которой входят трубопро-
воды, 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, а 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 распре-
|
делительное 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. Паро-конденсатный 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-охладитслыюе устройство; 10 и 11 основной
и пиковый подогреватели сетевой воды; 12 - потребители пара: 13, 14, 15 -
питательные, конденсатные и сетевые насосы; 16 -электрогенератор;
17 - конденсатор
Пар, выработанный в котельной установке 7, направляется в турбину 2, где совершает полезную работу, которая в генераторе 16 преобразуется в электрическую энергию. Отработавший в турбине пар направляется: 1) из нерегулируемых отборов 3 и 4 в систему регенеративного подогрева питательной воды 7 и 8: 2) из регули-
руемых отборов 4 в деаэратор 6 и систему внешнего теплоснабже- ния ТЭС, которая состоит из устройства отпуска пара внешним потребителям 9 и приема возвращаемого от потребителей конденсата, а также сетевой подогревательной установки 10 и 11, в которой происходит нагрев воды, подаваемой потребителям 12 сетевыми насосами 15; 3) из турбины пар направляется а конденсатор 17. где конденсируется за счет циркуляции охлаждающей воды. Полученный конденсат подается в систему подготовки питательной воды с помощью насосов 13,14, и цикл повторяется.
