Схема тепловой электрической станции (ТЭС/ТЭЦ)

Тепловая электрическая станция (рисунок общего вида)Тепловая электрическая станция (рисунок общего вида)

1 – электрический генератор; 2 – паровая турбина; 3 – пульт управления; 4 – деаэратор; 5 и 6 – бункеры; 7 – сепаратор; 8 – циклон; 9 – котел; 10 – поверхность нагрева (теплообменник); 11 – дымовая труба; 12 – дробильное помещение; 13 – склад резервного топлива; 14 – вагон; 15 – разгрузочное устройство; 16 – конвейер; 17 – дымосос; 18 – канал; 19 – золоуловитель; 20 – вентилятор; 21 – топка; 22 – мельница; 23 – насосная станция; 24 – источник воды; 25 – циркуляционный насос; 26 – регенеративный подогреватель высокого давления; 27 – питательный насос; 28 – конденсатор; 29 – установка химической очистки воды; 30 – повышающий трансформатор; 31 – регенеративный подогреватель низкого давления; 32 – конденсатный насос.

На схеме, представленной ниже, отображен состав основного оборудования тепловой электрической станции и взаимосвязь ее систем. По этой схеме можно проследить общую последовательность технологических процессов протекающих на ТЭС.

Схема тепловой электрической станции

Обозначения на схеме ТЭС:

  1. Топливное хозяйство;
  2. подготовка топлива;
  3. котел;
  4. промежуточный пароперегреватель;
  5. часть высокого давления паровой турбины (ЧВД или ЦВД);
  6. часть низкого давления паровой турбины (ЧНД или ЦНД);
  7. электрический генератор;
  8. трансформатор собственных нужд;
  9. трансформатор связи;
  10. главное распределительное устройство;
  11. конденсатор;
  12. конденсатный насос;
  13. циркуляционный насос;
  14. источник водоснабжения (например, река);
  15. подогреватель низкого давления (ПНД);
  16. водоподготовительная установка (ВПУ);
  17. потребитель тепловой энергии;
  18. насос обратного конденсата;
  19. деаэратор;
  20. питательный насос;
  21. подогреватель высокого давления (ПВД);
  22. шлакозолоудаление;
  23. золоотвал;
  24. дымосос (ДС);
  25. дымовая труба;
  26. дутьевой вентилятов (ДВ);
  27. золоуловитель.

Описание технологической схемы ТЭС:

Обобщая все вышеописанное, получаем состав тепловой электростанции:

  • топливное хозяйство и система подготовки топлива;
  • котельная установка: совокупность самого котла и вспомогательного оборудования;
  • турбинная установка: паровая турбина и ее вспомогательное оборудование;
  • установка водоподготовки и конденсатоочистки;
  • система технического водоснабжения;
  • система золошлокоудаления (для ТЭС, работающих, на твердом топливе);
  • электротехническое оборудование и система управления электрооборудованием.

Топливное хозяйство в зависимости от вида используемого на станции топлива включает приемно-разгрузочное устройство, транспортные механизмы, топливные склады твердого и жидкого топлива, устройства для предвари-тельной подготовки топлива (дробильные установки для угля). В состав ма-зутного хозяйства входят также насосы для перекачки мазута, подогреватели мазута, фильтры.

Подготовка твердого топлива к сжиганию состоит из размола и сушки его в пылеприготовительной установке, а подготовка мазута заключается в его подогреве, очистке от механических примесей, иногда в обработке спецприсадками. С газовым топливом все проще. Подготовка газового топлива сводится в основном к регулированию давления газа перед горелками котла.

Необходимый для горения топлива воздух подается в топочное пространство котла дутьевыми вентиляторами (ДВ). Продукты сгорания топлива — дымовые газы — отсасываются дымососами (ДС) и отводятся через дымовые трубы в атмосферу. Совокупность каналов (воздуховодов и газоходов) и различных элементов оборудования, по которым проходит воздух и дымовые газы, образует газовоздушный тракт тепловой электростанции (теплоцентрали). Входящие в его состав дымососы, дымовая труба и дутьевые вентиляторы составляют тягодутьевую установку. В зоне горения топлива входящие в его состав негорючие (минеральные) примеси претерпевают химико-физические превращения и удаляются из котла частично в виде шлака, а значительная их часть выносится дымовыми газами в виде мелких частиц золы. Для защиты атмосферного воздуха от выбросов золы перед дымососами (для предотвращения их золового износа) устанавливают золоуловители.

Шлак и уловленная зола удаляются обычно гидравлическим способом на золоотвалы.

При сжигании мазута и газа золоуловители не устанавливаются.

При сжигании топлива химически связанная энергия превращается в тепловую. В результате образуются продукты сгорания, которые в поверхностях нагрева котла отдают теплоту воде и образующемуся из нее пару.

Совокупность оборудования, отдельных его элементов, трубопроводов, по которым движутся вода и пар, образуют пароводяной тракт станции.

В котле вода нагревается до температуры насыщения, испаряется, а образующийся из кипящей котловой воды насыщенный пар перегревается. Из котла перегретый пар направляется по трубопроводам в турбину, где его тепловая энергия превращается в механическую, передаваемую на вал турбины. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор, отдает теплоту охлаждающей воде и конденсируется.

На  современных  ТЭС  и  ТЭЦ с агрегатами единичной мощностью 200 МВт и выше применяют промежуточный перегрев пара. В этом случае турбина имеет две части: часть высокого и часть низкого давления. Отработавший в части высокого давления турбины пар направляется в промежуточный перегреватель, где к нему дополнительно подводится теплота. Далее пар возвращается в турбину (в часть низкого давления) и из нее поступает в конденсатор. Промежуточный перегрев пара увеличивает КПД турбинной установки и повышает надежность ее работы.

Из конденсатора конденсат откачивается конденсационным насосом и, пройдя через подогреватели низкого давления (ПНД), поступает в деаэратор. Здесь он нагревается паром до температуры насыщения, при этом из него выделяются и удаляются в атмосферу кислород и углекислота для предотвращения коррозии оборудования. Деаэрированная вода, называемая питательной, насосом подается через подогреватели высокого давления (ПВД) в котел.

Конденсат в ПНД и деаэраторе, а также питательная вода в ПВД подогреваются паром, отбираемым из турбины. Такой способ подогрева означает возврат (регенерацию) теплоты в цикл и называется регенеративным подогревом. Благодаря ему уменьшается поступление пара в конденсатор, а следовательно, и количество теплоты, передаваемой охлаждающей воде, что приводит к повышению КПД паротурбинной установки.

Совокупность элементов, обеспечивающих конденсаторы охлаждающей водой, называется системой технического водоснабжения. К ней относятся: источник водоснабжения (река, водохранилище, башенный охладитель — градирня), циркуляционный насос, подводящие и отводящие водоводы. В конденсаторе охлаждаемой воде передается примерно 55%  теплоты пара, поступающего в турбину; эта часть теплоты не используется для выработки электроэнергии и бесполезно пропадает.

Эти потери значительно уменьшаются, если отбирать из турбины частично отработавший пар и его теплоту использовать для технологических нужд промышленных предприятий или подогрева воды на отопление и горячее водоснабжение. Таким образом, станция становится теплоэлектроцентралью (ТЭЦ), обеспечивающей комбинированную выработку электрической и тепловой энергии. На ТЭЦ устанавливаются специальные турбины с отбором пара — так называемые теплофикационные. Конденсат пара, отданного тепловому потребителю, возвращается на ТЭЦ насосом обратного конденсата.

На ТЭС существуют внутренние потери пара и конденсата, обусловленные неполной герметичностью пароводяного тракта, а также невозвратным расходом пара и конденсата на технические нужды станции. Они составляют приблизительно 1 — 1,5%  от общего расхода пара на турбины.

На ТЭЦ могут быть и внешние потери пара и конденсата, связанные с отпуском теплоты промышленным потребителям. В среднем они составляют 35 — 50%. Внутренние и внешние потери пара и конденсата восполняются предварительно обработанной в водоподготавливающей установке добавочной водой.

Таким образом, питательная вода котлов представляет собой смесь турбинного конденсата и добавочной воды.

Электротехническое хозяйство станции включает электрический генератор, трансформатор связи, главное распределительное устройство, систему электроснабжения собственных механизмов электростанции через трансформатор собственных нужд.

Система управления осуществляет сбор и обработку информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования, автоматическое и дистанционное управление механизмами и регулирование основных процессов, автоматическую защиту оборудования.

Источник: Полещук И.З., Цирельман Н.М. Введение в теплоэнергетику: Учебное пособие пособие / Уфимский государственный авиационный технический университет. – Уфа, 2003.

Схема тепловой электрической станции (ТЭС/ТЭЦ): 7 комментариев

  1. кажется мне, что номер 13 самая падла в энергетике… и много жрет и КПД не в тему…

  2. есть возможность намного упростить тэц и повысить ее кпд до 80 процентов.этого можно достичь если сжигать уголь не допотопным способом а по новому в специальных цилиндрах.

  3. если на проблему взглянуть с другой точки зрения то задача решается намного проще. для чего мы греем воду? чтобы накопить потенциальную энергию и затем превратить ее в кинетическую.А для этого воду вообще не нужно греть Мы можем накопить потенциальную энергию в газах сгоревшего угля

  4. Перейти на сжигания угля без газа и мазута технически не сложно.Для этого потребуется более лучше измельчать уголь.Вода нужна будет только для охлаждении турбины.Котел высокого давления используеться для накопления газов под высоким давлением до 100атм.Турбина будет работать без изменений.Запуск после остановки займет не более 5-10минут.Ломать демонтировать ничего не нужно переоборудование не повлечет милионных затрат,но перспективы огромные.Это примерно будет такой же эфект, как установка ДВС на автомобиль вместо паровой машины.

    1. Возможно я недопонял. По-порядку: переход с газа и мазута на сжигание твердого топлива — это проектирование, покупка и монтаж не дешевого оборудования (приемники, оборудование для пылеприготовления, транспортеры и прочее), газомазутные котлы не предназначены для сжигания твердого топлива, поэтому придется реконструировать и их. Возможно, дело обойдется только заменой горелочных устройств, а может и не только. Так же перевод станции на уголь не всегда целесообразен из-за высокой стоимости доставки этого самого угля, ведь его нужно много, а ж/д пути могут быть далеко от станции.
      Есть станции действующие по описанному Вами принципу? Приведите пример, а лучше дайте ссылку на материал в сети. Из Ваших объяснений не совсем понятна схема работы станции: куда делся пар? как паровой котел использовать для накопления газов? Мне действительно интересно, но Вы описали все в «двух словах», поэтому остается много вопросов. Спасибо.

    2. КПД больше всего теряется на охлаждении пара в конденсаторе №11(тате), это знает любой школьник который учился в советское время ( учебник физики). Виктор чем больше перепад в давлении котел — турбина, тем выше КПД, это и так все знают ( учебник теплотехники). А затраты на перевооружение, миллионы и миллионы рублей.

Добавить комментарий