Примеры тепловых схем

Рассмотрим принципиальную тепловую схему турбоустановки Т-50/60−130−6.

Теплофикационная паровая турбина Т-50/60−130−6 предназначена для привода электрического генератора и имеет два теплофикационных отбора для отпуска тепла на отопление.

Рис. 1 тепловая схема турбины Т-50/60−130−6

Последовательность технологического процесса рабочего тела заключается в следующем: пар, сгенерированный в котле, по паропроводам направляется в цилиндр высокого давления турбины, отработав на всех ступенях ЦВД поступает в ЦНД после чего поступает в конденсатор. В конденсаторе отработавший пар конденсируется за счет тепла отданного охлаждающей воде, которая имеет свой циркуляционный контур (цирк. вода), далее, при помощи конденсатных насосов, основной конденсат направляется в систему регенерации.

В эту систему входят 4 ПНД, 3 ПВД и деаэратор. Система регенерации предназначена для подогрева питательной воды на входе в котел до определенной температуры. Эта температура имеет фиксированное значение и указывается в паспорте турбины.

Подогреватели представляют собой поверхностные теплообменники, вода в них подогревается за счет тепла пара, отобранного из турбины. На данной схеме показаны 7 отборов, два из которых являются также и теплофикационными, т. е. предназначены для подогрева сетевой воды. Дренажи с подогревателей сбрасываются либо в предыдущий подогреватель, либо с помощью дренажных насосов в точку смешения. После того как основной конденсат прошел 4 ПНД, он попадает в деаэратор. Основное значение которого заключается не в том чтобы подогреть воду, а в том чтобы очистить ее от кислорода, который вызывает коррозию металлов трубопроводов, экранных труб, труб пароперегревателей и другого оборудования. При этом для того чтобы процесс деаэрации в принципе происходил в деаэраторах должна поддерживаться температура насыщения. Деаэраторы делятся на вакуумные, атмосферные, и с давлением выше атмосферного. Поэтому при расчете схемы важно правильно выбрать деаэратор и количество подогревателей, ведь температура питательной воды имеет строго определенное значение.

Основной конденсат, прошедший 4 ПНД и процесс очистки от агрессивных газов, направляется на питательные насосы, которые создают необходимое давление, и направляется в группу ПВД, состоящую из трех подогревателей. Вода имеющая строго определенные параметры и удовлетворяющая нормам химического контроля называется питательной водой и направляется в котел.

Рис2 Схема турбоустановки К-300−240−3

Турбина К-300−240−3 состоит из трех цилиндров (ЦВД+ЦСД+ЦНД) и предназначена непосредственно для привода электрического генератора, т. е только для выработки электрической энергии. Принципиальными отличиями данной схемы от первой является отсутствие сетевой установки (на рис. 1 обозначено ПС-1 и ПС-2), а также наличие промежуточного перегрева пара после ЦВД и использование питательного насоса с турбоприводом, что характерно для агрегатов мощностью от 300 МВт и более. Бустерный насос предназначен для создания необходимого напора на всасе питательного насоса. В первой схеме (Т-50/60−130−6) такой насос не требуется, потому что необходимый напор создается за счет давления водяного столба, для этого деаэратор устанавливают выше, чем питательный насос.

В случае с турбиной К-300−240−3 этого сделать нельзя, потому что деаэратор придется устанавливать слишком высоко, поэтому, проще поставить подпорный насос.

Данная схема имеет более развитую систему регенерации, чем схема № 1, потому что ПНД-4 снабжен охладителем пара, а ПНД-3 охладителем дренажа. ХОВ предназначена для подпитки котла, т. е. для возобновления потерь рабочего тела в ходе технологического процесса. Промежуточный перегрев пара способствует повышению степени сухости пара, это необходимо для того, чтобы избежать преждевременного износа лопаток из-за частиц влаги, движущихся с большой скоростью. Кроме того, промежуточный перегрев в некоторых случаях способствует повышению к.п.д. установки.

Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (сокращенно ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль, и для выработки 1 кВт/ч электроэнергии затрачивается всего несколько сот граммов угля. В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару, после чего кинетическая энергия его струи передается ротору турбины. Вал турбины жестко соединен с валом генератора. Современные паровые турбины для ТЭС — весьма совершенные, быстроходные, высокоэкономичные машины с большим ресурсом работы. Их мощность в одновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не является пределом. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, то есть обычно имеют несколько десятков дисков с рабочими лопатками и такое же количество — перед каждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру почти до 550 °C и давление — до 25 МПа. Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%.

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.