Конструкция и расчет котлов и котельных установок

Название: Конструкция и расчет котлов и котельных установок
Автор: Двойнишников В.А. и др.
Формат: djvu
Страниц: 264
Издатель: М.: Машиностроение, 1988.

Описание

Предприятия или установки, предназначенные для производства электрической энергии, называются электростанциями. Электроэнергию на них получают путем преобразования других видов энергии. Источниками энергии могут быть движущаяся вода, топливо, атом и нетрадиционные возобновляемые источники (ветровой, приливной, геотермальной, солнечной энергии и др.). Наибольшее распространение в настоящее время получили гидравлические, тепловые и атомные электростанции.

Тепловые электростанции (ТЭС) преобразуют химическую энергию топлива (угля, газа, мазута) в электрическую энергию и теплоту. Электростанции, преобразующие энергию расщепления ядер атомов химических элементов в электрическую энергию и теплоту, называют атомными электростанциями (АЭС).

Тепловая электростанция, оборудованная паровыми турбинами, работающими по конденсационному циклу, называется конденсационной (КЭС). Тепловая электростанция с комбинированным производством электрической энергии и теплоты в теплофикационных паротурбинных установках — это теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). ТЭЦ отличается от КЭС наличием отводящих паропроводов к промышленным тепловым потребителям и специальными подогревателями сетевой воды, использующими регулируемые отборы пара из турбины.

Современная электростанция —это сложное предприятие, включающее большое количество различных видов оборудования (теплосилового, электрического, электронного и др.) и строительных конструкций. Основным теплосиловым оборудованием ТЭС являются котельная и паротурбинная установки.

Котельная установка представляет собой совокупность котла и вспомогательных устройств. Она предназначена для получения пара заданных параметров или для нагрева воды под давлением. Последовательность получения и использования пара и преобразования одних видов энергии в другие можно проследить на примере технологической схемы ТЭС, работающей на твердом топливе (рис. 1, см. форзац).

Поступающее на ТЭС топливо (уголь) выгружается из вагонов 14 разгрузочными устройствами 15 и подается через дробильное помещение 12 конвейерами 16 в бункера сырого топлива или на склад 13 резервного топлива. Уголь размалывается в мельницах 22. Угольная пыль, пройдя сепаратор 7 и циклон 8 из пылевых бункеров 6 вместе с горячим воздухом, подаваемым вентилятором 20, поступает в топку 21 котла 9. Образующиеся в топке высокотемпературные продукты сгорания при движении по газоходам нагревают воду в теплообменниках 10 (поверхностях нагрева) котла до состояния перегретого пара. Пар, расширяясь в ступенях турбины 2, приводит во вращение ротор турбины и соединенный с ним ротор электрического генератора 1, в котором возбуждается электрический ток. Вырабатываемая электроэнергия с помощью повышающих трансформаторов 30 преобразуется в ток высокого напряжения и передается потребителям. В турбине пар расширяется и охлаждается. После турбины пар поступает в конденсатор 28, в котором поддерживается разрежение. Воду в конденсатор подают из природного или искусственного источника 24 циркуляционными насосами 25, расположенными в насосной станции 23. Полученный конденсат насосами 32 перекачивается через обессоливающую установку и подогреватели низкого давления (ПНД) 31 в деаэратор 4. Здесь при температуре, близкой к температуре насыщения, происходит удаление растворенных в воде газов, вызывающих коррозию оборудования, и подогрев воды до температуры насыщения. Восполнение потерь конденсата (утечки через неплотности в трубопроводах станции или в линиях потребителей) производится химически очищенной в специальных установках 29 водой, добавляемой в деаэратор. Дегазированная и подогретая вода (питательная вода) подается питательными насосами 27 в регенеративные подогреватели высокого давления (ПВД) 26, а затем в котел. Цикл преобразования рабочего тела повторяется. Под рабочим телом понимается пар и используемая для этого вода, которую получают специальной обработкой.

Охлажденные в теплообменниках 10 продукты сгорания очищаются от золы в золоуловителях 19 и дымососом 17 через дымовую трубу 11 выбрасываются в атмосферу. Уловленная зола и шлак по каналам 18 гидрозолоудаления направляются в золоотвал.

Контроль за работой ТЭС осуществляется с пульта управления 3.

Рисунок 1. Тепловая электрическая станция

1 — электрический генератор,
2 — паровая турбина;
3 — пульт управления;
4 — деаэратор;
5 и 6 — бункера;
7-сепаратор;
8 — циклон;
9 — когел;
10 — поверхность нагреза (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