Принципиальная схема КЭС

Тема: Основные типы электростанций и их принципиальные особенности

В настоящее время в выработке электроэнергии участвуют электростанции следующих типов:

1. Тепловые электростанции (ТЭС), которые в свою очередь делятся на электростанции следующих типов:

· с паровыми турбинами (наиболее распространённые);

· с двигателями внутреннего сгорания:

· с газовыми турбинами.

ТЭС с паровыми турбинами могут быть:

· конденсационные (КЭС), крупные КЭС получили название Государственных районных электрический станций (ГРЭС);

· теплофикационные (ТЭЦ);

· атомные (АЭС), в которых вместо котла применяется атомный реактор с теплообменными устройствами.

2. Атомные электростанции (АЭС).

3. Гидроэлектростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС).

4. Дизельные (ДЭС).

5. Солнечные (СЭС).

6. Геотермальные (ГЕОТЭС).

7. Приливные (ПЭС).

8. Ветровые (ВЭС).

Технологический процесс производства электроэнергии на электростанции

На ТЭС топливо (уголь, нефть, газ) сжигается для подогрева воды в котле и образования пара. Энергия водяного пара приводит во вращение турбину, которая соединена с генератором.

Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электроэнергию.

На конденсационных электростанциях (КЭС) для вращения турбины используется весь пар, за исключением небольших отборов для подогрева питательной воды. Вблизи должны быть водоемы, необходимые для охлаждения и конденсации пара, отработавших в турбинах. На ТЭЦ в отличии от КЭС пар частично отработавший в турбине используют для технических нужд ПП, а также для отопления и горячего водоснабжения.

Принципиальная схема КЭС

Пар

1. Котел;

2. Дутьевой вентилятор (подогретый воздух);

3. Питательный насос (питательная вода);

Топливо (уголь, воздух, торф, сланцы);

4. Дымосос - откачивает образующиеся при сгорании газы и через дымовую трубу производит выброс в атмосферу;

5. Паровая турбина – перегретый пар из котла подается в турбину;

6. Генератор - ротор генератора жестко связан с турбиной, которая вращается под действием пара;

7. Конденсатор (теплообменник) - туда поступает отработанный пар, здесь он конденсируется благодаря пропуску через конденсатор значительного количества холодной циркуляционной воды;

8. Эжектор, с помощью которого удаляется воздух, попадающий в конденсатор через течи;

9. Циркуляционный насос;

10. Источник холодной воды (река, озеро, искусственное водохранилище);

11. Конденсатный насос - выкачав конденсат из конденсатора, вода попадает в деаэратор;

12. Деаэратор - предназначен для удаления из питательной воды газов, в первую очередь кислорода, вызывающего усиленную коррозию труб котла. Для компенсации потерь в деаэратор поступает химически очищенная вода.

В Котел КТ(1) подается топливо (уголь, мазут, торф, сланцы), подогретый воздухи питательная вода (ее потери компенсируются химически очищенной водой (ХОВ)). Подача воздуха осуществляется дутьевым вентилятором ДВ(2), а питательной воды – питательным насосом ПН(3). Образующиеся при сгорании топлива газы отсасываются из котла дымососом Д(4) и выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу.

Острый пар из котла подается в паровую турбину ПТ (5), где проходя через ряд ступеней совершает механическую работу, а именно вращает турбину и жестко связанные с ней ротор генератора Г (6).

Отработанный пар поступает в конденсатор К(7), здесь он конденсируется благодаря пропуску через конденсатор значительно холодной циркуляционной воды.

Источником холодной воды (10) могут быть река, озеро, искусственное водохранилище, а также искусственные установки с охлаждающими башнями (градирнями) или с брызгальнными бассейнами с относительно мелкими электростанциями, откуда вода подается циркуляционным насосом ЦН(9).

Воздух попадающий в конденсатор через не плотности удаляется с помощью эжектора Э (8)

Конденсатор образующийся в конденсаторе с помощью конденсаторного насоса Кн (11) подается в деаэратор Др (12), который предназначен для удаления из питательной воды газов и в первую очередь кислорода вызывает усиленную коррозию труб котла.

В Д также подается ХОВ, после Д питательная вода с помощью питательного насоса (3) подается в Кт, предварительно вода подогревается причем в подогревателях различного типа.

Пропуск основной массы пара приводит к тому, что 60-70% тепловой энергии уносится циркуляционной водой.

Особенности КЭС следующие:

1. Строятся по возможности ближе к месторождению топлива.

2. Подавляющую часть выработанной электроэнергии отдают в электрические сети повышенного напряжения, равное 110-750 кВ.

3. Работают по свободному графику выработки электроэнергии, мощность может меняться от расчетного максимального до так называемого технологического минимума.

4. Низкоманевренные – разворот турбин из холодного состояния требуется от 3 до 10 часов.

5. Имеют относительно низкий КПД (30-40%).

ТЭЦ

В отличии от КЭС на ТЭЦ имеются значительные отборы пара, частично отработанного в турбине на производственные или коммунально-бытовые нужды. При снижении электрической нагрузки ТЭЦ, ниже мощности на тепловом потреблении необходимое для потребителей тепловой энергии может быть получена с помощью редукционно-охладительной установки питающийся острым паром котла.

Чем больше отбор пара из турбины для теплофикационных нужд, тем меньше энергии уходит с циркуляционной водой и, следовательно, тем выше КПД.

Особенности ТЭЦ:

1. Строится вблизи потребителей тепловой энергии.

2. Обычно работают на привозном топливе.

3. Большую часть вырабатываемой электроэнергии выдают потребителям вблизи лежащих районов (11 км) на генераторном или повышенном напряжении.

4. Работают по частично вынужденному графику выработки электроэнергии, то есть график зависит от теплового потребления.

5. Низкоманевренные.

6. Имеют относительно высокий суммарный КПД (при значительных отборах пара на производстве и КБН, КПД равен 60-70%).

Особенности:

1. Могут сооружаться в любом географическом месте.

2. По своему режиму автономны от ряда внешних факторов.

3. Требуют малого количества топлива.

4. Могут работать по свободному графику нагрузок.

5. Чувствительны к переменному режиму (особенно АЭС с реакторами на быстрых нейтронах). По этой причине, а так же требования экономической работы для АЭС выработаются базовая часть графика нагрузки.

6. Слабо загрязняют атмосферу, выбросы радиоактивных газов и аэрозолей незначительны и не превышают значений допускаются санитарными нормами.

ГЭС

Особенности

1. Строятся там, где есть гидроресурсы и условия для строительства, что обычно не совпадают с местами расположения электрической нагрузки.

2. Большую часть выработанной электроэнергии отдают в электрические сети повышенного напряжения.

3. Работают по свободному графику при наличии водохранилищ.

4. Высоко маневренные (разворот и набор нагрузки 3-5 минут).

5. КПД до 85%.