Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2014 в 12:01, реферат
В настоящее время вода широко используется в различных областях промышленности в качестве теплоносителя, чему способствуют широкое распространение воды в природе и ее особые термодинамические свойства, связанные со строением молекул. Полярность молекул воды, характеризуемая дипольным моментом, определяет большую энергию взаимного притяжения молекул воды (ориентационное взаимодействие) при температуре 10 - 30 °С и соответственно большую теплоту фазового перехода при парообразовании, высокие теплоемкость и теплопроводность.
Часто на барабанных котлах большой мощности подогрев воздуха осуществляется в выносном регенеративном воздухоподогревателе, изображенном на рис. 5.
Рис. 5. Выносной регенеративный воздухоподогреватель.
В Регенеративном воздухоподогревателе одна и та же поверхность нагрева, представляющая собой керамическую насадку, вращаясь, то обогревается газами, то охлаждается воздухом, отдавая ему теплоту.
Воздухоподогреватели разделяются на рекуперативные и регенеративные. Рекуперативные воздухоподогреватели характеризуются тем, что передача теплоты от газов к воздуху происходит в них через разделяющую их поверхность.
5.1. Турбоагрегат
На ТЭС и АЭС устанавливаются активные турбины. На рис показана схема активной турбины. Конструктивно турбина выполняется в виде нескольких частей: цилиндра высокого давления (ЦВД), цилиндров среднего и низкого давления (ЦСД, ЦНД).
Рис. 6. Схема активной турбины:
1-цилиндр;2-диски рабочих
В активных турбинах расширение пара происходит лишь в соплах, закрепленных в неподвижных перегородках – диафрагмах расположенных между рабочими колесами. Диафрагма с соплами и рабочее колесо с лопатками образуют ступень.
Турбина имеет номинальную частоту вращения n=3000 об/мин, что обеспечивает на генераторе получение тока с частотой f=50Гц.
Частота определяется следующей формулой:
f=(n/60)*P,
где n – число оборотов в минуту турбины; Р – число пар полюсов.
У реактивной турбины или ступени расширение пара происходит и в рабочих лопатках.
Паровые турбины подразделяются на конденсационные и теплофикационные. Отличие теплофикационных турбин он конденсационных состоит в том, что теплофикационные турбины имеют один или два теплофикационных отбора, предназначенных для обеспечения отпуска тепловой энергии потребителям.
Например, на Саратовской ТЭЦ-2 установлены теплофикационные турбины типа ПТ-60-90 (2 шт.) и Т-110-130 (3 шт.). Буквы обозначают, что турбина имеет П - производственный отбор и Т – теплофикационный; цифры, следующие за буквами, характеризуют электрическую мощность турбины в мегаваттах, а следующая цифра показывает давление пара перед турбиной в атмосферах. Конденсационная турбина имеет первую букву К - указывающую, что эта турбина конденсационная. Например, турбина К-220-130, ее мощность – 200 МВт, давление пара перед турбиной – 130 кгс/см2.
Рис. 7. Принципиальная схема отпуска тепловой энергии от турбин типа ПТ:
1-турбина типа ПТ; 2- генератор; 3- потребитель перегретого пара; 4- подогреватель сетевой воды; 5- тепловой потребитель ЖКС; 6- сетевой насос; 7- прямой трубопровод сетевой воды; 8- обратный трубопровод сетевой воды; 9-конденсатный насос; Dпротб – расход производственного отбора пара; Dтотб – расход теплофикационного отбора пара;D0 – расход свежего пара; D2 – расход пара, направляемого в конденсатор турбины.
Производственный отбор у турбины типа ПТ предназначен для отпуска пара промышленным предприятиям давлением 8-13 атм, а теплофикационный отбор предназначен для подогрева воды в сетевых подогревателях, которые обеспечивают подачу тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения в жилищно-коммунальном секторе (ЖКС). На рис показано принципиальная схема отпуска тепловой энергии потребителя от теплофикационных турбин.
Принципиальная схема отпуска тепловой энергии турбины типа Т отличается от схемы отпуска энергии турбины типа ПТ только тем, что турбина не имеет производственного отбора пара.
5.2. Генератор
Генератор предназначен для преобразования механической энергии турбины в электрическую. На ТЭС применяются синхронные генераторы переменного тока с частотой вращения n=3000 об/мин.
На рис. 8 показана упрощенная схема синхронного генератора трехфазного тока. Синхронный генератор состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Ротор выполняется в виде электромагнитов, обмотки которых нанизываются обмотками возбуждения. Эти обмотки получают питание от источника постоянного тока через кольца и щетки. В пазах статора, выполненного из стальных листов, находятся проводники, соединенные между собой последовательно, которые образуют обмотки трех фаз: A, B и С. При вращении ротора в обмотках статора наводится ЭДС, которая изменяется по синусоидальному закону.
Рис. 8. Упрощенная схема генератора трехфазного тока, где индуктированная ЭДС возникает благодаря вращению электромагнита N – S:
1-неподвижный статор;2-
Принцип работы синхронного генератора основан на законе электромагнитной индукции, открытым Фарадеем, который в наиболее общем виде устанавливает, что ЭДС определяется скоростью изменения магнитного потока, пронизывающего контур проводника.
Регулируя ток возбуждения ротора, изменяют напряжение синхронного генератора и отдаваемую им в сеть реактивную мощность. Регулирование возбуждения генератора позволяет повысить устойчивость параллельной работы синхронных генераторов.
5.3. Конденсаторы
Конденсатор турбины предназначен для конденсации отработавшего пара турбины. На рис показана схема работы конденсатора
Рис. 9. Схема работа конденсатора турбины:
1-конденсатор;2-перегородка;3-
5.4. Подогреватели низкого и высокого давления
Подогреватели низкого и высокого давления выполняется в виде вертикального цилиндрического корпуса. На рис показана схема движения пара и подогреваемого конденсата одного из вариантов ПНД.
Рис. 10. Упрощенная схема ПНД:
1-основной конденсат турбины;
Наличие в тепловой схеме ПНД и ПВД обеспечивает регенеративный подогрев питательное воды, который позволяет уменьшить расход пара конденсатор турбин и тем самым повысить КПД станции (энергоблок).
5.5. Деаэратор
Деаэраторы на ТЭС и АЭС предназначаются для удаления из воды коррозионно-активных газов: кислорода и углекислого газа. Ниже мы более подробно рассмотри работы деаэратора.
На Рис. 10 показана схема деаэраторной установки избыточного давления.
Подогрев воды и деаэрация газов осуществляются в колонке деаэратора, куда подается питательная вода. В колонке деаэратора осуществляются подогрев и десорбция газов при омывании пара струй жидкости. Пар подводится в нижнюю часть колонки и, многократно пересекая струи воды, конденсируется. Выпар удаляется из верхней части колонки и направляется в охладитель выпара. Паровоздушная смесь отводится к охладителю выпара, где основная часть пара конденсируется, отдавая теплоту направляемой в деаэратор воде, бак-аккумулятор служит для сбора и хранения определенного запаса воды.
Рис. 10. Схема деаэраторной установки избыточного давления:
1-подвод питательной воды; 2 – охладитель выпара; 3- отвод паровоздушной смеси; 4 – деаэраторная колонка; 6 – бак-аккумулятор; 6 – подвод пара; 7 – питательный насос; 8 – отвод дренажа.
5.6. Градирни
Градирни – это специальные устройства для искусственного охлаждения воды. Основным рабочим элементом градирни является оросительное устройство. Нагретая в конденсаторе турбины вода подается на оросительное устройство, в котором разделяется на капли, струи или пленки. Вода в виде капель, струй и пленок стекает вниз, а навстречу ей движется воздух, поступающий через боковые отверстия внизу вытяжной башни. В процессе взаимодействия с воздухом вода охлаждается как за счет конвективного теплообмена, так и в результате частичного испарения. Нагретый и насыщенный водяным паром воздух отводится вверх через вытяжную башню.
Вытяжные башни крупных современных вентиляционных градирен с естественной тягой имеют гиперболическую форму и выполняются из железобетона.
Под вытяжной башней градирни имеется бассейн глубиной 2 м для сбора охлаждающей воды. Вода из бассейна циркуляционным насосом подается в конденсатор турбины.
При применении градирен за счет испарения теряется от 1,5-2% циркуляционной воды, поэтому система должна постоянно подпитываться добавочной водой. С подпиточной водой в систему вносится какое-то количество солей, и если не организовать непрерывную продувку для выхода такого же количества солей, то солесодержание циркуляционной воды будет непрерывно расти. Рост солесодержания циркуляционной воды приводит к интенсивным отложениям на трубках конденсаторов турбин.
Основной характеристикой градирен является площадь орошения и удельная площадь орошения, которая составляет 100-150 м2/МВт. Физически это означает, что для несения 1 МВт конденсационной нагрузки на ТЭС необходима площадь орошения в среднем 150 м2.
Заключение
Круговорот воды в природе - непрерывный замкнутый процесс циркуляции воды, происходящий под влиянием солнечной радиации и сил тяжести; часть круговорота веществ на Земле. Включает испарение воды с поверхности суши, рек, озёр, водохранилищ, морей, океанов, перенос водяного пара воздушными потоками, конденсацию пара и выпадение атм. осадков, просачивание выпавшей воды – инфильтрацию, пространственное перемещение в виде поверхностного и подземного стока, течения в морях, водоёмах суши. Круговорот воды связывает воедино все части гидросферы.
Аналогично вода ведет себя и в контуре энергоблока ТЭС. Система пар/вода замкнута. Пар, после прохождения через турбину, конденсируется и вновь превращается в воду, которая дополнительно проходит через систему подогревателей и вновь попадает в паровой котел.
Список литературы:
Чебанов С.Н, Ларин Б.М., Водоподготовка и водно-химический режим тепловых электростанций: Практическое пособие/ ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» – Иваново, 2009
Вихрев В.Ф., Шкроб М.С., Водоподготовка: Учебник для вузов – Москва, 1973.
Созинов В.П., Введение в теплоэнергетику и теплотехнику: Учебник / ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» – Иваново, 2011.
Мошкарина А.В., Основы энергетики Теплоэнергетика: Курс лекций для студентов энергетических вузов / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» – Иваново, 2005.
Полещук И.З., Цирельман Н.М. Введение в теплоэнергетику: Учебное пособие пособие / Уфимский государственный авиационный технический университет. – Уфа, 2003.
Применения воды в энергетике
[Электронный ресурс].- Режим доступа: http://twt.mpei.ac.ru/ochkov/
Водоподготовка на
ТЭС и АЭС [Электронный ресурс].- Режим
доступа: http://www.konversia.com/art_