Тепловые конденсационные электрические станции. Исполнитель

Тепловые конденсационные электрические станции.

Тепловые конденсационные эл. станции преобразовывают энергию органического топлива вначале в механическую, а затем в электрическую. Механическую энергию упорядоченного вращения вала получают с помощью тепловых двигателей, преобразующих энергию неупорядоченного движения молекул пара или газа.

{spoiler=Подробнее}

Все тепловые двигатели подразделяются:

-                   по виду используемого рабочего тела – пар или газ.

-                   по способу преобразования тепловой энергии в механическую  –  поршневой или роторный (табл.2.2).

В поршневом способе для преобразования используется потенциальная энергия рабочего тела, получаемая при его нагревании. В роторном способе используется кинетическая энергия движущихся с большой скоростью частиц рабочего тела.

В современных паровых установках, составляющих основу энергетики, используют пар при температуре около 600⁰ С и давлении 30 МПа. Для охлаждения рабочего тела (пара) обычно применяют холодную воду, которая понижает его температуру до 30-40⁰С. При этом давление пара резко падает.

На рисунке схематически показаны стадии преобразования первичной энергии органического топлива в электрическую.

                                                                     Эл.   

          Топливо                                          энергия

                                                  Механич.

                       Теплота               энергия     

Схема преобразования энергии на тепловых станциях.

   На рис. Показана общая схема получения теплоты и преобразования ее в электрическую энергию.

                                                              Поступление пара

                                      Подача угольной                 турбина              генератор

поступление                                        пыли                                                                         выдача эл.

угля           склады                   мель-               котельный     подача воздуха                     энергии

             угля                     ница                    агрегат                                          

                                                                                                                                             дымовая

                                        поступление                     золоуловитель          дымосос            труба

                                        продуктов сжигания

                                         угля

рис.  Схема технологического процесса конденсационной эл. станции.

По конструктивному выполнению парогенераторы подразделяются на барабанные и прямоточные.

Турбины. Полученный в парогенераторах нагретый пар при температуре ~ 600⁰ C и давлении 30 МПа по паропроводам передается в сопла. Сопла предназначены для преобразования внутренней энергии пара в кинетическую энергию упорядоченного движения молекул.

Конденсаторы. Пар, исходящий из турбины, направляют для охлаждения и конденсации в специальное устройство, называемое конденсатором. Конденсатор представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого имеется большое число латунных трубок. По трубкам протекает охлаждающая вода, поступающая в конденсатор обычно при температуре    10-15⁰ С и выходящая из него при температуре 20-25⁰ С. Пар обтекает трубки сверху вниз конденсаторе поддерживается в пределах 3-4 КПа, что достигается охлаждением пара.

Если воду для охлаждения пара забирают из реки, подают в конденсатор, а затем сбрасывают в реку, то такую систему водоснабжения называют прямоточной. В случаях, когда воды в реке не хватает, сооружают пруд. С одной стороны пруда вода подается в конденсатор, а с другой стороны пруда сбрасывается нагретая в конденсаторе вода.

Тепловой баланс конденсаторной электрической станции.  На ТЭС происходят многократные преобразования энергии, сопровождающиеся потерями. Экономичность процесса преобразования химической энергии топлива в электрическую и потери на различных стадиях производства можно выявить из анализа теплового баланса электрической станции. Если за 100% принять химическую энергию, получаемую при сжигании угля в топках котлов, то в среднем только 25% этой энергии превращается в электрическую (рис). Наибольшие потери теплоты происходят в конденсаторе. С охлаждающей водой конденсаторе уносится 55% теплоты.

                          Qэл

                                            25%

               Q

              100%      2%   6%                             ΔQкн

                                                          55%

             ΔQкт                        

                    12%     ΔQтр     ΔQtv

рис. Тепловой баланс конденсационной электрической станции,             где Q и Qэл – теплота, полученная при сжигании топлива, и теплота, превращенная в электрическую энергию.

        ΔQкн,    ΔQtv,    ΔQкт – потери теплоты в конденсаторе, турбогенераторах, трубопроводах, котельном агрегате соответственно.

{/spoilers}