Войти
Nantong Power Station, угольная электростанция в Наньтун, Китай 
Mohave Generating Station, тепловая электростанция мощностью 1580 МВт около Лафлин, Невада, США, работающая на угле, была остановлена в 2005 году. 
Атомная тепловая электростанция в Баварии 
Геотермальная электростанция в Исландии 
Тайчжунская тепловая электростанция, крупнейшая в мире угольная электростанция, в Тайчжуне, Тайвань A тепловая электростанция - это электростанция, в которой тепловая энергия преобразуется в электрическую энергию. В большинстве случаев турбина , приводимая в действие паром, , преобразует тепло в механическую энергию в качестве промежуточного продукта в электрическую энергию. Вода нагревается, превращается в пар и приводит в действие паровую турбину , которая приводит в действие электрический генератор. После прохождения через турбину пар конденсируется в конденсаторе и рециркулирует туда, где он нагревается. Это известно как цикл Ренкина. Энергия энергии в конструкции тепловых электростанций обусловлена использованием различных источников тепла: ископаемое топливо, ядерная энергия, солнечная энергия, биотопливо и сжигание отходов. Некоторые тепловые электростанции также предназначены для производства тепла для промышленных целей, для централизованного теплоснабжения или опреснения воды в дополнение к выработке электроэнергии.
Почти все уголь, нефть, ядро ar, геотермальные, гелиотермальные электрические и мусоросжигательные заводы, а также многие электростанции, работающие на природном газе, тепловые. Природный газ часто сжигается в газовых турбинах, а также в котлах. Отработанное тепло газовой турбины в виде горячего выхлопного газа можно использовать для подъема пара, пропуская этот газ через парогенератор рекуперации тепла (HRSG). Затем используется для привода паровой турбины в установке с комбинированным циклом , что повышает общий КПД. Электростанции, сжигающие уголь, мазут или природный газ, часто называют электростанциями, работающими на ископаемом топливе. Появились также несколько тепловых электростанций, работающих на биомассе. Неядерные тепловые электростанции, особенно станции, работающие на ископаемом топливе, которые не используют когенерацию, иногда называют обычными электростанциями.
Коммерческие электрические станции обычно строятся в больших масштабах и рассчитаны на непрерывную работу. Практически все электростанции используют трехфазные электрические генераторы для производства переменного тока с перем 50 или 60 Гц.. Крупные компании или учреждения имеют свои собственные электростанции для подачи отопления или электричества на объекты. Паровые электростанции использовались для управления большинством судов на протяжении большей части 20-го века. Судовые электростанции обычно напрямую соединяют турбину с гребными винтами корабля через редукторы. Электростанции на таких судах также поставляют пар для небольших турбин, приводящих в движении электрогенераторы для выработки электроэнергии. Ядерная морская силовая установка, за некоторыми исключениями, используется только на военно-морских судах. Было много турбоэлектрических судов, на которых паровая турбина приводит в действие электрогенератор, который приводит в действие электродвигатель для силовой установки.
когенерационных установок, часто называемых теплоэлектроцентралями ( ТЭЦ), производят как электроэнергию, так и тепло для технологического тепла или обогрева помещений, например, пар и горячую воду.
Внутри паровой электростанции Толедо Эдисон, Толедо, Огайо, приблизительно 1900 г. поршневой паровой двигатель использовался для производства механической энергии с 18 века, сделанные заметные улучшения Джеймсом Ваттом. Когда в 1882 году были установлены первые коммерчески развитые центральные электростанции на Станции Перл-Стрит в Нью-Йорке и Электростанции Холборн Виадук в Лондоне, использовались поршневые паровые двигатели. Разработка паровой турбины в 1884 году позволила создать более крупную и эффективную конструкцию машин для центральных генерирующих станций. К 1892 году турбина считалась лучшей альтернативой поршневым двигателям; Более простое оборудование и стабильное регулирование скорости, позволяющее синхронную работу генераторов на общей шине. Примерно после 1905 года турбины полностью заменили поршневые двигатели на крупных центральных электростанциях.
Самые большие из когда-либо построенных поршневых двигателей-генераторов были построены в 1901 году для Манхэттенской надземной железной дороги. Каждый из семнадцати единиц весил около 500 тонн и имел мощность 6000 киловатт; современный турбинный агрегат с таким же номиналом весил бы примерно 20%.
A цикл Ренкина с двухступенчатой паровой турбиной и одной подогреватель питательной воды. Энергоэффективность тепловой энергии в процентах от теплотворной способности потребляемого топлива. Газовая турбина простого цикла достигает эффективности преобразования энергии от 20 до 35%. Типичные угольные электростанции, работающие при давлении пара 170 бар и 570 ° C, работают с КПД от 35 до 38%, современные электростанции, работающие на ископаемом топливе, с КПД 46%. Системы с комбинированным циклом может достигать более высоких значений. Как и у всех тепловых двигателей, их эффективность ограничена и регулируется законами термодинамики.
. КПД Карно диктует, что более высокая эффективность может быть достигнута за счет повышения температуры пара. Докритические электростанции, работающие на ископаемом топливе, могут достичь КПД 36-40%. Сверхкритические конструкции имеют КПД в диапазоне от низкого до среднего 40%, с новыми «сверхкритическими» конструкциями, использующими давление 4400 фунтов на кв. Дюйм (30,3 МПа) и многоступенчатый повторный нагрев, достигающий эффективности 45-48%. Выше критическая точка для воды 705 ° F (374 ° C) и 3212 фунтов на кв. Дюйм (22,06 МПа), фазовый переход из воды в пар отсутствует., но только улучшенное уменьшение .
В настоящее время большинство атомных электростанций работают при температурах и давлении ниже, чем у угольных электростанций, чтобы обеспечить более консервативный запас безопасности в системе, отводящих тепло от ядерной энергии. топливо. Это, в свою очередь, ограничивает их термодинамический КПД 30–32%. Некоторые изучаемые усовершенствованные конструкции реакторов, такие как высокотемпературный реактор, усовершенствованный реактор с газовым охлаждением и реактор со сверхкритической водой, будут работать в условиях и других условиях, аналогичным действующим угольным установкам, обеспечивающие сопоставимую термодинамическую эффективность.
Энергия тепловой электростанции, не используемая для производства электроэнергии, должна покидать станцию в виде тепла в мире среды. Это отходящее тепло может проходить через конденсатор и утилизироваться с охлаждающей водой или в градирнях. Если отработанное тепло вместо этого используется для централизованного теплоснабжения, это называется когенерация. Важным классом тепловых электростанций является класс опреснительных установок ; Они обычно пребывают в пустыне с большими запасами природного газа, и на этих заводах производство пресной воды и электричества не менее важными побочными продуктами.
Другие типы электростанций имеют другие ограничения эффективности. Большинство гидроэлектростанций в США примерно на 90 процентов преобразуют энергию падающей воды в электричество, в то время как эффективность ветряной турбины ограничена законом Бетца, примерно до 59,3%.
Прямые затраты на электроэнергию, производимую тепловую электростанцию, являются результатом стоимости топлива, капитальных затрат на установку, рабочей силы оператора, технического обслуживания и таких факторов, как зола. обращение и утилизация. Условия окружающей среды или экологические затраты на окружающую среду. на.
Типовая схема угольной ТЭЦ | 1. Градирня | 11. Паровая турбина высокого давления | 21. Подогреватель |
| 2. Насос охлаждающей воды | 12. Деаэратор | 22. Горение воздухозаборник |
| 3. Линия передачи (3-фазный ) | 13. Нагреватель питательной воды | 23. Экономайзер |
| 4. Повышающий трансформатор (3-фазный ) | 14. Уголь конвейер | 24. Подогреватель воздуха |
| 5. Электрический генератор (3 - фаз ) | 15. угольный бункер | 25. Осадители / пылеуловители / скрубберы |
| 6. Низкое давление паровая турбина | 16. Измельчитель угля | 26. Индуцированная тяга вентилятор |
| 7. Насос конденсата (в деаэратор) | 17. Паровой барабан котла | 27. Дымовая труба |
| 8. Поверхностный конденсатор | 18. Зольный шлак бункер | 28. Насос конденсата (к котлу) |
| 9. Промежуточное давление паровая турбина | 19. Перегреватель | |
| 10. Регулирующий клапан пара | 20. Принудительная тяга вентилятор |
Для блоков мощностью более 200 МВт обеспечивается резервиро основные компоненты за счет установки дубликатов нагнетательных и вытяжных вентиляторов, подогревателей и золоудаления. лекторы. На некоторых блоках мощностью около 60 МВт вместо котла на блок. В список угольных электростанций 200 собственных электростанций мощностью от 2 000 МВт до 5 500 МВт.
В области АЭС, парогенератор относится к конкретному типу большого теплообменника используется в реактор с водой под давлением (PWR) для термического соединения первичной (реакторная установка) и вторичной (паровая установка) систем, в вырабатывается пар. В ядерном реакторе, называемом реактором с кипящей водой (BWR), вода кипятится для производства пара в самом реакторе, и здесь нет агрегатов, называемых парогенераторами.
На некоторых промышленных условиях используются паропроизводящие теплообменники, называемые парогенераторами с рекуперацией тепла (HRSG), которые используют тепло от некоторых промышленных процессов, чаще всего с использованием горячих выхлопных газов из газа. турбина. Парогенерирующий котел должен достичь высокой чистоты, давления и температуры, необходимых для паровой турбины, которая приводит в действие электрический генератор.
Геотермальные установки не нуждаются в котлах, потому что они используют естественные источники пара. Теплообменники Сообщение там, где геотермальный пар очень агрессивен или чрезмерное количество твердых твердых частиц.
Парогенератор на ископаемом топливе включает в себя экономайзер, паровой барабан и печь с ее парогенерирующими трубками и змеевиками перегревателя. Необходимые предохранительные клапаны установлены в подходящих местах для сброса избыточного давления в котле. Оборудование для тракта воздуха и дымовых газов : включающую тягу (FD) вентилятор, подогреватель воздуха (AP), топку котла, вентилятор с вытяжкой (ID), коллекторы летучей золы (электрофильтр или рукавный фильтр ) и дымовая труба.
Котел питательная вода, используемая в паровом котле , является средством передачи тепловой энергии от горящего топлива механической энергии вращающейся паровой турбины. Общая питательная вода состоит из рециркуляционной конденсатной воды и очищенной подпиточной воды. Металлические материалы коррозии, с помощью которых она контактирует, подвержены воздействию при высоких температурах и давлениих, подпиточная вода перед использованием подвергается высокой степени очистки. Система умягчителей воды и ионообменных деминерализаторов производит воду настолько чистой, что по совпадению она становится электрической изолятором с проводимостью в диапазоне 0,3– 1,0 микросименс на сантиметр. Подпиточная вода на установке мощностью 500 МВт составляет около 120 галлонов в США в минуту (7,6 л / с) для замены воды, отбираемой из барабанов котла для управления чистотой воды, а также для компенсации потерь из-за утечек пара в системе.
Цикл питательной воды начинается с откачки водяного конденсата из конденсатора после прохождения через паровые турбины. Расход конденсата при полной нагрузке на установке мощностью 500 МВт составляет около 6000 галлонов США в минуту (400 л / с).
Схема деаэратора питательной воды котла (с вертикальной, куполообразной секцией аэрации и горизонтальной секцией накопления воды). Вода нагнетается на два этапа и проходит через серию из семи промежуточных нагревателей питательной воды, нагреваясь в каждой точке пар, отбираемый из соответствующего канала на турбинах, нагревается на каждой стадии. Обычно в середине этой серии нагревателей питательной воды и перед второй ступенью повышения давления конденсат плюс подпиточная вода протекает через деаэратор , который удаляет растворенный воздух из воды, дополнительно очищая и снижая ее коррозионную активность.. После этого момента в воду можно дозировать гидразин, химическое вещество, которое удаляет оставшийся кислород в воде до уровня ниже 5 частей на миллиард (частей на миллиард). В нем также добавляются агенты, регулирующие pH, такие как аммиак или морфолин, чтобы поддерживать остаточную кислотность на низком уровне и таким образом, не вызывает коррозию.
Котел представляет собой прямоугольную топку примерно 50 футов (15 м) в ширину и 130 футов (40 м) в высоту. Его стенки сделаны из сетки стальных труб высокого давления около 2,3 дюйма (58 мм).
Топливо, такое как пылевидный уголь, вдувается воздухом в печь через горелки, расположенные в границе, или вдоль одной стены, или двух противоположных стен, и он воспламеняется, чтобы быстро гореть, образуя большой огненный шар в центре. тепловое излучение огненного шара нагревает воду, которая циркулирует по трубам котла около его периметра. Скорость циркуляции воды в котле в три-четыре раза больше производительности. По мере того, как вода в бойлере циркулирует, она поглощает тепло и превращается в пар. Он отделен от воды внутри барабана наверху печи. Насыщенный пар вводится в подвесные трубы перегрева, которые висят в самой горячей части дымовых газов на выходе из печи. Здесь пар перегревается до 1000 ° F (540 ° C), чтобы подготовить его для турбины.
Установки, спроектированные для лигнита (бурого угля), используются в самых разных местах, таких как Германия, Виктория, Австралия и Север Дакота. Бурый уголь - более молодая форма угля, чем черный уголь. Он более низкую плотность энергии, чем черный уголь, и требует большей печи для эквивалентной тепловой мощности. Такие угли могут содержать до 70% воды и золы, что приводит к более низким температурам печи и требует более крупных вытяжных вентиляторов. Системы сжигания также отличаются от каменного угля и обычно забирают горячий газ с уровня выхода топки и смешивают его с поступающим углем в мельницах вентиляторного типа, которые нагнетают пылевидный уголь и смесь горячего газа в котел.
Заводы, использующие газовые турбины для системы воды для преобразования в пар, используют котлы, известные как парогенераторы-утилизаторы (HRSG). Тепло выхлопных газов газовый турбин используется для использования перегретого пара, который используется в обычном цикле генерации водяного пара, как описано в разделе парогазовых установок с комбинированным циклом.
Вода поступает в котел через участок конвекционного канала, называемый экономайзером. Из экономайзера он проходит в паровой барабан , а оттуда через нисходящие стаканы к входным коллекторам в нижней части водяных стенок. Из этих коллекторов вода поднимается через водяные стенки печи, где часть ее превращается в пар, а смесь воды и пара затем снова поступает в паровой барабан. Этот процесс может осуществляться исключительно за счет естественной циркуляции (поскольку вода в нисходящих трубопроводах более плотная, чем смесь воды и пара в водяных стенках) или с помощью насосов. В паровом барабане вода возвращается в сливные стаканы, и проходит через серию паросепараторов и осушителей, которые удаляют капли воды из пара. Затем сухой пар поступает в змеевики пароперегревателя.
Вспомогательное оборудование топки котла включает форсунки для подачи угля и запальные горелки, нагнетатели сажи, водяные фурмы и смотровые окна (в стенках топки) для наблюдения за внутренней внутренней. Взрывы в печи из-за скопления горючих газов после аварийного отключения предотвращаются путем вымывания таких газов из зоны горения перед воспламенением угля.
Паровой барабан (а также змеевики и коллекторы пароперегревателя ) имеют вентиляционные и дренажные отверстия, необходимые для первоначального запуска.
Электростанции, работающие на ископаемом топливе, часто имеют секцию перегревателя в парогенерирующей печи. Проходит через сушильное оборудование внутри парового барабана в пароперегреватель, набор трубок в печи. Здесь пар забирает больше энергии от горячих дымовых газов за пределами, и его температура теперь перегрета выше температуры насыщения. Затем перегретый пар направляется по магистральным паропроводам к клапанам перед турбиной высокого давления.
Атомные паровые электростанции не имеют таких секций, но производят пар практически в насыщенных условиях. Экспериментальные атомные станции были созданы пароперегревателями, работающими на ископаемом топливе, в попытке снизить общие эксплуатационные расходы станции.
Конденсатор конденсирует пар из выхлопа турбины в жидкости, что позволяет ему быть прокачанным. Если можно сделать более холодным, давление выхлопного пара снижается и эффективность цикла цикла увеличивается.
Схема типичного поверхностного конденсатора с водяным охлаждением. Поверхностный конденсатор представляет собой кожухотрубный теплообменник, в котором охлаждающая вода циркулирует по трубкам. Отработанный пар из турбины низкого давления попадает в кожух, где он охлаждается и превращается в конденсат (воду), протекая по трубам, как показано на схеме рядом. В таких конденсаторах используются паровые эжекторы или выхлопы с приводом от роторного двигателя для непрерывного удаления воздуха и газов со стороны пара для поддержания вакуума.
Для максимальной эффективности температура в конденсаторе должен быть минимально возможным для достижения минимально возможного давления в конденсируемом паре. Температура воздуха через конденсатора почти всегда можно поддерживать ниже 100 ° C, где давление пара воды намного меньше атмосферного давления, конденсатор обычно работает при вакууме. Таким образом, предотвращается утечка неконденсируемого воздуха в замкнутый контур.
Обычно охлаждающая вода вызывает конденсацию пара при температуре около 25 ° C (77 ° F), что создает абсолютное давление в конденсаторе около 2–7 кПа (0, 59–2,07 дюймов ртутного столба ), то есть вакуум около -95 кПа (-28 дюймов рт.ст.) относительно атмосферного давления. Сильное уменьшение объема, которое происходит, когда водяной пар конденсируется.Ограничивающим фактором является температура охлаждающей воды, которая, в свою очередь, ограничивает преобладающими средними средними условиями в месте расположения электростанции (возможно, в зимний период можно снизить температуру выше пределов турбины., Вызывая чрезмерную конденсацию в турбине). Установкам, работающим в жарком климате, возможно, снизим производительность, если их источник охлаждающей воды конденсатора станет теплее; к сожалению, это обычно совпадает с периодом высокого потребления электроэнергии для кондиционирования воздуха.
В конденсаторе обычно используется циркулирующая охлаждающая вода из градирни для отвода отработанного тепла в атмосферу, либо один раз - с С помощью озера охлаждающей (OTC) воды из реки, или океана. В наших Штатах около двух третейанций используют безрецептурные системы, которые часто неблагоприятно воздействуют на Землю. Воздействие включает тепловое загрязнение и гибель большого количества рыб и других водных видов в водозаборах охлаждающей воды.
Градирня Марли с механической вытяжкой Тепло, поглощаемая циркулирующей охлаждающей водой в трубах конденсатора, также должны быть сняты., чтобы поддерживать способность воды охлаждаться во время циркуляции. Это происходит путем перекачивания теплой воды из конденсатора через естественную тягу, принудительную тягу или принудительную тягу градирни (как показано на соседнем изображении), которые снижают температуру воды за счет испарения примерно на 11 до 17 ° C (от 20 до 30 ° F) выброс отработанного тепла в атмосфере. Скорость циркуляционного потока охлаждающей воды в установке мощностью 500 МВт составляет около 14,2 м / с (500 футов / с или 225 000 галлонов США / мин) при полной нагрузке.
Трубки конденсатора изготовлены из латуни или нержавеющей стали для защиты от коррозии с обеих сторон. Они загрязняются изнутри бактериями или водорослями в охлаждающей или минеральной среде, препятствующими передаче тепла и воды термодинамической эффективности. Многие установки включают в себя автоматическую систему очистки, которая циркулирует по трубам в виде шариков из губчатой резины, чтобы очистить их, не отключая систему.
Охлаждающая вода, используемая для конденсации пара в конденсаторе, возвращается в его источник без изменения, кроме нагревания. Если вода возвращается в местный водоем (не в циркуляционную градирню), то предотвращайте тепловое воздействие при сбросе в этот водоем.
Другой вариант конденсационной системы. Этот процесс аналогичен процессу радиатора и вентилятора. Отработанное тепло из секции низкого давления паровой турбины проходит через трубы конденсации, трубы обычно имеют оребрение, а окружающий воздух выталкивается через ребра с помощью большого вентилятора. Пар конденсируется в воду для повторного использования в пароводяном цикле. Конденсаторы с воздушным охлаждением обычно работают при более высокой температуре, чем версии с водяным охлаждением. При экономии воды эффективности цикла снижается (что приводит к увеличению количества углекислого газа на мегаватт-час электроэнергии).
Из нижней части конденсатора мощные конденсатные насосы рециркулируют сконденсированный пар (воду) обратно в водяной / паровой цикл.
Печи электростанции могут иметь секцию подогревателя, содержащую трубы, установленные горячими дымовыми газами за пределами труб. Отработанный пар из турбины высокого давления проходит через эти нагретые трубы для сбора большего количества энергии перед приводом в действие турбины среднего, а низкого давления.
Предусмотрены внешние вентиляторы для подачи воздуха, достаточного для горения. Вентилятор первичного воздуха забирает воздух из атмосферы и сначала нагревает воздух в воздухоподогревателе для большей экономии. Затем первичный воздух проходит через измельчители угля и переносит угольную пыль к горелкам для впрыска в печь. Вентилятор вторичного воздуха забирает воздух из атмосферы и сначала нагревает воздух в воздухоподогревателе для большей экономии. Вторичный воздух смешивается с потоком угля / первичного воздуха в горелках.
Вытяжной вентилятор помогает вентилятору FD, вытягивая горючие газы из топки, поддерживая давление в топке немного ниже атмосферного, чтобы избежать утечки продуктов сгорания из корпуса котла.
Ротор современной паровой турбины, используемый на электростанции Турбогенератор состоит из серии паровых турбин, соединенных между собой, и генератора на общем валу. Обычно на одном конце находится турбина высокого давления, за ней следует турбина среднего давления и, наконец, одна, две или три турбины низкого давления и генератор. По мере того, как проходит через систему и теряет давление и тепловую энергию, он расширяется в объеме, что требует увеличения диаметра и более длинных лопастей на каждой стадии для извлечения оставшейся энергии. Вся вращающаяся масса может составлять более 200 метрических тонн и 100 футов (30 м) в длину. Он настолько тяжелый, что его нужно продолжать медленно вращать даже в выключенном состоянии (при 3 об / мин ), чтобы вал не прогибался даже немного и не выходил из равновесия. Это настолько важно, что это одна из шести функций аварийного отключения аккумуляторных батарей на объекте. (Остальные пять - это аварийное освещение, связь, сигнализация станции, система водородных уплотнений генератора и масло турбогенератора.)
Для типичного источника питания конца 20-го века. На станции перегретый пар из котла по трубопроводу диаметром 14–16 дюймов (360–410 мм) под давлением 2400 фунтов на кв. дюйм (17 МПа; 160 атм) и 1000 ° F (540 ° C) в турбину высокого давления, где его давление падает до 600 фунтов на квадратный дюйм (4,1 МПа; 41 атм) и до 600 ° F (320 ° C)) температуры через ступень. Он выходит через линию холодного повторного сообщения через 24–26 дюймов (610–660 мм) и возвращается в специальные подвесные трубах для повторного перехода до 1 000 ° F (540 ° C). Горячий перегретый пар направляется в турбину промежуточного давления, где он падает как при температуре, так и при давлении и выходит непосредственно в турбину низкого давления с последующими лопастями и, наконец, выходит в конденсатор..
Генератор, обычно длиной около 30 футов (9 м) и диаметром 12 футов (3,7 м), содержит неподвижный статор и вращающийся ротор, каждый указанный мили тяжелого медного проводника. Обычно нет постоянного магнита, что предотвращает запуск черного. Во время работы он генерирует до 21000 ампер при 24000 вольт AC (504 МВт) при вращении со скоростью 3000 или 3600 об / мин, синхронизированных с мощностью сетка. Ротор вращается в герметичной камере, охлаждаемой газообразным водородом, выбранным, потому что он имеет высокий из известных коэффициент теплопередачи среди всех газов и его низкую вязкость, ветровые потери. Эта система требует особого обращения во время запуска, когда воздух в камеру заменяется диоксидом углерода перед заполнением водородом. Это гарантирует, что не будет создано сильно взрывоопасная водород– кислород среда.
частота электросети составляет 60 Гц в Северной Америке и 50 Гц в Европе, Океании, Азия (Корея и части Японии являются заметными исключениями) и части Африки. Желаемая частота влияет на конструкцию больших турбин, поскольку они оптимизированы для одной скорости.
Электроэнергия поступает на распределительную площадку, где трансформаторы повышают напряжение для передачи к месту назначения.
парогенераторы имеют вспомогательные системы, позволяющие работать удовлетворительно и безопасно. Генератор паровой турбины, вращающимся оборудованием, обычно имеет тяжелый вал большого диаметра. Поэтому валу требуются не только опоры, но и его необходимо удерживать на месте во время работы. Чтобы свести к минимуму сопротивления трения вращению, вал имеет ряд подшипников . Вкладыши подшипников, в которых вращается вал, облицованы с низким коэффициентом трения, таким как баббитовый металл. Вырабатываемое масло, увеличивающее объем масла между валом и внутренней поверхностью, ограничивает объемное масло.
Когда дымовой газ дымовой газ выходит из котла, он проходит через вращающуюся плоскую корзину из металлической сетки, которая забирает тепло и возвращает его в поступающий свежий воздух по мере вращения тела. Это называется воздухоподогревателем. Выход из котла газ содержит летучую золу, которая представляет собой крошечные сферические частицы золы. Дымовой газ содержит азот вместе с продуктами сгорания диоксид углерода, диоксид серы и оксиды азота. Летучая зола удаляется тканевыми рукавными фильтрами в рукавными фильтрах или электрофильтрами. После удаления побочный продукт летучей золы иногда можно использовать в производстве бетона. Однако эта очистка дымовых газов происходит только на установках, оснащенных технологией. Тем не менее, большинство угольных электростанций в мире не имеют таких мощностей. Законодательство в Европе было эффективным для снижения загрязнения дымовыми газами. Япония использует технологию очистки дымовых газов более 30 лет, а США - более 25 лет. Китай сейчас начинает бороться с загрязнением, вызванным угольными электростанциями.
Если требуется по закону, сера и оксиды азота загрязнители удаляются скрубберами дымовых газов, в которых используется измельченный известняк или другие щелочная влажная суспензия для удаления этих загрязняющих веществ из отходящего дымового газа. В других устройствах используются катализаторы для соединения закиси азота из потока дымовых газов. Газ, движущийся вверх по дымовой трубе , к этому времени может упасть примерно до 50 ° C (120 ° F). Типичная дымовая труба может иметь высоту 150–180 метров (490–590 футов) для рассеивания оставшихся компонентов дымового газа в атмосфере. Самая высокая дымовая труба в мире имеет высоту 419,7 метра (1377 футов) на Экибастузской ГРЭС-2 в Казахстане.
в США и ряде других стран, Моделирование атмосферной дисперсии необходимы для определения высоты дымовой трубы, необходимой для соблюдения местных норм загрязнения воздуха. В Соединенных Штатах также требуется, чтобы высота дымовой трубы соответствовала так называемой высоте дымовой трубы «надлежащей инженерной практики » (GEP). В случае существующих дымовых труб, которые превышают высоту дымовых труб GEP, при любых исследованиях моделирования рассеивания загрязнения воздуха для таких дымовых труб должна использоваться высота дымовых труб GEP, а не фактическая высота дымовых труб.
Летучая зола улавливается и удаляется из дымовых газов с помощью электростатических пылеуловителей или тканевых рукавных фильтров (а иногда и того и другого), расположенных на выходе из печи и перед вытяжным вентилятором. Летучая зола периодически удаляется из сборных бункеров под пылеуловителями или рукавными фильтрами. Как правило, летучая зола пневматически транспортируется в силосы для хранения и хранится на объекте в золоотвалах или транспортируется грузовиками или железнодорожными вагонами на полигоны,
Внизу топки находится бункер для сбора шлаков. Этот бункер постоянно наполнен водой для тушения золы и клинкера, падающих из печи. Включены приспособления для измельчения клинкера и передачи клинкеры и зольный остаток в золоотвалы или за пределы территории на свалки. Золоуловители используются для удаления золы из котлов, работающих на твердых бытовых отходах.
Так как происходит непрерывный отбор пара и непрерывный возврат конденсата в котел, потери из-за продувки и утечки должны быть восполнены для поддержания необходимого уровня воды в паровом барабане котла. Для этого в систему котловой воды добавляется постоянная подпиточная вода. Примеси в исходной воде, поступающей в установку, обычно состоят из солей кальция и магния, которые придают воде жесткость. Жесткость подпиточной воды котла приведет к образованию отложений на поверхности воды в трубах, что приведет к перегреву и выходу труб из строя. Таким образом, соли должны быть удалены из воды, и это делается с помощью установки деминерализации воды (DM). Установка DM обычно состоит из катионных, анионных и смешанных теплообменников. Любые ионы в конечной воде этого процесса состоят в основном из ионов водорода и гидроксид-ионов, которые рекомбинируют с образованием чистой воды. Очень чистая вода DM становится очень агрессивной, когда она поглощает кислород из атмосферы, из-за ее очень высокого сродства к кислороду.
Производительность установки DM определяется типом и количеством солей на входе сырой воды. Тем не менее, некоторое хранилище необходимо, так как завод DM может быть остановлен на техническое обслуживание. Для этого устанавливается накопительный бак, из которого непрерывно отбирается вода ДМ для подпитки котла. Резервуар для воды DM изготовлен из материалов, не подверженных воздействию агрессивной воды, таких как PVC. Трубопроводы и клапаны обычно из нержавеющей стали. Иногда поверх воды в резервуаре устанавливается паровая заслонка или пончик из нержавеющей стали, чтобы избежать контакта с воздухом. Добавка DM воды обычно добавляется в паровое пространство поверхностного конденсатора (то есть на стороне вакуума). Это устройство не только распыляет воду, но также деаэрируется вода DM, при этом растворенные газы удаляются деаэратором через эжектор, прикрепленный к конденсатору.
Конвейерная система для перемещения угля (видно слева) на электростанцию. В угле На электростанциях сырой уголь из зоны хранения угля сначала измельчается на мелкие кусочки, а подают в бункеры подачи угля на котлах. Затем уголь измельчают в очень мелкий порошок. Измельчители могут быть шаровыми мельницами, вращающимися барабанами измельчителями или другими типами измельчителей.
На некоторых электростанциях используется мазут, а не уголь. Масло должно поддерживаться теплым (выше его точки застывания ) в резервуарах для хранения мазута, чтобы масло не застывало и не перекачалось. Масло обычно нагревается примерно до 100 ° C перед прокачкой через сопла для распыления топочного мазута.
Котлы на некоторых электростанциях используют переработанный природный газ в качестве основного топлива. Другие электростанции могут использовать переработанный природный газ в качестве вспомогательного топлива в случае прекращения их подачи основного топлива (угля или нефти). В таких случаях на топках котла представляют отдельные газовые горелки.
Запирающая шестерня (или «поворотная шестерня») - это механизм, предназначенный для вращения вала турбогенератора на очень низкой скорости после остановок агрегата. Как только агрегат «отключен» (т.е. закрывается впускной клапан пара), турбина останавливается выбегом. Когда он останавливается, вал турбины имеет тенденцию отклоняться или изгибаться, если он останавливается в одном положении слишком долго. Это связано с тем, что тепло внутри корпуса турбины имеет тенденцию концентрироваться в верхней половине корпуса, что вызывает верхнюю половину вала более горячей, чем нижняя половина. Следовательно, вал может деформироваться или погнуться на миллионные доли дюйма.
Этого небольшого прогиба вала, обнаруживаемого только датчиками эксцентриситета, было бы достаточно, чтобы вызвать разрушительную вибрацию всего паротурбинного генератора при его повторном запуске. Таким образом, вал автоматически вращается на низкой скорости (около 1% от номинальной скорости) с помощью блокирующего механизма, пока он не остынет достаточно, чтобы обеспечить полную остановку.
Вспомогательный насос масляной системы используется для подачи масла при запуске паротурбинного генератора. Он подает гидравлическая система масло, необходимая для основного впуска пара запорного клапана паровой турбины, руководящий регулирующие клапаны, системы нефтеносный и уплотнения, соответствующий гидравлическое реле и другие механизмы.
При заданной скорости вращения турбины во время пусков насос, приводящий в действие главный валом турбины, берет на себя функции вспомогательной системы.
В то время как небольшие генераторы могут охлаждаться воздухом, всасываемым через фильтры на входе, более крупные блоки обычно требуют специальных охлаждающих устройств. Водородное газовое охлаждение в маслозаполненном корпусе используется потому, что он имеет самый высокий из известных коэффициент теплопередачи среди всех газов и его низкую вязкость, которая снижает парусность потери. Эта система требует особого обращения во время запуска, когда воздух в корпусе генератора сначала заменяется двуокисью углерода перед заполнением водородом. Это гарантирует, что легковоспламеняющийся водород не смешивается с кислородом в воздухе.
Давление внутри корпуса поддерживается немного выше, чем атмосферное давление, чтобы избежать попадания наружного воздуха. Водород должен быть изолирован от утечки наружу в месте выхода вала из корпуса. Торцевые уплотнения вокруг вала устанавливаются с очень маленьким кольцевым зазором, чтобы избежать трения между валом и уплотнениями. Уплотнительное масло используется для предотвращения утечки газообразного вещества в атмосферу.
В генераторе также используется водяное охлаждение. Для подключения водопровода и обмоток генератора высокого напряжения используется под потенциалом около 22 кВ, для соединения водопровода и обмоток генератора высокого напряжения изолирующий барьер, такой как тефлон. Используется деминерализованная вода с низкой проводимостью.
Напряжение генератора для современных генераторов, подключенных к электросети, колеблется от 11 кВ в меньших единицах до 30 кВ в больших. Высоковольтные провода генератора обычно большие алюминиевые каналы из-за их высокого тока по сравнению с кабелями, используемыми в небольших машинах. Они заключены в заземленные алюминиевые шинные каналы и поддерживают подходящими изоляторами. Высоковольтные выводы генератора подключены к повышающим трансформаторам для подключения к высоковольтной электрической подстанции (обычно в диапазоне от 115 кВ до 765 кВ) для дальнейшей передачи по местная электросеть.
Необходимая защита и измерительные приборы включены для высоковольтных проводов. Таким образом, паротурбинный генератор и трансформатор образуют единый блок. Меньшие по размеру блоки могут использовать общий повышающий трансформатор генератора с отдельными автоматическими выключателями для подключения генераторов к общей шине.
Большинство оперативных средств управления электростанциями являются автоматическими. Однако иногда может потребоваться ручное вмешательство. Таким образом, настраиваются мониторы и системы сигнализации.
Центральная аккумуляторная система, состоящая из свинцово-кислотных элементов, предназначенная для подачи аварийного электричества, когда это необходимо, для основных объектов такие как системы управления электростанцией, системы связи, система водородных уплотнений генератора, насосы смазочного масла, турбины и аварийное освещение. Это важно для безопасного и безаварийного отключения агрегатов в аварийной ситуации.
Для рассеивания тепловой нагрузки от выхлопного циркуляции пара основной турбины, конденсата из конденсатора пара сальника и конденсата из нагревателя низкого давления путем непрерывной охлаждающей жидкости в главный конденсатор, что приводит к конденсации.
Согласно оценкам, потребление охлаждающей воды внутренними электростанциями к снижению доступности электроэнергии для тепловых электростанций к 2040–2069 гг.
Энергетический портал  | На Викискладе есть медиафайлы по теме Тепловые электростанции. |
