Какая температура пламени внутри котла тэц

Паровые котлы тепловых электростанций мощностью 1000 МВт, является суперсверхкритической установкой, одноразового нагрева башенного или двухпроходного типа. Давление основного пара 26.15~29.3 Мпа, температура основного пара составляет 605℃, температура пара нагрева составляет 603/613/623℃.

Паровой котел башенного типа имеет одинарную печь
Паровой котел для тепловой электростанции мощностью 1000 МВт, использует новейшую тангенциальную схему сжигания с уменьшенным выбросом оксидов азота в атмосферу и высокой плотностью сгорания.
Водяной экран обладает спиральной трубкой, которая используется в нижней печи, а для верхней части печи используется вертикальная трубка, с помощью, которой температура снижается, и становиться однородной.
Паровой котел этого типа, имеет гибкую систему управления температурой пара, для наклона горелки, для газовой заслонки и обработки печных газов.
Паровой котел тепловой электростанции мощностью 660 МВт и 1000 МВт, обладает надежностью производительности и эффективностью рабочего процесса, так как для производства котла этого типа, мы используем только высококачественные материалы.
Также он имеет хорошие характеристики нагрузок. При работе с оксидами азота, может быть использована система снижения оксидов азота в атмосферу.
Паровой котел тепловой электростанции мощностью 1000 МВт, стопроцентно занимает внутренний рынок котлов мощностью 1000 МВт.

Технические преимущества

Паровой котел от нашей компании Shanghai Boiler Works Co., Ltd.,мощность которого достигает 50 ~ 1240 МВт, отвечает всем мировым стандартам качества. Давление основного пара составляет 33 МПа, а его температура составляет 605 ℃, тогда как температура пара повторного нагрева доходит до 623 ℃.
Мы имеем большой спектр продукции котлов, котлы на нефтяном и газовом топливе, котлы работающие на угле, котлы типа CFB эксплуатируемые на открытом воздухе и прочие.
Достигнув больших достижений и признаний, мы оказываем большое влияние на другие предприятия нашей отрасли. Мы были удостоены таких наград как: Национальная премия I степени в области науки и техники, первый отечественный суперсверхкритической котел башенного типа мощностью 660 МВт (электростанция Pingshan №1), первый в мире паровой котел с подогревом мощностью 1000 МВт (электростанция Taizhou №3), первый в мире суперсверхкритический котел башенного типа мощностью 660 Мвт (электростанция Tianji №3), первый отечественный сверхкритический котел башенного типа мощностью 660 МВт (электростанция Guowang Hami №4), премия в области науки и техники механической промышленности Китая и наивысшая премия научно- технического прогресса города Шанхай.

Лидирующие позиции в промышленной отрасли

Shanghai Boiler Works Co., Ltd. обладая первоклассным производственным и испытательным оборудованием, спроектировала инновационную систему обеспечения качества, благодаря которой наша продукция всегда отвечает стандартам мирового класса. Установив множество отечественных рекордов в отрасли, мы имеем надежные команды по разработкам, производственную команду и команду менеджмента.

Производительность и достижения

Yangshupu Andersen Meyer & Company Ltd, основанная в Шанхае в 1921 году, является предшественником компании Shanghai Boiler Works Co., Ltd. В сентябре 1952 года, завод был переименован в Pujiang Machinery Factory. Позже 1 сентября 1953 года именовался государственным предприятием Shanghai Boiler Works. И только с декабря 1997 года он стал называться Shanghai Boiler Works Co., Ltd.
С развитием нашей компании на протяжении более 50-ти лет, мы являемся наиважнейшим поставщиком стальной конструкции для зданий, тяжелого химического оборудования, котлов для тепловых электростанций, различных установок для электростанций и так далее.
Мы рады предложить своим клиентам широкий спектр оборудования из 1000 различных типов котельной продукции, 300 из них являющиеся сверхкритическими и суперсверхкритическими котельными установками.

Влияние тангенциальной и аксиальной крутки воздуха на температуру факела котла ТГМ-84А Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Гильфанов Ринат Газизьянович, Хусаинов Дамир Габдулхакович, Гараев Инсаф Галимзянович, Таймаров Михаил Александрович

В работе приведены результаты эксперимента на котле ТГМ-84А казанской ТЭЦ-3. Исследовалась температура факела в зависимости от направления движения (аксиальное и тангенциональное) воздуха в горелке. Температура факела определялась контактным термозондом и оптическим пирометром.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние тангенциальной и аксиальной крутки воздуха на температуру факела котла ТГМ-84А»

Р.Г. Гильфанов, Д.Г. Хусаинов, И.Г. Гараев, М.А. Таймаров

ВЛИЯНИЕ ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ И АКСИАЛЬНОЙ КРУТКИ ВОЗДУХА НА ТЕМПЕРАТУРУ ФАКЕЛА КОТЛА ТГМ-84А

В работе приведены результаты эксперимента на котле ТГМ-84А казанской ТЭЦ-3. Исследовалась температура факела в зависимости от направления движения (аксиальное и тангенциональ-ное) воздуха в горелке. Температура факела определялась контактным термозондом и оптическим пирометром.

Ключевые слова: теплоэнергетика, тепловые электростанции, паровой котёл, температура факела, направление крутки воздуха.

На исследуемых горелочных устройствах имеется возможность регулирования аксиальной крутки воздуха, что делает возможным закручивания воздуха, сокращая длину пламени в топке котла ТГМ-84А. На сегодняшний день котлы ТГМ-84А на казанской ТЭЦ имеют четыре горелки установленные в два яруса на фронтальной стене топки. Маркировка горелки ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ с единичной проектной тепловой мощностью -79 МВт, для неё предусмотрено раздельное сжигание газа и мазута. Конструкция горелки ХФ-ЦКБ-ВТИ-ТКЗ выполнена с индивидуальным подводом горячего воздуха.

Рис. 1. Амбразура горелки котла ТГМ-84А ст. №1 КТЭЦ-3

Аксиальная крутка воздуха от нулевого до максимального регулируется перегородкой, которая может быть закрыта и открыта (рис. 1.). Тангенциальная крутка воздуха от нулевого до максимального регулируется поворотом лопаток через штурвал [1]. Тангенциальная крутка воздуха может образовывать часовую и противочасовую крутку воздуха. Лопатки аксиального завихрителя неподвижны.

Для контактного измерения температуры продуктов сгорания в топке разработан пирометрический термозонд, позволяющий измерять температуры газового потока при помощи сдвоенных неэкранированных термопар без отсоса газа с термоэлектродами различных диаметров (рис. 2.), выполненных из одинаковых материалов. Для более высоких температур за пределами стойкости ХА-термопары использовался оптический пирометр ОППИР-017. Открытые рабочие концы этих термопар (хромель-алюмель) помещены в общий кожух с водяным охлаждением и выдвигаются при измерении на 100 мм в одну и ту же точку потока [2; 3]. В эксперименте одна из термопар имеет диаметр термоэлектродов ё1, равный 0,7 мм, диаметр другой — 0,2 мм. В промежутках между очередными измерениями обе термопары для защиты их рабочих концов вдвигаются посредством подвижной трубки внутрь кожуха. Показания каждой термопары записывают отдельно в протоколе экспериментальных данных.

Рис. 2. Схема устройства экспериментального термозонда с двумя термопарами, применяемого для измерения температуры факела: 1 — рабочие концы термопар; 2 — фарфоровая изоляция; 3 — термоэлектроды; 4 — переключатель термопар; 5 — вторичный измерительный прибор (электронный цифровой вольтметр АРРА-305); 6 — кожух; 7- рукоятка.

Поскольку поверхность рабочих концов термопар, участвующих в лучистом и конвективном теплообмене, различна (й Ф й2), то, естественно, для

них будут различны конвективная теплоотдача от газовой среды к рабочему концу (спаю), излучение газовой среды, поглощенное рабочим концом, эффективное излучение стенок, прошедшее через поглощающий газ и поглощенное рабочим концом, а также собственное излучение рабочего конца.

Нами исследовано несколько вариантов положений периферийной и центральной крутки воздуха и влияние их на температуру факела. Для этого исследовался котел № 1 КТЭЦ-3 при нагрузке 260 т/ч. Сначала температура факела исследовалась при нулевых периферийных и центральных крутках (на рис. 3 результаты обозначены под № 1 по оси абсцисс). При полном отсутствии крутки воздуха (№ 1 рис. 3) температуры равны в лючках № 1 и № 4 (1173оС), в лючках № 2 и № 3 (943оС), в лючках № 7 и № 10 (1120оС), в лючках № 8 и № 9 (890оС). сечение 1-

Котел № 1 КТЭЦ-3 Нагрузка — 260 т/ч Топливо — газ

Паровые котлы тепловых электростанций (ТЭС)

Паровые котлы и паровые турбины являются основными агрегатами тепловой электростанции (ТЭС).

Паровой котел — это устройство, имеющее систему поверхностей нагрева для получения пара из непрерывно поступающей в него питательной воды путем использования теплоты, выделяющейся при сгорании органического топлива (рис. 1).

В современных паровых котлах организуется факельное сжигание топлива в камерной топке, представляющей собой призматическую вертикальную шахту. Факельный способ сжигания характеризуется непрерывным движением топлива вместе с воздухом и продуктами сгорания в топочной камере.

Топливо и необходимый для его сжигания воздух вводятся в топку котла через специальные устройства — горелки. Топка в верхней части соединяется с призматической вертикальной шахтой (иногда с двумя), называемой по основному виду проходящего теплообмена конвективной шахтой.

В топке, горизонтальном газоходе и конвективной шахте находятся поверхности нагрева, выполняемые в виде системы труб, в которых движется рабочая среда. В зависимости от преимущественного способа передачи тепла к поверхностям нагрева их можно подразделить на следующие виды: радиационные, радиационно-конвективные, конвективные.

В топочной камере по всему периметру и по всей высоте стен обычно расположены трубные плоские системы — топочные экраны, являющиеся радиационными поверхностями нагрева.

Схема парового котла ТЭС

Рис. 1. Схема парового котла ТЭС.

1 — топочная камера (топка); 2 — горизонтальный газоход; 3 — конвективная шахта; 4 — топочные экраны; 5 — потолочные экраны; 6 — спускные трубы; 7 — барабан; 8 — радиационно-конвективный пароперегреватель; 9 — конвективный пароперегреватель; 10 — водяной экономайзер; 11 — воздухоподогреватель; 12 — дутьевой вентилятор; 13 — нижние коллекторы экранов; 14 — шлаковый комод; 15 — холодная коронка; 16 — горелки. На схеме не показаны золоуловитель и дымосос.

В современных конструкциях котлов топочные экраны изготавливают либо из обычных труб (рис. 2, а), либо из плавниковых труб, сваренных между собой по плавникам и образующих сплошную газоплотную оболочку (рис. 2,б).

Аппарат, в котором вода нагревается до температуры насыщения, называется экономайзером; образование пара происходит в парообразующей (испарительной) поверхности нагрева, а его перегрев — в пароперегревателе.

Схема выполнения топочных экранов

Рис. 2. Схема выполнения топочных экранов
а — из обычных труб; б — из плавниковых труб

Система трубных элементов котла, в которых движутся питательная вода, пароводяная смесь и перегретый пар, образует, как уже указывалось, его водопаровой тракт.

Для непрерывного отвода теплоты и обеспечения приемлемого температурного режима металла поверхностей нагрева организуется непрерывное движение в них рабочей среды. При этом вода в экономайзере и пар в пароперегревателе проходят через них однократно. Движение же рабочей среды через парообразующие (испарительные) поверхности нагрева может быть как однократным, так и многократным.

В первом случае котел называется прямоточным, а во втором — котлом с многократной циркуляцией (рис. 3).

Схема водопаровых трактов котлов

Рис. 3. Схема водопаровых трактов котлов
а — прямоточная схема; б — схема с естественной циркуляцией; в — схема с многократно-принудительной циркуляцией; 1 — питательный насос; 2 — экономайзер; 3 — коллектор; 4 — парообразующие трубы; 5 — пароперегреватель; 6 — барабан; 7 — опускные трубы; 8 — насос многократно-принудительной циркуляции.

Водопаровой тракт прямоточного котла представляет собой разомкнутую гидравлическую систему, во всех элементах которой рабочая среда движется под напором, создаваемым питательным насосом. В прямоточных котлах нет четкого разделения экономайзерной, парообразующей и пароперегревательных зон. Прямоточные котлы работают на докритическом и сверхкритическом давлении.

В котлах с многократной циркуляцией существует замкнутый контур, образованный системой обогреваемых и необогреваемых труб, объединенных вверху барабаном, а внизу — коллектором. Барабан представляет собой цилиндрический горизонтальный сосуд, имеющий водяной и паровой объемы, которые разделяются поверхностью, называемой зеркалом испарения. Коллектор — это заглушенная с торцов труба большого диаметра, в которую по длине ввариваются трубы меньшего диаметра.

В котлах с естественной циркуляцией (рис. 3,б) питательная вода, подаваемая насосом, подогревается в экономайзере и поступает в барабан. Из барабана по опускным необогреваемым трубам вода поступает в нижний коллектор, откуда распределяется в обогреваемые трубы, в которых закипает. Необогреваемые трубы заполнены водой, имеющей плотность ρ´, а обогреваемые трубы заполнены пароводяной смесью, имеющей плотность ρ_см, средняя плотность которой меньше ρ´. Нижняя точка контура — коллектор — с одной стороны подвергается давлению столба воды, заполняющей необогреваемые трубы, равному Hρ´g, а с другой — давлению Hρ_смg столба пароводяной смеси. Возникающая разность давлений H(ρ´ — ρ_см)g вызывает движение в контуре и называется движущим напором естественной циркуляции S_дв (Па):

где H — высота контура; g — ускорение свободного падения.

В отличие от однократного движения воды в экономайзере и пара в пароперегревателе движение рабочего тела в циркуляционном контуре является многократным, так как при проходе через парообразующие трубы вода испаряется не полностью и паросодержание смеси на выходе из них составляет 3-20%.

Отношение массового расхода циркулирующей в контуре воды к количеству образовавшегося пара в единицу времени называется кратностью циркуляции

В котлах с естественной циркуляцией R = 5-33, а в котлах с принудительной циркуляцией — R= 3-10.

В барабане образовавшийся пар отделяется от капель воды и поступает в пароперегреватель и далее в турбину.

В котлах с многократной принудительной циркуляцией (рис. 3,в) для улучшения циркуляции устанавливается дополнительно циркуляционный насос. Это позволяет лучше компоновать поверхности нагрева котла, допуская движение пароводяной смеси не только по вертикальным парогенерирующим трубам, но также по наклонным и горизонтальным.

Поскольку наличие в парообразующих поверхностях двух фаз — воды и пара — возможно лишь при докритическом давлении, барабанные котлы работают при давлениях меньше критических.

Температура в топке в зоне горения факела достигает 1400-1600°С. Поэтому стены топочной камеры выкладывают из огнеупорного материала, а их наружная поверхность покрывается тепловой изоляцией. Частично охладившиеся в топке продукты сгорания с температурой 900-1200°С поступают в горизонтальный газоход котла, где омывают пароперегреватель, а затем направляются в конвективную шахту, в которой размещаются промежуточный пароперегреватель, водяной экономайзер и последняя по ходу газов поверхность нагрева — воздухоподогреватель, в котором воздух подогревается перед его подачей в топку котла. Продукты сгорания за этой поверхностью называются уходящими газами: они имеют температуру 110-160°С. Поскольку дальнейшая утилизация тепла при такой низкой температуре нерентабельна, уходящие газы с помощью дымососа удаляются в дымовую трубу.

Большинство топок котлов работает под небольшим разрежением 20-30 Па (2 — 3 мм вод.cт.) в верхней части топочной камеры. По ходу продуктов сгорания разрежение в газовом тракте увеличивается и составляет перед дымососами 2000-3000 Па, что вызывает поступление атмосферного воздуха через неплотности в стенах котла. Они разбавляют и охлаждают продукты сгорания, понижают эффективность использования тепла; кроме того, при этом увеличивается нагрузка дымососов и растет расход электроэнергии на их привод.

В последнее время создаются котлы, работающие под наддувом, когда топочная камера и газоходы работают под избыточным давлением, создаваемым вентиляторами, а дымососы не устанавливаются. Для работы котла под наддувом он должен выполняться газоплотным.

Поверхности нагрева котлов выполняются из сталей различных марок в зависимости от параметров (давления, температуры и др.) и характера движущейся в них среды, а также от уровня температур и агрессивности продуктов сгорания, с которыми они и находятся в контакте.

Важное значение для надежной работы котла имеет качество питательной воды. В котел непрерывно поступает с ней некоторое количество взвешенных твёрдых частиц и растворенных солей, а также окислов железа и меди, образующихся в результате коррозии оборудования электростанций. Очень небольшая часть солей уносится вырабатываемым паром. В котлах с многократной циркуляцией основное количество солей и почти все твердые частицы задерживаются, из-за чего их содержание в котловой воде постепенно увеличивается. При кипении воды в котле соли выпадают из раствора и на внутренней поверхности обогреваемых труб появляется накипь, которая плохо проводит тепло. В результате покрытые изнутри слоем накипи трубы недостаточно охлаждаются движущейся в них средой, нагреваются из-за этого продуктами сгорания до высокой температуры, теряют свою прочность и могут разрушиться под действием внутреннего давления. Поэтому часть воды с повышенной концентрацией солей необходимо удалять из котла. На восполнение удаленного количества воды подается питательная вода с меньшей концентрацией примесей. Такой процесс замены воды в замкнутом контуре называется непрерывной продувкой. Чаще всего непрерывная продувка производится из барабана котла.

В прямоточных котлах из-за отсутствия барабана нет непрерывной продувки. Поэтому к качеству питательной воды этих котлов предъявляются особенно высокие требования. Они обеспечиваются путем очистки турбинного конденсата после конденсатора в специальных конденсатоочистительных установках и соответствующей обработкой добавочной воды на водоподготовительных установках.

Вырабатываемый современным котлом пар является, вероятно, одним из наиболее чистых продуктов, производимых промышленностью в больших количествах.

Так, например, для прямоточного котла, работающего на сверхкритическом давлении, содержание загрязнений не должно превышат 30-40 мкг/кг пара.

Современные электростанции работают с достаточно высоким КПД. Теплота, затраченная на подогрев питательной воды, ее испарение и получение перегретого пара, — это полезно использованная теплота Q₁.

Основная потеря тепла в котле происходит с уходящими газами Q₂. Кроме того, могут быть потери Q₃ от химической неполноты сгорания, обусловленные наличием в уходящих газах CO, H₂, CH₄ ; потери с механическим недожогом твердого топлива Q₄, связанные с наличием в золе частичек несгоревшего углерода; потери в окружающую среду через ограждающие котел и газоходы конструкции Q₅; и, наконец, потери с физической теплотой шлака Q₆.

Обозначая q₁ = Q₁ / Q , q₂ = Q₂ / Q и т.д., получаем КПД котла:

где Q — количество тепла, выделяющегося при полном сгорании топлива.

Потеря тепла с уходящими газами составляет 5-8% и уменьшается с уменьшением избытка воздуха. Меньшие потери соответствуют практически горению без избытка воздуха, когда воздуха в топку подается лишь на 2-3% больше, чем теоретически необходимо для горения.

Отношение действительного объёма воздуха V_Д, подаваемого в топку, к теоретически необходимому V_Т для сгорания топлива называется коэффициентом избытка воздуха:

Уменьшение α может привести к неполному сгоранию топлива, т.е. к возрастанию потерь с химическим и механическим недожогом. Поэтому принимая q₅ и q₆ постоянными, устанавливают такой избыток воздуха a, при котором сумма потерь

Оптимальные избытки воздуха поддерживаются с помощью электронных автоматических регуляторов процесса горения, изменяющих подачу топлива и воздуха при изменениях нагрузки котла, обеспечивая при этом наиболее экономичный режим его работы. КПД современных котлов составляет 90-94%.

Все элементы котла: поверхности нагрева, коллекторы, барабаны, трубопроводы, обмуровка, помосты и лестницы обслуживания — монтируются на каркасе, представляющем собой рамную конструкцию. Каркас опирается на фундамент или подвешивается к балкам, т.е. опирается на несущие конструкции здания. Масса котла вместе с каркасом довольно значительна. Так, например, суммарная нагрузка, передаваемая на фундаменты через колонны каркаса котла паропроизводительностью D=950 т/ч, составляет 6000 т. Стены котла покрываются изнутри огнеупорными материалами, а снаружи — тепловой изоляцией.

Применение газоплотных экранов приводит к экономии металла на изготовление поверхностей нагрева; кроме того, в этом случае вместо огнеупорной кирпичной обмуровки стены покрываются лишь мягкой тепловой изоляцией, что позволяет на 30-50% уменьшить массу котла.

Энергетические стационарные котлы, выпускаемые промышленностью России, маркируются следующим образом: Е — паровой котел с естественной циркуляцией без промежуточного перегрева пара; Еп — паровой котел с естественной циркуляцией с промежуточным перегревом пара; Пп- прямоточный паровой котел с промежуточным перегревом пара. За буквенным обозначением следуют цифры: первая — паропроизводительность (т/ч), вторая — давление пара (кгс/см 2 ). Например, ПК — 1600 — 255 означает : паровой котел с камерной топкой с сухим шлакоудалением, паропроизводительностью 1600 т/ч, давление пара 255 кгс/см 2 .

Источник: Полещук И.З., Цирельман Н.М. Введение в теплоэнергетику: Учебное пособие пособие / Уфимский государственный авиационный технический университет. — Уфа, 2003.

Градирня ТЭЦ

В XIX веке электричество плотно вошло в мировую цивилизацию, и жизнь человека кардинально изменилась как в промышленной деятельности, так и на бытовом уровне.

Глобальная эпоха электричества в России началась после становления советской власти, которой надо отдать должное в развитии энергетики по стране в целом. Электрификация молодой Страны Советов являлась самой приоритетной задачей правительства рабочего пролетариата и крестьян. Страна нуждалась в подъёме промышленности и сельскохозяйственного комплекса, развить которые было невозможно без новых технологий, применяемых в капиталистических странах с использованием электричества и пара.

Ответьте на 3 вопроса и получите бесплатную консультацию инженера-технолога по градирням

Наш инженер-технолог ответит на все интересующие вас вопросы, приведет примеры из отрасли, а также соберет исходные данные для подбора оборудования и выставления ТКП

В связи с этим вначале 1920 года была создана Госкомиссия, план которой назывался ГОЭЛРО — Государственный план электрификации России, ставший первым перспективным документом развития экономики Социалистических Республик.

Электрические сети развивались такими темпами, что уже через шесть лет достигнута половина программы, а ещё через пятилетку производство электроэнергии поднялось в разы. Энергетическая промышленность Советского Союза шагнула на уровень мировых лидеров и была в первой тройке с Соединенными Штатами Америки и Германским государством. Вывести из экономического кризиса страну без развития энергетики за полтора десятка лет до уровня самых развитых держав планеты не смог бы никакой экономический стратег.

Для реализации программы ГОЭЛРО необходимо было строительство дополнительных специальных станций, которые должны были производить электрическую энергию и пар. Впоследствии такие станции получили название теплоэлектроцентраль или сокращённо – ТЭЦ.

Интернет, освещение и отопление, горячая вода, транспорт, производства и даже зарядка аккумуляторов телефона, компьютера, планшета работают благодаря электричеству. Практически всё, что окружает нас сегодня в большом городе, требует электроэнергии и её потребление постоянно растет. В 1900 году оно составляло до 12 000 ТВтч в год, а через 100 лет выросло до 108 000 ТВтч. Еще через 20 лет эта цифра увеличилась до 160 000 ТВтч!

Работа ТЭЦ заключается в выработке пара и преобразовании его энергии в электрическую. Происходит это следующим образом:

Газ (уголь или мазут), сгорающий в специальных камерах огромных котлов, выделяет большое количество тепла, которое передаётся специально очищенной воде, а та, в свою очередь, преобразуется в пар с высокими температурой и давлением. Обладающий огромным потенциалом водяной пар направляется к множеству сопел, на выходе из которых он приобретает кинетическую энергию. Такое превращение происходит при переходе газа с высоким давлением в среду с меньшим давлением. Затем пар воздействует на криволинейные лопатки ротора турбины, который вращается, совершая механическую работу.

выполнение работ

Но это ещё не всё, на что способен нагретый в котлах пар. Поскольку на выходе из турбины он всё ещё обладает достаточно высокой энергией, то основная часть его используется для нагрева сетей, которые и создают благоприятные условия для проживания в наших квартирах.

Такая работа пара является основным принципиальным циклом для выработки электричества и тепла. Чтобы такой цикл повторить снова и снова, пару необходимо постоянно обладать достаточной энергией. Поэтому его обращают в жидкость, которую направляют в нагревательные котлы.

Подобрать вентиляторную градирню

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП вентиляторной градирни для вашего производства и гарантированную скидку

По типу производства тепла различают:

Агрегаты с координируемыми отборами пара. В маркировке турбин (Россия) есть литера Т, например, Т-110/130-140
Установки с координируемыми производственными отборами энергии (буква П, а если есть на выходе противодавление, то дополнительно буква Р)

Обычно регулируемые типы отбора сочетаются, при этом число некоординируемых откачиваний для восстановления внутреннего режима турбины бывает любым, но не больше 9. Напор в производственных отборах всегда выше, чем в теплофикационных (1 – 2 МПа и 0,05 – 0,3 МПа, соответственно).

Наличие противодавления говорит о том, что у турбины нет конденсатора, а вторичный пар идет на промышленные нужды комплекса. Эти модули не могут работать, если отсутствует связь с потребителем.

Устройство и принцип работы ТЭЦ

Работа ТЭЦ заключается в выработке пара и преобразовании его энергии в электрическую.

Начинается всё с топлива. На большинстве современных ТЭЦ используется природный газ — это самое экологически чистое топливо, при его сгорании не образуются ни сажа, ни зола, ни копоть.

Газ поступает на города прямо с газовых месторождений, по большим магистральным трубам. По трубам меньшего диаметра газ поступает на ТЭЦ и направляется в паровой котёл. Это устройство огромно – оно сравнимо с 12-этажным домом!

Раскаленный газ устремляется по газоходу и нагревает воду, проходящую по сложно изогнутым трубкам. Чтобы газ работал эффективнее, в котле стоят большие вентиляторы, которые нагнетают в котел воздух и откачивают продукты сгорания, дым.

Часть несгоревшего газа направляется обратно в топку для повторного сжигания, а часть через дымовую трубу выводится наружу. При этом загрязнения воздуха не происходит – в атмосферу дым поступает только после сложной системы очистки.

Сгорев в паровом котле, газ передает тепло воде и превращает её в пар. Этот процесс можно сравнить с чайником, только давление пара здесь достигает 240 атмосфер, а температура доходит до 545 градусов Цельсия. Из котла пар направляется в паровую турбину.

Высота пламени в топке котла может быть более 15 метров! Для сравнения – это высота пятиэтажки.

Паровая турбина — это тепловой двигатель, в котором энергия пара превращается в механическую энергию.

Пар поступает внутрь турбины и начинает вращать лопатки со скоростью 3000 оборотов в минуту, высвобождая энергию в 1 000 000 лошадиных сил. Его энергия приводит в движение ротор турбины, который соединен с валом электрогенератора. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую.

Происходит это следующим образом. Турбина вращает магнитное поле ротора генератора, создавая в обмотках статора переменный электрический ток. Осталось только распределить электрическую энергию, направив её конечному потребителю — в дома, офисы, метро, заводы.

Но это ещё не всё, на что способен нагретый в котлах пар. Поскольку на выходе из турбины он всё ещё обладает достаточно высокой энергией, то основная часть его используется для нагрева сетей, которые создают благоприятные условия для проживания в наших квартирах и работы в самых разных помещениях.

Часть пара из турбины направляется в специальные водонагреватели, которые подогревают сетевую воду до 110 °C.

Если же на улице очень низкая температура, то на станции включаются в работу специальные водогрейные котлы и повышают температуру воды до 135 °C. Дальше сетевая вода направляется в тепловые пункты. Там она смешивается с водой, пришедшей из наших домов, происходит теплообмен. Отдавшая свое тепло сетевая вода возвращается обратно на ТЭЦ.

Но куда же направляется отработанный в турбине пар?

После того, как пар передал свою энергию ротору турбины, его направляют в специальное устройство, которое называется конденсатор. Внутри конденсатора, по замкнутому контуру, непрерывно циркулирует холодная вода, которая охлаждает поступивший пар и превращает его в конденсат. И именно на градирнях охлаждается эта вода. Конденсат — это очень чистая жидкость, в которой нет никаких химических примесей. Очень важно, чтобы здесь не было накипи.

Конденсат освобождают от воздуха и нагревают. Только после этого он опять попадает в котел. Получается, что вода на ТЭЦ движется по кругу.

В идеале данная система замкнутая, но полностью избежать утечки пара и конденсата всё-таки не удаётся. Для восполнения потерь воду берут из ближайших водоемов. Её специально очищают от всех примесей на специальных установках водоподготовки. В котел поступает вода почти такого же качества как та, что используется, например, для изготовления лекарств.

Сооружения комплекса теплоэлектроцентрали

ТЭЦ представляет собой производственный объект, состоящий из основных и вспомогательных сооружений.

1. Главное здание в комплексе с очистными сооружениями для дымовых отходов с дымоотводами. Это основной объект генплана ТЭЦ. Фронтон корпуса со стороны размещения первых турбин постоянный, с другой стороны (расширения) — непостоянный

2. Открытое сортировочное устройство, в определенных отраслях электроэнергетики закрытое. Его располагают недалеко от основного корпуса со стороны турбинного участка. От распределительной установки идут высоковольтные магистрали (ЛЭП)

3. Градирню ставят с бока постоянного фронтона турбоотделения на таком промежутке от распределителя, чтобы на него не действовали пары

4. Отсек подогрева воды ставят перпендикулярно или параллельно основному зданию

5. Администрация и бытовые помещения находятся со стороны постоянного фронтона, чтобы сделать связь с основным отсеком удобнее.

Предусматривают при проектировании комплекса ТЭЦ возможность расширения основного корпуса, распределителя, системы очистки, водогрейного отсека. Параллельно главному корпусу, как правило, строят подъездную дорогу — железнодорожные рельсы. Их ответвления идут ко всем зданиям на участке.

Состав ТЭЦ

Технологическая схема работы включает процессы:

разгрузка
складирование топлива
подача к топке сжигание и получение пара применение пара для оборотов турбин, производства электричества
отбор пара для отопления и подогрева поставка потребителям энергоносителей горячей воды
трансформация электрической энергии
передача ее потребителям

Конечный продукт — тепловая энергия и электричество.

Виды ТЭЦ

Современные энергетические комплексы бывают с поперечными связями и блочным расположением.

Это различие определяется в зависимости от технологического способа стыкования турбин и котлов.

Вариант с поперечными связями предполагает связь паровых и водяных турбин, что дает возможность перевода пара между агрегатами. Такой вариант означает гибкое управление и быстрое реагирование на изменение потребления. Все устройства должны характеризоваться одинаковыми рабочими параметрами, а вдоль главного корпуса проводят паропроводы для переброски.

Оборудование с блочной компоновкой предполагает отдельные процессы выработки в пределах каждого энергетического модуля. Объектом управления служат тщательно разработанные модели регулирования и сочетания на разных блоках.

По виду производящих агрегатов различают ТЭЦ с парогазовыми котлами, паровыми установками, реакторами ядерного топлива. Есть теплоэлектроцентрали без паровых турбин — с газотурбинными комплексами. Обычно на станции имеется оборудование разного типа, т. к. ТЭЦ расширяются, переоборудуются, чтобы соответствовать запросам.

Паровые установки различают по типу топлива:

твердотопливные (бурый и каменный уголь, полуантрацит, антрацит, сланцы, торф)
газовые (доменный, коксовый, природный газ)
жидкотопливные (мазут)

Получили распространение газотурбинные комплексы, когда смесь нагретых газов от сжигания жидкого или газообразного горючего поворачивает лопасти турбины. После этого газовая смесь имеет достаточную температуру, чтобы питать паросиловой агрегат, или использоваться для теплоснабжения.

Для чего нужны градирни на ТЭЦ?

Обращение из парообразного состояния в жидкое происходит в конденсаторных установках путём понижения давления и уменьшения температуры. Существует два основных типа таких устройств:

смешивающие
поверхностные

В настоящее время практически на всех ТЭЦ используются поверхностные конденсаторы, т.к. они обладают рядом существенных преимуществ перед смешивающими. Оборотная вода, поступающая на градирни, идет как раз для охлаждения этих аппаратов.

Поверхностный конденсатор с водяным охлаждением имеет следующую общую схему:

Поверхностный конденсатор с водяным охлаждением

Через горловину 4 пар после турбинной установки попадает в аппарат, где после контакта с трубками 2 конденсируется и превращается в жидкость. Конденсат скапливается внизу и из патрубка 5 откачивается для подачи в водогрейные котлы. В трубках же используется вода, которая как раз и охлаждается на градирнях. На рисунке вода подается через патрубок 1 и, пройдя по трубкам и сменив направление, возвращается в водооборотный цикл через патрубок 3.

Кроме этого на конденсаторе устанавливается патрубок для удаления попавшего в аппарат воздух. Специальным насосом он отсасывается вместе с небольшим количеством не успевшего сконденсироваться пара.

поддерживают необходимый уровень разрежения (вакуума) у выпускного патрубка турбины
превращают поступающий из турбины пар в жидкость, которая возвращается обратно в паровые котлы

Что же происходит, если градирни не справляются со своей задачей и не дают необходимого охлаждения?

В этом случае снижается вакуум в конденсаторах, что ведет к снижению конденсации пара. Учитывая, что вода для паровых котлов должна быть подготовлена определенным образом, обессолена, не содержать других примесей, то её восполнение обходится довольно дорого. Это постоянные затраты.

Кроме того, возрастают разовые затраты на ремонт турбин, требуется замена большего количества лопаток, происходит ускорение коррозии.

Вот почему даже большие разовые затраты на модернизацию градирен выгоднее, чем компенсация потерь от их неэффективной работы.

На самой градирне происходит следующий цикл. Забрав определённое количество тепла от конденсатора, нагретая вода по водной магистрали направляется обратно в охладительную башню, но уже в водораспределительную систему. Здесь, через специальные водоразбрызгивающие сопла, обеспечивается равномерное её распределение по всей поперечной площади, обильным ливнем орошается слой, состоящий из блоков оросителя. Ороситель обеспечивает основное охлаждение жидкости до оптимальной температуры путём замедления стекания, образования тонкой водяной плёнки и мелких капель, которые, в свою очередь, обдуваются потоком воздуха. Воздушный поток образуется за счёт конусной формы охладительного сооружения, разности температур и давлений внутри и снаружи (иными словами – эффект вытяжной трубы) в башенной градирне, и за счет работы вентустановки в вентиляторной градирне. При таком процессе вода остывает и частично, в виде тёплой паровоздушной смеси, уносится в атмосферу. Основной охлажденный объем попадает в водосборный бассейн и насосами по трубопроводам вновь подаётся в конденсаторы.

При обычной нагрузке ТЭЦ, одна установка охлаждает свыше 10 000 м 3 /час. Можно себе представить, какое её количество уносится в атмосферу. Для испарительных градирен это значение составляет до 2%. К сожалению, этот процесс неизбежен. Но прогресс не стоит на месте, и найдено эффективное решение для уменьшения потерь при охлаждении – это водоуловитель. Благодаря специально разработанной конструкции, он создаёт небольшое препятствие, в котором пар обращается в крупные капли, а те, в свою очередь, под воздействием силы тяжести, падают в водосборный бассейн. Таким образом, применение водоуловителя в открытых охлаждающих установках позволяет сократить капельный унос до 0,01-0,02 % от общего объёма. Это не исключает потерь на испарение, но все же снижает безвозвратные потери в оборотном цикле и позволяет экономить средства на подпитку.

Башенные градирни

Что же касается эффективности работы градирни, то во многом она зависит от оросительного устройства. Особенно это важно в башенных градирнях, чаще всего используемых на ТЭЦ, где поток воздуха не может регулироваться работой вентилятора.

Ранее чаще всего использовались оросители из деревянных или асбестоцементных щитов. Но с развитием технологий производители перешли на полимерные материалы. Сейчас это чаще всего полипропилен или полиэтилен низкого давления. Поменялась и конструкция блоков – вместо набора плоских пластин появилась более сложная, но развитая по площади, структура. Это позволило уменьшить их размер и себестоимость. Кроме того, блоки стали значительно проще в монтаже.

Наиболее эффективными стали оросители капельно-пленочного типа. Они и получили наибольшее распространение на всех видах градирен. Более подробно можно прочитать в другой нашей статье.

ООО «НПО «Агростройсервис» обладает технологиями производства современных, высокотехнологичных и эффективных элементов градирен, которые позволяют не только повысить производственные показатели, но и значительно уменьшить воздействия неблагоприятных факторов на окружающую среду.

Строительство новых вентиляторных или реконструкция существующей градирни ТЭЦ позволяют рационально использовать водные ресурсы без ущерба окружающей среде, при этом значительно снизить потребление топлива для производства тепловой и электрической энергии.

Эффективное и экономное использование природных ресурсов неизбежно влечёт за собой снижение вредных выбросов в окружающую среду.

Мы знаем, как сохранить природу! Мы чистим планету!

Заказать градирню на ваше производство вы можете по телефону 8-800-222-45-62, 8-8313-34-75-40 или воспользоваться кнопкой ниже.

Какая температура пламени внутри котла тэц