Буров В.Д. и др. Тепловые электрические станции

Подождите немного. Документ загружается.

10.2.

Полные

тепловые

схемы

ТЭС

Рис.

10.3. Схема питательных трубопроводов блока 300 МВт:

1 — деаэратор; 2 — бустерный насос; 3 — питательный насос с турбоприводом; 4 — резервный

питательный насос с электроприводом; 5,8 — задвижки; 6 — линии холодного питания; 7 — ПВД;

9 — главная задвижка; 10 — перепускная линия; 11 — линии подачи воды к паровым котлам

251

Глава

10.

ПОЛНЫЕ

ТЕПЛОВЫЕ

СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Рис.

10.4. Схема части питательной магистрали при наличии двух насосов с турбоприводами:

— деаэраторы; 2, 3 — линии подвода пара от коллектора собственных нужд и отбора турбины;

4 — бустерные насосы; 5 — редукторы; б — приводные турбины; 7 — питательные насосы; 5 —

подвод воды на впрыск в промежуточный перегреватель; 9 — конденсаторы; 10 — подвод питатель-

ной воды к линиям ПВД

резервный

подвод пара. Обычно резервная паровая линия идет к приводной турбине

от

коллектора собственных нужд

электростанции.

Схема питательных трубопрово-

дов

от деаэраторов до ПВД с двумя турбоприводами и двумя линиями подогрева-

телей

высокого давления показана на рис. 10.4.

252

10.2.

Полные тепловые

схемы

ТЭС

О-

линии

ПВД

Рис. 10.5.

Схема

питательных турбоприводов неблочной

ТЭС:

1 —

деаэратор;

2 —

питательный

насос; 3 —

линия

холодного

питания;

4 —

переключательная

магистраль;

5 — ПВД; б —

общая

питательная

магистраль;

7 —

главный

питательный трубопровод

парового

котла;

8 —

байпасная

линия

Схема питательных трубопроводов неблочной ТЭС представлена на рис. 10.5. .

Схема является секционно-централизованной. Из деаэраторов 1 питательная вода

поступает в общий коллектор, откуда питательными насосами 2 подается в ПВД 5,

которые устанавливаются здесь так же, как при блочной схеме (см. рис. 10.3).

Однако питательная линия до них соединяется с переключательной магистралью 4,

а за ними — с общей магистралью 6. Магистрали 4 и 6 соединяются также линией

холодного питания 3. Из питательной магистрали 6 вода подается к узлам питания

котлов. Узел питания состоит из главного питательного трубопровода 7 (с запор-

ными задвижками, регулирующим и обратными клапанами) и двух байпасных

линий 8 меньшего диаметра, предназначенных для работы при небольших расхо-

дах. Остальные элементы схемы не отличаются от описанных ранее.

На рис. 10.6 показана схема включения ПНД, конденсатных насосов и эжектор-

ной установки в линию основного конденсата турбоагрегата. Как видно из рисун-

ка, на линии установлены три конденсатных насоса с электроприводами: два рабо-

чих и один резервный. При такой схеме подача каждого насоса составляет 50 % но-

минальной. Можно устанавливать два насоса (один рабочий и один резервный), но

тогда подача каждого должна составлять 100 % номинальной. Дренажные насосы

также выбираются на полную подачу. При этом устанавливают либо два насоса

(рабочий и резервный), либо один. При наличии одного дренажного насоса преду-

253

Глава

10.

ПОЛНЫЕ

ТЕПЛОВЫЕ

СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Рис. 10.6.

Схема

включения

ПНД,

конденсатных насосов

эжекторной установки

линию

основного

конденсата:

1,2 — ПНД на

линии основного

конденсата

встроенный

конденсатор

турбины;

3 —

конденсатор

турбины;

4 —

конденсатный

насос; 5 —

эжекторная

установка;

6 —

подогреватель

уплотнений;

7 —

дренажный

насос

сматривают линию, по которой при остановленном насосе дренаж можно перепус-

тить в конденсатор.

Полная тепловая схема блока ТЭС приведена на рис. 10.7 (см. вкладку). Блок

работает при сверхкритических начальных параметрах пара, его мощность состав-

ляет 800 МВт. На газе и мазуте такие отечественные блоки работают в течение

многих лет.

Турбина К-800-240 блока работает при начальных параметрах пара, равных

23,5 МПа и 540 °С. Прямоточный паровой котел производительностью 2650 т/ч

генерирует пар давлением 25 МПа с температурой 545 °С. Промежуточный пере-

грев проводится до той же температуры. Давление пара на выходе из турбины

и после промежуточного перегрева (перед ЧСД турбины) составляет соответственно

3,65 и 3,25 МПа. Блок имеет два последовательно включенных по направлению

движения воды корпуса конденсатора, в которых давление при расчетном режиме

и температуре охлаждающей воды 12 °С составляет 0,00345 и 0,0046 МПа.

Подвод пара от котла к турбине осуществляется по двум трубопроводам диамет-

ром 465 мм с толщиной стенки 5

СТ

= 75 мм; паропроводов промежуточного пере-

грева также два. При этом диаметр холодной линии составляет 820 мм, 8

СТ

= 22 мм,

диаметр горячей линии равен 920 мм, а 8

СТ

= 32 мм. К главному паропроводу

свежего пара подключены БРОУ 6, пускосбросное устройство 5 и РОУ 4, служащее

254

10.2.

Полные тепловые

схемы

ТЭС

для подачи пара на обдувку поверхностей регенеративного воздухоподогревателя

и пароперегревателя. От холодной линии промежуточного пароперегревателя

через редукционное устройство 7 пар отводится на собственные нужды электро-

станции и блока, к обеим горячим линиям перед стопорными клапанами ЧСД

турбин подсоединены перепускные линии с дроссельными и охладительными уст-

ройствами, по которым пар может быть сброшен в конденсатор. Вакуум в конден-

саторе создается и поддерживается водоструйными эжекторами.

После конденсатора 9 весь поток основного конденсата подается конденсатными

насосами первой ступени 77 на очистку от оксидов железа и других взвешенных

частиц, а также от катионов и анионов. На новых электростанциях, работающих

на бурых углях, предусмотрено проводить очистку воды от продуктов коррозии

в электромагнитных фильтрах, устанавливаемых непосредственно после конден-

сатных насосов первой ступени и после деаэраторов, а обессоливание (как и на

других электростанциях) — в фильтрах смешанного действия БОУ 12. Между кон-

денсатными насосами первой 11 и второй 13 ступеней установлены охладитель

конденсата контура генератора и подогреватель, к которому подводится пар из

уплотнений турбины. После насосов 13 поток конденсата проходит через четыре

ПНД и ПУ-2, размещенные после ПНД-1, затем поступает в деаэратор. Дренаж

из ПНД-4 переливается в ПНД-3, а из последнего — в ПНД-2, откуда подается дре-

нажными насосами в линию основного конденсата. При пуске блока, а также при

неисправности насосов дренаж можно сбрасывать в конденсатор.

К деаэраторам пар подводится от коллектора питания деаэраторов, который

в нормальных условиях получает пар от четвертого отбора турбины (по ходу пара).

При пуске и низких нагрузках блока пар подводится к коллектору питания деаэра-

торов от коллектора собственных нужд.

На блоке установлены два деаэратора 20 с колонками производительностью до

1600 т/ч и баками вместимостью по 120 м

. Давление в деаэраторах составляет

0,685 МПа.

Питательные насосы 19 имеют турбинный привод. К приводной турбине, имею-

щей собственный конденсатор 75, пар подводится от третьего отбора, а при пуске

блока — от коллектора собственных нужд электростанции. На линиях питательной

воды непосредственно перед питательными насосами установлены бустерные

насосы 75. Номинальная подача питательного насоса составляет 1400 м

/ч, однако

кратковременно подачу можно поднимать до 1900 м

/ч. Таким образом, при неис-

правности одного насоса можно обеспечить работу парового котла при нагрузках

до 70 % номинальной. После первой ступени питательного насоса при давлении

около 6,6 МПа вода отбирается на впрыск в промежуточный перегреватель. Расход

воды может достигать 100 м

/ч.

Питательный насос развивает давление около 33,5 МПа при частоте вращения

4650 мин

-1

. Давление за бустерным насосом составляет 1,85 МПа при частоте вра-

щения 1895 мин

-1

. При этом потребляемая мощность питательного насоса равна

14,8,

бустерного — 0,908 МВт.

Питательная вода после насосов подогревается в шести ПВД, установленных

на двух параллельных линиях (по три ПВД в каждой). Температура питательной

воды составляет 271—274 °С.

Остальные элементы схемы не требуют дополнительных объяснений. На пер-

вых нескольких блоках электростанции устанавливаются обычно сетевые подогре-

вательные установки (СПУ). Пар к основному подогревателю СПУ подводится

255

Рис. 10.8 (начало). Развернутая тепловая схема промышленно-отопительной теплоэлектроцентрали:

/ — парогенератор ТП-400; 2 — паровая турбина ПТ-135/165-12,8/1,5; 3 — паровая турбина Т-175/210-12,8; 4 —

паровая турбина Р-100-12,8/1,5; 5 — генератор; 6 — конденсатор; 7 — охладители основного и пускового эжек-

торов; 8 и 9 — охладитель и подогреватель уплотнений; 10—13 — ПНД; 14—16 — ПВД; 17,18 — нижняя и верх-

няя ступени сетевой подогревательной установки; 19, 20 — пиковые сетевые подогреватели; 21 — сливной насос

ПНД; 22 — расширитель дренажей; 23 — питательные электронасосы; 24, 25 — аккумуляторный бак и деаэра-

ционная колонка деаэратора питательной воды (0,59 МПа); 26 — конденсатные насосы турбин ПТ и Т; 27, 28 —

сетевые насосы первой и второй ступеней; 29, 30 — сливные насосы дренажей сетевых подогревателей; 31; 32

-—

аккумуляторный бак и деаэрационная колонка атмосферного деаэратора 0,118 МПа; 33 — подогреватель подпи-

точной воды; 34 — пиковые водогрейные котлы; 35 — вакуумный деаэратор подпитки теплосети; 36 — эжектор

отсоса вакуумного деаэратора; 37 — перекачивающий насос; 38

•—

основные эжекторы конденсаторов; 39, 40 —

главный и вспомогательный паровые коллекторы; 41 — коллектор непрерывной продувки парогенераторов;

Рис.

10.8 (окончание):

42 — перекачивающий насос атмосферного деаэратора; 43 — горячая перемычка питательной воды высокого

давления; 44 — коллектор слива и перелива воды; 45 — коллектор обессоленной воды; 46 — коллектор воды от

промежуточных ступеней питательных насосов; 47 — паровой коллектор (0,59 МПа); 48 — коллектор технологи-

ческого пара на производство (1,47 МПа); 49, 50 — коллекторы прямой и обратной сетевой воды; 51 — растопоч-

ное РОУ 13,7/1,47 МПа; 52 — быстродействующая редукционно-охладительная установка (13,7/1,47 МПа) техно-

логического пара; 53 — охладитель выпара деаэратора; 54 — «встроенный» теплофикационный пучок; 55, 56 —

расширители непрерывной продувки; а — пар из уплотнений турбины; б — химически очищенная вода; в — вода

(пар) в деаэратор питательной воды; г и д — конденсат из ПНД, а также линии конденсата из сетевых подогре-

вателей нижней и верхней ступеней; е — пар из уплотнений; ж — вода (пар) в конденсатор турбины; з — обрат-

ный конденсат с производства; и — пар из деаэратора питательной воды; к — вода (пар) в охладитель продувки

и в бак низких точек

Глава 10.

ПОЛНЫЕ

ТЕПЛОВЫЕ

СХЕМЫ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

от седьмого отбора турбины, к пиковому — от пятого. Имеется также возможность

подводить пар к обоим подогревателям от общестанционного теплофикационного

коллектора. Кроме общестанционных коллекторов собственных нужд и теплофика-

ционного коллектора на электростанции имеются общие коллекторы обессоленной

воды, сетевой воды, кислотной промывки паровых котлов, слива из деаэраторов,

заполнения и опрессования котлов, а также магистрали, из которых вода поступает

на смыв золы и шлака (на электростанциях, работающих на бурых углях).

На рис. 10.8 приводится полная тепловая схема промышленно-отопительной

ТЭЦ с турбинами ПТ-135/165-12,8/1,5; Т-175/210-12,8 и Р-100-12,8/1,5. Параметры

пара на входе в турбину составляют 12,75 МПа и 555 °С. Расход пара на каждую

турбину равен до 211,1 кг/с.

Одинаковые параметры и расходы пара турбин позволили применить один тип

парового котла. На ТЭЦ установлено шесть барабанных котлов производительно-

стью 111,11 кг/с (400 т/ч) с параметрами пара за котлом, составляющими 13,7 МПа

и 560 °С. Котлы работают на газе или мазуте.

Схема главных паропроводов секционная. От турбин типов Р и ПТ пар с давле-

нием 1,47 МПа отводится через общую магистраль промышленным потребителям.

Сетевая вода насосами первой ступени прокачивается через теплофикационный

пучок конденсатора, нижний и верхний сетевые подогреватели, после чего (при

необходимости) насосами второй ступени прокачивается через пиковый водогрей-

ный котел и направляется к потребителям.

Химически очищенная вода для подпитки теплосети поступает в вакуумный

деаэратор, в котором греющим рабочим телом является прямая сетевая вода.

На ТЭЦ имеется БРОУ (13,7/1,47 МПа) для обеспечения отпуска пара промыш-

ленным потребителям при вынужденном останове турбин типов ПТ и Р.

Для пуска и останова котлов и турбин в ПТС предусмотрена растопочная РОУ,

а также расширители дренажей высокого и низкого давлений, баки запаса конден-

сата и другое необходимое оборудование.

Глава 11

ТЕХНИЧЕСКОЕ

ВОДОСНАБЖЕНИЕ,

ТОПЛИВНО-ТРАНСПОРТНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ЗОЛОШЛАКОУДАЛЕНИЕ

НА ТЭС

11.1.

Техническое

водоснабжение

Тепловые электростанции являются крупными потребителями воды.

При этом различают: воду и пар, используемые как рабочее тело в цикле (пар,

конденсат, питательная вода); добавочную воду (для восполнения потерь рабочего

тела в цикле электростанции); сетевую и подпиточную воду теплосети и техниче-

скую воду. Последняя используется для отвода теплоты от отработавшего пара

в конденсаторах турбин, в системе гидрозолошлакоудаления, для охлаждения

масла и газа турбин и электрогенераторов, охлаждения подшипников вспомога-

тельных механизмов (мельниц, дымососов, вентиляторов, питательных насосов

и др.). Небольшая часть технической воды, поступающей на электростанцию, явля-

ется исходной для подготовки добавочной воды основного цикла и подпиточной

воды теплосетей.

В результате использования технической воды на электростанции образуются:

золошлаковая пульпа (на ТЭС, сжигающих твердое топливо), замасленные и зама-

зученные (на ТЭС, сжигающих мазут) воды, стоки химических цехов (засоленные

воды) и подогретая (в сравнении с источником) сбросная вода конденсаторов тур-

бин. В окружающие электростанцию водоемы без предварительной обработки

сбрасывается только поток воды, прошедший через конденсаторы турбин.

Различают три основные системы технического водоснабжения на ТЭС: прямо-

точную, оборотную и комбинированную. При прямоточной системе техническая

вода забирается из природного источника (реки, озера, моря) и после использования

на электростанции и соответствующей очистки сбрасывается в тот же источник.

При оборотной системе на электростанции организовано замкнутое водоиспользова-

ние,

а из природных источников техническая вода на ТЭС подается лишь в количе-

ствах, необходимых для восполнения естественных ее потерь на электростанции.

Оборотные системы технического водоснабжения оборудованы прудами-охладите-

лями или градирнями.

Основное потребление технической воды на ТЭС вызвано необходимостью

отвода теплоты от отработавшего пара в конденсаторах турбин. Отвод теплоты

в конденсаторе производится при постоянном давлении р

, а следовательно, и тем-

пературе t

. При этом 1 кг отработавшего в турбине пара, конденсируясь, отдает

охлаждающей воде теплоту в количестве

-h', (11.1)

где h

— энтальпия пара на входе в конденсатор, кДж/кг; h'

— энтальпия конден-

сата (воды) на выходе из конденсатора, кДж/кг.

259

Глава

11.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ, ТОПЛИВНО-ТРАНСПОРТНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ТЭС

Наибольшее распространение на ТЭС получили конденсаторы, выполненные

конструктивно как теплообменники поверхностного типа. В этом случае конечная

температура рабочего тела в конденсаторе t

всегда будет выше температуры охла-

ждающей воды на выходе из него г

в2

Количество технической воды G

0 в

, необходимое для охлаждения пара в конден-

саторах турбин, определяется из уравнения теплового баланса

-h

)

= D

- К) +

ЕЯдр^д,

-К), (11.2)

где D

— количество пара, поступающего в конденсатор, кг/с;

2£)

др

— количество

дренажной воды, поступающей в конденсатор, кг/с; /г

др

— энтальпия дренажной

воды, кДж/кг; й

в1

и h

-— энтальпии охлаждающей воды на входе в конденсатор

и выходе из него, кДж/кг.

Если в конденсатор подводится только отработавший пар и нет подвода теплоты

с другими потоками, то уравнение теплового баланса для него будет иметь вид

2-Ki)

{K~K)-

(П-З)

Температура конденсации пара в конденсаторе связана с температурой охлаж-

дающей воды соотношением

= г

в2

+ Э = г

в1

+ Дг

+ Э, (11.4)

где 9 — недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения пара в конден-

саторе, °С; At

— подогрев охлаждающей воды в конденсаторе, °С.

Отношение расхода охлаждающей воды к расходу поступающего в конденсатор

пара называют кратностью охлаждения т, которая без учета теплоты дренажей

определяется по выражению

т = GJD

= qJ(h

- А

в1

) = qJ(c

), (11.5)

где с

— теплоемкость воды, кДж/(кг

•

К).

При ориентировочных расчетах можно

принимать q

= 2200 кДж/кг; тогда

т = 520/Дг

Расчетные значения подогрева охлаж-

дающей воды в конденсаторах Дг

обычно

находятся в диапазоне 6—12 °С, а следова-

тельно, т = 50-И00, кг/кг.

Влияние температуры охлаждающей воды

и кратности охлаждения на давление в кон-

денсаторе показано на рис. 11.1. При опти-

мальном вакууме р

= 0,003н-0,0035 МПа

расчетный подогрев охлаждающей воды

в конденсаторе составляет 8—12 °С, недо-

грев воды 9 = 3-ь5 °С, а кратность охлаж-

дения т = 50V70 кг/кг для многоходовых

конденсаторов и т = 80-И 00 кг/кг для одно-

ходовых. Меньшие значения т характерны

для зимнего периода работы.

Р„,

кПа

/У

" /

V /

10 15 20

Рис. 11.1.

Зависимость

давления

в кон-

денсаторе

от

температуры

воды

крат-

ности

охлаждения

260