Zemědělství 

Zařízení s kombinovaným cyklem se skládá z: Schematické schéma plynáren s kombinovaným cyklem. Rekonstrukce elektráren je jednodušší a levnější

Do tepelných elektráren(CHP) zahrnují elektrárny, které vyrábějí a dodávají spotřebitelům nejen elektrickou, ale i tepelnou energii. Chladivem je v tomto případě pára z meziodběrů turbíny, částečně již využívaná v prvních fázích expanze turbíny k výrobě elektřiny, dále horká voda o teplotě 100-150°C, ohřátá odebranou párou. z turbíny. Pára z parního kotle vstupuje parovodem do turbíny, kde expanduje na tlak v kondenzátoru a její potenciální energie se přeměňuje na mechanickou práci rotace rotoru turbíny a rotoru generátoru s ním spojeného. Po několika expanzních stupních je část páry odebírána z turbíny a posílána parovodem ke spotřebiči páry. Místo odběru páry, potažmo jeho parametry, jsou nastaveny s ohledem na požadavky spotřebitele. Protože se teplo v tepelné elektrárně vynakládá na výrobu elektrické a tepelné energie, liší se účinnost tepelných elektráren ve výrobě a dodávce elektřiny a ve výrobě a dodávce tepelné energie.

Jednotky s plynovou turbínou(GTU) se skládají ze tří hlavních prvků: vzduchového kompresoru, spalovací komory a plynové turbíny. Vzduch z atmosféry vstupuje do kompresoru poháněného spouštěcím motorem a je stlačen. Poté je pod tlakem přiváděn do spalovací komory, kde je palivovým čerpadlem současně přiváděno kapalné nebo plynné palivo. Aby se teplota plynu snížila na přijatelnou úroveň (750-770 °C), je do spalovací komory přiváděno 3,5-4,5krát více vzduchu, než je potřeba pro spalování paliva. Ve spalovací komoře je rozdělen na dva proudy: jeden proud vstupuje do plamence a zajišťuje úplné spálení paliva a druhý proudí kolem plamence zvenčí a smícháním se spalinami snižuje jejich teplotu. Po spalovací komoře plyny vstupují do plynové turbíny, která je umístěna na stejné hřídeli jako kompresor a generátor. Tam expandují (přibližně na atmosférický tlak), konají práci otáčením hřídele turbíny a poté jsou vyhazovány komínem. Výkon plynové turbíny je výrazně menší než výkon parní turbíny a v současnosti je účinnost cca 30 %.

Zařízení s kombinovaným cyklem(CCG) jsou kombinací jednotek parní turbíny (STU) a plynové turbíny (GTU). Taková kombinace umožňuje snížit ztráty odpadního tepla z plynových turbín nebo tepla ze spalin parních kotlů, což zajišťuje zvýšení účinnosti oproti jednotlivým STU a GTU. Navíc se takovou kombinací dosáhne řady konstrukčních výhod vedoucích k levnější instalaci. Rozšířily se dva typy CCGT jednotek: jednotky s vysokotlakými kotli a jednotky s odvodem spalin z turbíny do spalovací komory klasického kotle. Vysokotlaký kotel běží na plyn nebo čištěné kapalné palivo. Spaliny odcházející z kotle s vysoká teplota a přetlak jsou posílány do plynové turbíny, na stejném hřídeli, se kterým jsou umístěny kompresor a generátor. Kompresor tlačí vzduch do spalovací komory kotle. Pára z vysokotlakého kotle je směrována do kondenzační turbíny, na stejné hřídeli, se kterou je umístěn generátor. Pára odváděná v turbíně prochází do kondenzátoru a po kondenzaci je čerpadlem přiváděna zpět do kotle. Výfukové plyny z turbíny jsou vedeny do ekonomizéru pro ohřev napájecí vody kotle. V tomto schématu není vyžadován odtah kouře k odstranění výfukových plynů vysokotlakého kotle, funkci dmychadla vykonává kompresor. Účinnost instalace jako celku dosahuje 42-43%. V jiném schématu zařízení s kombinovaným cyklem se teplo výfukových plynů turbíny využívá v kotli. Možnost odvádění spalin z turbíny do spalovací komory kotle je založena na tom, že ve spalovací komoře jednotky plynové turbíny dochází ke spalování paliva (plynu) s velkým přebytkem vzduchu a obsahem kyslíku ve spalinách. (16-18%) postačuje ke spálení větší části paliva.



29. JE: struktura, typy reaktorů, parametry, provozní vlastnosti.

JE jsou klasifikovány jako tepelné elektrárny, protože jejich zařízení obsahuje generátory tepla, chladicí kapalinu a elektrický generátor. proud - turbína.

JE mohou být kondenzační, teplárny a elektrárny (CHP), jaderné elektrárny (HSP).

Jaderné reaktory klasifikovány podle různých kritérií:

1. podle energetické hladiny neutronů:

Na tepelných neutronech

Na rychlých neutronů

2. podle typu moderátoru neutronů: voda, těžká voda, grafit.

3. podle typu chladicí kapaliny: voda, těžká voda, plyn, tekutý kov

4. podle počtu okruhů: jedno-, dvou-, tříokruhové

V moderních reaktorech se tepelné neutrony používají hlavně ke štěpení jader zdrojového paliva. Všechny mají především tzv jádro, do kterého se nakládá jaderné palivo obsahující uran 235 moderátor(obvykle grafit nebo voda). Pro snížení úniku neutronů z aktivní zóny je aktivní zóna obklopena reflektor , obvykle ze stejného materiálu jako moderátor.

Za reflektorem se nachází mimo reaktor ochrana betonu z radioaktivního záření. Zatížení reaktoru jaderným palivem obvykle výrazně převyšuje kritické zatížení. Aby se reaktor neustále udržoval v kritickém stavu při dohořívání paliva, je do aktivní zóny zaveden silný absorbér neutronů ve formě bormočovinových tyčí. Takový tyče volal regulující nebo kompenzovat. Při jaderném štěpení se uvolňuje velký počet teplo, které se odebírá chladicí kapalina do výměníku tepla parní generátor, kde se mění v pracovní tekutinu – páru. Vstoupí pára turbína a otáčí svým rotorem, jehož hřídel je s hřídelí spojena generátor. Pára vyčerpaná v turbíně vstupuje dovnitř kondenzátor, poté jde kondenzovaná voda opět do výměníku tepla a cyklus se opakuje.

Jak funguje tepelná elektrárna? kogenerační jednotky. CHP zařízení. Principy činnosti tepelných elektráren. PGU-450.

Dobrý den, milé dámy a pánové!

Když jsem studoval na Moskevském energetickém institutu, chyběla mi praxe. V ústavu se zabýváte hlavně „kousky papíru“, ale já jsem spíš chtěl vidět „kousky železa“. Často bylo obtížné porozumět tomu, jak konkrétní jednotka funguje, aniž bychom ji předtím viděli. Náčrtky nabízené studentům jim ne vždy umožňují porozumět úplnému obrazu a jen málokdo si dokáže představit skutečný design například parní turbíny při pohledu pouze na obrázky v knize.

Tato stránka má zaplnit stávající mezeru a poskytnout všem zájemcům, byť ne příliš podrobné, ale alespoň vizuální informace o tom, jak „zevnitř“ funguje zařízení teplárny a elektráren (CHP). Článek pojednává o docela novém typu energetické jednotky PGU-450 pro Rusko, která ve svém provozu využívá smíšený cyklus - paroplynový (většina tepelných elektráren v současnosti využívá pouze parní cyklus).

Výhodou této stránky je, že fotografie na ní prezentované byly pořízeny v době stavby pohonné jednotky, což umožnilo vyfotografovat zařízení některých technologického vybavení v rozloženém stavu. Podle mého názoru bude tato stránka pro studenty nejužitečnější energetické speciality- pochopit podstatu probírané problematiky i pro učitele - používat jednotlivé fotografie jako výukový materiál.

Zdrojem energie pro provoz této pohonné jednotky je zemní plyn. Při hoření plynu se uvolňuje tepelná energie, která je následně využívána k provozu všech zařízení v pohonné jednotce.

V okruhu energetické jednotky pracují celkem tři energetické stroje: dvě plynové turbíny a jedna parní turbína. Každý ze tří strojů je navržen pro jmenovitý elektrický výkon 150 MW.

Plynové turbíny fungují podobně jako proudové motory.

Plynové turbíny vyžadují ke svému provozu dvě součásti: plyn a vzduch. Vzduch z ulice vstupuje přes přívody vzduchu. Vstupy vzduchu jsou zakryty mřížkami, které chrání instalaci plynové turbíny před ptáky a jakýmikoli nečistotami. Mají také nainstalovaný systém proti námraze, který v zimě zabraňuje zamrzání ledu.

Vzduch vstupuje do vstupu kompresoru jednotky plynové turbíny (axiálního typu). Poté se ve stlačené formě dostává do spalovacích komor, kam je kromě vzduchu přiváděn i zemní plyn. Celkem má každá jednotka plynové turbíny dvě spalovací komory. Jsou umístěny po stranách. Na první fotografii níže není vzduchové potrubí ještě namontováno a levá spalovací komora je pokryta celofánovou fólií, na druhé již byla namontována plošina kolem spalovacích komor a byl nainstalován elektrický generátor:

Každá spalovací komora má 8 plynových hořáků:

Ve spalovacích komorách dochází k procesu spalování směsi plynu a vzduchu a uvolňování tepelné energie. Takto vypadají spalovací komory „zevnitř“ – přesně tam, kde plamen neustále hoří. Stěny komor jsou obloženy ohnivzdornou vyzdívkou:

Ve spodní části spalovací komory je malé průhledové okénko, které umožňuje pozorovat procesy probíhající ve spalovací komoře. Níže uvedené video ukazuje proces spalování směsi plynu a vzduchu ve spalovací komoře jednotky plynové turbíny v době jejího spuštění a při provozu na 30 % jmenovitého výkonu:

Vzduchový kompresor a plynová turbína sdílejí stejný hřídel a část točivého momentu turbíny se používá k pohonu kompresoru.

Turbína vyrobí více práce, než je potřeba k pohonu kompresoru, a přebytek této práce je využit k pohonu „užitečné zátěže“. Jako taková zátěž je použit elektrický generátor o elektrickém výkonu 150 MW - právě v něm vzniká elektřina. Na fotografii níže je „šedá stodola“ přesně elektrický generátor. Elektrický generátor je také umístěn na stejné hřídeli jako kompresor a turbína. Vše se točí dohromady frekvencí 3000 ot./min.

Při míjení plynové turbíny jí produkty spalování dávají část své tepelné energie, ale ne všechna energie produktů spalování je využita k otáčení plynové turbíny. Značnou část této energie nemůže plynová turbína využít, proto zplodiny hoření na výstupu z plynové turbíny (výfukové plyny) s sebou stále nesou velké množství tepla (teplota plynů na výstupu z plynové turbíny je cca 500 st.° S). V leteckých motorech se toto teplo zbytečně uvolňuje životní prostředí, ale na uvažovaném energetickém bloku se používá dále - v parním energetickém cyklu.K tomu jsou výfukové plyny z výstupu plynové turbíny „vyfukovány“ zdola do tzv. „rekuperační kotle“ – jeden pro každou plynovou turbínu. Dvě plynové turbíny - dva kotle na odpadní teplo.

Každý takový kotel je stavba vysoká několik pater.

Tyto kotle využívají tepelnou energii z výfuku plynové turbíny k ohřevu vody a její přeměně na páru. Následně je tato pára využívána k provozu v parní turbíně, ale o tom později.

K ohřevu a odpařování prochází voda uvnitř trubek o průměru cca 30 mm, umístěných vodorovně, a výfukové plyny z plynové turbíny tyto trubky „omývají“ zvenčí. Takto se teplo přenáší z plynů do vody (páry):

Po předání většiny tepelné energie páře a vodě končí výfukové plyny v horní části kotle na odpadní teplo a jsou odváděny komínem přes střechu dílny:

Na vnější straně budovy se komíny ze dvou kotlů na odpadní teplo sbíhají do jednoho vertikálního komína:

Následující fotografie umožňují odhadnout velikost komínů. První fotografie ukazuje jeden z „rohů“, kterými jsou komíny kotlů na odpadní teplo připojeny ke svislému kmeni komína, zbývající fotografie ukazují proces instalace komína.

Vraťme se ale ke konstrukci kotlů na odpadní teplo. Trubky, kterými voda prochází uvnitř kotlů, jsou rozděleny do mnoha sekcí - svazků trubek, které tvoří několik sekcí:

1. Sekce ekonomizéru (která má u této pohonné jednotky zvláštní název - Gas Condensate Heater - GPC);

2. Odpařovací sekce;

3. Sekce přehřívání páry.

Sekce ekonomizéru slouží k ohřevu vody od teploty cca 40 °Cna teplotu blízkou bodu varu. Poté voda vstupuje do odvzdušňovače - ocelové nádoby, kde jsou parametry vody udržovány tak, že se z ní začnou intenzivně uvolňovat plyny v ní rozpuštěné. Plyny se shromažďují v horní části nádrže a uvolňují se do atmosféry. Odstraňování plynů, zejména kyslíku, je nezbytné, abychom zabránili rychlé korozi technologických zařízení, se kterými naše voda přichází do styku.

Po průchodu odvzdušňovačem získává voda název „napájecí voda“ a vstupuje do vstupu napájecích čerpadel. Takto vypadala napájecí čerpadla, když byla právě přivezena na stanici (celkem jsou 3):

Napájecí čerpadla jsou poháněna elektricky (asynchronní motory jsou napájeny napětím 6 kV a mají výkon 1,3 MW). Mezi samotným čerpadlem a elektromotorem je kapalinová spojka - jednotka,umožňuje plynule měnit otáčky hřídele čerpadla v širokém rozsahu.

Princip činnosti kapalinové spojky je podobný principu činnosti kapalinové spojky v automatických převodovkách automobilů.

Uvnitř jsou dvě kola s lopatkami, jedno „sedí“ na hřídeli elektromotoru, druhé na hřídeli čerpadla. Prostor mezi koly lze naplnit olejem do různých úrovní. První kolo, které se otáčí motorem, vytváří tok oleje, který „naráží“ na lopatky druhého kola a přivádí ho do rotace. Čím více oleje se nalije mezi kola, tím lepší „stisk“ budou mít hřídele mezi sebou a tím více mechanické síly bude přenášeno přes kapalinovou spojku na podávací čerpadlo.

Hladina oleje mezi koly se mění pomocí tzv. „naběrací trubka“, která odčerpává olej z prostoru mezi koly. Poloha nakládací trubky se nastavuje pomocí speciálního ovladače.

Samotné napájecí čerpadlo je odstředivé, vícestupňové. Upozorňujeme, že toto čerpadlo vyvine plný tlak páry parní turbíny a dokonce jej překročí (velikost hydraulického odporu zbývající části kotle na odpadní teplo, hydraulický odpor potrubí a armatur).

Provedení oběžných kol nového napájecího čerpadla nebylo možné vidět (jelikož již bylo smontováno), ale na území stanice byly nalezeny části starého napájecího čerpadla obdobné konstrukce. Čerpadlo se skládá ze střídavě rotujících odstředivých kol a pevných vodicích kotoučů.

Pevný vodicí kotouč:

Oběžná kola:

Z výstupu napájecích čerpadel je napájecí voda přiváděna do tzv. "bubnové separátory" - horizontální ocelové nádoby určené k separaci vody a páry:

Každý regenerační kotel má dva separační bubny (celkem 4 na pohonnou jednotku). Spolu s trubkami odpařovacích sekcí uvnitř kotlů na odpadní teplo tvoří cirkulační okruhy pro směs páry a vody. Funguje následovně.

Voda s teplotou blízkou bodu varu vstupuje do trubic odpařovacích sekcí, protéká jimi a je zahřívána k bodu varu a poté se částečně mění v páru. Na výstupu z odpařovací sekce máme směs páry a vody, která vstupuje do bubnů separátoru. Uvnitř separačních bubnů jsou namontována speciální zařízení

Které pomáhají oddělit páru od vody. Pára je následně přiváděna do přehřívací sekce, kde se její teplota ještě zvýší, a voda oddělená v bubnu separátoru (separovaná) se mísí s napájecí vodou a opět vstupuje do odpařovací sekce kotle na odpadní teplo.

Po sekci přehřívání páry se pára z jednoho kotle na odpadní teplo mísí se stejnou párou z druhého kotle na odpadní teplo a přivádí se do turbíny. Jeho teplota je tak vysoká, že potrubí, kterými prochází, pokud je z nich odstraněna tepelná izolace, září ve tmě tmavě červenou září. A nyní je tato pára přiváděna do parní turbíny, aby odevzdala část své tepelné energie a vykonala užitečnou práci.

Parní turbína má 2 válce - válec vysoký tlak a nízkotlaký válec. Nízkotlaký válec je dvouproudový. V něm je pára rozdělena do 2 paralelně pracujících proudů. Válce obsahují rotory turbín. Každý rotor se zase skládá ze stupňů - kotoučů s lopatkami. Pára „zasáhne“ lopatky a způsobí rotaci rotorů. Níže uvedená fotografie ukazuje obecnou konstrukci parní turbíny: blíže k nám je vysokotlaký rotor, dále od nás je nízkotlaký rotor s dvojitým průtokem

Takto vypadal nízkotlaký rotor, když byl právě vybalen z továrního balení. Všimněte si, že má pouze 4 kroky (ne 8):

Zde je bližší pohled na vysokotlaký rotor. Má 20 kroků. Pozornost věnujte také masivní ocelové skříni turbíny, skládající se ze dvou polovin - spodní a horní (na fotografii je zobrazena pouze spodní) a čepů, kterými jsou tyto poloviny vzájemně spojeny. Aby se pouzdro během spouštění zahřálo rychleji, ale zároveň rovnoměrněji, používá se parní topný systém pro „příruby a čepy“ - vidíte speciální kanál kolem čepů? Právě přes ni prochází speciální proud páry, který ohřívá skříň turbíny při jejím spouštění.

Aby pára „narazila“ na lopatky rotoru a přinutila je k rotaci, musí být tato pára nejprve nasměrována a urychlena požadovaným směrem. K tomuto účelu slouží tzv. mřížky trysek - pevné sekce s pevnými lopatkami, umístěné mezi rotujícími kotouči rotoru. Mřížky trysek se NEOTáčejí - NEJSOU mobilní a slouží pouze k nasměrování a urychlení páry požadovaným směrem. Na fotografii níže pára prochází „zpoza těchto lopatek směrem k nám“ a „točí“ se kolem osy turbíny proti směru hodinových ručiček. Poté pára „narazí“ na rotující lopatky rotorových disků, které jsou umístěny bezprostředně za mřížkou trysky, přenese svou „rotaci“ na rotor turbíny.

Na fotografii níže můžete vidět části mřížek trysek připravené k instalaci

A na těchto fotografiích - spodní část skříně turbíny s již nainstalovanými polovinami mřížek trysek:

Poté se rotor „vloží“ do pouzdra, namontují se horní poloviny mřížek trysek, poté horní část pouzdra, poté různá potrubí, tepelná izolace a pouzdro:

Po průchodu turbínou se pára dostává do kondenzátorů. Tato turbína má dva kondenzátory - podle počtu průtoků v nízkotlakém válci. Podívejte se na fotografii níže. Jasně ukazuje spodní část skříně parní turbíny. Všimněte si pravoúhlých částí skříně nízkotlakého válce, které jsou nahoře pokryté dřevěnými panely. Jedná se o výfuky parních turbín a vstupy do kondenzátoru.

Po úplné montáži skříně parní turbíny se na výstupech z nízkotlakého válce vytvoří prostor, jehož tlak je při provozu parní turbíny přibližně 20krát nižší než atmosférický tlak, proto je skříň nízkotlakého válce navrženy tak, aby neodolávaly tlaku zevnitř, ale aby odolávaly tlaku zvenčí - tj. atmosférickému tlaku vzduchu. Samotné kondenzátory jsou umístěny pod nízkotlakým válcem. Na fotografii níže se jedná o obdélníkové nádoby se dvěma poklopy na každém.

Kondenzátor je konstruován podobně jako kotel na odpadní teplo. Uvnitř je mnoho trubek o průměru přibližně 30 mm. Pokud otevřeme jeden ze dvou poklopů každého kondenzátoru a podíváme se dovnitř, uvidíme "trubkové plechy":

Těmito trubicemi protéká chladicí voda, nazývaná technologická voda. Pára z výfuku parní turbíny končí v prostoru mezi trubkami mimo ně (za trubkovnicí na fotografii výše) a odevzdává zbytkové teplo procesní vodě přes stěny trubek a kondenzuje na jejich povrchu. . Kondenzát páry stéká dolů, hromadí se v kolektorech kondenzátu (na dně kondenzátorů) a poté vstupuje do vstupu čerpadel kondenzátu. Každé čerpadlo kondenzátu (celkem je 5) je poháněno třífázovým asynchronním elektromotorem dimenzovaným na napětí 6 kV.

Z výstupu kondenzátních čerpadel vstupuje voda (kondenzát) opět do vstupu ekonomizérových sekcí kotlů na odpadní teplo a tím je uzavřen parní energetický cyklus. Celý systém je téměř utěsněný a voda, která je pracovní tekutinou, se v kotlích na odpadní teplo opakovaně přeměňuje na páru, ve formě páry pracuje v turbíně, aby se v kondenzátorech turbíny přeměnila zpět na vodu atd.

Tato voda (ve formě vody nebo páry) je neustále v kontaktu s vnitřními částmi procesního zařízení, a aby nedocházelo k rychlé korozi a opotřebení, je chemicky upravena speciálním způsobem.

Ale vraťme se ke kondenzátorům parních turbín.

Procesní voda ohřívaná v trubkách kondenzátorů parních turbín, dle podzemní potrubí Přívod technické vody se odebírá z dílny a přivádí se do chladicích věží - za účelem uvolnění tepla odebraného z páry z turbíny do okolní atmosféry. Níže uvedené fotografie ukazují návrh chladicí věže postavené pro naši energetickou jednotku. Princip jeho činnosti je založen na rozstřikování teplé technické vody uvnitř chladicí věže pomocí sprchovacích zařízení (od slova „sprcha“). Kapky vody padají dolů a odevzdávají své teplo vzduchu uvnitř chladicí věže. Ohřátý vzduch stoupá vzhůru a na jeho místo zespodu chladicí věže přichází studený vzduch z ulice.

Takto vypadá chladicí věž na své základně. Studený vzduch přichází k ochlazení procesní vody „mezerou“ ve spodní části chladicí věže

Na dně chladicí věže se nachází drenážní nádrž, kam padají kapky procesní vody uvolněné ze sprchovacích zařízení a shromažďují a odevzdávají své teplo vzduchu. Nad bazénem je soustava rozvodů, kterými je teplá technologická voda přiváděna do sprchovacích zařízení

Prostor nad a pod sprchovacími zařízeními je vyplněn speciální výplní z plastových rolet. Spodní žaluzie jsou navrženy tak, aby rovnoměrněji distribuovaly „déšť“ po ploše chladicí věže, a horní žaluzie jsou navrženy tak, aby zachytily malé kapičky vody a zabránily nadměrnému přenosu procesní vody spolu se vzduchem přes horní část chladicí věže. chladící věž. V době pořízení prezentovaných fotografií však ještě nebyly namontovány plastové rolety.

Bo" Největší část chladicí věže není ničím vyplněna a je určena pouze k vytváření tahu (ohřátý vzduch stoupá vzhůru). Pokud se postavíme nad rozvodné potrubí, uvidíme, že nahoře nic není a zbytek chladicí věže je prázdný

Následující video zprostředkovává dojmy z pobytu uvnitř chladicí věže

V době, kdy byly pořízeny fotografie této stránky, nebyla chladicí věž postavená pro nový energetický blok ještě v provozu. Na území této tepelné elektrárny však fungovaly další chladicí věže, které umožňovaly zachytit podobnou chladicí věž v provozu. Ocelové žaluzie ve spodní části chladicí věže jsou navrženy tak, aby regulovaly proudění studeného vzduchu a zabraňovaly přechlazení technologické vody v zimě.

Procesní voda, ochlazená a shromážděná v nádrži chladicí věže, je opět přiváděna na vstup do trubek kondenzátoru parní turbíny, aby odváděla novou část tepla z páry atd. Kromě toho se používá procesní voda k chlazení jiných technologických zařízení, například elektrických generátorů.

Následující video ukazuje, jak probíhá chlazení procesní vody v chladicí věži.

Protože procesní voda je v přímém kontaktu s okolním vzduchem, dostává se do ní prach, písek, tráva a další nečistoty. Proto je na vstupu této vody do dílny, na přívodním potrubí technické vody, instalován samočisticí filtr. Tento filtr se skládá z několika částí namontovaných na otočném kole. Čas od času je jednou ze sekcí organizován zpětný tok vody, který ji promyje. Poté se kolo se sekcemi otočí a začne mytí další sekce atd.

Takto vypadá tento samočistící filtr zevnitř potrubí užitkové vody:

A to zvenčí (hnací motor ještě není namontován):

Zde bychom měli odbočit a říci, že instalace všech technologických zařízení v turbínárně se provádí pomocí dvou mostových jeřábů. Každý jeřáb má tři samostatné navijáky určené k manipulaci s břemeny různé hmotnosti.

Nyní bych chtěl trochu mluvit o elektrické části této pohonné jednotky.

Elektřina se vyrábí pomocí tří elektrických generátorů poháněných dvěma plynovými a jednou parní turbínou. Část zařízení pro instalaci pohonné jednotky byla přivezena po silnici, část po železnici. Přímo do turbínové dílny byla položena železnice, po které se při stavbě energetického bloku přepravovala velkorozměrová zařízení.

Níže uvedená fotografie ukazuje proces dodávání statoru jednoho z elektrických generátorů. Připomínám, že každý elektrický generátor má jmenovitý elektrický výkon 150 MW. Všimněte si, že železniční plošina, na které byl stator generátoru přepravován, má 16 náprav (32 kol).

Železnice má na vstupu do dílny mírné zaoblení a vzhledem k tomu, že kola každého páru kol jsou pevně připevněna ke svým nápravám, když se pohybují po zaoblené části železnice jedno z kol každého páru kol je nuceno prokluzovat (protože kolejnice mají v zatáčce různé délky). Jak k tomu došlo, když se plošina se statorem elektrického generátoru pohybovala, ukazuje video níže. Věnujte pozornost tomu, jak písek poskakuje po pražcích, když kola prokluzují po kolejích.

Vzhledem k jejich velké hmotnosti byla instalace statorů elektrických generátorů provedena pomocí obou mostových jeřábů:

Níže uvedená fotografie ukazuje vnitřní pohled na stator jednoho z elektrických generátorů:

A takto byla provedena instalace rotorů elektrického generátoru:

Výstupní napětí generátorů je asi 20 kV. Výstupní proud - tisíce ampér. Tato elektřina je odváděna z turbínové dílny a přiváděna do zvyšovacích transformátorů umístěných mimo budovu. Pro přenos elektřiny z elektrických generátorů do stupňovitých transformátorů se používají následující elektrické vodiče (proud protéká centrální hliníkovou trubkou):

Pro měření proudu v těchto „vodičích“ se používají následující proudové transformátory (na třetí fotografii výše stojí stejný proudový transformátor svisle):

Níže uvedená fotografie ukazuje jeden ze stupňovitých transformátorů. Výstupní napětí - 220 kV. Z jejich výkonů je elektřina dodávána do elektrické sítě.

Kromě elektrické energie vyrábí kogenerační jednotka také tepelnou energii, která se používá k vytápění a ohřevu teplé vody do blízkých oblastí. K tomu se v parní turbíně provádí odběr páry, to znamená, že část páry je z turbíny odstraněna před dosažením kondenzátoru. Tato ještě dost horká pára vstupuje do síťových ohřívačů. Síťový ohřívač je výměník tepla. Konstrukčně je velmi podobný kondenzátoru parní turbíny. Rozdíl je v tom, že v trubkách neproudí technologická voda, ale síťová voda. U pohonné jednotky jsou dva síťové ohřívače. Podívejme se znovu na fotografii s kondenzátory staré turbíny. Obdélníkové nádoby jsou kondenzátory a „kulaté“ jsou přesně síťové ohřívače. Připomínám, že to vše se nachází pod parní turbínou.

Síťová voda ohřátá v trubkách síťových ohřívačů je přiváděna podzemním potrubím síťové vody do topné sítě. Po vytopení budov v oblastech kolem tepelné elektrárny a předání tepla do nich se síťová voda vrací do stanice, aby byla znovu ohřátá v síťových ohřívačích atd.

Provoz celé pohonné jednotky je řízen automatizovaným systémem řízení procesů „Ovation“ americké korporace „Emerson“

A takto vypadá kabelové mezipatro, které se nachází pod místností automatizovaného systému řízení procesů. Prostřednictvím těchto kabelů přijímá automatizovaný systém řízení procesu signály z mnoha senzorů a také vysílá signály do akčních členů.

Děkujeme, že jste navštívili tuto stránku!

CCGT Instalace určená k současné přeměně energie dvou pracovních těles, páry a plynu, na mechanickou energii. [GOST 26691 85] zařízení s kombinovaným cyklem Zařízení, které zahrnuje sálavé a konvekční topné plochy,... ...

Zařízení s kombinovaným cyklem- zařízení, které zahrnuje sálavé a konvekční topné plochy, které generují a přehřívají páru pro provoz parní turbíny spalováním organického paliva a recyklací tepla spalin používaných v plynové turbíně v... ... Oficiální terminologie

Zařízení s kombinovaným cyklem- GTU 15. Zařízení s kombinovaným cyklem Zařízení určené k současné přeměně energie dvou pracovních tekutin, páry a plynu, na mechanickou energii Zdroj: GOST 26691 85: Tepelná energetika. Termíny a definice původní dokument 3.13 odst... Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace

plynárna s kombinovaným cyklem s vnitrocyklovým zplyňováním biomasy- (v závislosti na použité technologii zplyňování dosahuje účinnost 36–45 %) [A.S. Goldberg. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Témata: energetika obecně EN zařízení s kombinovaným cyklem integrovaného zplyňování biomasy ... Technická příručka překladatele

plynárna s kombinovaným cyklem s cyklickým zplyňováním uhlí-- [A.S. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Témata: energie obecně EN zplyňovací zařízení s kombinovaným cyklem ... Technická příručka překladatele

plynová stanice s kombinovaným cyklem s cyklickým zplyňováním uhlí (CCP-VGU)-- [A.S. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Témata: energetika obecně EN elektrárna na zplyňování uhlí integrovaná elektrárna na zplyňování uhlí s kombinovaným cyklem ... Technická příručka překladatele

plynárna s kombinovaným cyklem s cyklickým zplyňováním uhlí vzduchem-- [A.S. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Témata: Energetika obecně EN Zařízení s kombinovaným cyklem na integrované zplyňování uhlí vzduchem ... Technická příručka překladatele

plynárna s kombinovaným cyklem s cyklickým zplyňováním uhlí pomocí kyslíkového dmýchání-- [A.S. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Témata: Energie obecně EN Zařízení s kombinovaným cyklem na integrované zplyňování uhlí s foukáním kyslíku ... Technická příručka překladatele

zařízení s kombinovaným cyklem s přídavným spalováním paliva-- [A.S. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Energetická témata obecně EN zařízení s kombinovaným cyklem s doplňkovým spalováním ... Technická příručka překladatele

zařízení s kombinovaným cyklem s přídavným spalováním paliva-- [A.S. Anglicko-ruský energetický slovník. 2006] Témata: Energie obecně EN doplňkové spalování kombinovaného cyklu ... Technická příručka překladatele

O článku, který obsahuje podrobnosti a jednoduchými slovy je popsán cyklus PGU-450. Článek je opravdu velmi dobře stravitelný. Chci mluvit o teorii. Stručně, ale k věci.

Materiál jsem si půjčil od učební pomůcka "Úvod do tepelné energetiky". Autory tohoto návodu jsou I. Z. Poleshchuk, N. M. Tsirelman. Manuál je nabízen studentům Ufa State Aviation Technical University (Ufa State Aviation Technical University) ke studiu stejnojmenné disciplíny.

Jednotka plynové turbíny (GTU) je tepelný motor, ve kterém se chemická energie paliva přeměňuje nejprve na teplo a poté na mechanickou energii na rotujícím hřídeli.

Nejjednodušší jednotka plynové turbíny se skládá z kompresoru, ve kterém se stlačuje atmosférický vzduch, ze spalovací komory, kde se v tomto vzduchu spaluje palivo, a z turbíny, ve které se zplodiny hoření rozpínají. Protože průměrná teplota plynů během expanze je výrazně vyšší než teplota vzduchu během komprese, ukazuje se, že výkon vyvíjený turbínou je větší než výkon potřebný k otáčení kompresoru. Jejich rozdíl představuje užitečný výkon jednotky plynové turbíny.

Na Obr. Obrázek 1 ukazuje schéma, termodynamický cyklus a tepelnou bilanci takového zařízení. Proces (cyklus) takto fungující plynové turbíny se nazývá otevřený nebo otevřený. Pracovní tekutina (vzduch, zplodiny hoření) se neustále obnovuje - je odebírána z atmosféry a vypouštěna do ní. Účinnost plynové turbíny, jako každého tepelného motoru, je poměr užitečného výkonu N plynové turbíny ke spotřebě tepla získané spalováním paliva:

η GTU = N GTU / Q T.

Z energetické bilance vyplývá, že N GTU = Q T - ΣQ P, kde ΣQ P je celkové množství tepla odebraného z cyklu GTU, rovné součtu vnějších ztrát.

Hlavní část tepelných ztrát plynové turbíny s jednoduchým cyklem je tvořena ztrátami výfukovými plyny:


ΔQух ≈ Qух - Qв; ΔQух - Qв ≈ 65...80 %.

Podíl ostatních ztrát je mnohem menší:

a) ztráty nedopalováním ve spalovací komoře ΔQкс / Qт ≤ 3 %;

b) ztráty v důsledku úniků pracovní kapaliny; ΔQut / Qt ≤ 2 %;

c) mechanické ztráty (jim ekvivalentní teplo je z cyklu odváděno olejem, který ochlazuje ložiska) ΔNmech / Qt ≤ 1 %;

d) ztráty v elektrickém generátoru ΔNeg / Qt ≤ 1…2 %;

e) tepelné ztráty konvekcí nebo sáláním do okolí ΔQam / Qt ≤ 3 %

Teplo, které je odváděno z oběhu plynové turbíny s výfukovými plyny, lze částečně využít mimo okruh plynové turbíny, zejména v parním energetickém cyklu.

Schématická schémata plynové elektrárny s kombinovaným cyklem různé typy jsou znázorněny na Obr. 2.

Obecně platí, že účinnost CCGT jednotky je:

Zde Qgtu je množství tepla dodaného do pracovní tekutiny jednotky plynové turbíny;

Qpsu je množství tepla dodaného do parního média v kotli.

Rýže. 1. Princip činnosti nejjednodušší jednotky plynové turbíny

a - schéma: 1 - kompresor; 2 - spalovací komora; 3 - turbína; 4 - elektrický generátor;
b — termodynamický cyklus jednotky plynové turbíny v diagramu TS;
c – energetická bilance.

V nejjednodušším binárním zařízení s kombinovaným cyklem podle schématu na Obr. 2a, veškerá pára vzniká v kotli na odpadní teplo: η UPG = 0,6...0,8 (v závislosti především na teplotě spalin).

Při TG = 1400...1500 K η GTU ≈ 0,35 a poté může účinnost binárního CCGT dosáhnout 50-55%.

Teplota plynů odváděných z plynové turbíny je vysoká (400-450°C), proto jsou tepelné ztráty spalinami vysoké a účinnost elektráren s plynovou turbínou je 38%, tedy téměř stejná. jako účinnost moderních elektráren s parní turbínou.

Jednotky s plynovou turbínou pracují na plynové palivo, které je výrazně levnější než topný olej. Jednotkový výkon moderních plynových turbín dosahuje 250 MW, což je blízko výkonu parních turbín. Mezi výhody plynových turbín ve srovnání s parními turbínami patří:

  1. nízká potřeba chladicí vody;
  2. nižší hmotnost a nižší kapitálové náklady na jednotku výkonu;
  3. Možnost rychlého spuštění a zvýšení zátěže.

Rýže. 2. Schémata různých plynáren s kombinovaným cyklem:

a - CCGT s parogenerátorem regeneračního typu;
b - CCGT s odvodem plynu do topeniště kotle (BPG);
c — paroplynová jednotka CCGT;
1 - vzduch z atmosféry; 2 - palivo; 3 - plyny vyčerpané v turbíně; 4 - výfukové plyny; 5 — voda ze sítě pro chlazení; 6 - odvod chladicí vody; 7 - čerstvá pára; 8 - napájecí voda; 9 – mezipřehřev páry; 10 - odpad z regenerační páry; 11 - pára vstupující do spalovací komory za turbínou.
K - kompresor; T - turbína; PT - parní turbína;
GW, GN - plynové ohřívače vody vysokotlaké a nízkotlaké;
LDPE, HDPE - regenerační vysokotlaké a nízkotlaké ohřívače napájecí vody; NPG, UPG - nízkotlaké, regenerační parogenerátory; KS - spalovací komora.

Spojením parních turbín a zařízení s plynovou turbínou se společným technologickým cyklem se získá plynová stanice s kombinovaným cyklem (CCG), jejíž účinnost je výrazně vyšší než účinnost jednotlivých parních turbín a zařízení s plynovou turbínou.

Účinnost elektrárny s kombinovaným cyklem je o 17-20 % vyšší než u konvenční elektrárny s parní turbínou. Ve verzi nejjednodušší jednotky plynové turbíny s rekuperací tepla výfukových plynů dosahuje koeficient využití tepla paliva 82-85 %.

Bohužel přechod na výstavbu parních elektráren s kombinovaným cyklem (CCGT) místo parních turbín vedl k ještě výraznějšímu poklesu vytápění celkové výroby energie. To ve svém důsledku vede ke zvýšení energetické náročnosti HDP a snížení konkurenceschopnosti domácích produktů a také ke zvýšení nákladů na bydlení a komunální služby.

¦ vysoká účinnost výroby elektřiny v CCGT CHPP s využitím kondenzačního cyklu až 60 %;

¦ potíže s umístěním CCGT kogeneračních jednotek v hustých městských oblastech, stejně jako zvýšení dodávek paliva do měst;

¦ paroplynové KVET jsou dle zavedené tradice vybaveny stejně jako parní turbínové stanice topnými turbínami typu T.

Výstavba tepelných elektráren s turbínami typu P od 90. let 20. století. století byl prakticky zastaven. V dobách před perestrojkou pocházelo asi 60 % tepelné zátěže měst z průmyslových podniků. Jejich potřeba tepla provádět technologických postupů byl po celý rok poměrně stabilní. V ranních a večerních hodinách maximální spotřeby energie ve městech byly špičky v dodávkách energie vyrovnány zavedením vhodných režimů pro omezení dodávek elektrické energie. průmyslové podniky. Instalace turbín typu P na KVET byla ekonomicky opodstatněná vzhledem k jejich nižší ceně a efektivnější spotřebě energetických zdrojů oproti paroplynovým turbínám energetického zdroje paliva

Posledních 20 let kvůli prudkému poklesu průmyslová produkce Režim zásobování měst energií se výrazně změnil. V současné době městské tepelné elektrárny pracují podle topného plánu, ve kterém je letní tepelná zátěž pouze 15-20 % vypočtené hodnoty. Denní graf spotřeba elektřiny se stala nerovnoměrnější v důsledku započítávání elektrické zátěže obyvatel ve večerních hodinách, což je spojeno s prudkým nárůstem dodávek elektrické energie obyvatelstvu domácí přístroje. Kromě toho se ukázalo jako nemožné vyrovnat harmonogram spotřeby energie zavedením vhodných omezení pro průmyslové spotřebitele kvůli jejich malému podílu na celkové spotřebě energie. Jediným nepříliš efektivním způsobem, jak problém vyřešit, bylo snížení večerního maxima zavedením snížených tarifů v noci.

Proto se v tepelných elektrárnách s parní turbínou s turbínami typu P, kde je výroba tepelné a elektrické energie přísně propojena, ukázalo použití takových turbín jako nerentabilní. Protitlaké turbíny jsou nyní vyráběny pouze o malém výkonu, aby se zvýšila provozní účinnost městských parních kotelen jejich převedením do kogeneračního režimu.

Tento zavedený přístup byl zachován i při výstavbě paroplynové KVET. V paroplynovém cyklu přitom neexistuje striktní vztah mezi dodávkou tepelné a elektrické energie. U těchto stanic s turbínami typu P lze pokrytí večerního maximálního elektrického zatížení dosáhnout dočasným zvýšením dodávky elektřiny v cyklu plynové turbíny. Krátkodobé snížení dodávky tepla do otopné soustavy nemá vliv na kvalitu vytápění vzhledem k akumulační schopnosti budov a tepelné sítě.

Schéma CCGT kogenerační jednotky s protitlakými turbínami obsahuje dvě plynové turbíny, kotel na odpadní teplo, turbínu typu P a špičkový kotel (obr. 2). Špičkový kotel, který lze instalovat mimo areál CCGT, není na schématu znázorněn.

Z Obr. 2 je vidět, že CCGT blok tepelné elektrárny se skládá z plynové turbínové jednotky skládající se z kompresoru 1, spalovací komory 2 a plynové turbíny 3. Výfukové plyny z plynové turbínové jednotky jsou směrovány do odpadního tepla kotle (HRB) 6 nebo do obtokového potrubí 5 v závislosti na poloze hradla 4 a procházejí řadou výměníků tepla, ve kterých se ohřívá voda, pára se odděluje v nízkotlakých bubnech 7 a vysokotlakých bubnech 8 a je posílána do parní turbínové jednotky (STU) 11. Kromě toho nasycená nízkotlaká pára vstupuje do mezilehlého oddílu STU a vysokotlaká pára je předehřívána v kotli na odpadní teplo a posílána do hlavy STU. Pára opouštějící STU je kondenzována v tepelném výměníku 12 otopné vody a posílána čerpadly 13 kondenzátu do plynového ohřívače 14 kondenzátu a poté vedena do odvzdušňovače 9 a z něj do HRSG.

Když tepelné zatížení nepřekročí základní, stanice pracuje zcela podle topného plánu (ATEC = 1). Pokud tepelné zatížení překročí základní zatížení, zapne se špičkový kotel. Potřebné množství elektřiny pochází z externí zdroje výroby prostřednictvím městských elektrických sítí.

Jsou však možné situace, kdy potřeba elektřiny převyšuje objem její dodávky z externích zdrojů: v mrazivých dnech s nárůstem spotřeby elektřiny domácími topnými spotřebiči; v případě havárií na výrobních zařízeních a v elektrické sítě. V takových situacích je výkon plynových turbín v tradičním přístupu úzce svázán s výkonem kotle na odpadní teplo, který je zase dán potřebou tepelné energie v souladu s harmonogramem vytápění a může být nedostatečný k uspokojení zvýšené poptávka po elektřině.

Pro pokrytí vzniklého nedostatku elektřiny přechází plynová turbína vedle kotle na odpadní teplo částečně na vypouštění spalin přímo do atmosféry. Kogenerační jednotka CCGT je tak dočasně převedena do smíšeného režimu - s cykly paroplyn a plynových turbín.

Je známo, že jednotky s plynovou turbínou mají vysokou manévrovatelnost (rychlost získávání a vybíjení elektrické energie). Proto stále v Sovětský čas Měly sloužit společně s přečerpávacími stanicemi k vyhlazení režimu napájení.

Kromě toho je třeba poznamenat, že výkon, který vyvíjejí, se zvyšuje s poklesem venkovní teploty vzduchu a maximální spotřeba energie je pozorována při nízkých teplotách v nejchladnějším období roku. To je uvedeno v tabulce.

Při dosažení výkonu více než 60 % vypočtené hodnoty jsou emise škodlivých plynů NOx a CO minimální (obr. 3).

Aby se zabránilo snížení výkonu plynových turbín o více než 40 %, je v meziohřívací době jedna z nich vypnuta.

Zvýšení energetické účinnosti tepelných elektráren lze dosáhnout centralizovaným zásobováním chladem městských mikročástí. Na nouzové situace V CCGT CHPP je vhodné stavět nízkovýkonové plynové turbíny v samostatných objektech.

V oblastech husté městské zástavby velkých měst je při rekonstrukcích stávajících tepelných elektráren s parními turbínami, které dosloužily, vhodné vytvořit na jejich základě paroplynovou elektrárnu s turbínami typu R ve výsledku významné uvolňují se plochy obsazené chladicím systémem (chladicí věže apod.), které lze využít k jiným účelům.

Porovnání CCGT CHPP s protitlakovými turbínami (typ P) a CCGT CHPP s kondenzačními extrakčními turbínami (typ T) nám umožňuje provést následující závěry.

  • 1. V obou případech koeficient prospěšné využití paliva závisí na podílu výroby elektřiny na základě tepelné spotřeby na celkovém objemu výroby.
  • 2. V paroplynových kogeneračních jednotkách s turbínami typu T dochází v průběhu roku ke ztrátám tepelné energie v okruhu chlazení kondenzátu; největší ztráty - in letní období, kdy je množství odběru tepla omezeno pouze dodávkou teplé vody.
  • 3. V paroplynových kogeneračních jednotkách s turbínami typu R se účinnost stanice snižuje pouze v omezeném časovém úseku, kdy je nutné pokrýt vznikající nedostatek v dodávce energie.
  • 4. Charakteristiky manévrovatelnosti (rychlosti zatěžování a propadu) plynových turbín jsou mnohonásobně vyšší než u parních turbín.

Pro podmínky výstavby stanic v centrech velkých měst tak paroplynové KVET s protitlakými turbínami (typ P) ve všech ohledech předčí kogenerační jednotky kombinovaného cyklu s kondenzačními odsávacími turbínami (typ T). Jejich umístění vyžaduje výrazně menší plochu, jsou hospodárnější ve spotřebě paliva a škodlivé účinky Je zde také menší dopad na životní prostředí.

K tomu je však nutné provést příslušné změny regulační rámec o projektování čerpacích stanic s kombinovaným cyklem.

Praxe posledních let ukazuje, že investoři, kteří budují příměstské CCGT kogenerační jednotky v celkem volných oblastech, dávají přednost výrobě elektřiny a zásobování teplem berou jako vedlejší činnost. To je vysvětleno skutečností, že účinnost stanic, dokonce i v kondenzačním režimu, může dosáhnout 60% a výstavba topných rozvodů vyžaduje dodatečné náklady a četná schválení od různých struktur. V důsledku toho může být koeficient zahřívání ATPP menší než 0,3.

Při projektování CCGT KVET je proto nevhodné, aby každá jednotlivá stanice zahrnula do technického řešení optimální hodnotu ACHP. Úkolem je najít optimální podíl vytápění v systému zásobování teplem celého města.

V dnešní době se znovu stala aktuální koncepce výstavby výkonných tepelných elektráren v místech, kde se vyrábí palivo, daleko od velkých měst, vyvinutá v sovětských dobách. Je to dáno jak zvýšením podílu využití lokálních paliv v regionálním palivově-energetickém komplexu, tak i tvorbou nových návrhů teplovodů (vzduchové uložení) s téměř zanedbatelným poklesem teplotního potenciálu při přepravě chladiva.

Takové tepelné elektrárny mohou vznikat buď na bázi parního turbínového cyklu s přímým spalováním lokálního paliva, nebo plynového cyklu s kombinovaným cyklem využívajícím plyn získaný z plynáren.