РУ ВН - распределительное устройство высокого напряжения (110 кВ и выше).

РУ СН - распределительное устройство собственных нужд.

Природный газ - высокоэффективный вид топлива. Высокая теплота сгорания, практическое отсутствие в нём серы и золы предопределяет его использование прежде всего бытовыми потребителями, отопительными котельными, а также промышленными предприятиями, расположенными вблизи городов и на городских ТЭЦ.

Схема снабжения котлов (парогенератора) газом

На схеме обозначены:

1. Трубопровод;

2. Дросселирующий клапан;

3. Газовые магистрали;

4. Клапан;

5. Диафрагма;

6. Горелки;

Поступающий по трубопроводам 1 газ дросселируется с помощью клапанов 2 до давления 0,2 - 0,3 МПа.

В случае резкого сужения сечения трубопровода происходит увеличение скорости за счёт падения давления, как при истечении через сопло. Если затем сечение трубопровода резко увеличить, то в результате трения и завихрения потока скорость гасится и переходит в тепло, а начальное давление не восстанавливается. Этот процесс называется дросселированием.

Дросселирование применяется для регулирования и для снижения давления.

Затем газ поступает в газовые магистрали котельной 3, от которых подводится к парогенератору. На подводящих к котлу трубопроводах помимо отключающей задвижки устанавливают клапан 4, регулирующий подачу газа к котлу и диафрагма 5 для замера расхода газа. В пределах парогенератора имеется разводка газа к каждой горелке 6.

На тепловых электрических станциях устанавливаются котлы большой паропроизводительности, оборудованные камерными топками.

В камерных топках сжигают газообразное топливо без всякой подготовки.

При сжигании газообразного топлива имеют место лишь две стадии - подогрев и сгорание. Первичное смесеобразование газа и воздуха осуществляется с помощью горелок, в которых организуется закручивание потока воздуха. Воспламенение газа происходит на поверхности газовой струи и затем распространяется на весь поток.

4. Влияние ТЭЦ на окружающую среду

Из всех, существующих на нынешний день видов электростанций тепловые станции, работающие на органическом топливе, более всего загрязняют атмосферу. Объёмы загрязнения окружающей среды и вид загрязнения зависят от типа и мощности станций.

Результатом работы тепловых станций является загрязнение атмосферы углекислотой, выделяющейся при сжигании топлива, окисью углерода, окислами серы, углеводородами, окислами азота, огромными количествами твёрдых частиц (зола) и другими вредными веществами. Кроме того происходит значительное тепловое загрязнение водоёмов при сбрасывании в них тёплой воды.

Увеличение количества углекислоты в атмосфере Земли ведёт к возникновению так называемого «парникового эффекта». Углекислый газ поглощает длинноволновое излучение нагретой поверхности Земли, нагревается и тем самым способствует сохранению на ней тепла. Увеличение доли углекислого газа в атмосфере может привести к повышению на несколько градусов температуры низких слоёв атмосферы, а это в свою очередь, может привести к таянию ледников Гренландии и Антарктиды и затоплению части суши.

Наряду с увеличением содержания углекислого газа, происходит уменьшение доли кислорода в атмосфере, который расходуется на сжигание топлива на тепловых станциях.

Вредное воздействие на животный и растительный мир оказывает загрязнение атмосферы окисью серы. Наибольшее загрязнение атмосферы серой приходится как раз на долю электростанций и отопительных установок.

Вредное воздействие окиси углерода на человека и животных состоит в том, что она, соединяясь с гемоглобином крови, очень быстро лишает организм кислорода.

Станции, работающие на угле потребляют его в больших количествах и больше всего выбрасывают загрязняющих атмосферу веществ. Выбросы в атмосферу зависят от качества сжигаемого угля.

Сбросы горячей воды в водоёмы и повышение вследствие этого их температуры приводят к нарушению экологического равновесия, установившегося в естественных условиях, что неблагоприятно влияет на флору и фауну. Тепловое загрязнение водоёмов может быть уменьшено с переходом на замкнутые циклы использования воды.

Таким образом мы видим, что влияние ТЭЦ на биосферу огромно и неблагоприятно. Но несмотря на это пока тепловые электростанции и теплоэлектроцентрали остаются преобладающими при производстве электроэнергии и тепла для нужд человека.

5. Технологическая схема КЭС. Назначение каждого элемента схемы. Основные особенности КЭС

К - котёл (парогенератор) предназначен для получения пара из питательной воды;

ПН - питательный насос - для подачи питательной воды в котёл;

ДВ - дутьевой вентилятор - для подачи воздуха в топку котла, для поддерживания процесса горения;

Д - дымосос - для удаления дымовых газов из котла;

БН - багерный насос - для удаления золы и шлака из котла;

ПП - пароперегреватель - для получения пара высоких параметров;

Т - паровая турбина;

Г - электрический генератор - для выработки электроэнергии;

Кр - конденсатор для охлаждения пара;

ЦН - циркуляционный насос - для подачи воды в конденсатор;

КН - конденсатный насос - для удаления конденсата из конденсатора;

Да - деаэратор - для удаления газов из конденсата; для восполнения потерь туда же подаётся химически очищенная вода;

Т - повышающий трансформатор;

РУ ВН - распределительное устройство высокого напряжения (110 кВ и выше)

ТСН - трансформатор собственных нужд;

РУ СН - распределительное устройство собственных нужд - для электропитания двигателей и освещения;

Конденсационные электрические станции КЭС - это тепловые паротурбинные электростанции, в которых теплота, выделяющаяся при сжигании органического топлива превращается сначала в механическую энергию, а затем в электрическую.

Характерный признак КЭС - отработанный в турбине пар не используется для нестанционных нужд, а подвергается охлаждению (конденсации) в специальных устройствах - конденсаторах, после чего направляется обратно в котёл. Для работы КЭС требуется большое количество воды. Поэтому строят их вблизи водоёмов. В качестве топлива на конденсационных электрических станциях используется уголь, нефть или природный газ.

Твёрдое топливо (уголь) сначала дробится специальными дробилками, затем подсушивается и размельчается до пылевидного состояния специальными мельницами. Угольная пыль вместе с воздушным потоком подаётся в топку котла дутьевым вентилятором ДВ для лучшего сгорания топлива.

Продукты сгорания топлива (дымовые газы) пройдя золоуловители с помощью дымососа Д выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.

Теплота, получаемая при сжигании топлива, используется для получения пара. Пар из котла (парогенератора) подаётся в пароперегреватель ПП, где его параметры (температура и давление) доводятся до необходимых величин, а затем по паропроводу поступает на рабочие лопатки паровой турбины Т.

Если между рабочими лопатками турбины не происходит расширения пара, то есть давление пара не меняется, то такая турбина называется активной.

У реактивной турбины происходит расширение пара, проходящего через каналы рабочих лопаток. В зависимости от показателей расширения пара турбины характеризуются степенями реактивности. Сейчас турбины выполняют многоступенчатыми, причём в одной турбине могут быть как активные, так и реактивные (с разной степенью реактивности) ступени.

В турбине энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора генератора Г, вырабатывающего электрическую энергию.

Отработавший в турбине пар после своего расширения от начального давления на входе турбины - 30 МПа до конечного на выходе 0,0035 МПа поступает в конденсатор турбины Кр, где превращается в воду - конденсат, который конденсатным насосом КН откачивается и проходит через деаэратор Да. Там из воды удаляются газы и к ней добавляется химически очищенная вода, чтобы восполнить потери. После чего вода вновь подаётся в котёл, и затем цикл превращения воды повторяется.

Система технического водоснабжения КЭС включает в себя источник водоснабжения (водоём), циркуляционные насосы ЦН, которыми охлаждающая вода из водоёма подаётся в конденсатор, а также подводящие и отводящие водоводы.

Основные особенности КЭС:

1. Строится по возможности ближе к месторождениям топлива.

2. Работает по свободному графику выработки электроэнергии (график выработки не зависит от теплового потребления).

3. Низкоманёвренные - разворот турбин и набор нагрузки из холодного состояния требует 3-10 часов).

4. Выработанная электроэнергия отдаётся в электрические сети повышенных напряжений 110 - 750 кВ.

5. Имеют сравнительно низкий КПД: 30 - 40 %, максимум 42 %.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Гиршфельд В.Я., Кароль Л.А. «Общий курс электростанций». М. Энергия 1976 г.

2. Поярков К.М. «Электрические станции, подстанции, линии и сети». М. Высшая школа 1983 г.

3. Веников В.А., Путятин Е.В. «Введение в специальность» Электроэнергетика. Высшая школа 1988 г.