Анализ систем технического водоснабжения

1. Введение.
2. Технологическая схема ТЭЦ, работающей на угле.
3. Альтернативные виды энергии.
4. Анализ системы технического водоснабжения.
5. Заключение.

Весь текст будет доступен после покупки

Овладение источниками энергии всегда было способом выживания человечества. И ныне ее потребление остается одним из важнейших не только экономических, но и социальных показателей, во многом предопределяющих уровень жизни людей. Вот почему иногда говорят, что энергетика управляет миром.
Современная энергетика — это комплексная отрасль хозяйства, включающая в себя все топливные отрасли и электроэнергетику. Она охватывает деятельность по добыче, переработке и транспортировке первичных энергетических ресурсов, выработке и передаче электроэнергии. Тесно взаимосвязанные друг с другом, все эти подотрасли образуют единый топливно-энергетический комплекс (ТЭК), который играет особую роль в экономике любой страны, поскольку без него фактически невозможно нормальное функционирование ни одного из звеньев хозяйства. Да и сам ТЭК относится к наиболее капиталоемким отраслям производства.
С развитием технологий увеличивается потребление энергии. Но всему есть свой предел, и энергия на нашей планете не бесконечна. Люди уже используют природные элементы, геотермальную, гидроэнергию и т.д., но многие из этих источников, так или иначе используют энергия Солнца: уголь, нефть, газ — это не что иное, как «законсервированная» солнечная энергия. Энергия рек и горных водопадов происходит от Солнца, которое поддерживает кругооборот воды на Земле. Но так солнечная энергия используется косвенно, через многие преобразования. Намного продуктивнее было бы использовать её напрямую от солнца. Ведь всего за три дня от Солнца на Землю посылается столько энергии, сколько её содержится во всех разведанных источниках ископаемого топлива.

Весь текст будет доступен после покупки

1. А. да Роза. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы: Учебное пособие.-М.: Интеллект, МЭИ, 2010.- 704с. ISBN: 978-5-91059-054-9, 978-5-383-00509-5;
2. Беликов С. Е., Котлер В. Р. Котлы тепловых электростанций и защита атмосферы: Учебное пособие.-М.: Аква-Терм, 2008.- 212с. ISBN 5-902561-08-6;
4. БойкоЕ.А. Введение в специальность: Учебное пособие.-Красноярск.: Красноярский гос. тех. Университет, 2005.-185с.
5. Гуляев В. А., Вороненко Б. А. Теплотехника: Учебник для ВУЗов.-М.: Издательство "РАПП", 2009.-348с. ISBN: 978-5-91541-009-0;
3. Быстрицкий Г. Ф. Основы энергетики: Учебник.-М.: КноРус, 2011.-352с. ISBN: 978-5-406-00343-5;
6. Клушин Ю.А. ТЭС. Введение в специальность: Учебное пособие.-М.:Энергоиздат,1982.-144с. УДК 621.311 К517.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Технологическая схема тепловой электрической станции, работающей на угле.

Технологический процесс преобразования исходного сырья (топлива) в конечный продукт (электричество) отражается на технологических схемах электростанций.
Технологическая схема ТЭС, работающей на углях, показана на рисунке 1. Она представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных трактов и систем: систему пылеприготовления; систему топливоподачи и розжига топлива (топливный тракт); систему шлакозолоудаление; газовоздушный тракт; систему пароводяного тракта, включающую в себя пароводяной котел и турбинную установку; систему приготовления и подачи добавочной воды на восполнение потерь питательной воды; систему технического водоснабжения, обеспечивающую охлаждение пара; систему сетевых водоподогревательных установок; электроэнергетическую систему, включающую синхронный генератор, повышающий трансформатор, высоковольтное распредустройство и др.
Ниже дана краткая характеристика основных систем и трактов технологической схемы ТЭС на примере ТЭЦ, работающей на угле.


Рис. 1. Технологическая схема пылеугольной электростанции
1. Система пылеприготовления. Топливный тракт. Доставка твердого топлива осуществляется по железной дороге в специальных полувагонах 1 (см. рис. 1.). Полувагоны с углем взвешивают на железнодорожных весах. В зимнее время полувагоны с углем пропускают через размораживающий тепляк, в котором осуществляется, подогрев стенок полувагона подогретым воздухом. Далее полувагон заталкивается в разгрузочное устройство – вагоноопрокидыватель 2, в котором он поворачивается вокруг продольной оси на угол около 1800; уголь сбрасывается на решетки, перекрывающие приемные бункера. Уголь из бункеров подается питателями на транспортер 4, по которому он поступает либо на угольный склад 3, либо через дробильное отделение 5 в бункера сырого угля котельной 6, в которые может также доставляться с угольного склада.
Из дробильной установки топливо поступает в бункер сырого угля 6, а оттуда через питатели – в пылеугольные мельницы 7. Угольная пыль пневматически транспортируется через сепаратор 8 и циклон 9 в бункер угольной пыли 10, а оттуда питателями 11 подается к горелкам. Воздух из циклона засасывается мельничным вентилятором 12 и подается в топочную камеру котла 13.
Весь этот топливный тракт вместе с угольным складом относится к системе топливоподачи, которую обслуживает персонал топливно–транспортного цеха ТЭС.
Пылеугольные котлы обязательно имеют также растопочное топливо, обычно мазут. Мазут доставляется в железнодорожных цистернах, в которых он перед сливом разогревается паром. С помощью насосов первого и второго подъема он подается к мазутным форсункам. Растопочным топливом может быть также природный газ, поступающий из газопровода через газорегулировочный пункт к газовым горелкам.
На ТЭС, сжигающих газомазутное топливо, топливное хозяйство значительно упрощается по сравнению с пылеугольными ТЭС. Становятся ненужными угольный склад, дробильное отделение, система транспортера, бункера сырого угля и пыли, а также системы золоулавливания и золошлакоудаления.
2. Газовоздушный тракт. Система шлакозолоудаления. Воздух, необходимый для горения, подается в воздухоподогреватели парового котла дутьевым вентилятором 14. Забирается воздух обычно из верхней части котельной и (при паровых котлах большой производительности) снаружи котельного отделения.
Газы, образующиеся при горении в топочной камере, после выхода из нее проходят последовательно газоходы котельной установки, где в пароперегревателе (первичном и вторичном, если осуществляется цикл с промежуточным перегревом пара) и водяном экономайзере отдают теплоту рабочему телу, а воздухоподогревателе – подаваемому в паровой котел воздуху. Затем в золоуловителях (электрофильтрах) 15 газы очищаются от летучей золы и через дымовую трубу 17 дымососами 16 выбрасываются в атмосферу.
Шлак и зола, выпадающие под топочной камерой, воздухоподогревателем и золоуловителями, смываются водой и по каналам поступают к багерным насосам 33, которые перекачивают их в золоотвалы.
3. Пароводяной тракт. Перегретый в пароперегревателе пар от парового котла 13 по паропроводам и системе сопел поступает к турбине 22.
Конденсат из конденсатора 23 турбины подается конденсатными насосами 24 через регенеративные подогреватели низкого давления 18 в деаэратор 20, в котором вода доводится до кипения; при этом она освобождается от растворенных в ней агрессивных газов О2 и СО2, что предотвращает коррозию в пароводяном тракте. Из деаэратора вода подается питательными насосами 21 через подогреватели высокого давления 19 в экономайзер котла, обеспечивая предварительный нагрев воды и существенно повышая КПД ТЭС.
Пароводяной тракт ТЭС является наиболее сложным и ответственным, поскольку в этом тракте имеют место наиболее высокие температуры металла и наиболее высокие давления пара и воды.
Для обеспечения функционирования пароводяного тракта необходимы система приготовления и подачи добавочной воды на восполнение потерь рабочего тела, а также система технического водоснабжения ТЭС для подачи охлаждающей воды в конденсатор турбины.
4. Система приготовления и подачи добавочной воды. Добавочная вода получается в результате химической очистки сырой воды, осуществляемой в специальных ионообменных фильтрах химводоочистки.
Потери пара и конденсата вследствие утечек в пароводяном тракте восполняются в данной схеме химически обессоленной водой, которая подается из бака обессоленной воды перекачивающим насосом в линию конденсата за конденсатором турбины.
Устройства для химической обработки добавочной воды находятся в химическом цехе 28 (цехе химводоочистки).
5. Система охлаждения пара. Охлаждающая вода подается в конденсатор из приемного колодца водоснабжения 26 циркуляционными насосами 25. Подогретая в конденсаторе охлаждающая вода сбрасывается в сборный колодец 27 того же источника воды на некотором расстоянии от места забора, достаточном для того, чтобы подогретая вода не подмешивалась к забираемой.
Во многих технологических схемах ТЭС охлаждающая вода прокачивается через трубки конденсатора циркуляционными насосами 25 и затем поступает в башенный охладитель (градирню), где за счет испарения вода охлаждается на тот же перепад температур, на который она нагрелась в конденсаторе. Система водоснабжения с градирнями применяется преимущественно на ТЭЦ. На КЭС применяется система водоснабжения с прудами–охладителями. При испарительном охлаждении воды выпар примерно равен количеству конденсирующегося в конденсаторах турбин пара. Поэтому требуется подпитка систем водоснабжения, обычно водой из реки.
6. Система сетевых водоподогревательных установок. В схемах может быть предусмотрена небольшая сетевая подогревательная установка для теплофикации электростанции и прилегающего поселка. К сетевым подогревателям 29 этой установки пар поступает от отборов турбины, конденсат отводится по линии 31. Сетевая вода подводится к подогревателю и отводится от него по трубопроводам 30.
7. Электроэнергетическая система. Электрический генератор, вращаемый паровой турбиной, вырабатывает переменный электрический ток, который через повышающий трансформатор идет на сборные шины открытого распределительного устройства (ОРУ) ТЭС. К выводам генератора через трансформатор собственных нужд присоединены также шины системы собственных нужд. Таким образом, потребители собственных нужд энергоблока (электродвигатели агрегатов собственных нужд – насосов, вентиляторов, мельниц и т.п.) питаются от генератора энергоблока. Для снабжения электроэнергией электродвигателей, осветительных устройств и приборов электростанции имеется электрическое распределительное устройство собственных нужд 32.
В особых случаях (аварийные ситуации, сброс нагрузки, пуск и остановы) питание собственных нужд обеспечивается через резервный трансформатор шин ОРУ. Надежное электропитание электродвигателей агрегатов собственных нужд обеспечивает надежность функционирования энергоблоков и ТЭС в целом. Нарушение электропитания собственных нужд приводит к отказам и авариям.








































2. Теоретические основы ТЭС.

Теплопередача – совокупность необратимых процессов переноса тепла, происходящих в неравномерно нагретых телах (средах) или между телами с различными температурами через промежуточную среду.
Теплообмен – процесс распространения тепла от более нагретых тел к менее нагретым.
Различают такие виды теплообмена, как теплопроводность; конвекция; тепловое излучение (радиационное или лучистое излучение).
Теплообмен осуществляется с помощью теплообменных аппаратов (теплообменников) через рабочую среду, в качестве которой выступает вода или газ (пар).
По принципу действия теплообменники разделяются на поверхностные и смесительные. В первых аппаратах теплообмен осуществляется рабочей средой через поверхность нагрева тел, во–вторых – путем непосредственного смешения горячей и холодной сред.
Поверхностные теплообменники разделяются на рекуперативные и регенеративные.
В рекуперативных теплообменниках тепловой поток через стенку всегда идет в одном направлении (паровой котел, кипятильник, электрокалорифер и др.). Кроме того, в зависимости от направления теплового потока они могут быть нагревателями или холодильниками. В зависимости от рода теплообменной среды они могут быть парожидкостными (водяные печи саун, водогрейные котлы), жидкостно–жидкостными (системы сетевой воды), газожидкостными (газовые водогрейные колонки) и газо–газовыми (пароперегреватель парового котла, промежуточный перегреватель пара).
В регенеративных теплообменниках тепловой поток меняет направление в зависимости от того, какая среда соприкасается со стенкой (греющая или нагреваемая), поскольку с одной и той же поверхностью нагрева соприкасаются горячая и холодная среда одновременно (регенеративные подогреватели конденсата, питательной воды).
Смесительные теплообменники применяют как для охлаждения, так и для нагревания газов и жидкостей. В качестве смешиваемых сред могут выступать вода и пар (барабан парового котла), вода и вода (системы горячего водоснабжения), вода и воздух (системы вентиляции, кондиционирования воздуха), газ и воздух (системы питания котельных агрегатов) и др. Одним из определяющих факторов в работе смесительных теплообменников является поверхность соприкосновения смешиваемых сред. Для увеличения поверхности соприкосновения сред жидкость обычно разбрызгивают, теплообменники загружаются пусковым материалом (коксом, хворостом и др.). Смесительные теплообменники допускают более полное использование тепла, чем поверхностные, но они применимы лишь, когда допустимо смешение сред.
Теплопроводность – один из видов теплопередачи (теплообмена), при котором перенос тепла имеет атомно–молекулярный характер. Явление теплопередачи возникает всегда, когда между телами или участками тела есть разница температур. В отличие от конвекции, перенос тепла происходит без каких–либо макроскопических движений в теле. Количественно теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности.
Механизм теплопроводности зависит от природы и физического состояния тела. В частности, в газах передача тепла происходит путем столкновения молекул друг с другом, в металлах тепло переносится в основном электронами, в жидкостях – ионами, в диэлектриках – колебаниями кристаллической решетки.
Конвекция – перенос тепла внутри области, заполненной жидкой или газообразной средой, вследствие перемещения вещества этой среды.
Различают естественную (свободную) и вынужденную конвекцию.
При естественной конвекции перемещение вещества происходит исключительно вследствие различия температур в отдельных местах, заполненных жидкостью или газом. Интенсивность конвекции при этом тем больше, чем больше разность температур, чем больше теплопроводность и коэффициент объемного расширения вещества, чем меньше его вязкость. Естественная конвекция имеет место как в природных условиях, так и в технических устройствах.

Весь текст будет доступен после покупки