Vrste i vrste elektrana. Elektroelektrane Učešće različitih elektrana u proizvodnji električne energije

Kurs predavanja iz discipline

"Snabdijevanje energijom i energetska efikasnost tehnologija"

Modul 1. Proizvodnja energije. 2

Tema 1. Osnovne informacije o termoelektranama. 2

Tema 2. “Glavna i pomoćna oprema termoelektrana.” 19

Tema 3. Pretvorba energije u termoelektranama.. 37

Tema 4 “Nuklearne elektrane”. 58

Tema 5 “Osnovne informacije o hidroelektranama.” 72

Modul 2. “Sistemi za proizvodnju i distribuciju energije.” 85

Tema 6. “Energijski resursi”. 85

Tema 7 “Osnovni sistemi za proizvodnju i distribuciju energetskih resursa industrijskih preduzeća.” 94

Modul 1. Proizvodnja energije.

Tema 1. Osnovne informacije o termoelektranama.

1.1 Opće informacije.

1.2 Toplotno-tehnološki dijagrami termoelektrana.

1.3 Sheme rasporeda termoelektrana.

Opće informacije

Termoelektrana(TE) - elektrana koja proizvodi električnu energiju kao rezultat konverzije toplotne energije koja se oslobađa tokom sagorevanja organskog goriva. Prve termoelektrane pojavile su se krajem 19. stoljeća i sredinom 70-ih godina. U 20. stoljeću termoelektrane su postale glavni tip elektrana u svijetu. Udio električne energije koju oni proizvode u Rusiji je oko 80%, au svijetu oko 70%.

Većina ruskih gradova se snabdijeva električnom energijom iz termoelektrana. U gradovima se često koriste CHP elektrane - kombinovane toplotne i elektrane koje proizvode ne samo električnu energiju, već i toplotu u obliku tople vode ili pare. Uprkos većoj efikasnosti, ovakav sistem je prilično nepraktičan, jer je, za razliku od električnih kablova, pouzdanost toplovoda izuzetno niska na velikim udaljenostima, jer je efikasnost centralizovanog snabdevanja toplotom značajno smanjena usled smanjenja temperature rashladnog sredstva. . Procjenjuje se da kada su toplinske mreže duži od 20 km (tipična situacija za većinu gradova), ugradnja električnog bojlera u samostojećoj kući postaje ekonomski isplativija.

U termoelektranama se hemijska energija goriva prvo pretvara u toplotnu, zatim u mehaničku, a zatim u električnu energiju.

Gorivo za takvu elektranu može biti ugalj, treset, plin, uljni škriljci i lož ulje. Termoelektrane se dijele na kondenzacijske elektrane (CHP), predviđene za proizvodnju samo električne energije, i kombinirane toplinske i elektrane (CHP), koje osim električne energije proizvode i toplinsku energiju u obliku tople vode i pare. Velike CPP regionalnog značaja nazivaju se državne područne elektrane (DRPP).

Termo-tehnološki dijagrami termoelektrana

Glavni toplotni dijagram termoelektrane prikazuje glavne tokove rashladne tečnosti povezane sa glavnom i pomoćnom opremom u procesima konverzije toplote za proizvodnju i snabdevanje električnom i toplotnom energijom. U praksi se osnovni termički dijagram svodi na dijagram puta para-voda termoelektrane (agregata), čiji se elementi obično prikazuju na konvencionalnim slikama.

Pojednostavljeni (glavni) termički dijagram termoelektrane na ugalj, prikazan je na slici 1. Ugalj se dovodi u bunker za gorivo 1, a iz njega u postrojenje za drobljenje 2, gdje se pretvara u prašinu. Ugljena prašina ulazi u peć parnog generatora (parnog kotla) 3, koji ima sistem cijevi u kojima cirkulira kemijski pročišćena voda, nazvana napojna voda. U kotlu se voda zagreva, isparava, a nastala zasićena para se dovede na temperaturu od 400-650°C i pod pritiskom od 3-25 MPa kroz parovod ulazi u parnu turbinu 4. Parametri pregrejanog para (temperatura i pritisak na ulazu u turbinu) zavise od snage uređaja.

Kompletan termalni dijagram razlikuje se od osnovne po tome što u potpunosti prikazuje opremu, cjevovode, zaporne, kontrolne i zaštitne ventile. Kompletan termički dijagram agregata sastoji se od dijagrama pojedinačnih komponenti, uključujući i opću stanicu (rezervni rezervoari kondenzata sa prenosnim pumpama, dopuna toplotne mreže, zagrevanje sirove vode, itd.). Pomoćni cjevovodi uključuju premosnicu, drenažu, drenažu, pomoćne i usisnu smjesu pare i zraka.

Slika 1 - Pojednostavljeni termički dijagram termoelektrane i izgled parne turbine

Termalni CES imaju nisku efikasnost (30 - 40%), jer se većina energije gubi sa dimnim gasovima i rashladnom vodom kondenzatora. CPP-ovi koji rade na fosilna goriva obično se grade u blizini lokacija za vađenje goriva.

CHP postrojenje se razlikuje od CPP-a po tome što na njega ima ugrađenu specijalnu turbinu za grijanje sa međuodvodom pare ili s protutlakom. U takvim postrojenjima toplina ispušne pare se djelomično ili čak u potpunosti koristi za opskrbu toplinom, zbog čega se gubici vode iz rashladne vode smanjuju ili u potpunosti izostaju (kod postrojenja s protutlačnim turbogeneratorima). Međutim, udio energije pare pretvorene u električnu energiju, sa istim početnim parametrima, u postrojenjima s grijaćim turbinama je manji nego u instalacijama sa kondenzacijskim turbinama. U termoelektrani se jedan dio pare u potpunosti koristi u turbini za proizvodnju električne energije u generatoru 5 i zatim ulazi u kondenzator 6, a drugi, koji ima višu temperaturu i pritisak (isprekidana linija na slici), uzima se iz srednjeg stupnja turbine i koristi se za dovod topline. Kondenzat se dovodi pumpom 7 kroz deaerator 8, a zatim napojnom pumpom 9 u generator pare. Količina pare koja se uzima zavisi od potreba preduzeća za toplotnom energijom.

Efikasnost termoelektrana dostiže 60-70%.

Takve stanice se obično grade u blizini potrošača- industrijska preduzeća ili stambena područja. Najčešće rade na uvozno gorivo.

Razmatrane termoelektrane, prema vrsti glavne termo jedinice (parne turbine), svrstane su u parnoturbinske stanice. Termalne stanice sa gasnom turbinom (GTU), kombinovanim ciklusom gasne turbine (CCGT) i dizel agregatima postale su znatno manje rasprostranjene.

Najekonomičnije su velike termoelektrane na parne turbine. U parnom kotlu, preko 90% energije koju oslobađa gorivo prenosi se na paru. U turbini se kinetička energija mlaznica pare prenosi na rotor (slika 1.). Osovina turbine je čvrsto povezana sa osovinom generatora. Moderne parne turbine za termoelektrane su brze (3000 o/min), visoko ekonomične mašine sa dugim vijekom trajanja. Njihova snaga jednog osovina dostiže 1200 MW, a to nije granica. Takve mašine su uvek višestepene, odnosno obično imaju nekoliko desetina diskova sa radnim lopaticama i isto toliko, ispred svakog diska, grupa mlaznica kroz koje struji mlaz pare. Istovremeno, pritisak i temperatura pare postepeno se smanjuju.

CPP velike snage koji koriste organsko gorivo trenutno se grade uglavnom za visoke početne parametre pare i nizak konačni pritisak (duboki vakuum). To omogućava smanjenje potrošnje topline po jedinici proizvedene električne energije, budući da su početni parametri viši str 0 i T 0 ispred turbine i ispod konačnog pritiska pare R k, veća je efikasnost instalacije. Stoga se para koja ulazi u turbinu dovodi do visokih parametara: temperature - do 650 ° C i tlaka - do 25 MPa.

Slika 2 prikazuje tipične termičke dijagrame CES-a koji rade na fosilna goriva. Prema dijagramu na slici 2a, toplota se dovodi u ciklus samo kada se para stvori i zagrije na odabranu temperaturu pregrijavanja t lane;prema dijagramu na slici 2b, uz prenos toplote u ovim uslovima, toplota se dovodi pari nakon njenog rada u visokotlačnom delu turbine.

Prvi krug se naziva krug bez srednjeg pregrijavanja, drugi - krug sa srednjim pregrijavanjem pare. Kao što je poznato iz kursa termodinamike, termička efikasnost druge šeme je veća sa istim početnim i konačnim parametrima i ispravnim izborom međuparametara pregrijavanja.

U obje sheme, para iz parnog kotla 1 šalje se u turbinu 2, smještenu na istoj osovini kao i električni generator 3. Izduvna para se kondenzira u kondenzatoru 4, hlađena procesnom vodom koja cirkulira u cijevima. Kondenzat turbine pomoću kondenzatne pumpe 5 preko regenerativnih grijača 6 se napaja u odzračivač 8.

Slika 2 - Tipični termički dijagrami parnih turbinskih kondenzacijskih postrojenja na organsko gorivo bez međupregrijavanja pare (a) i sa međupregrijavanjem (b)

Deaerator se koristi za uklanjanje plinova otopljenih u njemu iz vode; istovremeno se u njemu, kao iu regenerativnim grijačima, napojna voda zagrijava parom koja se za tu svrhu uzima iz izlaza turbine. Odzračivanje vode provodi se kako bi se sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u njoj doveo na prihvatljive vrijednosti i time smanjila stopa korozije na vodenim i parnim putevima. Istovremeno, odzračivač može biti odsutan u nizu termičkih krugova IES-a.

Deaerirana voda pumpa za napajanje 9 preko grijača 10 se napaja u kotlovnicu. Kondenzat grejne pare formiran u grejačima 10 kaskadno se propušta u deaerator 8, a kondenzat grejne pare iz grejača 6 se dovodi odvodna pumpa 7 u redu, kroz koji teče kondenzat iz kondenzatora 4.

Opisane termičke sheme su uglavnom tipične i neznatno se mijenjaju s povećanjem snage jedinice i početnih parametara pare.

Odzračivanje i napojna pumpa dijele krug regenerativnog grijanja u grupe HPH (visokotlačni grijač) i LPH (grijač niskog tlaka). PVD Group U pravilu se sastoji od dva ili tri grijača sa kaskadnim odvodom do odzračivača. Deaerator se napaja parom iste ekstrakcije kao i uzvodni HPH. Ova shema za uključivanje odzračivača pomoću pare je široko rasprostranjena. Pošto se u deaeratoru održava konstantan pritisak pare, a pritisak u ekstrakciji se smanjuje proporcionalno smanjenju protoka pare u turbinu, ova šema stvara rezervu pritiska za ekstrakciju, koja se ostvaruje u uzvodnoj HPH. HDPE Group sastoji se od tri do pet regenerativnih i dva do tri pomoćna grijača. Ako postoji isparivačka instalacija (rashladni toranj), kondenzator isparivača se uključuje između HDPE.

Tehnološki dijagram termoelektrane, koji radi na uglju, prikazan je na slici 3. To je složen kompleks međusobno povezanih puteva i sistema: sistem za pripremu prašine; sistem dovoda goriva i paljenja (put goriva); sistem za uklanjanje šljake i pepela; put gas-vazduh; sistem paro-voda, uključujući parno-vodni kotao i turbinsku jedinicu; sistem za pripremu i opskrbu dodatnom vodom za nadoknadu gubitaka napojne vode; tehnički vodovodni sistem za hlađenje parom; sistem grijanja vode; elektroenergetski sistem, uključujući sinhroni generator, pojačani transformator, visokonaponsku rasklopnu opremu, itd.

Slika 3 - Procesni dijagram elektrane na prah

Ispod je kratak opis glavnih sistema i tokova tehnološke šeme termoelektrane na ugalj.

1. Sistem za pripremu prašine. Put goriva. Dostava čvrstog goriva se vrši željeznicom u specijalnim vagonima 1. Gondola sa ugljem vaga se na željezničkoj vagi. Zimi se gondole sa ugljem prolaze kroz staklenik za odmrzavanje, u kojem se zidovi gondole zagrijavaju zagrijanim zrakom. Zatim se gondola gura u uređaj za istovar - auto damper 2, u kojem se rotira oko uzdužne ose pod uglom od oko 180 0; ugalj se izbacuje na rešetke koje pokrivaju prijemne rezervoare. Ugalj iz bunkera se hranilicama doprema na transporter 4, preko kojeg se doprema ili do skladišta uglja 4, ili kroz odeljak za drobljenje 5 u bunkere sirovog uglja kotlarnice 6, u koje se može dopremati i iz skladište uglja.

Iz drobilice gorivo ulazi u bunker sirovog uglja 6, a odatle preko dovoda u mlinove za mljevenje uglja 7. Ugljena prašina se pneumatski transportuje kroz separator 8 i ciklon 9 u bunker za ugljenu prašinu 10, a odatle se napajaju se gorionicima putem dovoda 11. Vazduh iz ciklona usisava se ventilatorom mlina 12 i dovodi u komoru za sagorevanje kotla 13.

Cijeli ovaj vod za gorivo, zajedno sa skladištem uglja, pripada sistem za dovod goriva, koju servisira osoblje pogona za gorivo i transport termoelektrane.

Kotlovi na prah također moraju imati početno gorivo, obično lož ulje. Lož ulje se isporučuje u željezničkim cisternama u kojima se prije ispuštanja zagrijava parom. Pomoću prve i druge pumpe za podizanje dovodi se do mlaznica lož ulja. Početno gorivo može biti i prirodni gas koji se dovodi iz gasovoda preko gasne kontrolne tačke do gasnih gorionika.

U termoelektranama koje koriste plinsko i naftno gorivo, ekonomičnost goriva je značajno pojednostavljena u odnosu na termoelektrane na prah., eliminiše se skladište uglja, odeljenje drobljenja, transportni sistem, bunker sirovog uglja i prašine, kao i sistemi za sakupljanje i uklanjanje pepela.

2. Put gas-vazduh. Sistem za uklanjanje šljake i pepela. Vazduh potreban za sagorevanje grejačima vazduha parnog kotla dovodi se ventilatorom 14. Vazduh se obično uzima sa vrha kotlarnice i (kod parnih kotlova velikog kapaciteta) izvan kotlarnice.

Gasovi koji nastaju tokom sagorevanja u komori za sagorevanje, nakon izlaska iz nje, prolaze sukcesivno kroz gasne kanale kotlovske instalacije, gde u pregrejaču pare (primarnom i sekundarnom, ako se izvodi ciklus sa međupregrijavanjem pare) i voda ekonomajzer, toplota se prenosi na radni fluid, a grejač vazduha se dovodi u vazduh parnog kotla. Zatim se u kolektorima pepela (elektrofilterima) 15 gasovi prečišćavaju od letećeg pepela i ispuštaju u atmosferu kroz dimnjak 17 pomoću odvoda dima 16.

Šljaka i pepeo koji padaju ispod komore za sagorevanje, grejača vazduha i kolektora pepela se ispiru vodom i teku kroz kanale do 33 lag pumpe, koje ih pumpaju u deponije pepela.

3. Put para-voda. Pregrijana para iz parnog kotla 13 teče kroz parne vodove i sistem mlaznica do turbine 22.

Kondenzat iz turbinskog kondenzatora 23 se napaja kondenzatnim pumpama 24 preko niskotlačnih regenerativnih grijača 18 u deaerator 20, u kojem se voda dovodi do ključanja; istovremeno se oslobađa agresivnih gasova O 2 i CO 2 koji su u njemu rastvoreni, što sprečava koroziju na putu para-voda. Iz deaeratora voda se napojnim pumpama 21 preko visokotlačnih grijača 19 dovodi do ekonomajzera kotla, čime se obezbjeđuje međupregrijavanje pare i značajno povećava efikasnost termoelektrane.

Parovodni put termoelektrane je najsloženiji i najodgovorniji, jer se na tom putu javljaju najviše temperature metala i najveći pritisci pare i vode.

Za funkcionisanje parovodnog puta potrebni su sistem za pripremu i dovod vode za nadoknađivanje gubitaka radnog fluida, kao i sistem tehničkog vodosnabdevanja termoelektrana za snabdevanje rashladne vode u kondenzator turbine.

4. Sistem za pripremu i dovod vode. Dodatna voda se dobija kao rezultat hemijskog prečišćavanja sirove vode, koja se vrši u posebnim filterima za ionsku izmjenu za hemijsku obradu vode.

Gubici pare i kondenzata zbog curenja na putu para-voda se u ovoj shemi nadopunjuju s kemijski razsojenom vodom, koja se iz spremnika demineralizirane vode napaja prijenosnom pumpom u vod kondenzata iza turbinskog kondenzatora.

U hemijskoj radnji 28 (radionica za hemijsku obradu vode) nalaze se uređaji za hemijski tretman vode za dopunu.

5. Sistem za hlađenje parom. Voda za hlađenje napaja se u kondenzator iz prijemnog bunara za dovod vode 26 cirkulacijske pumpe 25. Rashladna voda zagrijana u kondenzatoru ispušta se u sabirni bunar 27 istog izvora vode na određenoj udaljenosti od mjesta unosa, dovoljnoj da se zagrijana voda ne miješa sa preuzetom vodom.

U mnogim tehnološkim shemama termoelektrana, rashladna voda se pumpa kroz cijevi kondenzatora pomoću cirkulacionih pumpi 25, a zatim ulazi u rashladni toranj (rashladni toranj), pri čemu se zbog isparavanja voda hladi istom temperaturnom razlikom za koju je zagrijana u kondenzatoru. Sistemi vodosnabdijevanja sa rashladnim tornjevima koriste se uglavnom u termoelektranama. IES koristi sistem vodosnabdijevanja sa bazenima za hlađenje. Kada dođe do evaporativnog hlađenja vode, isparavanje je približno jednako količini pare koja se kondenzira u kondenzatorima turbine. Zbog toga se sistemi vodosnabdijevanja moraju puniti, obično riječnom vodom.

6. Sistem mrežnih jedinica za grijanje vode. U dijagramima za daljinsko grijanje elektrane i susjednog sela može se obezbijediti mala instalacija za grijanje mreže. Mrežni grijač 29 ove instalacije prima paru iz turbinskih ekstrakcija, kondenzat se ispušta kroz vod 31. Mrežna voda se dovodi do grijača i ispušta iz njega kroz cjevovode 30.

7. Elektroenergetski sistem. Električni generator koji se okreće parnom turbinom proizvodi naizmjeničnu električnu struju, koja ide kroz pojačani transformator do sabirnica otvorenog razvodnog uređaja (OSD) termoelektrane. Sabirnice pomoćnog sistema su takođe povezane sa terminalima generatora preko pomoćnog transformatora. Tako se pomoćni potrošači agregata (elektromotori pomoćnih agregata – pumpe, ventilatori, mlinovi itd.) napajaju iz generatora agregata. Za snabdijevanje električnom energijom elektromotora, rasvjetnih uređaja i uređaja elektrane postoji pomoćni elektrodistributivni uređaj 32.

U posebnim slučajevima (hitne situacije, rasterećenje, puštanje u rad i gašenje), pomoćno napajanje se obezbjeđuje preko pomoćnog sabirničkog transformatora vanjskog razvodnog uređaja. Pouzdano napajanje elektromotora pomoćnih jedinica osigurava pouzdan rad energetskih jedinica i termoelektrana u cjelini. Prekid napajanja električnom energijom za sopstvene potrebe dovodi do kvarova i nezgoda.

Termoelektrana je preduzeće za proizvodnju električne i toplotne energije. Prilikom izgradnje elektrane rukovode se sljedećim, što je važnije: lokacija izvora goriva u blizini ili lokacija obližnjeg izvora potrošnje energije.

Postavljanje termoelektrana u zavisnosti od izvora goriva.

Zamislimo da, recimo, imamo veliko ležište uglja. Ako ovdje izgradimo termoelektranu, smanjit ćemo troškove transporta goriva. Ako uzmemo u obzir da je transportna komponenta u cijeni goriva prilično velika, onda ima smisla graditi termoelektrane u blizini rudarskih lokacija. Ali šta ćemo sa nastalom strujom? Dobro je ako postoji negdje u blizini da se proda, u okolini je nestašica struje.

Šta učiniti ako nema potrebe za novom električnom energijom? Tada ćemo biti primorani da nastalu električnu energiju prenosimo žicama na velike udaljenosti. A da bi se električna energija prenosila na velike udaljenosti bez velikih gubitaka, potrebno ju je prenositi preko visokonaponskih žica. Ako ih nema, onda će ih trebati povući. U budućnosti će dalekovodi zahtijevati održavanje. Za sve ovo će biti potreban i novac.

Postavljanje termoelektrana u zavisnosti od potrošača.

Većina novih termoelektrana u našoj zemlji nalazi se u neposrednoj blizini potrošača.

To je zbog činjenice da je korist od postavljanja termoelektrana u neposrednoj blizini izvora goriva jedena troškovima transporta na velike udaljenosti putem dalekovoda. Štaviše, u ovom slučaju postoje veliki gubici.

Prilikom postavljanja elektrane direktno pored potrošača, možete dobiti i ako izgradite termoelektranu. Možete pročitati detaljnije. U ovom slučaju, troškovi isporučene topline su značajno smanjeni.

Ako se postavi direktno pored potrošača, nema potrebe za izgradnjom visokonaponskih dalekovoda, dovoljan je napon od 110 kV.

Iz svega gore napisanog možemo izvući zaključak. Ako je izvor goriva daleko, onda je u sadašnjoj situaciji bolje graditi termoelektrane, ali blizu potrošača. Veće koristi se postižu ako su izvor goriva i izvor potrošnje električne energije u blizini.

Dragi posjetitelji! Sada imate priliku da vidite Rusiju.

Proces pretvaranja toplotne energije u električnu se ogleda u pojednostavljenim (glavnim) ili potpunim toplotnim dijagramima.

Šematski termo dijagram termoelektrane prikazuje glavne tokove rashladnih tečnosti povezanih sa glavnom i pomoćnom opremom u procesima pretvaranja toplote sagorelog goriva za proizvodnju i snabdevanje potrošača električnom i toplotnom energijom. U praksi se osnovni termički dijagram svodi na dijagram puta para-voda termoelektrane (agregata), čiji se elementi obično prikazuju na konvencionalnim slikama.

Pojednostavljeni (glavni) termički dijagram termoelektrane na ugalj prikazan je na Sl. 3.1.

Ugalj se ubacuje u bunker za gorivo 1 , a iz njega - u postrojenje za drobljenje 2 gde se pretvara u prah. Ugljena prašina ulazi u peć generatora pare (parni kotao) 3 , koji ima sistem cijevi u kojima cirkulira hemijski pročišćena voda, nazvana hranljiva voda. U kotlu ima vode

Rice. 3.1. Pojednostavljeni termički dijagram parne turbine

termoelektrane na prah i izgled kotača parne turbine

se zagreva, isparava, a nastala zasićena para se dovodi do temperature od 400-650 °C u pregrejaču i pod pritiskom od 3...25 MPa ulazi u parnu turbinu kroz parovod. 4 . Parametri pregrijane pare T 0 , P 0 (temperatura i pritisak na ulazu u turbinu) zavise od snage jedinica. U CPP-u se sva para koristi za proizvodnju električne energije. U termoelektrani, jedan dio pare se u potpunosti koristi u turbini za proizvodnju električne energije u generatoru 5 a zatim ide na kondenzator 6 , a drugi, koji ima višu temperaturu i pritisak, uzima se iz srednjeg stepena turbine i koristi se za dovod toplote (isprekidana linija na sl. 3.1). Pumpa za kondenzat 7 kroz odzračivač 8 a zatim napojnom pumpom 9 isporučuje se u generator pare. Količina pare koja se uzima zavisi od potreba preduzeća za toplotnom energijom.

Kompletan termalni krug (TCS) razlikuje se od osnovne po tome što u potpunosti prikazuje opremu, cjevovode, zaporne, kontrolne i zaštitne ventile. Potpuni termički dijagram agregata sastoji se od dijagrama pojedinačnih jedinica, uključujući jedinicu opće stanice (rezervni spremnici kondenzata sa prenosnim pumpama, dopuna toplinske mreže, grijanje sirove vode, itd.). Pomoćni cjevovodi uključuju obilazne, drenažne, odvodne, pomoćne i usisne cjevovode za mješavinu pare i zraka. Oznake PTS vodova i armature su sljedeće:

3.1.1.1. Toplotni krugovi kes

Većina CPP-a u našoj zemlji kao gorivo koristi ugljenu prašinu. Za proizvodnju 1 kWh električne energije troši se nekoliko stotina grama uglja. U parnom kotlu, preko 90% energije koju oslobađa gorivo prenosi se na paru. U turbini, kinetička energija mlaznica pare se prenosi na rotor (vidi sliku 3.1). Osovina turbine je čvrsto povezana sa osovinom generatora. Moderne parne turbine za termoelektrane su brze (3000 o/min), visoko ekonomične mašine sa dugim vijekom trajanja.

CPP velike snage koji koriste organsko gorivo trenutno se grade uglavnom za visoke početne parametre pare i nizak konačni pritisak (duboki vakuum). To omogućava smanjenje potrošnje topline po jedinici proizvedene električne energije, budući da su početni parametri viši P 0 I T 0 ispred turbine i ispod završnog pritiska pare P k, veća je efikasnost instalacije. Stoga se para koja ulazi u turbinu dovodi do visokih parametara: temperature - do 650 ° C i tlaka - do 25 MPa.

Slika 3.2 prikazuje tipične pojednostavljene termičke dijagrame IES-a koji radi na fosilna goriva. Prema dijagramu na slici 3.2, A Toplina se dovodi u ciklus samo kada se para stvori i zagrije na odabranu temperaturu pregrijavanja t lane; prema dijagramu na slici 3.2, b Zajedno sa prenosom toplote u ovim uslovima, toplota se dovodi pari nakon njenog rada u visokotlačnom delu turbine.

Prvi krug se naziva krug bez srednjeg pregrijavanja, drugi - krug sa srednjim pregrijavanjem pare. Kao što je poznato iz kursa termodinamike, termička efikasnost druge šeme je veća sa istim početnim i konačnim parametrima i ispravnim izborom međuparametara pregrijavanja.

Prema obje sheme, para iz parnog kotla 1 ide na turbinu 2 nalazi se na istoj osovini sa električnim generatorom 3 . Izduvna para se kondenzuje u kondenzatoru 4 , hlađen tehničkom vodom koja cirkulira u cijevima. Kondenzat turbine pomoću kondenzatne pumpe 5 preko regenerativnih grejača 6 napaja se u odzračivač 8 .

Deaerator se koristi za uklanjanje plinova otopljenih u njemu iz vode; istovremeno se u njemu, kao iu regenerativnim grijačima, napojna voda zagrijava parom koja se za tu svrhu uzima iz izlaza turbine. Odzračivanje vode provodi se kako bi se sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u njoj doveo na prihvatljive vrijednosti i time smanjila stopa korozije metala u vodenim i parnim putevima. Istovremeno, odzračivač može biti odsutan u nizu termičkih krugova IES-a. U ovom takozvanom režimu vode sa neutralnim kisikom, određena količina kisika, vodikovog peroksida ili zraka se dovodi u napojnu vodu; odzračivač nije potreban u krugu.

R
je. 3.1. Tipični termalni krugovi parnih turbina

kondenzacione jedinice koje rade na fosilna goriva bez

međupregrijavanje pare ( A) i sa srednjim

pregrijavanje ( b)

Odzračivanje vode pomoću napojne pumpe 9 kroz grejače 10 isporučuje se u kotlovnicu. Kondenzat pare grijanja formiran u grijačima 10 , kaskade do odzračivača 8 , a kondenzat ogrjevne pare grijača 6 se napaja odvodnom pumpom 7 u vod kroz koji kondenzat teče iz kondenzatora 4 .

Opisane termičke sheme su uglavnom tipične i neznatno se mijenjaju s povećanjem snage jedinice i početnih parametara pare.

Odzračivanje i napojna pumpa dijele krug regenerativnog grijanja u grupe HPH (visokotlačni grijač) i LPH (grijač niskog tlaka). HPH grupa se sastoji u pravilu od 2-3 grijača sa kaskadnim odvodom do odzračivača. Deaerator se napaja parom iste ekstrakcije kao i uzvodni HPH. Ova shema za uključivanje odzračivača pomoću pare je široko rasprostranjena. Pošto se u deaeratoru održava konstantan pritisak pare, a pritisak u ekstrakciji se smanjuje proporcionalno smanjenju protoka pare u turbinu, ova šema stvara rezervu pritiska za ekstrakciju, koja se ostvaruje u uzvodnoj HPH. HDPE grupa se sastoji od 3–5 regenerativnih i 2–3 pomoćna grijača. Ako postoji isparivačka instalacija (rashladni toranj), kondenzator isparivača je povezan između HDPE-a.

IES koji proizvode samo električnu energiju imaju nisku efikasnost (30–40%), jer se velika količina proizvedene toplote ispušta u atmosferu kroz parne kondenzatore, rashladne tornjeve, a gubi se sa dimnim gasovima i rashladnom vodom kondenzatora.

Tehnološki dijagram termoelektrane odražava sastav i međusobnu povezanost njenih tehnoloških sistema, opći slijed procesa koji se u njima odvijaju. Na sl. Na slici 11 prikazan je šematski dijagram kondenzacijske termoelektrane na čvrsto gorivo.

Termoelektrana obuhvata: pogone za gorivo i sistem za pripremu goriva za sagorevanje; kotlarnica– komplet kotla i pomoćne opreme (sastoji se od samog kotla, uređaja za sagorevanje, pregrejača, ekonomajzera vode, grejača vazduha, okvira, obloge, armature, pomoćne opreme kotla i cjevovoda); turbinsko postrojenje– komplet turbine i pomoćne opreme; instalacije za prečišćavanje vode i kondenzata; tehnički vodovod, sistem za uklanjanje pepela i šljake; elektrotehnika; sistem upravljanja energetskom opremom.

Postrojenja za gorivo obuhvataju uređaje za prijem i istovar, transportne mehanizme, skladišta goriva za čvrsta i tečna goriva, uređaje za prethodnu pripremu goriva (postrojenja za drobljenje uglja). Postrojenje za lož ulje uključuje i pumpe za pumpanje lož ulja i grijače.

Priprema čvrstog goriva za sagorevanje se sastoji od mlevenja i sušenja u postrojenju za pripremu prašine, a priprema lož ulja se sastoji od njegovog zagrevanja, čišćenja od mehaničkih nečistoća, a ponekad i obrade posebnim aditivima. Priprema gasnog goriva se uglavnom svodi na regulaciju pritiska gasa pre nego što uđe u kotao.

Vazduh potreban za sagorevanje goriva dovode se u kotao pomoću ventilatora sa prinudnim vazduhom. Produkti sagorevanja goriva - dimni gasovi se usisavaju pomoću dimovoda i kroz dimnjake ispuštaju u atmosferu. Skup kanala (kanala i dimovoda) i raznih elemenata opreme kroz koje prolaze zrak i dimni plinovi formiraju plin

vazdušni put termoelektrane. Dimovod, dimnjak i ventilatori koji su uključeni u njegov sastav čine nacrt instalacije. U zoni sagorevanja goriva nezapaljive (mineralne) nečistoće koje se nalaze u njegovom sastavu prolaze kroz fizičke i hemijske transformacije i uklanjaju se iz kotla djelimično u obliku šljake, a značajan dio ih odvode dimni plinovi u obliku sitnih čestica pepela. Kako bi se atmosferski zrak zaštitio od ispuštanja pepela, ispred dimovoda se postavljaju kolektori pepela (kako bi se spriječilo njihovo trošenje pepela).

Šljaka i zarobljeni pepeo se obično hidraulički uklanjaju izvan područja elektrane na deponije pepela. Prilikom sagorijevanja lož ulja i plina ne postavljaju se kolektori pepela.

Kada se gorivo sagorijeva, kemijski vezana energija se pretvara u toplinsku energiju, stvaraju se produkti sagorijevanja koji u grijaćim površinama kotla odaju toplinu vodi i pari koja se iz nje stvara.

Formira se ukupnost opreme, njenih pojedinačnih elemenata, cjevovoda kroz koje se kreću voda i para vodena parna staza stanice.

U kotlu se voda zagrijava do temperature zasićenja, isparava, a zasićena para nastala od kipuće (kotlovske) vode se pregrijava. Zatim se pregrijana para šalje kroz cjevovode do turbine, gdje se njena toplinska energija pretvara u mehaničku energiju koja se prenosi na osovinu turbine. Para koja se ispušta u turbini ulazi u kondenzator, prenosi toplotu rashladnoj vodi i kondenzuje.

Iz kondenzatora para pretvorena u vodu ispumpava se kondenzatnom pumpom i nakon prolaska kroz niskotlačne grijače (LPH) ulazi u odzračivač. Ovdje se voda zagrijava parom do temperature zasićenja, čime se uklanja kisik i drugi plinovi u atmosferu kako bi se spriječila korozija opreme. Iz odzračivača voda, tzv hranljiva , se pumpa kroz visokotlačne grijače (HPH) napojnom pumpom i dovodi u kotao.

Kondenzat u HDPE i deaeratoru, kao i napojna voda u HDPE, zagrijavaju se parom koja se uzima iz turbine. Ovaj način grijanja znači vraćanje (regeneraciju) topline u ciklus i naziva se regenerativno grijanje. Zahvaljujući njemu, smanjuje se protok pare u kondenzator, a samim tim i količina toplote koja se prenosi na rashladnu vodu, što dovodi do povećanja efikasnosti parnoturbinskog postrojenja.

Skup elemenata koji obezbeđuju rashladnu vodu kondenzatora naziva se tehnički sistem vodosnabdijevanja. To uključuje izvor vodosnabdijevanja (rijeka, rezervoar, rashladni toranj), cirkulacionu pumpu, ulazne i izlazne cijevi za vodu. U kondenzatoru se oko 55% topline pare koja ulazi u turbinu prenosi na rashladnu vodu; ovaj dio topline se ne koristi za proizvodnju električne energije i beskorisno se troši.

Ovi gubici će se značajno smanjiti ako se iz turbine oduzme djelimično iscrpljena para i njena toplota koristi za tehnološke potrebe industrijskih preduzeća ili za zagrevanje vode za grejanje. Tako stanica postaje kombinovana toplotna i elektrana (CHP), koja obezbeđuje kombinovanu proizvodnju električne i toplotne energije. U termoelektranama se ugrađuju specijalne turbine sa ekstrakcijom pare - takozvane kogeneracijske turbine. Parni kondenzat koji se isporučuje potrošaču topline dovodi se u termoelektranu pomoću povratne kondenzatne pumpe.

U termoelektranama može biti vanjski gubici pare i kondenzata vezano za opskrbu toplinom industrijskih potrošača. U prosjeku su 35 - 50%. Unutarnji i vanjski gubici pare i kondenzata nadoknađuju se dodatnom vodom prethodno tretiranom u postrojenju za prečišćavanje vode.

Kod termoelektrana postoje unutrašnji gubici kondenzata i pare, zbog nepotpune nepropusnosti vodeno-parnog puta, kao i nepovratne potrošnje pare i kondenzata za tehničke potrebe stanice. Oni čine mali dio ukupne potrošnje pare za turbine (oko 1 – 1,5%).

dakle, napojnu vodu kotla je mješavina turbinskog kondenzata i dopunske vode.

Električna oprema stanice uključuje električni generator, komunikacijski transformator, glavnu rasklopnu opremu i sistem napajanja vlastitih mehanizama elektrane preko pomoćnog transformatora.

Sistem upravljanja elektroenergetskom opremom u termoelektranama prikuplja i obrađuje informacije o napretku tehnološkog procesa i stanju opreme, automatskom i daljinskom upravljanju mehanizmima i regulaciji osnovnih procesa i automatskoj zaštiti opreme.

Test pitanja za Poglavlje 3

1. Koje vrste elektrana poznajete?

2. Koja je razlika između termoelektrana i nuklearnih elektrana?

3. Koje metode pretvaranja toplotne energije u mehaničku energiju poznajete?

4. Koja je razlika između kotlovskog i turbinskog postrojenja?

5. Definirajte instalaciju propuha i putanju vodene pare stanice.

6. Šta je napojna voda kotla?

7. Šta je tehnički sistem vodosnabdijevanja?

8. Koja je razlika između vanjskih gubitaka i unutrašnjih gubitaka kondenzata i pare?

PRIPREMA VODE

Tehnološki proces pretvaranja sirovine (goriva) u finalni proizvod (električnu energiju) ogleda se u tehnološkim dijagramima elektrana.

Tehnološki dijagram termoelektrane na ugalj, prikazan je na slici 3.4. To je složen skup međusobno povezanih puteva i sistema: sistem za pripremu prašine; sistem dovoda goriva i paljenja (put goriva); sistem za uklanjanje šljake i pepela; put gas-vazduh; sistem paro-voda, uključujući parno-vodni kotao i turbinsku jedinicu; sistem za pripremu i opskrbu dodatnom vodom za nadoknadu gubitaka napojne vode; tehnički vodovodni sistem za hlađenje parom; sistem grijanja vode; elektroenergetski sistem, uključujući sinhroni generator, pojačani transformator, visokonaponsku rasklopnu opremu, itd.

Ispod je kratak opis glavnih sistema i tokova toka termoelektrane na primjeru termoelektrane na ugalj.

Rice. 3.3. Procesni dijagram elektrane na prah

1. Sistem za pripremu prašine. Put goriva. Čvrsto gorivo se doprema željeznicom u posebnim vagonima. 1 (vidi sliku 3.4). Na željezničkim vagama vagaju se gondole s ugljem. Zimi se gondole sa ugljem prolaze kroz staklenik za odmrzavanje, u kojem se zidovi gondole zagrijavaju zagrijanim zrakom. Zatim se gondola gura u uređaj za istovar - auto kiper 2 , u kojem se rotira oko uzdužne ose pod uglom od oko 180 0; ugalj se izbacuje na rešetke koje pokrivaju prijemne rezervoare. Ugalj iz bunkera se hranilicama dovodi do transportera 4 , preko kojeg dolazi ili do skladišta uglja 3 , ili kroz odjel za drobljenje 5 u bunkeru sirovog uglja kotlarnice 6 , u koji se može isporučiti i iz skladišta uglja.

Iz postrojenja za drobljenje gorivo ulazi u bunker sirovog uglja 6 , a odatle preko hranilica - u mlinove uglja 7 . Ugljena prašina se pneumatski transportuje kroz separator 8 i ciklon 9 u kantu za ugljenu prašinu 10 , a odatle hranilice 11 isporučuje se na gorionike. Vazduh iz ciklona usisava ventilator mlina 12 i dovodi u komoru za sagorevanje kotla 13 .

Cijeli ovaj put goriva, zajedno sa skladištem uglja, pripada sistemu snabdijevanja gorivom, koji opslužuje osoblje odjela transporta goriva termoelektrane.

Kotlovi na ugalj imaju i početno gorivo, obično lož ulje. Lož ulje se isporučuje u željezničkim cisternama u kojima se prije ispuštanja zagrijava parom. Pomoću prve i druge pumpe za podizanje dovodi se do mlaznica lož ulja. Početno gorivo može biti i prirodni gas koji se dovodi iz gasovoda preko gasne kontrolne tačke do gasnih gorionika.

U termoelektranama koje sagorevaju plinsko i naftno gorivo, ekonomičnost goriva je značajno pojednostavljena u odnosu na termoelektrane na prah. Skladište uglja, odjel za drobljenje, transportni sistem, bunkeri za sirovi ugalj i prašinu, kao i sistemi za sakupljanje i uklanjanje pepela postaju nepotrebni.

2. Put gas-vazduh. Sistem za uklanjanje šljake i pepela. Vazduh potreban za sagorevanje dovodi se u dovod vazduha

grijalice na parni kotao sa ventilatorom 14 . Vazduh se obično uzima sa vrha kotlarnice i (kod parnih kotlova velikog kapaciteta) izvan kotlarnice.

Gasovi koji nastaju tokom sagorevanja u komori za sagorevanje, nakon izlaska iz nje, prolaze sukcesivno kroz gasne kanale kotlovske instalacije, gde u pregrejaču pare (primarnom i sekundarnom, ako se izvodi ciklus sa međupregrijavanjem pare) i voda ekonomajzer, toplota se prenosi na radni fluid, a grejač vazduha se dovodi u vazduh parnog kotla. Zatim u kolektore pepela (elektrofilteri) 15 gasovi se prečišćavaju od letećeg pepela i kroz dimnjak 17 usisivači dima 16 ispuštaju se u atmosferu.

Šljaka i pepeo koji padaju ispod komore za sagorevanje, grejača vazduha i kolektora pepela se ispiru vodom i dovode kroz kanale u pumpe za eksploziju. 33 , koji ih pumpaju u deponije pepela.

3. Put pare i vode. Para pregrijana u pregrijaču iz parnog kotla 13 kroz parovode i sistem mlaznica teče do turbine 22 .

Kondenzacija iz kondenzatora 23 turbine se napajaju kondenzatnim pumpama 24 kroz niskotlačne regenerativne grijače 18 u odzračivač 20 , u kojoj se voda dovede do ključanja; istovremeno se oslobađa agresivnih gasova O 2 i CO 2 koji su u njemu rastvoreni, što sprečava koroziju na putu para-voda. Voda se napaja iz deaeratora pomoću napojnih pumpi 21 kroz visokotlačne grijače 19 u ekonomajzer kotla, obezbeđujući predgrijavanje vode i značajno povećanje efikasnosti termoelektrane.

Put para-voda termoelektrane je najsloženiji i najodgovorniji, jer se na tom putu javljaju najviše temperature metala i najveći pritisci pare i vode.

Za funkcionisanje parovodnog puta potrebni su sistem za pripremu i dovod vode za nadoknađivanje gubitaka radnog fluida, kao i sistem tehničkog vodosnabdevanja termoelektrana za snabdevanje rashladne vode u kondenzator turbine.

4. Sistem za pripremu i dovod dodatne vode. Dodatna voda se dobija kao rezultat hemijskog prečišćavanja sirove vode, koja se vrši u posebnim filterima za ionsku izmjenu za hemijsku obradu vode.

Gubici pare i kondenzata zbog curenja na putu para-voda se u ovoj shemi nadopunjuju kemijski demineraliziranom vodom, koja se iz spremnika demineralizirane vode napaja prijenosnom pumpom u vod kondenzata iza turbinskog kondenzatora.

U hemijskoj radionici nalaze se uređaji za hemijski tretman vode za dopunu 28 (radionica za hemijsku obradu vode).

5. Sistem za hlađenje parom. Rashladna voda se dovodi u kondenzator iz bunara za dovod vode 26 cirkulacijske pumpe 25 . Rashladna voda zagrijana u kondenzatoru ispušta se u sabirni bunar 27 isti izvor vode na određenoj udaljenosti od mjesta unosa, dovoljnoj da se zagrijana voda ne miješa sa uzetom vodom.

U mnogim tehnološkim shemama termoelektrana, rashladna voda se pumpa kroz cijevi kondenzatora pomoću cirkulacionih pumpi 25 a zatim ulazi u rashladni toranj (rashladni toranj), gdje se zbog isparavanja voda hladi istom temperaturnom razlikom za koju je zagrijana u kondenzatoru. Sistem vodosnabdijevanja sa rashladnim tornjevima koristi se uglavnom u termoelektranama. IES koristi sistem vodosnabdijevanja sa bazenima za hlađenje. Kada dođe do evaporativnog hlađenja vode, isparavanje je približno jednako količini pare koja se kondenzira u kondenzatorima turbine. Zbog toga se sistemi vodosnabdijevanja moraju puniti, obično riječnom vodom.

6. Mrežni sistem za grijanje vode.Šeme mogu predvidjeti malu mrežnu instalaciju grijanja za daljinsko grijanje elektrane i susjednog sela. Za grijače mreže 29 ove instalacije, para dolazi iz turbinskih ekstrakcija, kondenzat se ispušta kroz vod 31 . Mrežna voda se dovodi do grijača i uklanja se iz njega kroz cjevovode 30 .

7. Elektroenergetski sistem. Električni generator koji rotira parna turbina proizvodi naizmjeničnu električnu struju, koja ide kroz pojačivač transformatora do sabirnica otvorenog razvodnog uređaja (OSD) termoelektrane. Sabirnice pomoćnog sistema su takođe povezane sa terminalima generatora preko pomoćnog transformatora. Dakle, pomoćni potrošači agregata (elektromotori pomoćnih jedinica - pumpe, ventilatori, mlinovi, itd.) se napajaju iz generatora agregata. Za snabdijevanje električnom energijom elektromotora, rasvjetnih uređaja i uređaja elektrane postoji pomoćni električni razvodni uređaj 32 .

U posebnim slučajevima (hitne situacije, rasterećenje, puštanje u rad i gašenje), pomoćno napajanje se obezbjeđuje preko pomoćnog sabirničkog transformatora vanjskog razvodnog uređaja. Pouzdano napajanje elektromotora pomoćnih jedinica osigurava pouzdan rad energetskih jedinica i termoelektrana u cjelini. Prekid napajanja električnom energijom za sopstvene potrebe dovodi do kvarova i nezgoda.

Osnovna razlika između tehnološke šeme gasnoturbinske elektrane (GTU) i parne turbine je u tome što se u GTU-u hemijska energija goriva pretvara u mehaničku energiju u jednoj jedinici - gasnoj turbini, usled čega postoji nije potreban parni kotao.

Instalacija gasne turbine (slika 3.5) sastoji se od komore za sagorevanje KS, gasne turbine GT, vazdušnog kompresora K i električnog generatora G. Kompresor K usisava atmosferski vazduh, komprimira ga na prosečno 6–10 kg/cm 2 i dovodi ga u komoru za sagorijevanje KS. Gorivo (na primjer, solarno ulje, prirodni ili industrijski plin) također ulazi u komoru za sagorijevanje, koja gori u okruženju komprimovanog zraka.

Rice. 3.4. Pojednostavljeni tehnološki dijagram plinske turbine

elektrane na tečno ili plinovito gorivo: T – gorivo; IN -

zrak; KS – komora za sagorevanje; GT – gasna turbina; K – vazdušni kompresor; G – električni generator

Vrući plinovi temperature 600–800 °C iz komore za sagorijevanje ulaze u plinsku turbinu GT. Prolazeći kroz turbinu, oni se šire do atmosferskog tlaka i, krećući se velikom brzinom između lopatica, rotiraju osovinu turbine. Izduvni plinovi izlaze u atmosferu kroz izduvnu cijev. Značajan dio snage plinske turbine troši se na rotaciju kompresora i drugih pomoćnih uređaja.

Glavne prednosti gasnoturbinskih jedinica u odnosu na parne turbine su:

1) nedostatak kotlarnice i hemijskog tretmana vode;

2) znatno manja potreba za rashladnom vodom, što omogućava korišćenje gasnoturbinskih jedinica u područjima sa ograničenim vodnim resursima;

3) znatno manji broj operativnog osoblja;

4) brzo pokretanje;

5) niži trošak proizvedene električne energije.

Sheme rasporeda termoelektrana

TE se dijele na blok i neblok na osnovu tipa (strukture) termičkog kruga.

Sa blok dijagramom sva glavna i pomoćna oprema postrojenja nemaju tehnološke veze sa opremom druge instalacije elektrane. U elektranama na fosilna goriva, svaka turbina se napaja parom samo iz jednog ili dva na nju priključena kotla. Parnoturbinsko postrojenje, čija se turbina pokreće parom iz jednog parnog kotla, naziva se monoblok, ako postoje dva kotla po turbini – dvostruki blok.

Sa neblok šemom Para iz TE iz svih parnih kotlova ulazi u zajedničku magistralu i samo se odatle distribuira na pojedinačne turbine. U nekim slučajevima moguće je usmjeriti paru direktno iz parnih kotlova na turbine, ali je zajednička spojna linija očuvana, tako da uvijek možete koristiti paru iz svih kotlova za napajanje bilo koje turbine. Vodovi preko kojih se voda dovodi do parnih kotlova (napojni cjevovodi) također imaju poprečne veze.

Blok termoelektrane su jeftinije od neblok termoelektrana, jer je raspored cjevovoda pojednostavljen, a broj armatura je smanjen. Lakše je upravljati pojedinačnim jedinicama na takvoj stanici; blokovske instalacije lakše je automatizirati. U radu, rad jedne jedinice ne utiče na susjedne jedinice. Prilikom proširenja elektrane, sljedeća jedinica može imati drugačiju snagu i raditi na novim parametrima. To omogućava ugradnju snažnije opreme sa višim parametrima na proširivu stanicu, tj. omogućava vam da poboljšate opremu i povećate tehničke i ekonomske performanse elektrane. Proces postavljanja nove opreme ne utiče na rad prethodno instaliranih jedinica. Međutim, za normalan rad blok termoelektrana, pouzdanost njihove opreme mora biti znatno veća od one kod neblok termoelektrana. Jedinice nemaju rezervne parne kotlove; ako je moguća produktivnost kotla veća od protoka potrebnog za datu turbinu, dio pare (tzv. skrivena rezerva, koja se široko koristi u neagregatnim termoelektranama) ne može se prenijeti u drugu instalaciju. Za parnoturbinska postrojenja sa međupregrijavanjem pare, blok dijagram je praktički jedini mogući, jer će dijagram neblok postrojenja u ovom slučaju biti previše složen.

U našoj zemlji su parnoturbinske instalacije termoelektrana bez kontrolisanog odvođenja pare sa početnim pritiskom P 0 ≤8,8 MPa i instalacije s kontroliranim izvlačenjem na P 0 ≤12,7 MPa, koji rade u ciklusima bez međupregrijavanja pare, izgrađeni su bez blokova. Pri višim pritiscima (kod IES na P 0 ≥12,7 MPa, a kod termoelektrana na P 0 = 23,5 MPa) sve parne turbinske jedinice rade u ciklusima sa međupregrijavanjem, a stanice sa takvim instalacijama su izgrađene u blokovima.

U glavnoj zgradi (glavnoj zgradi) nalazi se glavna i pomoćna oprema koja se direktno koristi u tehnološkom procesu elektrane. Međusobni raspored opreme i građevinskih konstrukcija naziva se raspored glavne zgrade elektrane.

Glavni objekat elektrane obično se sastoji od turbinske prostorije, kotlarnice (sa bunker prostorijom kada se radi na čvrsto gorivo) ili reaktorske prostorije u nuklearnoj elektrani i prostorije za odzračivanje. U mašinskoj prostoriji, uz glavnu opremu (prvenstveno turbinske jedinice), nalaze se: kondenzat pumpe, regenerativni grejači niskog i visokog pritiska, agregati napojnih pumpi, isparivači, parni pretvarači, mrežni grejači (kod termoelektrana), pomoćni grijači i drugi izmjenjivači topline.

U toplim klimama (na primjer, na Kavkazu, u srednjoj Aziji, itd.), U nedostatku značajnih padavina, prašnih oluja itd. CPP, posebno postrojenja za gas i naftu, koriste otvoreni raspored opreme. Istovremeno, nad kotlovima se postavljaju nadstrešnice, a turbinski agregati su zaštićeni lakim zaklonima; pomoćna oprema turbinskog agregata smještena je u zatvorenoj prostoriji za kondenzaciju. Specifični kubični kapacitet glavne zgrade CPP-a otvorenog rasporeda je smanjen na 0,2–0,3 m 3 /kW, što smanjuje troškove izgradnje CPP-a. U prostorijama elektrane za montažu i popravku elektroenergetske opreme ugrađuju se mostne dizalice i drugi podizni mehanizmi.

Na sl. 3.6. Prikazana je shema rasporeda agregata elektrane na prah: I – prostorija parogeneratora; II – mašinska soba, III – crpna stanica rashladne vode; 1 – uređaj za istovar; 2 – postrojenje za drobljenje; 3 – ekonomajzer vode i grijač zraka; 4 – pregrijači pare; 5 , 6 – komora za sagorevanje; 7 – gorionici na prah; 8 – generator pare; 9 – ventilator za mlin; 10 – bunker za ugljenu prašinu; 11 – hranilice za prašinu; 12 – parovodi za međupregrijavanje; 13 – odzračivač; 14 - parna turbina; 15 – električni generator; 16 – pojačani električni transformator; 17 – kondenzator; 18 – cjevovodi za dovod i odvod rashladne vode; 19 – kondenzat pumpe; 20 – regenerativni HDPE; 21 – pumpa za napajanje; 22 – regenerativni LDPE; 23 – ventilator; 24 – hvatač pepela; 25 – kanali za uklanjanje šljake i pepela; EE– struja visokog napona.

Na sl. 3.7 prikazan je pojednostavljeni raspored elektrane na plin i ulje snage 2400 MW, koji ukazuje na postavljanje samo glavne i dijela pomoćne opreme, kao i dimenzije konstrukcija (m): 1 - kotlovnica; 2 – odjeljak za turbinu; 3 – odeljak kondenzatora; 4 – odeljak generatora; 5 – odjeljak za odzračivanje; 6 – ventilator; 7 – regenerativni grijači zraka; 8 – distributivni sistem za sopstvene potrebe (RUSN); 9 - dimnjak.

Rice. 3.7. Tlocrt glavne zgrade tvornice plina i nafte

elektrane snage 2400 MW

Glavna oprema IES-a (kotlovske i turbinske jedinice) nalazi se u glavnoj zgradi, kotlovima i jedinici za pripremu prašine (kod IES-a koji sagorevaju npr. ugalj u obliku prašine) - u kotlarnici, turbinskim jedinicama i njihovim pomoćna oprema - u turbinskoj prostoriji elektrane. U CPP se ugrađuje uglavnom po jedan kotao po turbini. Kotao sa turbinskim agregatom i njihovom pomoćnom opremom čine poseban dio - monoblok elektranu.

Za turbine kapaciteta 150–1200 MW potrebni su kotlovi kapaciteta 500–3600 m 3 /h pare, respektivno. Ranije su državne elektrane koristile dva kotla po turbini, tj. dupli blokovi . Kod CPP-a bez međupregrijavanja pare s turbinskim jedinicama snage 100 MW ili manje, korištena je neblokovska centralizirana shema, u kojoj se para iz kotlova preusmjerava u zajednički parni vod, a iz njega se distribuira između turbina.

Dimenzije glavne zgrade zavise od snage opreme koja se u njoj nalazi: dužina jednog bloka je 30–100 m, širina 70–100 m. Visina mašinske prostorije je oko 30 m, kotlarnice je više od 50 m. Isplativost rasporeda glavne zgrade procjenjuje se otprilike specifičnim kubičnim kapacitetom, jednakim oko 0,7–0,8 m 3 /kW u termoelektrani na prah. , iu gas-ulju - oko 0,6–0,7 m 3 / kW. Dio pomoćne opreme kotlarnice (dimousisnici, ventilatori, sakupljači pepela, cikloni za prašinu i separatori prašine sistema za pripremu prašine) često se postavljaju van zgrade, na otvorenom.

CES se grade direktno u blizini izvora vode (rijeka, jezero, more); Često se pored CPP-a stvara akumulacija (ribnjak). Na teritoriji IES-a, pored glavne zgrade, nalaze se objekti i uređaji za tehničko vodosnabdevanje i hemijsko prečišćavanje vode, pogoni za gorivo, električni transformatori, razvodni uređaji, laboratorije i radionice, skladišta materijala, kancelarijski prostori za osoblje koje opslužuje IES. Gorivo se na teritoriju CPP obično doprema vozovima. Pepeo i šljaka iz komore za sagorevanje i kolektora pepela uklanjaju se hidraulično. Na teritoriji IES-a položene su željezničke pruge i putevi, izgrađeni dalekovodni izvodi, nadzemni i podzemni vodovodi. Površina teritorije koju zauzimaju objekti CPP je, u zavisnosti od kapaciteta elektrane, vrste goriva i drugih uslova, 25-70 hektara. .

Velike elektrane na ugalj na prah u Rusiji servisira osoblje po stopi od 1 osobe na svaka 3 MW kapaciteta (otprilike 1000 ljudi u elektrani kapaciteta 3000 MW); Osim toga, potrebno je osoblje za održavanje.

Snaga IES zavisi od resursa vode i goriva, kao i od zahteva zaštite životne sredine: obezbeđivanje normalne čistoće vazduha i vodenih bazena. Emisije produkata sagorevanja goriva u vidu čvrstih čestica u vazduh na području CPP-a su ograničene ugradnjom naprednih kolektora pepela (elektrofiltera sa efikasnošću od oko 99%). Preostale nečistoće, oksidi sumpora i dušika, raspršuju se pomoću visokih dimnjaka, koji su izgrađeni za uklanjanje štetnih nečistoća u više slojeve atmosfere. Dimnjaci visine do 300 m i više se izvode od armiranog betona ili sa 3-4 metalna debla unutar armirano-betonske ljuske ili zajedničkog metalnog okvira.

Upravljanje brojnom raznolikom opremom IES moguće je samo na osnovu sveobuhvatne automatizacije proizvodnih procesa. Moderne kondenzacijske turbine su potpuno automatizirane. Kotlovska jedinica automatski kontroliše procese sagorevanja goriva, napajanje kotlovske jedinice vodom, održavanje temperature pregrevanja pare itd. Ostali IES procesi su takođe automatizovani: održavanje određenih režima rada, jedinice za pokretanje i zaustavljanje, zaštita opreme tokom nenormalnih i vanrednih uslova.