Описание ТЭЦ и рабочего механизма. Технологическая схема тепловой электростанции. Технологическая схема ТЭС

2.1.Технологическая схема тепловой электростанции

На тепловых элетростанциях (ТЭС) осуществляется преобразование тепловой энергии, выделяющейся при сжигании химического топлива (угля, мазута, газа) или при  распаде ядерного горючего, в электроэнергию. В последнем случае электростанции называются атомными (АЭС). Наиболее распространены электростанции с паровыми турбинами. Рассмотрим технологическую схему такой электростанции при сжигании мазута. Поступающее на электростанцию топливо (из вагонов или напрямую из нефтеперерабатывающего завода по трубопроводу) загружается в резервуары, откуда затем специальными насосами подается в котел. Весь комплекс устройств по разгрузке, транспортировке, хранению называется топливным хозяйством или топливоподачей. Наиболее сложное хозяйство имеют электростанции, работающие на твердом топливе. На рис. 1 приведена технологическая схема ТЭС. Топливоприготовление     заключается в разогреве мазута до необходимой температуры. Разогретый мазут подается насосами в топку парогенератора 3, где он сгорает, а выделяющееся тепло расходуется на получение пара. Воздух для горения подается с помощью вентилятора 4. Образующиеся при сгорании топлива дымовые газы отводятся из парогенератора с помощью дымососа 5 через специальные устройства 6, служащие для очистки газов от золы, и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 7 при температуре 120-140 градусов Цельсия. Совокупность элементов 4-7 образуют  газовоздушный тракт котла.

Полученный в парогенераторе пар по паропроводу 8 поступает в паровую турбину 9, где происходит превращение тепловой энергии пара в механическую энергию вращения ее вала, который соединен с валом электрического генератора 12. Совершая работу, пар расширяется от начального давления 13,0-24,0 Мпа до конечного давления 0,0035-0,0045 Мпа. При этом лишь часть его тепловой энергии превращается в работу (в современных турбинах около 45%), а остальное тепло остается в отработавшем паре. Если попытаться возвратить отработанный пар в парогенератор, то, очевидно, для этого его необходимо сжать до начального давления. Но тогда, как показывают теория и расчеты, на сжатие была бы израсходована в лучшем случае вся работа, полученная при расширении, и полезная работа не была бы совершена. Поэтому после расширения в турбине пар направляют в специальный аппарат 10, называемый конденсатором, где он, конденсируясь, превращается в воду. Образующийся конденсат пара с помощью насоса 11 откачивается и снова поступает в парогенератор; затем цикл повторяется сначала. Так как объем конденсата в тысячи раз меньше, чем объем пара, поступающего в конденсатор, то на его перекачку расходуется относительно мало энергии – не более 3-4% выработки турбиной. Как известно, при конденсации пара выделяется тепло. Это тепло передается в конденсаторе проходящей через него охлаждающей воде, которая называется циркуляционной. Циркуляционная вода, проходя конденсатор, нагревается на 8-10 градусов  и при температуре 25-35 градусов Цельсия сбрасывается в водоем. Таким образом, около 55% тепла  пара не используются для выработки электроэнергии и    бесполезно пропадает. Тот факт, что значительная часть    тепловой энергии не может перейти в работу, является ее  специфической особенностью, отличающей тепловую энергию от электрической, гидравлической и других видов энергии.

Паровой котлоагрегат, турбина, конденсатор, насос, трубопроводные коммуникации между аппаратами и другое оборудование, через которое проходят вода и пар, образуют пароводяной тракт электростанции.

Совокупность устройств, предназначаемых для снабжения конденсаторов циркуляционной водой, называется системой технического водоснабжения. В нее входят насосы 13, подающие воду в конденсатор (циркуляционные), подводящие 14 и отводящие водоводы 15, а также источник водоснабжения 16. Если электростанция сооружается на берегу многоводной реки, такой, например, как Кама, Волга или Днепр, то циркуляционная вода берется из реки и после прохождения конденсатора вновь сбрасывается в реку. Сброс воды происходит ниже по течению, чем место ее забора, чтобы не подогревать остальную воду. Такая схема водоснабжения называется прямоточной.