Введение

В конце 40-ых годов в связи с предстоящим развитием ММК и жилых районов города, для обеспечения их возрастающей потребности в тепловой и электрической энергии было принято решение о строительстве на ММК мощной ТЭЦ. В 1951 году было начато её строительств, 25 февраля 1954 года принят в эксплуатацию первый энергетический паровой котёл паропроизводительностью 170 т/час и турбогенератор мощностью 50 МВт.

Свой окончательный облик ТЭЦ обрела в 1970 году: введены в работу 8 котлов общей мощностью 60 т/час и 6 турбогенераторов мощностью по 50 МВт каждый. Для покрытия возрастающей потребности города и комбината в тепловой энергии введена в работу пиковая водогрейная котельная, состоящая из двух пиковых водогрейных котлов.

Таким образом, к началу 1971 года установленная электрическая мощность ТЭЦ составила 300 МВт, а тепловая по отпуску тепла с горячей водой – 760 Гкал/час.

В настоящее время в общем объеме производимых в ОАО ММК собственных энергоресурсов доля ТЭЦ составляет по электрической энергии – 50-60%.

На ТЭЦ вырабатываются следующие виды энергии:

Электроэнергия (300 МВт), отпускаемая по 3 – м направлениям:

1) По ЛЭП 10.5 кB- производится электроснабжение кислородно-компрессорного производства, задача - получение кислорода для технологических нужд доменного и мартеновского производства.

2) По ЛЭП 35 кBосуществляется электроснабжение промышленных предприятий левого берега.

3) По ЛЭП 110 кBимеется связь с центральной электростанцией и энергосистемой Челябэнерго.

Тепловая энергия. (590Гкал/ч):

1) Тепловая энергия с острым паром отпускается ККП (ККЦ-1) для привода турбокомпрессоров.

2) Тепловая энергия с паром паропреобразовательной установки отпускается комбинату для технологических нужд листопрокатных цехов.

3) Тепловая энергия с горячей водой для нужд теплофикации и горячего водоснабжения комбината и города.

От ТЭЦ осуществляется теплоснабжение комбината и левобережной части города, а также части правого берега, район от улицы Гагарина до улицы Советской Армии. Северная часть правого берега снабжается теплом от ЦЭС, южная от пиковой водогрейной котельной.

ТЭЦ отпускает:

а) промышленную воду с насосных станций № 16, 16а для технологических нужд ККП.

в) Химически очищенную воду с химводоочистки ТЭЦ для нужд комбината.

1. Структура тэц

На ТЭЦ шесть участков: топливно-транспортный, котельный, турбинный, электрический, участок тепловой автоматики и измерений, водо-химический участок и производственно- технический отдел.

Топливно-транспортный участок нужен для приёма, складирования и подачи в котельный участок твёрдого топлива. На ТЭЦ используют два вида топлива:

-природный газ;

-твердое топливо - промпродукт отходов углеобогащения коксохимического производства.

Природный газ подается к котлоагрегату ТЭЦ от газорегуляторного пункта (ГРП) по двум газопроводам. Твёрдое топливо - промпродукт на ТЭЦ в саморазгружающихся вагонах. Вагоны разгружаются летом на разгрузочной эстакаде, а в зимнее время в разгрузочном сарае, где имеется подвод горячего воздуха для оттаивания мерзлого угля. На участке имеется открытый склад угля с краном - перегружателем. Топливо подаётся с открытого склада с помощью крана - перегружателя по двум ленточным конвейерам.

Котельный участок предназначен для выработки острого пара, используемого для привода паровых турбин. В котельном участке установлено восемь энергетических котлов: 4 котла типа ТП-170-1 (Р_раб=110 ат.Т_п/п=510⁰С); 5 и 6 котлы типа ТП-10 (Р_раб=100 ат. Т_п/п=510⁰С); 7 и 8 котлы типа ТП-80 и ТП-85 (Р_раб=130 ат. Т_п/п=510⁰С).

Все котлоагрегата барабанного типа, П - образной компоновки, с естественной циркуляцией.

Топка котла имеет призматическую форму, экранирована трубами 60 мм и оборудована несколькими турбулентными или плоскофакельными горелками.

К горелкам подается топливо - угольная пыль или природный газ и горячий воздух. Топливо сгорает при температуре 1600 - 1690 °С. Тепло с помощью излучения и теплопередачи передается котловой воде, нагревая её до температуры кипения (314 °С), вода поступает в барабан котла и там происходит сепарация - отделение пара от воды. Пар направляется в пароперегреватель для нагрева до температуры (510-540 °С), а вода возвращается в экранную систему для дальнейшего испарения. Для полного испарения 1 кг воды делает 5 оборотов.

Дымовые газы на выходе из топки имеют температуру 1200°С. Эти газы сначала поступают в пароперегреватель, далее в водяной экономайзер и затем в воздухонагреватель. На выходе из котлоагрегата дымовые газы имеют температуру 100 – 120 °С. Затем дымовые газы очищаются от золы твёрдого топлива в электрофильтрах и через дымовые трубы высотой 120 м выбрасываются в атмосферу.

Электрический участок предназначен для выработки электрической энергии и распределение её между потребителями.

С ротором паровой турбины, жестко, с помощью муфты соединён ротор электрического генератора. Ротор вращается со скоростью 3000 об/мин. Электрические генераторы ТЭЦ вырабатывают 3-х фазный ток напряжением 10.5 кB. Для отпуска потребителям напряжение повышают до 35 кBили 110 кB, а для потребления на собственные нужды оно снижается в трансформаторах до ЗкВ.

Участок тепловой автоматики и измерений предназначен для автоматического регулирования основных технологических процессов, протекающих в котлоагрегатах и турбогенераторах, а так же изменения параметров этих технологических процессов.

Котлы и турбины оборудованы регуляторами, которые автоматически поддерживают заказанную нагрузку и параметры, защитами, действующими на снижение нагрузки и полный остановки агрегатов при аварийной ситуации, оборудованы так же звуковой и световой сигнализацией, помогающими машинистам котлов и турбин управлять агрегатами.

Функции системы автоматики и управления

- Текущий контроль параметров;

- Защита оборудования от повреждения;

- Аварийная сигнализация;

- Аварийное переключение в технологической схеме;

- Автоматическое регулирование.

Для того чтобы оперативный персонал мог вовремя вмешаться в управление установкой контрольно-измерительные приборы, устройства сигнализации, средства дистанционного управления механизмами, арматурой и системы автоматического регулирования размещаются на щитах и пунктах контроля и управления.

Для котлов высокого давления ТЭЦ требуется вода очень высокого качества. На химводоочистке вода из пруда реки Урал проходит очистку от механических примесей в двух камерных механических фильтрах (засыпка антрацит). Затем вода проходит химическое умягчение в Na- катионитовых фильтрах. КатионыCa²⁺,Mg²⁺заменяются катионамиNa⁺и образуется соединение Na₂SO₄, которое не образует при нагреве отложений, а выпадает в виде шлама и удаляется при продувках.

Далее вода поступает в деаэраторы высокого давления, где из неё удаляется растворимые газы О₂, СО₂- источник коррозии металла трубопроводов и поверхностей нагрева.

Деаэрированная вода поступает в испарители, где нагревается отборным паром турбин, превращается в пар. Пар конденсируется в охладителях выпара. Этот конденсат и идёт на восполнение потерь конденсата в цикле электростанции и для питания котлоагрегатов.

Для обеспечения заданной тепловой и электрической мощности установлено следующее энергетическое оборудование:

- четыре паровые котла ТП 170 - 1, ст..№1 - 4;

- два паровых котла ТП - 10, ст.№5,6;

- паровой котёл ТП - 81, ст.№8;

- пиковый водонагревательный котёл ПТВМ - 100, ст..№1;

- пиковый водонагревательный котёл ПТВМ - 180, ст.№2;

- три турбогенератора Т - 50 - 90, ст.№ -3;

- турбогенератор ПТ - 50 - 90/13, ст.№4;

- два турбогенератора Т - 50 – 13, ст.Х25,6;

Рисунок 1.Схема порового котла

1 топочная камера (топка); 2 — горизон­тальный газоход. 3 — конвективная шахта; 4— топочные экраны; 5 — потолочные экра­ны; 6 — опускные трубы; 7 — барабан; 5 — радиационно-конвективный паропере­греватель, 9 — конвективный пароперегре­ватель, 10 — водяной экономайзер, 11 — воздухоподогреватель; 12 — золоуловитель, 13 — дымосос, 14 — дутьевой вентилятор: 15 — нижние коллекторы экранов; 16 — шлаковый комод: 17 — холодная воронка 18 — горелки.