- •Лекция №1 Актуальность энергосбережения, повышение эффективности использования энергии; энергосбережение и экология
- •Лекция №2 Нормативно-правовая и нормативно- техническая база энергосбережения. Законы об энергосбережении.
- •Глава I. Общие положения
- •Глава 3. Государственное регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности
- •Лекция №3
- •Глава 5. Энергосервисные договоры (контракты) и договоры купли-продажи, поставки, передачи энергетических ресурсов, включающие в себя условия энергосервисных договоров (контрактов)
- •Глава 6. Информационное обеспечение мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности
- •Глава 7. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в организациях с участием государства или муниципального образования и в организациях, осуществляющих регулируемые виды деятельности
- •Глава 8. Государственная поддержка в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности
- •Глава 9. Государственный контроль за соблюдением требований законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и ответственность за их нарушение
- •Глава 10. Заключительные положения
- •Лекция_№ 4 основы энергоаудита объектов теплоэнергетики. Экспресс аудит
- •Характерные черты
- •Алгоритм проведения энергоаудита:
- •Лекция_№5 углубленное энергетическое обследование. Программа проведения энергоаудита
- •Методика обследования. Основные правила проведения энергоаудита:
- •Ознакомление с предприятием
- •Обследование предприятия
- •Разработка энергосберегающих проектов
- •Энергопаспорта
- •Лекция № 6 Энергосбережение в теплоэнергетических установках(тэу)
- •Условное топливо
- •Основное оборудование пту
- •Лекция №_7 Цикл Ренкина на перегретом паре
- •Влияние конечного давления на экономичность турбоустановки.
- •Лекция№ 8 Регенеративный подогрев пит.Воды.
- •Схемы регенеративного подогрева воды. Подогреватели воды
- •Сравнение эффективности схем слива дренажей.
- •Совершенствование схем каскадного слива дренажей установкой охладителя.
- •Пароохладители.
- •(Схема Рикара-Некольного).
- •Потеря пара и конденсата, их пополнение.
- •Диаграмма теплообмена в конденсаторах при последовательном подключении
- •Лекция №11 Оборотное водоснабжение с прудами охладителями
- •Обратное водоснабжение с градирней.
- •Поправка на влажный воздух
- •Брызгальные бассейны
- •Лекция № 12 Комбинированные паротурбинные установки для производства тепловой и электрической энергии.
- •Лекция №_13 Методы контроля за экономичностью работы тэс на действующем оборудовании.
- •Характеристики оборудования конкретной электростанции.
- •Влияние параметров на экономичность.
- •Потеря пара и конденсата, их пополнение.
- •Лекция №13. Парогазовые установки Основные типы парогазовых установок
- •Лекция №14 Количественные показатели термодинамических циклов пгу
- •Термическая эффективность парогазовых установок
- •Лекция№15 Соотношения между параметрами газового и парового циклов
- •Парогазовые установки с впрыском пара
- •Лекция №_17_Определение параметров влажного воздуха на диаграмме
- •5. Процессы тепло- и массообмена между воздухом и водой в теплообменниках смешения
- •Сушильные установки
- •Расчет конвективных сушилок с однократным использованием горячего воздуха
- •Лекция №_19_ Расчет действительной сушилки
- •Варианты конвективной сушки материалов
- •Лекция № 20 .
- •Энерготехнологическое комбинирование в прокатном производстве
- •1 Проходная печь для нагрева металла; 2 нагреваемый металл; 3 газовые горелки;
- •4 Котел-утилизатор; 5 испарительные поверхности нагрева; 6 пароперегреватель;
- •7 Барабан; 8 водяной экономайзер; 9 воздухоподогреватель Энерготехнологическое комбинирование при получении водорода
- •Охлаждение конструктивных элементов высокотемпературных установок
- •1 Теплообменная поверхность; 2 циркуляционный насос;
Основное оборудование пту
Ниже представлена структурная схема тепловой конденсационной станции:
6
2
3
1
6
Рис.2. 1 — парогенератор, 2 — паровая турбина 3 - электрический генератор
4 – конденсатор , 5 – насос, 6 – подогреватель воды
Основные процессы теплового цикла паровых установок происходят в следующих элементах: в парогенераторах — подвод тепла, в турбинах — расширение пара, в конденсаторах — охлаждение. С помощью насосов высокого давления производится сжатие, при котором конденсат нагнетается в парогенератор.
Схема тепловой станции показана на рис. 1. Станция такого типа работает следующим образом. Из бункера 1 (рис. 1) уголь поступает в дробильную установку 2, где он превращается в пыль. Угольная пыль вместе с воздухом из воздуходувки 3' подается в топку 3. Тепло, получаемое при сжигании угля, используется для преобразования воды в пар в трубах 4. Вода по змеевику 5 накачивается насосом 14 в барабан котла 5'. Пар, нагретый потоком горячих газов, уходящих в трубу 6, при высокой температуре и при высоком давлении поступает сначала в первую ступень турбины 7 и далее во вторую ступень 8. В турбине энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора генератора 9, вырабатывающего электрическую энергию. Отработанный в турбине пар поступает в конденсатор 13, превращается в воду, которая насосом 14 подается в котел, и затем цикл превращения воды повторяется. Охлаждение пара в конденсаторе производится с помощью воды, забираемой из водоема (пруда или реки) 11, накачиваемой насосом 12 и вновь выбрасываемой в водоем. Продукты сгорания угля проходят через очистительные сооружения (не показанные на рис. 1), где выделяются зола, твердые частички несго-ревшего угля и прочие примеси, а оставшиеся газы через трубу 6 выбрасываются в атмосферу. Электрическая энергия, получаемая от статора генератора, отдается в электрическую систему через выводы 10.
Рассмотрим несколько подробнее основные элементы тепловой конденсационной станции, показанные на рис. 2.
Пар получают в парогенераторе. Современный парогенератор представляет собой сложное техническое сооружение больших размеров, высота которого соизмерима с высотой пятиэтажного дома. В топке парогенератора сжигается превращенный в мелкую пыль уголь, газ или распыленная нефть при температуре 15004-2000° С. Для наиболее полного сжигания топлива с помощью вентиляторов в больших количествах подается подогретый воздух. Появляющееся в процессе сгорания топлива тепло нагревает воду, превращает ее в пар и увеличивает его температуру и давление до расчетных значений. Использованные горячие газы дымососами вытягиваются из парогенератора и подаются в очистительные устройства, а затем направляются в дымовую трубу.
Вода, подаваемая в парогенератор, предварительно очищается от примесей, содержание которых допускается в количестве меньшем, чем в питьевой воде. Очистка воды производится в специальных устройствах — питателях.
По конструктивному выполнению парогенераторы подразделяют на барабанные и прямоточные.
Рис. 2. Барабанный парогенератор Рис. 3. Прямоточный парогенератор
В барабанном парогенераторе (рис. 2) имеется стальной барабан 3, в нижней части которого находится вода, а в верхней части — пар. По циркуляционной трубе 2 вода поступает в трубки экрана 1, покрывающие стенки топки 7. Трубки экрана выполняют стальными, небольшого диаметра (примерно 40 мм снаружи и 32 мм внутри), для того чтобы они смогли выдержать большое давление пара. В крупном парогенераторе каждый час испаряются сотни тонн воды и поэтому трубки имеют общую длину до 50 км. Чтобы повысить эффективность работы парогенератора, вода перед подачей в барабан нагревается в экономайзере 5, а воздух перед подачей в топку подогревается горячими газами в воздухоподогревателе 6. Выходящий из барабана пар дополнительно нагревается в пароперегревателе 4.
В барабанном парогенераторе происходит естественная циркуляция воды и пароводяной смеси за счет их разной плотности. По мере увеличения температуры и давления пара уменьшается разность в плотностях воды и пара, что ухудшает их циркуляцию.
В прямоточном парогенераторе барабана нет. Циркуляция воды и пара создается насосами (рис. 3.). Вода через водоподогреватель 3 поступает в трубы /, расположенные в топке, превращается в пар, который затем подается в пароперегреватель 2 и далее в турбину. В воздухоподогревателе 4 происходит подогрев воздуха перед подачей его в топку. Прямоточные парогенераторы требуют чувствительного и точного регулирования подачи воды. Кроме того, к питательной воде, используемой в парогенераторах этого типа, предъявляют очень высокие требования в отношении ее качества.
Прямоточные котлы получили широкое распространение, так как они дешевле барабанных. Кроме того, котлы других конструкций не позволяют получать пар при давлении выше 20 МПа. У барабанных парогенераторов при высоких давлениях нарушается естественная циркуляция воды и пара.
Прямоточные парогенераторы стали применяться в нашей стране в 30-е годы по инициативе Л. К. Рамзина, который разработал ряд оригинальных конструкций котлов.
Турбины. Полученный в парогенераторах перегретый пар при температуре ~ 600° С и давлении 30 МПа по паропроводам передается в сопла. Сопла предназначены для преобразования внутренней энергии пара в кинетическую энергию упорядоченного движения молекул.
Расширяющееся сопло изобрел шведский инженер Густав Лаваль, на которое в 1889 г. был выдан английский патент. Характерной чертой творчества Лаваля было то, что он создавал работоспособные конструкции, теорию которых позднее разрабатывали другие. Так, теория расширяющегося сопла была в приближенной форме разработана только в 1899 г.
Рис. 4. а) Работа активной турбины
Если перед входом в сопло пар имел некоторую начальную скорость со и начальное давление р1 (рис. 4), то после выхода из сопла в результате расширения пара происходит увеличение его скорости до величины с1 и уменьшение давления до величины р2-Температура пара при этом также значительно понижается.
Рис. 4. б) Работа
реактивной турбины
Конденсаторы. Пар, выходящий из турбины, направляют для охлаждения и конденсации в специальные устройства, называемые конденсаторами. Конденсатор представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого имеется большое число латунных трубок. По трубкам протекает охлаждающая вода, поступающая в конденсатор обычно при температуре 10-15° С, а выходящая из него — при температуре 20—25° С. Пар обтекает трубки сверху вниз, конденсируется и снизу удаляется. Давление в конденсаторе поддерживается в пределах 3—4 кПа, что достигается охлаждением пара.
Расход охлаждающей воды составляет примерно 50—100 кг на 1 кг пара.
Если воду для охлаждения пара забирают из реки, подают в конденсатор, а затем сбрасывают в реку, то такую систему водоснабжения называют прямоточной. В случаях, когда воды в реке не хватает, сооружают пруд. С одной стороны пруда вода подается з конденсатор, а в другую сторону пруда сбрасывается нагретая в конденсаторе вода.
В замкнутых циклах водоснабжения для охлаждения воды, нагретой в конденсаторе, сооружают градирни, представляющие собой устройства высотой примерно 50 м. Вода вытекает струйками из отверстий лотков, разбрызгивается к, стекая вниз, охлаждается Внизу расположен бассейн, в котором вода собирается и затем насосами подается в конденсатор.
Тепловой баланс, конденсационной электрической станции. На тепловых электрических станциях происходят многократные преобразования энергии, сопровождающиеся потерями. Экономичность процесса преобразования химической энергии топлива в электрическую и потери на различных стадиях производства можно выявить из анализа теплового баланса электрической станции. Если за 100% принять химическую энергию, получаемую при сжигании угля в топках котлов, то в среднем только 25% этой энергии превращается в электрическую Наибольшие потери тепла происходят в конденсаторе. С охлаждающей водой конденсатора уносится 55% тепла.