- •I. Общие вопросы тэс и аэс
- •1. Каковы основные требования к работе тепловых и атомных электростанций?
- •2. Какие электрические и тепловые нагрузки могут покрываться тепловыми и атомными электростанциями? Какие существуют графики электрических и тепловых нагрузок?
- •3. Какие существуют показатели режимов производства и потребления электрической и тепловой энергии?
- •4. Каковы возможность и целесообразность аккумулирования электрической и тепловой энергии?
- •5. Какие существуют тепловые электростанции по виду используемой первичной природной энергии и по типу двигателя?
- •6. Как классифицируются тэс по виду опускаемой энергии и по установленной электрической мощности? Что такое грэс? к какому типу электростанций по виду отпускаемой энергии относятся аэс?
- •7. Как классифицируются электростанции по степени загрузки? к какому типу электростанций по этому признаку относятся грэс, тэц, аэс, гэс?
- •8. Как классифицируются тэс по начальным параметрам водяного пара? к какому типу электростанций по этому признаку могут относиться грэс, тэц, аэс?
- •9. Чем отличаются блочные и неблочные (с поперечными связями) тепловые схемы тэс? Каковы их достоинства и недостатки? Как выбирается структура тепловой схемы электростанции?
- •II. Технологическая схема электростанции
- •10. Что такое технологическая схема тэс? Что включает в себя технологическая схема пылеугольной тэс? Какое оборудование тэс и аэс считается основным, а какое вспомогательным?
- •11. Как происходит процесс преобразования энергии на тэс, работающей на органическом топливе?
- •12. Как осуществляется подготовка топлива на электростанциях, работающих на угле, мазуте, природном газе, и на аэс?
- •13. Каково назначение дутьевого вентилятора, регенеративного воздухоподогревателя, дымососа, золоуловителя, дымовой трубы? Как производится золошлакоудаление на пылеугольной тэс?
- •III. Показатели тепловой экономичности
- •14. Какие потери энергии учитывает термический кпд цикла рабочего тела? Каковы основные способы повышения термического кпд цикла?
- •16. Какие потери энергии учитывает кпд тепловой электростанции в целом? Чем отличаются кпд станции брутто и нетто?
- •17. Что такое условное топливо? Введите понятия: удельный расход пара на турбину, удельный расход теплоты на турбоустановку, удельный расход условного топлива электростанции.
- •IV. Выбор начальных и конечных параметров пара
- •19. Как выбираются начальные параметры пара на тэс, чем они ограничены? Что такое равнопрочные начальные параметры пара? Каковы начальные параметры пара в отечественной теплоэнергетике?
- •21. Какие факторы влияют на выбор конечных параметров пара? Что такое кратность охлаждения в конденсаторе? Каково конечное давление пара на тэс и аэс?
- •22. Какие существуют способы расширения действующих электростанций турбоустановками высоких параметров? Каковы достоинства и недостатки этих способов?
- •V. Промежуточный перегрев пара
- •23. Каково назначение промежуточного перегрева пара? Как он осуществляется на тэс и аэс? Сравните эффективность промперегрева на кэс и тэц.
- •24. Как выбирается количество ступеней и давление промперегрева? Почему давление промперегрева на тэц желательно иметь выше, чем на кэс?
- •VI. Регенеративный подогрев питательной воды
- •25. Каково назначение системы регенеративного подогрева питательной воды? Как выбирается количество ступеней подогрева?
- •26. Как распределяется суммарный подогрев между ступенями? Как определяется оптимальная температура питательной воды парогенератора?
- •27. Каковы достоинства и недостатки регенеративных подогревателей смешивающего и поверхностного типов? Как определяется расход отборного пара в них и оптимальная величина недогрева?
- •28. Что такое коэффициент недовыработки мощности паром отбора? Как определяется расход свежего пара на турбоустановку с регенеративным подогревом питательной воды?
- •29. Каково влияние регенеративного подогрева на конечную влажность пара? Как влияет промперегрев пара на эффективность регенерации? Сравните эффективность регенерации на кэс и тэц.
- •30. Какие бывают схемы вывода дренажей регенеративных подогревателей? Каково назначение охладителей дренажа и пароохладителей?
- •VII. Восполнение потерь пара и конденсата
- •32. Какие внутристанционные и внешние потери пара и конденсата имеют место на тэс и аэс? Сравните потери рабочего тела на кэс и тэц.
- •33. Какие существуют методы подготовки добавочной воды? Каковы назначение и принцип действия расширителей, испарителей и паропреобразователей?
- •VIII. Конденсационные установки
- •34. Каковы назначение и состав конденсационной установки? Как выбираются конденсатные насосы?
- •35. Каковы назначение и принцип действия эжектора? Почему на тэс и аэс предусматриваются пусковые эжекторы наряду с основными?
- •IX. Системы технического водоснабжения
- •36. Каковы назначение и структура системы технического водоснабжения? Для каких целей используется техническая вода на тэс и аэс?
- •X. Деаэрационно-питательные установки
- •38. Каково назначение деаэрации на тэс и аэс? Опишите пути поступления газов в пароводяной контур. Каково воздействие растворенных в воде газов на работоспособность оборудования?
- •39. Какие существуют способы деаэрации воды? Каков принцип действия деаэраторов тэс и аэс?
- •40. Приведите классификацию деаэраторов. Каковы условия применимости бездеаэраторных схем?
- •41. Каково назначение питательной установки? Зачем устанавливается бустерный насос? Каковы возможные схемы включения питательных насосов?
- •XI. Отпуск тепловой энергии внешним потребителям
- •43. Как определяется присоединенная тепловая нагрузка электростанции? Приведите классификацию систем теплоснабжения.
- •44. Каковы назначение и состав сетевой подогревательной установки? Какие параметры прямой и обратной сетевой воды могут иметь системы теплоснабжения?
- •XII. Трубопроводы и арматура
- •XIII. Энергетические характеристики оборудования
- •47. Что такое паровая и тепловая характеристика турбоустановки? Какими энергетическими потерями обусловлен расход пара на холостой ход турбины, что такое коэффициент холостого хода?
- •48. Введите следующие понятия: номинальная, нормальная, располагаемая, рабочая, максимальная мощность агрегата. Почему номинальная мощность, как правило, превосходит располагаемую и нормальную?
- •49. Для чего строятся диаграммы режимов турбоустановок? Как ими пользоваться? Что такое конденсационный хвост турбины, зачем нужен вентиляционный пропуск пара в конденсатор?
- •XIV. Выбор мощности электростанций и энергоблоков
- •50. Как выбирается мощность электростанции в целом и мощность отдельных турбоагрегатов? Чем ограничена максимальная мощность тэс и аэс?
- •51. Что представляют собой скрытый и явный резерв мощности? Что такое станционная, электросетевая, теплосетевая, системная авария? Как оценивается надежность оборудования?
- •XV. Выбор места строительства тэс и аэс
- •52. Каковы основные требования к месту строительства электростанции? Каковы особенности выбора места строительства аэс? Что такое роза ветров в районе размещения станции?
- •53. Какие изыскания проводятся при определении возможных площадок строительства тэс и аэс? Как принимается окончательное решение о выборе места строительства электростанции?
- •XVI. Генеральный план электростанции
- •54. Что такое генеральный план электростанции? Что показывается на генеральном плане?
- •55. Каков порядок составления генерального плана тэс и аэс? Каковы основные требования к генеральному плану?
- •56. Какие количественные показатели характеризуют совершенство генерального плана? Каковы особенности генерального плана тэц? Каковы особенности генерального плана аэс?
- •XVII. Компоновка главного здания тэс и аэс
- •58. Как решается вопрос о продольном или поперечном расположении турбин в машинном зале? Каковы достоинства и недостатки бокового и подвального расположения конденсаторов турбин?
- •XVIII. Тепловые схемы электростанций
- •59. Чем отличаются принципиальные и развернутые тепловые схемы, что на них показывается? Какова цель расчета принципиальной тепловой схемы турбоустановки?
- •60. Какие условные обозначения используются на тепловых схемах тэс и аэс?
- •Условные обозначения на тепловых схемах [7]
- •Перечень сокращений
- •Литература
49. Для чего строятся диаграммы режимов турбоустановок? Как ими пользоваться? Что такое конденсационный хвост турбины, зачем нужен вентиляционный пропуск пара в конденсатор?
Диаграмма режимов турбоустановки связывает между собой расходы и мощности агрегата.
Рассмотрим конкретный пример. Диаграмма режимов теплофикационной турбоустановки с одним регулируемым отбором пара связывает между собой 4 величины:
- расход свежего пара в голову турбины;
- расход пара в регулируемый отбор;
- расход пара в конденсатор;
- электрическая мощность турбины.
С помощью диаграммы по любым двум величинам из этих четырех можно найти остальные две графическим или расчетно-графическим методом. Второй из них в ряде случаев обеспечивает более высокую точность, поскольку один из расходов рассчитывается исходя из того, что общий пропуск пара на турбину равен сумме расходов в отбор и в конденсатор.
Это дает возможность найти численный ответ на целый ряд практически важных вопросов. Например, диаграмма режимов позволяет определить то количество пара, которое можно получить из отбора, если турбина вынуждена работать с максимальной электрической нагрузкой.
На диаграмме режимов отражены некоторые характерные величины:
- конденсационный хвост турбины, представляющий собой разность между пропускной способностью конденсатора и номинальным расходом пара в него;
- вентиляционный пропуск пара в конденсатор, т.е. минимально необходимый расход пара через цилиндр низкого давления турбины для предотвращения чрезмерного перегрева лопаток последних ступеней, который возник бы вследствие трения при вращении лопаток в неподвижном паре; обычно этот расход составляет 5-8% от пропускной способности конденсатора.
XIV. Выбор мощности электростанций и энергоблоков
50. Как выбирается мощность электростанции в целом и мощность отдельных турбоагрегатов? Чем ограничена максимальная мощность тэс и аэс?
Сначала остановимся на выборе мощности станции в целом.
Установленная мощность электростанции – это сумма номинальных мощностей всех турбоагрегатов.
Покажем, что существует оптимальная величина мощности для данной электростанции. Действительно, с возрастанием мощности, с одной стороны, уменьшаются капитальные вложения на строительство станции, но, с другой стороны, увеличивается среднее расстояние до потребителей и, следовательно, величина потерь при транспортировке энергии.
Суммарная мощность электростанции определяется исходя из целого ряда факторов:
- имеющаяся потребность в электрической и тепловой энергии; для вновь сооружаемых станций учитывается также перспективный план развития экономики с учетом того, что ввод новых мощностей на ТЭС и АЭС должен быть опережающим по отношению к другим отраслям хозяйства;
- графики электрических и тепловых нагрузок; в связи с погодными условиями тепловая нагрузка может изменяться более резко, чем электрическая, поэтому тепловую мощность ТЭЦ выбирают не по максимальному отпуску теплоты, а по некоторому меньшему значению – с расчетом на то, что в наиболее холодное время будут дополнительно включены пиковые котлы;
- необходимый резерв мощности для обеспечения бесперебойного энергоснабжения при плановом или аварийном останове части оборудования; для электростанций, работающих изолированно, требуемая величина резерва больше, чем для входящих в энергосистему;
- расход электрической и тепловой энергии на собственные нужды электростанции; он зависит от качества топлива, параметров рабочего тела, характеристик вспомогательного оборудования, типа системы техводоснабжения и др.;
- потери энергии в передающих сетях; величина этих потерь зависит от протяженности электрических и тепловых сетей и от качества энергии (для электроэнергии это напряжение электрического тока, а для теплоты - параметры подаваемого пара и горячей воды).
В крупных энергосистемах целесообразно увеличивать мощности вновь сооружаемых ТЭС и АЭС, так как надежность энергоснабжения существенно не изменяется, а технико-экономические показатели улучшаются. Прежде всего это касается удельных капитальных затрат, т.е. стоимости одного установленного киловатта мощности.
Но рост мощности электростанции ограничен не только увеличением потерь при транспортировке энергии на более далекие расстояния, как было показано выше. Ограничения накладываются также экологическими условиями, топливоснабжением, водными ресурсами, размерами имеющейся территории и др.
Теперь поговорим о выборе мощности отдельных турбоагрегатов при заданной мощности станции в целом. Например, ГРЭС с суммарной мощностью 4800 МВт может состоять из четырех энергоблоков с турбинами К-1200-240 или шести блоков с К-800-240, шестнадцати с К-300-240 и т.д. Возможно также сочетание разных турбоустановок на одной и той же станции, например, на Запорожской ГРЭС общей мощностью 3600 МВт имеются 3 турбины по 800 и 4 по 300 МВт.
По-видимому, здесь, как и при выборе общей мощности электростанции, необходимо найти оптимальное решение.
Увеличение единичной мощности энергоблока приводит к экономии по многим составляющим затрат (удельная стоимость проектирования и строительства, основного и вспомогательного оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры и средств автоматизации, расходы на обслуживающий персонал и т.д.).
Но есть и негативные последствия наращивания мощностей отдельных турбоагрегатов:
- величина и стоимость резерва при этом возрастают, поскольку мощности основных и резервных агрегатов должны в какой-то мере соответствовать друг другу;
- увеличение мощности энергоблоков означает уменьшение их количества; начиная с определенного уровня, это ведет к снижению надежности теплоэлектроснабжения потребителей, так как выход из строя одного турбоагрегата может значительно уменьшить рабочую мощность всей станции;
- наконец, укрупнение оборудования само по себе увеличивает его возможную аварийность, поскольку для однотипных агрегатов вероятность повреждения примерно пропорциональна массе; это особенно важно для таких тяжелых деталей как роторы турбин, изготовление которых требует высококачественных отливок весом в десятки тонн и более.