8.Технологическая схема производства пара на электростанции

Технологическая схема произ­водства пара на паротурбинной-электрической станции с прямоточ­ными котлами, работающими на твердом топливе (показана на рис. 4.2.) Твердое топливо до поступле­ния в котельную установку предва­рительно измельчается а дробиль­ном оборудовании до размера ку­сочков, не превышающих 25 мм, В таком виде дробленое топливо транспортером перегружается в бун­кер 1, откуда поступает в мельни­цу 3. Здесь топливо окончательно размалывается и подсушивается. Для сушки топлива используется горячий воздух - при температуре 250-420 °С. Кроме того, этот воз­дух необходим для транспортирования и вдувания готовой пыли через горелочные устройства в топочную излучением и называются топоч­ными экранами. Продукты сгорания, частично охладившись, при температуре 900— 1200°С (в зависимости от ви­да сжигаемого топлива) поступаю! в горизонтальный газоход 17, затем в вертикальную опускную шахту Расположенные в газоходах поверх­ности нагрева, которым теплота пе­редается конвекцией, называются конвективными, и сами газо­ходы тоже называются конвек­тивными. Поверхность нагрева, в которого завершается парообразование и на­чинается перегрев пара, называет­ся переходной зоной. Для об­легчения условий работы металла переходную зону часто располагают в той части топочной камеры, где интенсивность обогрева не столь велика (например, вверху топки), либо, реже, в конвективном газохо­де, где интенсивность обогрева в десятки раз меньше. В последнем случае ее называют вынесенной переходной зоной. С1абоперегретый пар из пере­ходной зоны поступает в располо­женную на стенах топочной камеры (иногда и на стенах горизонтально­го газохода) поверхность нагрева, которая также получает теплоту излучением и называется радиа­ционным пароперегревателем 12. Окончательный перегрев пара до необходимой температуры дости­гается в конвективном паропере­гревателе 13, отсюда пар при за­данных давлении и температуре на­правляется в паровую турбину. Тем­пература газов за пароперегревателем 650—750° С. В мощных котлах частично отработавший в турбине пар подвергается вторичному (про­межуточному) перегреву и вновь направляется в турбину. Перегрев пара осуществляется в поверхности нагрева, называемой вторичным (промежуточным) пароперегревателем располагае­мым по ходу газов за основным пароперегревателем. На выходе из температурного пароперегревателя температура газов 500-750° С. На выходе из переходной зоны продукты сгорания имеют высокую температуру (400-500° С). Содержащуюся в них теплоту утилизи­руют в поверхности нагрева, назы­ваемой экономайзером 20. В эконо­майзер поступает питательная вода, которая подогревается до темпера­туры, несколько меньшей темпера­туры насыщения, и далее направ­ляется в топочные экраны. Все конвективные поверхности нагрева (пароперегреватели» вы­несенная переходная зона» эконо­майзер) представляют собой систе­му параллельных змеевиков из стальных труб, обычно объединен­ных на концах коллекторами. Температура продуктов сгорания

За экономайзером составляет 300-400 С и более. Дальнейшее ее сни­жение осуществляется в конвектив­ной поверхности нагрева 22, исполь­зуемой для подогрева воздуха и называемой воздухоподогрева­телем, В данном случае воздухо­подогреватель состоит из системы вертикальных труб, внутри которых движутся продукты сгорания, а между ими - нагреваемый воздух. Обычно температура поступающего в воздухоподогреватель воздуха 30-60° С, Горячий воздух при тем­пературе 250-420° С (в зависимо­сти от топлива и способа его сжига­ния) разделяется на два потока: один из них - первичный воздух используется в системе подго­товки топлива для подсушки его при размоле и для транспорта пы­ли, а другой - вторичный воздух направляется непосредственно в опочную камеру через горелочное устройства для обеспечения полного сгорания пыли. Продукты сгорания после возду­хоподогревателя называются ухо­дящими газами; их температура 110-160° С. Дальнейшая утили­зация теплоты продуктов сгорания при столь низкой температуре не­целесообразна, и дымососом 25 про­дукты сгорания направляются

через дымовую трубу 27 в атмо­сферу. После сгорания топлива остает­ся зола, которая лишь частично улавливается в топочной камере, а основная ее масса уносится газовым потоком. Для очистки продуктов сгорания от унесенной ими золы устанавли­вают золоуловитель 24. Для защиты от абразивного золового износа дымососы располагаются после золоуловителя. Уловленная в топочной камере зола в твердом или жидком состоя­нии отводится устройствами золо или шлакоудаления 26. Зола, уловленная из потока уходящих газов в золоуловителе, отводится устройствами золоудаления, в число устройств и механизмов, обеспечивающих работу парового котла входят: топливоприготовительные устройства; питательные насосы, подающие в котел пита­тельную воду; дутьевые вентиляторы, подающие воздух для горения; дымососы, служащие для отвода продуктов сгорания через дымовую трубу в атмосферу, и другое вспо­могательное оборудование. Паровой котел и весь комплекс перечисленного оборудования со­ставляют котельную установку. Следовательно, понятие «ко­тельная установка» шире понятия «паровой котел». Из рассмотрения технологиче­ской схемы производства пара (см. рис. 4.2) следует, что в состав котельной установки входят:

топливный тракт - комп­лекс элементов котельной установ­ки, в которой осуществляется раз­грузка топлива, его подготовка, транспортировка и подача в топоч­ную камеру для сжигания. Топлив­ный тракт включает приемно-разгрузочное оборудование, оборудо­вание предварительного дробления, конвейеры для передачи топлива от одного агрегата к другому, бункер дробленого топлива, углеразмольную мельницу и соединяющие её пылепроводы с топочной камерой. До бункеров дробления топливо пе­ремещается конвейерами с электроприводом; сопротивление по топливному тракту, начиная с мельницы, преодолевается капором, создавае­мым вентилятором; водопаровой тракт –

систем последовательно включенных элементов оборудования, в которых движется питательная вода, парово­дяная смесь и перегретый пар. Во­допаровой тракт включает следую­щие элементы оборудования: эко­номайзер, топочные экраны, паро­перегреватели. Преодоление гидрав­лического сопротивления водопарового тракта различно в зависимости ют метода образования пара. Для рассмотренной схемы с прямоточ­ными котлами это сопротивление преодолевается питательным насо­сом (см. рис. 4.1, в);воздушный тракт - комп­лекс оборудования для забора атмосферного (холодного воздуха, его подогрева, транспортировки и подачи в топочную камеру. Воз­душный тракт включает в себя за­борный короб холодного воздуха, воздухоподогреватель (воздушная сторона) и горелочныё устройства; аэродинамическое сопротивление воздушного тракта преодолевается дутьевым вентилятором; газовый тракт - комплекс элементов оборудования, по кото­рому движутся газы до выхода в атмосферу; он начинается в топоч­ной камере, проходит через паропе­регреватели, экономайзер, воздухо­подогреватель (газовая сторона), золоуловитель и заканчивается дымовой трубой. Аэродинамическое сопротивление газового тракта до дымовой трубы преодолевается ды­мососом.

Современная котельная установ­ка представляет собой сложное тех­ническое сооружение для производ­ства пара, в котором вес рабочие процессы полностью механизирова­ны и автоматизированы; для повы­шения надежности работы ее осна­щают автоматическими устройства­ми защиты от аварий.

9.

Котел – это конструктивно объединенные в одно целое комплекс устройств для нагрева пара и поддержания давления. Котлы, предназначены для получения газа с требуемыми параметрами, наз парогенераторы. Осн элементы котла – топка, теплообменник и теплообменная пов-ть. Пов-ти теплообмена делятся на испарительные, нагревательные и пароперегревательные.

Осн схемы компоновок котлов: П-образная, Т-образная, И - образная. котел представляет собой П-образную конструкцию с газоходами прямоугольного сечения. Левая ее часть называется топкой. Внутренняя часть топки свободна, и в ней происходит горение топлива. Для этого к горелкам специальным дутьевым вентилятором непрерывно подается горячий воздух, нагреваемый в воздухоподогревателе. Для повышения температуры воздуха используется рециркуляция: часть дымовых газов, уходящих из котла, специальным вентилятором рециркуляции подается к основному воздуху и смешивается с ним. Горячий воздух смешивается с газом и через горелки котла подается в его топку — камеру, в которой происходит горение топлива. При горении образуется факел, представляющий собой мощный источник лучистой энергии. Таким образом, при горении топлива его химическая энергия превращается в тепловую и лучистую энергию факела.Стены топки облицованы экранами — трубами, к которым подается питательная вода из экономайзера.Пространство за топкой котла достаточно густо заполнено трубами, внутри которых движется пар или вода. Снаружи эти трубы омываются горячими дымовыми газами, постепенно остывающими при движении к дымовой трубе.Сухой насыщенный пар поступает в основной пароперегреватель, состоящий из потолочного, ширмового и конвективного элементов. В основном пароперегревателе повышается его температура и, следовательно, потенциальная энергия. Полученный на выходе из конвективного пароперегревателя пар высоких параметров покидает котел и поступает по паропроводу к паровой турбине.

* Инвекторная топка.* Башенная топка.

Наиболее распр П и Т- образные.

Х-ка осн элементов котлов.

1. Пароперегреватели делят на конвективные( в области низких температур) и радиационные( в гориз газоходе в виде настенных экранов или ширм). конвективные изготавливают в виде змеевиков из труб диаметром 28-42мм. Обычно в змеевиках схема течения смешанная.

2. Экономайзеры (в которых происходит предварительный нагрев питательной воды перед ее подачей в барабан (или деаэратор)) могут быть некипящего и кипящего видов. В паровых котлах ТЭС применяют некипящие. Кипящие применяют в паровых котлах котельных, кот работают при низком давлении. Бывают чугунные и стальные экономайзеры. Темп воды на входе в экономайзер должна быть выше темп росы дымовых газов, чтобы исключить возможность конденсации водяных паров из уходящих газов и предотвратить низкотемпературную коррозию трубок.

3. воздухоподогреватели бывают рекуперативные и регенеративные.

4. Обмуровка – с-ма огнеупорных и теплоизоляционных ограждений или конструкций, предназначенных для уменьшения тепловых потерь и обеспечения газовой плотности. Она обеспечивает аэродинамическую изоляцию котла от окр среды. Т-ра на наруж пов-ти не ниже 55С. Часть обмуровки состоит из огнеупорного кирпича, снизу – теплоизоляционные мат-лы, а также металлич скрепляемых м/у собой плит и наружная тонкая мет обшивка. Обмуровку делят на тяжелую( толщина> 500мм), облегченную( закрепляется на мет каркасе), легкую( диам до 200мм, закркпл на трубах котла.)

10.

кпд котельного агрегата рассчитывается методами обратного или прямого баланса(брутто).

Затраты энергии на мех собств нужд не уч.

Запишем полный тепловой баланс котлоагрегата. ,

где - низшая теплотворная способность топлива; - полезно используемое тепло; - потери тепла с уходящими газами; - потери от химической неполноты сгорания; - потери от механической неполноты сгорания; - потери тепла в окружающую среду; - потери с физическим теплом шлаков.Принимая располагаемое тепло за 1, имеем: ,где .- доли соответствующих потерь относительно располагаемой теплоты.Тогда к.п.д. котлоагрегата будет равен: . Расчет потерь с уходящими газами представляет наибольшую сложность при определении к.п.д. котлоагрегата. Их величина равна, кДж/кг:

, а их доля .Здесь - энтальпия уходящих газов при фактическом избытке воздуха и температуре ; - избыток воздуха в уходящих газах; - энтальпия теоретически необходимого объема холодного воздуха .