Тепловые станции, КЭС и ТЭЦ

Общая характеристика, работа и основные узлы теплоэлектростанции. Виды тепловых паротурбинных электростанций. Схема конденсационной электрической станции. Топливно-экономические показатели работы станций. Расчет себестоимости вырабатываемой энергии.

Рубрика Физика и энергетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 01.02.2012
Размер файла 165,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тепловые станции, КЭС и ТЭЦ

Тепловая электростанция (ТЭС), вырабатывает электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Основные типы ТЭС: паротурбинные (преобладают), газотурбинные и дизельные. Иногда к ТЭС условно относят атомные, геотермальные и с магнитогидродинамическими генераторами. Первые ТЭС появились еще в конце XIX века в Нью-Йорке (1882 год), а в 1883 году первая тепловая электростанция была построена в России (С.Петербург). С момента своего появление, именно ТЭС получили наибольшее распространение, учитывая все увеличивающуюся энергетическую потребность наступившего техногенного века. Вплоть до середины 70-х годов прошлого века, эксплуатация ТЭС являлась доминирующим способом получения электроэнергии. К примеру, в США и СССР доля ТЭС среди всей получаемой электроэнергии составляла 80%, а во всем мире - порядка 73-75%. В мощных теплоэлектростанциях используются турбины - турбогенераторы, работающие на тяжелом топливе или газе. Теплоэлектростанции малой и средней мощности создаются на основе газо-поршневых или газотурбинных силовых установок. Во всем мире растет популярность теплолоэлектростанций, использующих биотопливо.

Основными узлами теплоэлектростанции являются:

двигатели - силовые агрегаты теплоэлектростанции; электрогенераторы; теплообменники теплоэлектростанции; градирни.

Кроме того, в состав теплоэлектростанции входят: катализаторы, система подачи смазочного масла, система вентиляции, системы пожаротушения, распределительные щиты, трансформаторы теплоэлектростанции, устройства контроля сети, блоки управления.

В теплоэлектростанции имеется газо-регулирующая аппаратура, а в теплоэлектростанции, функционирующей на базе дизельных двигателей - система подачи жидкого топлива. Теплоэлектростанции оснащаются необходимыми предохранительными клапанами и аварийными системами.

Силовые агрегаты теплоэлектростанции выделяют большое количество тепла, и для их охлаждения используются различные жидкости. В теплоэлектростанциях на пути охлаждающей жидкости устанавливается теплообменник, в котором охлаждающая двигатель жидкость отдает большую часть своего тепла другой жидкости - теплоносителю. В качестве теплоносителя обычно используется вода, принудительное перемещение которой по отопительной системе обеспечивают циркуляционные насосы.

Дополнительное тепло при работе теплоэлектростанции можно получить, утилизируя тепло выхлопных газов, ведь их температура на выходе из двигателя достигает 500 - 600 °С. Чтобы использовать это тепло, на выхлопном трубопроводе устанавливают дополнительный теплообменник, в который подается вода из первого теплообменника. При этом удается не только использовать большее количество тепла - температура отходящих газов понижается до ~120 °С, но и значительно поднять температуру теплоносителя.

Установка теплообменников более чем в два раза повышает общий КПД теплоэлектростанции по сравнению с обычной электростанцией такой же мощности - коэффициент использования энергии достигает 90%. В простой электростанции, без использования тепла, на производство электричества идет лишь 22-43% энергии, остальное составляют потери. Выработка электричества в ТЭС происходит при участии множества последовательных этапов, но общий принцип её работы прост. Вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам труб, расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток. Система пар/вода замкнута. Пар, после прохождения через турбину, конденсируется и превращается в воду, которая дополнительно проходит через систему подогревателей и вновь попадает в паровой котел. В качестве топлива на таких теплоэлектростанциях используется мазут или дизтопливо, а также природный газ, уголь, торф, сланцы, иными словами все виды топлива. КПД ТПЭС составляет около 40 %, а их мощность может достигать 3-6 ГВт.

Тепловая паротурбинная электростанция (ТПЭС) - тепловая электростанция, на которой для привода электрического генератора используется паровая турбина. Подразделяются на конденсационные электростанции КЭС (вырабатывающие только электроэнергию) и теплоэлектроцентрали ТЭЦ (вырабатывающие помимо электрической энергии и тепловую). Конденсационные электростанции ГРЭС и АЭС. ГРЭС (государственная районная электрическая станция) - довольно известное и привычное название. Это не что иное, как тепловая паротурбинная электростанция, оборудованная специальными конденсационными турбинами, которые не утилизируют энергию отработанных газов и не превращают её в тепло, например, для обогрева зданий. В том же случае, если ТПЭС оснащены специальными теплофикационными турбинами, преобразующими вторичную энергию отработанного пара в тепловую энергию, используемую для нужд коммунальных или промышленных служб, то это уже теплоэлектроцентрали или ТЭЦ. К примеру, в СССР на долю ГРЭС приходилось около 65% вырабатываемой паротурбинными электростанциями электроэнергии, и, соответственно, 35% - на долю ТЭЦ.

Перегретый пар, получаемый в парогенераторе 1 поступает в паровую турбину 2, где расширяется до низкого давления в конденсаторе 4. Работа, получаемая при расширении пара в турбине, затрачивается на привод электрического генератора 3; вырабатываемый электрический ток используется потребителем. Циркуляционный насос 5 подаёт охлаждающую воду в конденсатор. Конденсатный насос 6 подаёт конденсат в питательный бак 8, куда подаётся и химически очищенная вода. КПД такой установки примерно 40%. На ГРЭС вода в конденсатор подаётся из водохранилища, построенного рядом со станцией. (Например, на Заинской ГРЭС вода подаётся мощными насосами в конденсатор из водохранилища, построенного на реке Зай).

Рис.1. Схема конденсационной электрической станции.

На ТЭЦ для охлаждения пара используют так называемые градирни.

Топливно-экономические показатели работы ГРЭС и ТЭЦ. Часовой расход топлива в любой теплосиловой установке определяется из уравнения теплового баланса, составленного для данной установки:

Вч?Qpн ??т = 3600 ? Nе (кДж/ч);

Вч= 3600 ? Nе / Qpн? ?т (1)

Здесь Вч - часовой расход топлива, кг/ч; Nе - эффективная мощность теплосиловой установки, кВт; Qpн - низшая рабочая теплота сгорания, кДж/кг; ?т - к.п.д теплосиловой установки. Годовой расход топлива Bг ( кг) можно найти из соотношения: ?т = 3600 ? Nе? h/Bг? Qpн.

Здесь h-число часов работы станции в году. Отсюда Bг= 3600? Nе ?h/Qpн ??т; Bг/ h = Вч (часовой расход топлив, кг/час).

Если вместо часового расхода топлива взять секундный расход Вс (кг/с), то к.п.д теплосиловой установки ?т = Nе / Вс?Qpн, так как Вч= Вс?3600. Если теплоту сгорания реального топлива заменить на теплоту сгорания условного топлива (она равна Qpн.у =29300 кдж/кг), то расход условного топлива можно определить из соотношения:

Вч.у= 3600 ? Nе / Qpн.у ??т = 0.123 ? Nе / ?т ) (2)

Удельный часовой расход топлива - это расход топлива на единицу выработанной или отпущенной энергии:

bч = Bч/ Nе = 3600/ Qpн ? ?т (кг/кВт ? ч) (3)

Удельный часовой расход условного топлива:

bу= Bч.у/Nе = 0.123 / ?т (кг/кВт ?ч) (4)

У ТЭЦ годовой расход топлива делится на две части: выработку теплоты и выработку электроэнергии:

В г = Вэл. г + Втеп. г (5)

На крупных КЭС удельный расход топлива составляет 0,3-0,4 кг/кВт?ч, для ТЭЦ он снижается до 0,2-0,25 кг/кВт ? ч. Себестоимость вырабатываемой энергии зависит от суммарных годовых затрат, связанных с её получением. Их можно поделить на постоянные, не зависящие от количества выработанной энергии, и на переменные. К первому виду затрат относятся : оплата обслуживающего персонала (10-15% всех затрат), отчисления на амортизацию оборудования и строительных сооружений (10-15% общих расходов) и прочие расходы, связанные с охраной труда, хоз. расходами и т.п. Годовые расходы на топливо и вспомогательные материалы (например, реактивы для очистки воды) относятся к переменным; эти расходы меняются пропорционально количеству вырабатываемой энергии. Себестоимость энергии, вырабатываемой на КЭС, определяется соотношением:

Свыр = Sкэс / Эвыр.г. (руб./кВт ? ч) (6)

Sкэс - годовые экплуатационные расходы, в руб. Эвыр.г. - выработанная за год энергия (кВт ? ч). Себестоимость энергии (и тепла) на различных тепловых станциях России различна и возрастает ежегодно, более всего в связи с подорожанием топлива (газа, мазута, угля).

теплоэлектростанция паротурбинный схема себестоимость

Литература

1. Теплотехника - Баскаков А.П. 1991г.

2. Теплотехника - Крутов В.И. 1986г.

3. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция - Тихомиров К.В. 1981г. 57с.

4. Теплотехнические измерения и приборы - Преображенский В.П. 1978г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Электростанции, вырабатывающие электроэнергию посредством преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора. Общие сведения о работе тепловых паротурбинных станций. Основные способы увеличения КПД.

    реферат [1,4 M], добавлен 23.03.2014

  • Полезный отпуск теплоты с коллекторов станции ТЭЦ, эксплуатационные издержки. Выработка и отпуск электрической энергии с шин станции. Расход условного топлива при однотипном оборудовании. Структура затрат и себестоимости электрической и тепловой энергии.

    курсовая работа [35,1 K], добавлен 09.11.2011

  • Производство электрической энергии. Основные виды электростанций. Влияние тепловых и атомных электростанций на окружающую среду. Устройство современных гидроэлектростанций. Достоинство приливных станций. Процентное соотношение видов электростанций.

    презентация [11,2 M], добавлен 23.03.2015

  • Выбор площадки строительства и компоновка конденсационной электрической станции мощностью 2200МВт. Тепловая схема и характеристики сжигаемого топлива. Выбор структурной схемы КЭС и основного оборудования. Расчет электрических характеристик и нагрузок.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 11.03.2015

  • Капиталовложения в строительство ТЭЦ. Полезный отпуск теплоты с коллекторов станции. Годовая выработка электрической энергии. Коэффициент полезного действия станции на отпуск электроэнергии. Калькуляции себестоимости электрической энергии и теплоты.

    курсовая работа [255,8 K], добавлен 08.02.2011

  • Обоснование строительства электрической станции и выбор основного оборудования. Величины тепловых нагрузок. Выбор оборудования, расчет годового расхода топлива на ТЭЦ. Схема котлов. Расчет теплогенерирующей установки. Водоподготовительная установка.

    дипломная работа [756,2 K], добавлен 01.10.2016

  • Проектная себестоимость электроэнергии, отпущенной с шин станции. Анализ технико-экономических показателей работы станции. Определение себестоимости передачи и распределения электрической энергии. Сетевой график сооружения экспериментальной установки.

    контрольная работа [1,1 M], добавлен 20.11.2015

  • Принцип работы тепловых паротурбинных, конденсационных и газотурбинных электростанций. Классификация паровых котлов: параметры и маркировка. Основные характеристики реактивных и многоступенчатых турбин. Экологические проблемы тепловых электростанций.

    курсовая работа [7,5 M], добавлен 24.06.2009

  • Выбор главной схемы электрических соединений тепловой конденсационной электростанции. Расчет установленной мощности электрооборудования. Выбор трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Выбор напряжения, схема синхронных турбогенераторов.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 19.12.2014

  • Структура организации охраны труда на предприятиях электрических сетей. Разработка вариантов схем и выдачи энергии. Расчет токов короткого замыкания. Выбор оборудования, измерительных приборов и измерительных трансформаторов, типов релейной защиты.

    дипломная работа [231,8 K], добавлен 06.06.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.