ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ Лекция 7 Тепловые электрические станции

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ Лекция 7 Тепловые электрические станции

Конденсационные электростанции (КЭС) Основная технологическая схема паротурбинной электростанции (тепловая схема КЭС) – замкнутый пароводяной тракт: паровой котёл с пароперегревателем — паропроводы от котла к турбине — турбина — конденсатор — конденсатный и питательные насосы — трубопроводы питательной воды — паровой котёл.

Тепловая схема КЭС: Т-топливо, В-воздух, УГ – уходящие (топочные) газы, ШЗ-шлаки и зола, ПК-паровой котел, ПЕпароперегреватель, ПТ-паровая турбина, Гэлектрогенератор, К-конденсатор, КН-конденсатный насос, ПН-питательный насос

• Преобразование энергии на КЭС производится на основе термодинамического цикла Ренкина, в котором подвод тепла воде и водяному пару в котле и отвод тепла охлаждающей водой в конденсаторе турбины происходят при постоянном давлении, а работа пара в турбине и повышение давления воды в насосах — при постоянной энтропии. • КПД КЭС – 35 -42%. • Давление пара на выходе к турбине – 13 -35 МПа • Температура – 540 -650 o. C

Паровая турбина

Крупные конденсационные электростанции

Компоновка КЭС • Основное оборудование КЭС (котельные и турбинные агрегаты) размещают в главном корпусе • Котлы и пылеприготовительную установку — в котельном отделении • Турбоагрегаты и их вспомогательное оборудование — в машинном зале электростанции. • На КЭС устанавливают преимущественно по одному котлу на турбину. Котёл с турбоагрегатом и их вспомогательным оборудование образуют отдельную часть — моноблок электростанции.

Главный корпус КЭС и связанные с ним устройств: I — кoтельное отделение; II — машинное отделение; III — береговая водонасосная установка; 1 — угольный склад; 2 — дробильная установка; 3 — водяной экономайзер; 4 — пароперегреватель; 5 — паровой котел; 6 — топочная камера; 7 — пылеугольные горелки; 8 — паропровод; 10 — бункер угольной пыли; 12 — щит управления блоком электростанции; 14 — паровая турбина; 15 — электрический генератор; 16 — электрический трансформатор; 17 — паровые конденсаторы; 18 —

Схема устройства поверхностного конденсатора

Башенные охладители - градирни

Схема работы градирни

Брызгальные бассейны

Газотурбинные станции (ГТС)

1. Турбоблок 2. Генератор 3. Воздухоочистительное устройство 4. Система выхлопа 5. Утилизационный теплообменник 6. Блок газовых фильтров 7. Система хлаждения генератора 8. Система охлаждения ГТУ 9. Маслоотсек 10. Маслоохладители (АВО масла)

Газовая турбина кпд – около 32%

Парогазовые станции (ПГС) • Принцип работы парогазовых электростанций: 1. Сжигание природного или попутного газа сначала сжигается в газовой турбине, вращающей электрогенератор. 2. Отходящие от газовой турбины выхлопные газы направляются в паровой котел, снабжающий паром паровую турбину, вращающую электрогенератор. Смысл: как бы двойное использование тепла сжигаемого газа. Лучшие образцы парогазовых электростанций достигают кпд 55% превращения теплоты сгорания газового топлива в электрическую энергию. • Москва (ТЭЦ-21), Санкт-Петербург (С-З ПГС), Тюменская-1, Сочи • 20 мая 2008 г. в Комсомольске Ивановской области запущен в эксплуатацию первый блок Ивановских ПГУ – 325 МВт - первой в России парогазовой электростанции, построенной на отечественном оборудовании • 22 ноября 2010 г. в Ноябрьске введена ПГС на 122 МВт

• ТЭЦ – теплоэлектроцентраль • ГРЭС – государственная районная электростанция • Электростанции комбинированного типа – ПГС, на базе внутрицикловой газификации угля • Повышение производительности газовых турбин – на основе кремниевой керамики • Использование сверхпроводимости

Геотермальные электростанции

Три схемы производства электроэнергии с использованием гидротермальных ресурсов: • Прямая с использованием сухого пара электростанции на парогидротермах, в которых используется уже готовый пар • Непрямая - двухконтурная геотермальная электростанция на водяном паре (до 182 о. С). В таких электростанциях имеется специальный двухконтурный парогенератор, позволяющий генерировать «добавочный» пар. Иными словами в «горячей» стороне парогенератора используется геотермальный пар, а на «холодной» его стороне генерируется вторичный пар, полученный из подведенной воды • Бинарного цикла - двухконтурная геотермальная электростанция на низкокипящих рабочих веществах. Область применения таких электростанций – использование очень горячих (до 200 градусов) термальных вод, а также используемой дополнительно воды на месторождениях парогидротерм

1. Геотермальные электростанции на сухом паре Первая такая электростанция была построена в Лардерелло (Италия) в 1904 году, она действует и в настоящее время. Паровая технология используется на электростанции «Гейзерс» в Северной Калифорнии – это самая крупная геотермальная электростанция в мире

2. Геотермальные станции на парогидротермах

3. Геотермальные электростанции с бинарным циклом производства электроэнергии Прогнозы: появление в ближайшее время станций мощностью до 15 ГВт

Солнечные электростанции 2 основных технологии: 1. Фотоэлектрические панели 2. Зеркала-концентраторы В 1989 году АЭС в «Ранчо Секо» , Калифорния, мощностью 913 МВт была досрочно закрыта по итогам местного референдума. Рядом с ее корпусами теперь располагается солнечная электростанция, правда, мощностью лишь около 4 МВт

• Первая промышленная солнечная электростанция была построена в 1985 году в СССР в Крыму, недалеко от города Щелкино. • СЭС-5 имела пиковую мощность 5 МВт. Столько же, сколько у первого ядерного реактора. • За 10 лет работы она выработала всего 2 миллиона к. Вт. час электроэнергии, однако стоимость ее электричества оказалась довольно высокой, и в середине 90 -х ее закрыли. • Компания Loose Industries (США) в самом конце 1989 года запустила 80 -мегаваттную солнечно-газовую электростанцию. За следующие 5 лет та же компания, только в Калифорнии, построила таких СЭС еще на 480 МВт и довела стоимость одного «солнечно-газового» к. Вт. часа до 7— 8 центов. Что совсем неплохо по сравнению с 15 центами за к. Вт. час энергии — во столько обходится электричество, производимое на АЭС.

Солнечная башня

Проект Solana – солнечной электростанции в Аризоне мощностью 280 МВт (2011 г. )

Город Солнца