Оборотное водоснабжение ТЭЦ

В России на теплоэлектроцентралях часто внедряются системы оборотного водоснабжения. Они позволяют использовать нагретую воду в конденсаторе турбинных устройств. Оборотное водоснабжение на ТЭЦ применяется, когда нет возможности создать прямоточную циркуляционную сеть по экономическим или техническим причинам.

Варианты оборотных систем водоснабжения ТЭЦ

Оборотное водоснабжение теплоэлектроцентрали может быть выполнено с водохранилищем-охлодителем и градирнями. Первый вариант системы уже давно широко используется в российской энергетике. Второй вид оборотного водоснабжения ТЭЦ применяется чаще в районах, где отсутствуют водные ресурсы. Такие системы имеют более сложное исполнение. Для их реализации требуется существенное количество средств, значительная часть которых уходит на создание сооружений в виде башни, предназначенных для снижения температуры горячей воды по принципу испарительного охлаждения.

В качестве прудов-охладителей используются небольшие реки. Такие водоемы могут иметь переменный расход воды. В этом случае она задерживается с помощью плотины. Из источника вода поступает на теплообменный аппарат, где конденсируется пар, который уже отработал в турбине. Потом водная среда сбрасывается обратно в водоем, но на расстоянии, обеспечивающим снижение ее температуры от 8 до 12 градусов. Если источник имеет большую глубину, тогда слив воды может осуществляться рядом с забором. Однако в этом случае водная среда должна поступать на конденсатор из придонного слоя.

При организации циркуляционного оборотного водоснабжения ТЭЦ с градирнями не требуется использовать водоисточник, который находится рядом с теплоэлектроцентралью. Сегодня выполняется строительство открытых, вентиляторных и башенных сооружений. В них могут образовываться брызгальные, капельные или пленочные охлаждающие поверхности. При организации оборотного водоснабжения выполняется строительство смешанных, поперечноточных и противоточных градирен. Самый большой перепад температур создается в противоточных сооружениях. Однако в таких градирнях наблюдается существенный капельный унос.

Пример системы оборотного водоснабжения ТЭЦ

Вода в оборотной системе водоснабжения теплоэлектроцентрали используется для следующих целей:

• снижения температуры рабочей среды в системе маслоснабжения паротурбины и турбинных агрегатов;
• охлаждения воздушных масс в системе, которая охлаждает турбинный генератор;
• обмыва конвективных (тепловоспринимающих) поверхностей котельной установки;
• понижения температуры питательных насосных агрегатов.

При расчете общего количества воды на устройства, охлаждающие масло, принимается во внимание количество маслоохлодителей, которыми оснащен каждый турбинный агрегат. При этом учитывается резервное оборудование, использующееся в крайних случаях, например, когда работающие охладители масла не справляются с поставленными задачами. Другими словами, устройства не могут обеспечить требуемую температуру рабочей среды.

Насосные агрегаты для оборотного водоснабжения ТЭЦ подбираются с учетом сопротивления трубопроводной арматуры, труб и оборудования. При этом забор оборотной водной среды может выполняться из напорного водопровода, проложенного от охлаждающих сооружений (градирен). Использующиеся насосы предназначены для повышения давления воды, а также ее прокачки по трубопроводам. Обязательно нужно предусмотреть в системе резервный насосный агрегат.

Вода внутри теплоэлектроцентрали после подачи к котельному оборудованию собирается в коллекторе и по трубопроводу движется в цех с турбинами, где соединяется с циркуляционной средой, сливаемой из турбинных конденсаторов. После этого она перемещается в градирни. В системе также предусматривается резервная подача воды, очищенной механическим способом.

Методы решения проблем в системе оборотного водоснабжения ТЭЦ

Недостатком оборотного водоснабжения теплоэлектроцентрали является потеря воды. Для ее компенсации осуществляется подача добавочной водной среды. Она поступает из наземного водоема. При этом такая вода не очищается. Этот способ подпитки выгоден с экономической стороны. Однако нужно учитывать, что на поверхностях турбинных конденсаторов появляется накипь в виде отложений веществ, которые практически не растворяются. Если толщина этого слоя равна 1 мм, тогда расход топлива на станции увеличивается на 7%.

Такая проблема решается путем уменьшения солевой нагрузки на систему охлаждения, которая является частью оборотного водоснабжения ТЭЦ. Снижение количества соли достигается с помощью обработки добавочной водной среды на специальных установках. Решить проблему также позволяют мероприятия, которые препятствуют загрязнению турбинных конденсаторов органическими и минеральными отложениями.

Подготовка подпиточной воды осуществляется в несколько этапов. Сначала выполняется ее приготовление, чтобы в дальнейшем можно было провести обессоливание путем изменения жесткости с помощью едкого натрома, подкисления, катионирования, декарбонизации.

Осуществляется также приготовление обессоленной водной среды, которая используется для восполнения конденсата и пара. Этот процесс выполняется с помощью обратного осмоса и электрической деонизации. Еще проводится обеззараживание воды. В результате из нее удаляются бактерии и микроорганизмы. Для этого в системе оборотного водоснабжения используется

Работаем по всей России

Контакты. Тел/ф + 7(812) 627-93-38; info@dc-region.ru

Автор G+

Связаться с нами вы можете с 9.00 – 18.00 (пнд — пят). Наш специалист всегда ответит на Ваши вопросы и проконсультирует по возможным решениям тех или иных задач по телефону или по запросу на почту market@dc-region.ru.

+7 (931) 350 04 34 +7 (911) 088 95 67 +7 (963) 306 04 27

по номеру +7 (911) 130 08 19 Наш Skype: dc-region Наш Telegram по номеру: +7 (911) 130 08 19

Мы в социальных сетях

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)

Разновидность тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централи

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).

ТЭЦ конструктивно устроена, как конденсационная электростанция (КЭС, ГРЭС).

Главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара после того, как он выработает электрическую энергию.

В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами.

Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара.

Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты.

На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС.

Это дает возможность работать ТЭЦ по 2 м графикам нагрузки:

тепловому — электрическая нагрузка сильно зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет);

электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует, например, в летний период (приоритет — электрическая нагрузка).

Совмещение функций генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, т. к. оставшееся тепло, которое не участвует в работе на КЭС, используется в отоплении.

Это повышает расчётный КПД в целом (35-43% у ТЭЦ и 30% у КЭС), но не говорит об экономичности ТЭЦ.

Основными же показателями экономичности являются удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и КПД цикла КЭС.

При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, т. к. передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.

По типу соединения котлов и турбин теплоэлектроцентрали могут быть:

неблочные (с поперечными связями).

На блочных ТЭЦ котлы и турбины соединены попарно (иногда применяется дубль-блочная схема: 2 котла на 1 турбину).

Такие блоки имеют, как правило, большую электрическую мощность: 100-300 МВт.

Схема с поперечными связями позволяет перебросить пар от любого котла на любую турбину, что повышает гибкость управления станцией.

Однако для этого необходимо установить крупные паропроводы вдоль главного корпуса станции.

Кроме того, все котлы и все турбины, объединённые в схему, должны иметь одинаковые номинальные параметры пара (давление, температуру).

Если в разные годы на ТЭЦ устанавливалось основное оборудование разных параметров, должно быть несколько схем с поперечными связями.

Для принудительного изменения параметров пара может быть использовано редукционно-охладительное устройство (РОУ).

По типу паропроизводящих установок ТЭЦ могут быть:

с паровыми котлами,

с парогазовыми установками,

с ядерными реакторами (атомная ТЭЦ).

Могут быть также ТЭЦ без паропроизводящих установок — с газотурбинными установками.

Поскольку ТЭЦ часто строятся, расширяются и реконструируются в течение десятков лет (что связано с постепенным ростом тепловых нагрузок), то на многих станциях имеются установки разных типов.

Паровые котлы ТЭЦ различаются также по типу топлива:

По типу выдачи тепловой мощности различают турбины:

с регулируемыми теплофикационными отборами пара (в обозначении турбин, выпускаемых в России, присутствует буква «Т», например, Т-110/120-130),

с регулируемыми производственными отборами пара («П»),

с противодавлением («Р»).

Обычно имеется 1-2 регулируемых отбора каждого вида.

При этом количество нерегулируемых отборов, используемых для регенерации тепла внутри тепловой схемы турбины, может быть любым (как правило, не более 9, как для турбины Т-250/300-240).

Давление в производственных отборах (номинальное значение примерно 1-2 МПа) обычно выше, чем в теплофикационных (примерно 0,05-0,3 МПа).

Термин «противодавление» означает, что турбина не имеет конденсатора, а весь отработанный пар уходит на производственные нужды обслуживаемых предприятий.

Такая турбина не может работать, если нет потребителя пара противодавления.

В похожем режиме могут работать теплофикационные турбины (типа «Т») при полной тепловой нагрузке: в таком случае весь пар уходит в отопительный отбор, однако давление в конденсаторе поддерживается немногим более номинального (обычно не более 12-17 кПа).

Для некоторых турбин возможна работа на «ухудшенном вакууме» — до 20 кПа и более.

Кроме того, выпускаются паровые турбины со смешанным типом отборов:

с регулируемыми теплофикационными и производственными отборами («ПТ»),

с регулируемыми отборами и противодавлением («ПР») и др.

На ТЭЦ могут одновременно работать турбины различных типов в зависимости от требуемого сочетания тепловых нагрузок.

Откуда берется горячая вода?

Пожалуй, всем известно, что огромные котлы-градирни и испускающие дым полосатые трубы, что видны с любой точки города, принадлежат ТЭЦ. Более того, многие знают, что эти махины обеспечивают наши дома светом, отоплением и горячим водоснабжением. Но что именно представляет собой процесс образования тепла и как в нем задействованы колонны градирен – вопрос довольно запутанный.

Расходные материалы

Весь процесс работы ТЭЦ начинается с подготовки воды. Поскольку она используется здесь в качестве основного теплоносителя, то перед попаданием в паровой котел, где с ней будут происходить основные метаморфозы, требует предварительной очистки. Чтобы предупредить накипь на стенках котлов, воду сначала смягчают – ее жесткость порой необходимо уменьшить в 4000 раз, также ее нужно избавить от различных примесей и взвесей.

В качестве топлива для подогрева котлов с водой на различных электростанциях используют, как правило, газ, уголь или торф. Сгорание этих материалов выделяет тепловую энергию, которую на станции и используют для работы всего энергоблока. Уголь перед использованием перемалывают, а поступающий газ очищают от механических примесей, сероводорода и углекислого газа.

Производство пара

Огромный паровой котел в машинном зале – высота с 9-этажный дом не предел – можно назвать сердцем ТЭЦ. Его питает подготовленное топливо, выделяя при этом огромное количество энергии. Под ее силой вода в котле превращается в пар с температурой на выходе почти в 600 градусов. Под давлением этого пара вращаются лопасти генератора, в результате чего создается электричество.

ТЭЦ вырабатывает также тепловую энергию, предназначенную для отопления и горячего водоснабжения района и города. Для этого на турбине существуют отборы, которые выводят часть нагретого пара, пока тот еще не дошел до конденсатора. Выведенный пар передается в сетевой подогреватель, выступающий в качестве теплообменника.

Тепловые сети

Попав в трубки сетевых подогревателей, вода нагревается и передается по подземным трубопроводам дальше в тепловую сеть за счет насосов, гоняющих воду по трубам. Теплосети, как правило, несут воду 70-150 градусов – все зависит от температуры снаружи: чем ниже градус на улице, тем горячее теплоноситель.

Перевалочным пунктом для теплоносителя становится центральный тепловой пункт ( ЦТП). Он обслуживает сразу целую систему зданий, предприятие или микрорайон. Это своеобразный посредник между объектом, создающим тепло и непосредственным потребителем. Если в котельной вода нагревается благодаря сгоранию топлива, то ЦТП работает с уже нагретым теплоносителем.

Рецепт горячей воды

Поставка теплоносителя заканчивается на входе в ЦТП или ИТП ( индивидуальный ТП) – так, теплоноситель передается для дальнейших действий в руки ТСЖ или другой управляющей компании. Именно в тепловом пункте создается та горячая вода, с которой мы привыкли иметь дело – поступающая сюда с ТЭЦ вода греет в теплообменнике чистую холодную воду из водозаборников и превращает ее в ту самую горячую, что течет в наших кранах.

Обогрев здания и комнаты, эта вода постепенно остывает, ее температура падает до 40-70 градусов. Часть такой воды идет на смешение с теплоносителем и подается в наши краны с горячей водой. Дорога же другой части – снова на станцию, здесь остывшую воду согреют сетевые теплообменники.

Для чего же нужны градирни?

Величественные и массивные башни, называемые градирнями, не являются реакторами и центрами событий на ТЭЦ и на самом деле играют вспомогательную роль. Как это ни удивительно, но они применяются на теплостанции для охлаждения воды. Но зачем давать остывать той воде, которую постоянно нагревают?

В градирнях используется вторая часть « обратки», прошедшей цикл нагревания-охлаждения. Но ее температура еще довольно велика: 50 градусов для дальнейшего применения – слишком высокий показатель. Используют же побывавшую в градирнях воду для охлаждения конденсаторов паровых турбин. Это необходимо для того, чтобы пар, прошедший через паровую турбину, смог попасть в конденсатор и на холодных трубах внутри него сконденсироваться. Эти трубы как раз и охлаждаются водой, прошедшей градирни, температура которой теперь около 20 градусов. Если их не остудить, то не будет и потока пара через турбину, тогда и работать она не сможет. Конденсатор же снова превратит пар в воду, которая будет вновь пущена по циклу.

Так, круг за кругом вода будет нагреваться и остывать, превращаться в пар и снова в воду. За счет того, что трубы, котёл и радиаторы образуют замкнутую систему, вода будет двигаться по кругу цикл за циклом, постоянно и непрерывно.

Возможно, Вас заинтересуют:

тепло в доме, теория тепла, полезно знать