Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) являются ключевым звеном в системе энергоснабжения многих населенных пунктов и промышленных предприятий. Основной элемент этой системы – паровой котел, который производит пар, необходимый для работы турбин и соответственно выработки электроэнергии.

Паровые котлы ТЭЦ работают на различных видах топлива: уголь, природный газ, мазут или биомасса. Выбор топлива зависит от экономических и экологических соображений.

Котельные агрегаты ТЭЦ работают по следующему принципу:

1. Подача топлива и его сжигание. Топливо подается в топку котла с помощью специальных механизмов – форсунок. В топке оно сжигается, выделяя большое количество тепла.
2. Нагревание воды и образование пара. Тепло от сгорания передается через стенки труб, по которым циркулирует вода, что приводит к её нагреву и превращению в пар.
3. Отделение пара от воды. Пар под давлением поднимается вверх по системе коллекторов и попадает в барабан (сепаратор), где отделяется от оставшейся при испарении жидкости.

4 . Сушка и перегрев пара. Чтобы повысить КПД цикла, перегретый пар проходит через специальные перегреватели, которые далее увеличивают его температуру без изменения давления.

5. Движение турбины: Под давлением, пар прогоняется через турбину, заставляя её вращаться. Это преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию вращения турбины.
6. Генерация электричества: Вращающаяся турбина связана с генератором, который преобразует механическую энергию в электрическую.
7. Охлаждение пара: После прохождения через турбину, отработанный пар охлаждается и конденсируется в конденсаторе турбины, возвращаясь обратно в котельный агрегат для повторного использования. Этот цикл повторяется многократно, обеспечивая непрерывную выработку электроэнергии.

Таким образом, работа парового котла на ТЭЦ основывается на использовании тепловой энергии для превращения воды в пар и дальнейших этапах этого процесса для выработки электроэнергии и тепла.

Текст – YandexGPT 3 Pro, ChatGPT-4, Gerwin AI

Конденсационная установка («собственный» конденсат) котла типа ТГМ.

Конденсационная установка состоит из 8 конденсаторов и 2 или 4-х сборников конденсата. Конденсаторы установлены на специальных металлоконструкциях, которые опираются на потолочные перекрытия каркаса. Конденсаторы, установленные на котлах, имеют следующую конструкцию. Поверхность нагрева каждого конденсатора 18 м², образуется трубами, диаметром 25х2,5 и 38х3,5 мм, причем трубы 25х2,5 вставлены в трубы 38х3,5 мм. Охлаждение и конденсация насыщенного пара, отбираемого из барабана котла, осуществляется  питательной водой, прошедшей подвесную систему пароперегревателя. Температура  питательной воды на входе в конденсаторы равна, примерно 236°С. Вода поступает в приемную камеру конденсатора, а из нее сначала в трубки 25х3 мм, а затем – в кольцевой канал между трубками. Протекающая по кольцевому каналу вода отбирает тепло непосредственно у пара, поступившего в межтрубное пространство, а затем передает его более «холодной» во внутренних трубках.

Подвод питательной воды к конденсаторам осуществлен по четырем трубам диаметром 133х13 мм (по двум с каждой стороны котла); каждая из четырех пар конденсаторов соединена по воде последовательно. Отвод воды – по двум трубопроводам диаметром 133х13.

Пар из барабана котла по 12 трубам диаметром 108х9мм поступает сначала в 4 коллектора 273 мм, расположенные над конденсаторами. Из одного коллектора пар распределяется на два конденсатора по десяти штуцерам ~ 50 мм каждый. Образовавшийся конденсат по трем штуцерам из каждого конденсатора сливается в один, два или четыре конденсатосборника и двумя трубами 133х13 (по одной с каждой стороны) направляется к сниженному узлу регулирования впрысков на отметке 12 м по фронту котла.

Производительность конденсационной установки превышает потребность в конденсате пароохладителей котла даже при номинальной нагрузке котла, поэтому конденсаторы работают в “затопленном” режиме, что приводит к охлаждению конденсата в зависимости от нагрузки котла до 320-280°С.

Скачать чертежи и схемы конденсационной установки котла ТГМ в формате pdf >>>

Пароохладитель парового котла ТГМ-96 впрыскивающего типа.

Регулирование температуры перегретого пара (снижение избыточного перегрева) производится в пароохладителях впрыскивающего типа (п/о). На каждом котле в тракте пароперегревателя установлено три ступени регулирования температуры (см. таблицу характеристик впрыска собственного конденсата). В каждой ступени установлено по одному пароохладителю на поток (на одну сторону котла) пара, т.е. по шесть пароохладителей на котел. В качестве охлаждающего агента используется конденсат насыщенного пара, получаемый в специально установленных на котле конденсаторах («собственный» конденсат).

Таблица №№ — Основные расчетные данные, характеризующие работу схемы впрыска собственного конденсата при номинальной нагрузке.

Пароохладитель состоит из корпуса, узла ввода конденсата и защитной рубашки. Ввод конденсата осуществляется в узкое сечение через форсунку, представляющую собой плоскую со стороны ввода конденсата и вогнутую – со стороны выхода его пластину с просверленными в ней отверстиями.

Движение конденсата по тракту от конденсационной установки до впрыска в поток пара происходит за счет перепада давлений: барабан котла – узкое сечение трубы Вентури в п/о, складывающегося из падения давления в тракте пароперегревателя и снижения давления в узком сечении трубы Вентури.

Вход и выход пара в корпусе п/о осуществляется через штуцеры, количество которых зависит от того, к какой поверхности он подключен (ППП, ШПП, КПП).

Чертежи пароперегревателей котла ТГМ:

— Настенный радиационный  (РНПП).

— Потолочный (ППП).

— Ширмовый (ШПП).

— Конвективный (КПП).

Схема движения пара: барабан – входные камеры РНПП – опускные панели РНПП – нижние камеры РНПП – подъемные панели – выходные коллекторы РНПП – потолочные панели – выходные коллекторы ППП – пароохладители I ступени – пароохладители II ступени (и второй переброс потоков пара) – ШПП II ступени (средние) – сборные коллекторы – КПП I ступени – пароохладители III ступени – КПП II ступени – ПСК.

Скачать чертежи пароперегревателей котла ТГМ в формате pdf >>>

По характеру тепловосприятия пароперегреватель (ПП) котлов типа ТГМ радиационно-конвективный.

Он состоит из:

а) радиационной части (часть потолочного, расположенная над Т.К. и настенный пароперегреватель, экранирующий фронтовую стенку Т.К.);

б) полурадиационной части (ширмовый пароперегреватель);

в) конвективной части (конвективный пароперегреватель).

В радиационном ПП температура пара и воспринятое количество тепла с ростом нагрузки и избытка воздуха уменьшаются и наоборот. В конвективных ступенях  тепловосприятие и температура пара с ростом нагрузки и избытка воздуха увеличиваются и наоборот.

В целом характеристика ПП конвективная, т.е. с ростом нагрузки и избытка воздуха его тепловосприятие и температура пара растут и наоборот.

Схема пароперегревателя выполнена двухпоточной по пару. Первое разделение потоков происходит в выходных коллекторах РНПП (радиационный настенный пароперегреватель), окончательное – на выходе из ПСК  (паросборная камера).

Скачать таблицу «Основные конструктивные характеристики ступеней пароперегревателя» >>>

Чертежи пароперегревателей котла >>>