Конденсационная электрическая станция

Как известно, типичная КЭС – это электростанция, которая отпускает внешнему потребителю только один вид энергии – электрическую.

На рис. 4.1. а приведена принципиальная схема КЭС.

Рис. 4.1. а Принципиальная схема КЭС

1 – паровой котел; 2 – паровая турбина; 3 – электрический генератор; 4 – конденсатор; 5 – конденсаторный насос; 6 – питательный насос; 7 – подогреватель низкого давления (ПНД); 8 – подогреватель высокого давления (ПВД); 9 – деаэратор; 10 – повышающий трансформатор; 11 – выключатель блока; 12 – водоподготовительная установка; 13 – трансформатор собственных нужд; 14 – сборная шина станции.

Любая ТЭС имеет в своем составе несколько технологических трактов.

Топливно-газо-воздушный тракт КЭС включает в себя следующие элементы: топливное хозяйство с устройствами для подготовки его к сжиганию, газо-воздушный тракт котельного агрегата (включая непосредственно топку котла, его газовоздуховоды, дутьевые вентиляторы, дымососы), систему золоулавливания и золошлакоудаления (для твердотопливных ТЭС), систему газоходов и дымовую трубу.

Второй важнейший технологический тракт паротурбинной ТЭС – это её пароводяной тракт, который включает в себя пароводяную часть котельного агрегата, тепловой двигатель (обычно паровую турбину), конденсационную установку, систему технического водоснабжения, водоподготовительную и питательную установку, регенеративные подогреватели высокого и низкого давлений, питательные насосы и трубопроводы пара и воды.

На мощных паровых котлах твердое топливо (в основном – уголь) сжигается, в пылевидном состоянии, а жидкое топливо (мазут) в распыленном виде. Тепло, выделяющееся при сжигании топлива, передается постоянно поступающей в котел (1) питательной воде, которая превращается в пар. После поверхностей нагрева продукты сгорания при относительно низкой температуре удаляются из котла через дымовую трубу в атмосферу (стрелка вверх). На электростанциях большой мощности дымовые трубы выполняют высотой 200-300 м и больше, чтобы уменьшить местные концентрации загрязняющих веществ в воздухе. В результате горения твердого топлива остаются зола и шлак, которые также удаляются из агрегата (стрелка вниз). Полученный в котле перегретый пар поступает в паровую турбину 2, в паровой турбине пар расширяется до очень низкого давления (примерно в 20 раз меньше атмосферного), и потенциальная энергия сжатого и нагретого до высокой температуры пара превращается в кинетическую энергию вращения ротора турбины. Турбина приводит в движение электрогенератор, преобразующий кинетическую энергию вращения ротора генератора в электрический ток. Отработавший пар из турбины 2 направляют в конденсатор 4, где он, охлаждаясь, конденсируется. Для охлаждения используется вода природного (река, озеро, море) или искусственного (градирня) источника.

Конденсатным насосом 5 конденсат перекачивают через подогреватели низкого давления (ПНД) 7 в деаэратор 9. Деаэратор – техническое устройство, реализующее процесс деаэрации некоторой жидкости, т.е. её очистки от присутствующих в ней нежелательных газовых примесей. При кипении происходит освобождение его от кислорода и углекислого газа, вызывающих коррозию оборудования. Из деаэратора вода питательным насосом 6 через подогреватели высокого давления (ПВД) 8 подается в паровой котел. Подогрев конденсата в ПНД и питательный воды в ПВД производится паром, отбираемым из турбины, - регенеративный подогрев. Регенеративный подогрев воды и промежуточный перегрев пара повышает КПД паротурбинной установки.

На КЭС паровой котел питается конденсатом производимого им пара. Утечки конденсата (около 0,5-1%) восполняются предварительно обрабатываемой в водоподготовительной установке добавочной водой.