Как повышают экономичность тепловой ЦЭС

April 28, 2015 by admin Комментировать »

Котел — это самая громоздкая, занимающая наибольший объем часть электростанции. Но не только большие геометрические размеры характеризуют котел. Полный к. п. д. электростанции, экономичность ее работы в значительной мере определяются котельной. Физики и инженеры потратили много усилий, чтобы улучшить, усовершенствовать котлы.

На лучших советских электростанциях до 90% заключенного в топливе тепла передается пару. Раскаленные топочные газы сначала отдают свое тепло лучеиспусканием экранным трубам, затем газы нагревают конвективную поверхность нагрева котла. Далее газы идут в подогреватель питательной воды — водяной экономайзер и, наконец, поступают в воздухоподогреватель, где надевают воздух, идущий в топку. После всего этого отходящие газы имеют температуру всею лишь 150—200°.

Дальнейшее использование тепла отходящих газов уже нерационально. При дальнейшем охлаждении начнет выделяться содержащаяся в газах влага, будут ржаветь металлические поверхности водои воздухоподогревателей.

Но даже если в котельной пар получит все 100% тепловой энергии, содержавшейся в топливе,— это еще не означет, что полный к. п. д. ЦЭС будет высок. Турбина может превратить в механическую энергию только часть тепловой энергии пара. Эта часть принципиально всегда должна быть меньше отношения разности температур пара на входе и выходе турбины к температуре на входе (все температуры в абсолютных градусах).

Температура пара на выходе турбины определяется температурой воды, охлаждающей этот пар. Практически температура пара на выходе не может быть ниже нескольких десятков градусов. Если температура пара на входе 100° (373° абсолютных), а на выходе 50° (328° абсолютных), то в механическую энергию можно превратить не большеот всего запаса тепловой энергии пара.

Чтобы повышать к. п. д. ЦЭС, необходимо повышать температуру пара на входе турбины. Одновременно приходится повышать и давление пара. Если перегревать пар при низком давлении, то плотность его получается очень малой, использовать такой пар в турбине невыгодно. В настоящее время в СССР все более широкое применение получают котельные установки с повышенными температурами и давлениями пара — с повышенными параметрами, как говорят. Давление применяют до 100 ат, а перегрев пара до 500°.

Пар от этих котлов сначала проходит через отдельную турбину высокого давления — предвключенную турбину или, как ее еще называют, форшальттурбину, а лишь затем поступает в основную турбину с давлением около 30 ат и температурой перегрева 400°.

Такие «надстройки» высокого давления значительно повышают экономичность работы электростанции. Советские инженеры сконструировали также и мощные, до 100 тыс. квту турбины высокого давления обычного конденсационного типа, и теперь уже строятся электростанции, работающие на высоком давлении.

Были предложения переделать существующие на электростанциях котлы низкого давления в котлы высокого давления, применяя систему с промежуточным теплоносителем. При этой системе раскаленные газы нагревают не воду, а какую-нибудь высококипящую жидкость, т. е. кипящую при высокой температуре (применяется состав, называемый дуотерм).

Трубы, в которых циркулирует высококипящая жидкость (дуотерм), могут находиться под малым давлением. А в дуотерм погружается змеевик, в котором нагревается вода и образуется водяной пар высокого давления. Теплопередача от дуотерм а к воде и водяному пару значительно лучше, чем от раскаленных газов. Поэтому система труб, содержащих воду и пар при высоком давлении, может быть сделана меньших размеров и более дешевая, нежели в обычном котле. Но эксплоатация котла с промежуточным теплоносителем значительно сложнее эксплоатации простого котла.

Были построены также опытные установки с двойным, или, как говорят, бинарным циклом. В них вместо воды до высокой температуры нагревается ртуть. Ртуть кипит при температуре 375°. Можно перегреть ртутный пар до температуры выше 500° при еще относительно низком давлении. Отработав в турбине, ртутный пар конденсируется и при этом производит водяной пар, который в свою очередь работает еще в одной турбине. Энергия

Топлива используется здесь в две ступени: сначала в турбине с ртутным паром, а затем с водяным.

Установки с двойным циклом имеют высокую экономичность. Но и в конструировании, и в эксплоатации этих установок есть много специфических трудностей. Пока такой тип ЦЭС не развивается.

Ближайшее будущее принадлежит установкам высокого давления, работающим на обыкновенном водяном паре.

Дымовые трубы

В газах, отходящих из котла, всегда имеется остаточное тепло. Теплые газы стремятся подняться вверх. В дымовых трубах они создают естественную тягу. В старое время все электростанции строились с естественной тягой. Отходящие газы тогда не очищались и высокие трубы нужны были не только для тяги, но и для того, чтобы рассеять дым по воздуху.

На современных электростанциях тяга создается мощными дымососами, а трубы лишь помогают их работе. Строились ЦЭС и вовсе без дымовых труб. Прямо из дымососов газы выбрасывались в атмосферу. Большинство электростанций снабжается высокими, выше 100 м трубами.

Когда заберешься на верхушку такой трубы, кажется— на корабле находишься в качку. Под порывами ветра верхушка трубы отклоняется на несколько сантиметров. Лестницу, которая ведет на верх трубы, окружают решеткой, чтобы можно было на эту решетку опереться спиной, когда лезешь по трубе. Уцепишься за поручни, прижмешься к решетке и все-таки страшно.

Несколько десятков тысяч тонн дыма производят в сутки котлы современной крупной тепловой ЦЭС. В основном дым состоит из газов: азота, углекислоты, водяных паров. Их надо попросту рассеять в атмосфере. Но продукты сгорания, только вышедшие из котла, содержат в себе еще много такого, чего в атмосферу пускать никак нельзя.

В прошлом веке черный дым из труб считался признаков процветающей индустрии. А теперь черный дым может показаться только при серьезной аварии, когда откажут в работе регуляторы сгорания и фильтры.

Вид дыма, выходящего из трубы, зависит от содержания влаги в топливе. Когда влаги мало, то из трубы идет серый дымок. При сильно влажном топливе в отходящих газах много водяного пара. Клубы дыма получаются белесые, непрозрачные, очень плотные.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты