Приложение г Краткая характеристика работы тепловой электростанции. Тэс характеристика

Приложение г Краткая характеристика работы тепловой электростанции

Тепловая станция  электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

Основные узлы

теплоэлектростанции

котельная установка

Электро-

генератор

паровая

турбина

градирни

Кроме того, в состав теплоэлектростанции входят: катализаторы, система подачи смазочного масла, система вентиляции, системы пожаротушения, распределительные щиты, трансформаторы теплоэлектростанции, устройства контроля сети, блоки управления.

Различают тепловые паротурбинные электростанции (ТПЭС), газотурбинные (ГТЭС) и парогазовые (ПГЭС).

Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные электростанции (ТПЭС), на которых тепловая энергия используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращение ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора (обычно синхронного генератора).

В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь (преимущественно), мазут, природный газ, лигнит, торф, сланцы. Их коэффициент полезного действия (КПД) достигает 40%, мощность  3 ГВт.

ТПЭС, имеющие в качестве привода электрогенераторов конденсационные турбины и не использующие тепло отработавшего пара для снабжения тепловой энергией внешних потребителей, называются конденсационными электростанциями (официальное название в РФ – Государственная районная электрическая станция, или ГРЭС). ТПЭС, оснащенные теплофикационными турбинами и отдающие тепло отработавшего пара промышленным или коммунально-бытовым потребителям, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.

Используемое топливо. В качестве топлива на теплоэлектростанциях могут использоваться: нефть, мазут, природный газ и уголь. Основными элементами топлива являются углерод и водород, в меньших количествах присутствуют сера и азот. В топливе могут быть соединения и других элементов, например, металлов (сульфиды и оксиды).

Известны четыре типа угля. В порядке роста содержания углерода, а тем самым и теплотворной способности эти типы располагаются следующим образом: торф, бурый уголь, битуминозный (жирный) уголь или каменный уголь и антрацит. В работе ТЭС используют в основном первые два вида.

Уголь не является химически чистым углеродом, также в нем содержится неорганический материал (в буром угле углерода до 40%), который остается после сгорания угля в виде золы. В угле может содержаться сера, иногда в составе сульфида железа, а иногда в составе органических компонентов угля. В угле обычно присутствуют мышьяк, селен, а также радиоактивные элементы. Фактически уголь оказывается самым грязным из всех видов ископаемого топлива.

При сжигании угля образуются диоксид углерода, оксид углерода, а также в больших количествах оксиды серы, взвешенные частицы и оксиды азота. Оксиды серы повреждают деревья, различные материалы и оказывают вредное влияние на людей.

Частицы, выбрасываемые в атмосферу при сжигании угля на электростанциях, называются «летучей золой». Выбросы золы строго контролируются. Реально попадает в атмосферу около 10% взвешенных частиц.

Работающая на угле электростанция мощностью 1000 МВт сжигает 4-5 млн. т угля в год.

Поскольку в Алтайском крае отсутствует добыча угля, то будем считать, что его привозят из других регионов, и для этого прокладывают дороги, тем самым, изменяя природный ландшафт.

Мазут применяется для отопления жилых домов, школ, больниц и в качестве топлива на ТЭС из-за сравнительно низкой цены и малого содержания серы.

В отличие от угля и нефти природный газ практически не содержит серы. С этой точки зрения газ — экологически чистое топливо. Однако в случае использования газа природе наносится вред при прокладке тысячекилометровых газовых трубопроводов, особенно в северных регионах, где сосредоточены основные месторождения газа.

Физико-химические основы протекающих реакций. При сгорании топлива содержащиеся в нем углерод и водород образуют соответствующие оксиды, что можно изобразить уравнениями:

С + О2  СО2 + Q

2Н + 1/2О  Н2О + Q

Если количества кислорода недостаточно для полного окисления углерода, то протекает реакция

C + 1/2О2  СО2 + Q

либо часть образующегося СО2 вступает в реакцию с углеродом, образуя монооксид углерода:

C + СО2  2СО2 - Q

Таким образом, в условиях недостатка кислорода может выделяться большее количество СО. Кроме того, по сравнению с полным сгоранием уменьшается количество выделяющейся теплоты.

При неполном сгорании нефти или угля летучие органические соединения удаляются, образуя один из компонентов дыма, что особенно характерно для небольших печей. В больших печах летучие соединения, обладающие высокой горючестью, воспламеняются от излучения горячих стенок печи и сгорают полностью до СО2 и Н2О.

Сера и азот, входящие в состав угля и нефти, также сгорают с образованием оксидов. При сгорании серы обычно образуется сернистый газ:

S + О2  SО2

В меньшей степени в пламени протекает дальнейшее окисление:

2SО2 + О2  2SО3 + Q

В составе оксидов, образующихся в обычном пламени, присутствует лишь около 1 % SО3. Хотя серный ангидрид SО3 стабилен при низких температурах, скорость его образования в отсутствие катализаторов незначительна. При температурах, характерных для пламени, более устойчив сернистый газ SО2.

В процессе горения выделяется также монооксид азота NO. Источником его образования частично служит азот, содержащийся в топливе, при сгорании которого окисляется 18—80% азота. Монооксид азота образуется и в результате реакции взаимодействия атмосферных кислорода и азота в пламени и в прилегающих к нему слоях. Происходящую реакцию можно представить так:

N2 + О2  2NО - Q

Попадая в атмосферу, монооксид азота медленно превращается в диоксид путем сложных фотохимических реакций. В упрощенном виде они сводятся к реакции

NО + 1/2 О2  NО2

Таким образом, в состав отходящих газов теплоэнергетики входят СО2, СО, Н2О (пар), SО2 (реже SО3), NO, NO2 и другие вещества, поступление которых в воздушную среду наносит большой вред всем компонентам биосферы.

Котельная установка. Котельная установка  комплекс устройств для получения водяного пара под давлением. Котельная установка состоит из топки, в которой сжигается органическое топливо, топочного пространства, по которому продукты горения проходят в дымовую трубу, и парового котла, в котором кипит вода. Часть котла, которая во время нагрева соприкасается с пламенем, называется поверхностью нагрева. Производительность котла измеряется количеством воды, которую он способен испарить в течение 1 ч при определенной температуре и давлении.

Котельная установка вырабатывает пар высокого давления, который идет в паровую турбину  главный двигатель тепловой электрической станции. В турбине пар расширяется, давление его падает, а скрытая энергия преобразуется в механическую. Паровая турбина вращает генератор, вырабатывающий электрический ток.

Принцип работы. Схема тепловой электростанции представлена на рисунке Г.1.

Рисунок Г.1.  Схема тепловой электростанции

В котёл с помощью питательного насоса подводится питательная вода под большим давлением, топливо и атмосферный воздух для горения. В топке котла идёт процесс горения  химическая энергия топлива превращается в тепловую и лучистую энергию. Питательная вода протекает по трубной системе, расположенной внутри котла. Сгорающее топливо является мощным источником теплоты, передающейся питательной воде, которая нагревается до температуры кипения и испаряется. Получаемый пар в этом же котле перегревается сверх температуры кипения, примерно до 540 °C с давлением 13–24 МПа и по одному или нескольким трубопроводам подаётся в паровую турбину.

Паровая турбина, электрогенератор и возбудитель составляют в целом турбоагрегат. 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. Электрогенератор состоит из статора, в электрических обмотках которого генерируется ток, и ротора, представляющего собой вращающийся электромагнит, питание которого осуществляется от возбудителя.

Конденсатор служит для конденсации пара, поступающего из турбины, и создания глубокого разрежения, благодаря которому и происходит расширение пара в турбине. Он создаёт вакуум на выходе из турбины, поэтому пар, поступив в турбину с высоким давлением, движется к конденсатору и расширяется, что обеспечивает превращение его потенциальной энергии в механическую работу.

Силовые агрегаты теплоэлектростанции выделяют большое количество тепла, и для их охлаждения используются различные жидкости. В теплоэлектростанциях на пути охлаждающей жидкости устанавливается теплообменник, в котором охлаждающая двигатель жидкость отдает большую часть своего тепла другой жидкости  теплоносителю. В качестве теплоносителя обычно используется вода, принудительное перемещение которой по отопительной системе обеспечивают циркуляционные насосы. Установка теплообменников более чем в два раза повышает общий КПД теплоэлектростанции по сравнению с обычной электростанцией такой же мощности — коэффициент использования энергии достигает 90%. В простой электростанции, без использования тепла, на производство электричества идет лишь 22-43% энергии, остальное составляют потери.

Отходы. Выброс дымовых газов в атмосферу является наиболее опасным воздействием тепловой электростанции на окружающую природу.

Образование твердых частиц (дыма) при горении зависит от содержания твердых негорючих материалов в топливе и от полноты сгорания углерода. В дымах котельных, работающих с перегрузкой (при неполном сгорании в них топлива), присутствуют несгоревшие частицы углерода и неорганические вещества. Наоборот, в печах, работающих на угле, особенно при его распылении, выделяется значительное количество дыма. Частицы, выбрасываемые в атмосферу при сжигании угля на ТЭС, называются летучей золой.

Для улавливания золы из дымовых газов после дутьевых вентиляторов устанавливают фильтры различных типов (циклоны, скрубберы, электрофильтры, рукавные тканевые фильтры), задерживающие 90—99 % твёрдых частиц. Однако для очистки дыма от вредных газов они непригодны. За рубежом, а в последнее время и на отечественных электростанциях (в том числе газо-мазутных), устанавливают системы десульфуризации газов известью или известняком (т. н. deSOx) и каталитического восстановления оксидов азота аммиаком (deNOx). Очищенный дымовой газ выбрасывается дымососом в дымовую трубу, высота которой определяется из условий рассеивания

Дополнительное тепло при работе теплоэлектростанции можно получить, утилизируя тепло выхлопных газов, ведь их температура на выходе из двигателя достигает 500 - 600 °С. Чтобы использовать это тепло, на выхлопном трубопроводе устанавливают дополнительный теплообменник, в который подается вода из первого теплообменника. При этом удается не только использовать большее количество тепла - температура отходящих газов понижается до ~120 °С, но и значительно поднять температуру теплоносителя.

Кроме выбросов в атмосферу необходимо учитывать, что в местах концентрирования отходов угольных станций наблюдается значительное повышение радиационного фона, которое может приводить к дозам, превышающим предельно допустимые. Часть естественной активности угля концентрируется в золе, которая на электростанциях накапливается в огромных количествах. В летучей золе ТЭС обнаруживают радиоактивные элементы и продукты их распада. Причина в том, что обычный уголь содержит радиоактивный изотоп углерода С-14, примеси калия-40, урана-238, тория-232 и продукты их распада, удельная активность каждого из которых составляет от нескольких единиц до нескольких сотен Бк/кг. При работе ТЭС эти радионуклиды вместе с летучей золой и другими продуктами сгорания поступают в приземный слой атмосферы, почву и водоемы. Количество выброшенных в атмосферу радионуклидов зависит от зольности угля и эффективности очистных фильтров сжигающих устройств. ТЭЦ различного типа выбрасывают в атмосферу от 1 до 20% от всего количества образующейся золы.

Твердые отходы тепловых электростанций  золы и шлаки  близки к металлургическим шлакам по составу. Их выход в настоящее время составляет около 70. млн. т в год, причем примерно половина этих отходов приходится на золу от сжигания каменных углей,. Степень использования золошлаковых отходов не превышает 1,5—2%. По химическому составу эти отходы на 80  90% состоят из SiO2, А12О3, FеО, Fе2О3, СаО, МgО со значительными колебаниями их содержания. Кроме того, в состав этих отходов входят остатки несгоревших частиц топлива (0,5—20%), соединения титана, ванадия, германия, галлия, серы, урана. Химический состав и свойства золошлаковых отходов определяют основные направления их использования.

Основная масса используемой части шлаков и зол служит сырьем для производства строительных материалов. Так, золу ТЭС используют для производства искусственных пористых заполнителей  зольного и аглопоритового гравия. При этом для получения аглопоритового гравия используют золу, содержащую не больше 5—10% горючих, а для производства зольного гравия содержание в золе горючих не должно превышать 3%. Обжиг сырцовых гранул при производстве аглопоритового гравия ведут на решетках агломерационных машин, а при получении зольного гравия  во вращающихся печах. Возможно использование зол ТЭС и для производства керамзитового гравия.

Золы и шлаки от сжигания бурых и каменных углей, торфа и сланцев, содержащие не более 5% частиц несгоревшего топлива, могут широко использоваться для производства силикатного кирпича в качестве вяжущего при содержании в них не менее 20% СаО или в качестве кремнеземистого заполнителя, если в них содержится не более 5% СаО. Золы с высоким содержанием частиц угля с успехом используются для производства глиняного (красного) кирпича. Зола в этом случае играет роль как отощающей так и топливной добавки. Содержание вводимой золы зависит от вида используемой глины и составляет 1550%, а в отдельных, случаях может достигать 80%.

Кислые золошлаковые отходы, а также основные с содержанием свободной извести ≤10% используют как активную минеральную добавку при производстве цемента. Содержание горючих веществ в таких добавках не должно превышать 5%. Эти же отходы можно использовать в качестве гидравлической добавки (10—15%) к цементу. Золу с содержанием свободной СаО неболее 2—3% используют для замены части цемента в процессе приготовления различных бетонов. При производстве ячеистых бетонов автоклавного твердения в качестве вяжущего компонента используют сланцевую золу, содержащую ^14% свободной СаО, а в качестве кремнеземистого компонента — золу, сжигания углей с содержанием горючих 3—5%. Использование золошлаковых отходов по указанным направлениям является не только экономически выгодным, но и позволяет повысить качество соответствующих изделий.

Золошлаковые отходы используют в дорожном строительстве. Они служат хорошим сырьем для производства минераловатных изделий. Высокое содержание СаО в золе сланцев и торфа позволяет использовать ее для снижения кислотности  известкования почв. Растительная зола широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения в виду значительного содержания калия и фосфора, а также других необходимых растениям макро- и микроэлементов. Отдельные виды золошлаковых отходов используют в качестве агентов очистки сточных вод.

В ряде случаев концентрации металлов в золе таковы, что становится экономически выгодным их извлечение. Концентрация Sr, V, Zn, Gе достигает 10 кг на 1 т золы. Содержание урана в золе бурых углей некоторых месторождений может достигать 1 кг/т. В золе нефтей содержание У2О5 в некоторых случаях достигает 65%, кроме того в ней в значительных количествах присутствуют Мо и №. В связи с этим извлечение металлов является еще одним направлением переработки таких отходов. Из золы некоторых углей извлекают в настоящее время редкие и рассеянные элементы (например, Gе и Gа).

Вместе с тем, несмотря на наличие разработанных процессов утилизации топливных золошлаковых отходов, уровень их использования все еще остается низким. С другой стороны, современное технологическое использование энергии топлива (по сравнению, например, с его использованием на мощных ТЭС) является малоэффективным. При решении вопросов защиты окружающей среды, в частности от вредного влияния твердых и газообразных отходов ТЭС, идут по пути комплексного энерготехнологического использования топлив. Объединение крупных промышленных установок для получения металлов и других технических продуктов (в частности химических), а также технологических газов с мощными топками ТЭС позволит полностью утилизировать как органическую, так и минеральную части топлива, увеличить степень использования тепла, резко сократить расход топлива.

Определенные успехи на пути комплексного использования топлив уже достигнуты. Так, в нашей стране разработана и внедрена оригинальная технология многоступенчатого сжигания высокосернистых мазутов, согласно которой вначале проводят неполное сжигание  газификацию топлива. Получаемый газ охлаждают, очищают от соединений серы и золы и подают на сжигание в камеру энергетической установки или в топку парового котла. Выделяющееся при охлаждении газа тепло служит для производства высокотемпературного пара. Соединения серы направляют на производство серной кислоты или элементной серы. Из золы выделяют ванадий, никель и другие металлы.

Воздействие ТЭС на окружающую среду.

Атмосфера. При горении топлива потребляется большое количество кислорода, а также происходит выброс значительного количества продуктов сгорания таких как: летучая зола, газообразные окислы углерода, серы и азота, часть которых имеет большую химическую активность, и радиоактивные элементы, содержащиеся в исходном топливе. Также выделяется большое количество тяжелых металлов, в том числе ртуть и свинец.

Однако в настоящее время благодаря оптимальному режиму преобразования энергии и использованию катализаторного оборудования для современных теплоэлектростанций характерно низкое выделение в атмосферу вредных веществ.

Почва. Для захоронения больших масс золы требуется много места. Данные загрязнения снижаются использованием золы и шлаков в качестве строительных материалов.

Выбросы летучей золы могут загрязнять почву в радиусе нескольких десятков километров от ТЭС. Вокруг современной ТЭС с хорошей системой газоочистки радиоактивное загрязнение почвы ничтожно мало.

Гидросфера. Система технического водоснабжения обеспечивает подачу большого количества холодной воды для охлаждения конденсаторов турбин. Системы разделяются на прямоточные, оборотные и смешанные. В прямоточных системах вода забирается насосами из естественного источника (обычно из реки) и после прохождения конденсатора сбрасывается обратно. При этом вода нагревается примерно на 812 °C, что в ряде случаев изменяет биологическое состояние водоёмов. В оборотных системах вода циркулирует под воздействием циркуляционных насосов и охлаждается воздухом. Охлаждение может производиться на поверхности водохранилищ-охладителей или в искусственных сооружениях: брызгальных бассейнах или градирнях.

Система химводоподготовки обеспечивает химическую очистку и глубокое обессоливание воды, поступающей в паровые котлы и паровые турбины, во избежание отложений на внутренних поверхностях оборудования. Кроме того, на тепловых электростанциях создаются многоступенчатые системы очистки сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, маслами, водами обмывки и промывки оборудования, ливневыми и талыми стоками.

Тепловое загрязнение воды происходит в случае использования охлаждения открытого типа. Каковы могут быть экологические последствия теплового загрязнения для водных организмов? Во-первых, отмечаются случаи гибели рыбы, хотя это и сравнительно редкое явление. Во-вторых, температура может влиять на репродуктивные функции водных организмов. Например, взрослые особи форели способны выживать в теплой воде, но размножаться они не будут. Под влиянием повышения температуры отмечается более раннее появление некоторых насекомых, которые затем погибают, так как в это время года им не хватает пищи. Это значит, что позже будет не хватать пищи тем, кто питается этими насекомыми, и т. д. В поведении рыб под воздействием теплового шока могут происходить изменения, позволяющие хищникам легко хватать их. Кроме того, рыбы, подвергшиеся тепловому шоку, будут более чувствительными к болезням. В отдаленной перспективе некоторые из перечисленных эффектов способны оказаться столь же губительными для популяции, как и непосредственная гибель от перегрева воды.

Температура может оказать воздействие на структуру всего водного сообщества. Приток избыточного тепла упрощает водные экосистемы, число различных видов уменьшается. Наиболее опасные тепловые воздействия на экосистемы оказывают электростанции, расположенные в более теплых климатических областях, поскольку организмы попадают в температурные условия, близкие к их верхнему температурному пределу выживания.

Достоинства и недостатки ТЭС.

ДОСТОИНСТВА	НЕДОСТАТКИ
1. Могут быть использованы не только для электроснабжения, но и для теплообеспечения жилых и общественных зданий, промышленных предприятий	1. Создание, передача и использование электрической энергии ведут к электромагнитному загрязнению окружающей среды.
2. За счет одновременной выработки электроэнергии и подачи тепла теплоэлектростанции наиболее эффективны и экономичны при длительной эксплуатации. Максимальная тепловая мощность отопительной системы нужна в течение нескольких месяцев в году, а для удовлетворения примерно 60% расхода тепла требуется всего 20% установочной тепловой мощности.	2. В каменном угле и летучей золе содержатся значительные количества радиоактивных примесей (226Ra, 228Ra и др.). Годовой выброс в атмосферу в районе расположения ТЭС мощностью 1 ГВт приводит к накоплению на почве радиоактивности, в 10-20 раз превышающей радиоактивность годовых выбросов АЭС такой же мощности.
3. Одновременно с выработкой электроэнергии теплоэлектростанцией происходит и активация отопительных систем. В теплоэлектростанциях предусмотрен режим покрытия пиковой потребности в электроэнергии при одновременной выработке тепла.	3. ТЭС на угле, вырабатывающая электроэнергию мощностью 1 ГВт, ежегодно потребляет 3 млн. т угля, выбрасывая в окружающую среду 7 млн. т двуокиси углерода, 120 тыс. т двуокиси серы, 20 тыс. т оксидов азота и 750 тыс. т золы.
4. Наибольший вклад, а именно 80% от всей электроэнергии, производимой в нашей стране, дают тепловые электростанции.	4. Сжигание углеродсодержащих топлив приводит к появлению двуокиси углерода СО2, которая выбрасывается в атмосферу и способствует созданию парникового эффекта.
5. В отличие от ГЭС, тепловые электростанции можно построить в любом месте, тем самым приблизить источники получения электроэнергии к потребителю и расположить тепловые электростанции равномерно по территории страны или экономического района.	5. Сжигание углеродсодержащих топлив приводит к появлению оксидов серы и азота. Они поступают в атмосферу и после реакции с парами воды в облаках образуют серную и азотную кислоты, которая с дождем падает на землю. Так возникают кислотные дожди.
6. ТЭС работают практически на всех видах органического топлива — различных углях, сланцах, жидком топливе и природном газе.	6. Тепловая энергетика требует изъятия территорий для добычи топлива, его транспортировки, размещения электростанций и линий электропередач, для отвалов со шлаком

studfiles.net

Характеристики в относительных показателях. Энергетические характеристики. Характеристики ТЭС. Вид характеристик агрегатов ТЭС

Экономика энергетики

Характеристики в относительных показателях

Рабочие характеристики - характеристики КПД. Удельные характеристики,. bуд=B(гут)/P, qуд=Q(куб.м/с)/P Отметим, что точка минимума удельного расхода энергоресурса соответствует точке максимума КПД Дифференциальные характеристики Эти характеристики называют еще характеристиками относительных приростов. Это приращение энергоресурса на приращение мощности

Энергетические характеристики в руб

В настоящее время при коммерческих отношениях на рынке и при оптимизации режима станций внутри самой системы необходимо использовать затраты на топливо. Это требует учета цен на топливо различных станций. Для этого осуществляется пересчет ординат энергетических характеристик. Форма характеристик при этом сохраняется. Показатели характеристик будут иметь вид
1. расход натурального топлива пересчитывается в издержки на топливо - Ив = цВ, руб (ц, руб/тонну натурального топлива),
2. удельные расходы топлива пересчитываются в удельные издержки на топливо - Вц/P , руб/МВтч,
3. относительные приросты ΔВц/ΔР, руб МВт.

Характеристики ТЭС

Имеются характеристики котлов, турбин, блоков, станции Электрическая мощность – Рген=Рподв- ΔРкотл-ΔР турб- ΔР ген КПД – η агр= ηген ηтур ηкотл Удельный расход топлива – bудагр=bудкотлbудтурбbудген; Относительный прирост - bудагр=bкотлbтурбbген

Вид характеристик агрегатов ТЭС

Котел - Расходная дифференциальная

Турбина- расходная-

Генератор

Турбина – дифференциальная дифференциал расходная

Расходная характеристика блока и станции

Схематичная характеристика ТЭЦ

Диаграмма режимов представляет совокупность характеристик расхода пара или тепла турбоагрегатом при различных отборах пара на производственные и теплофикационные нужды. Нижняя кривая соответствует уровню, когда отбор пара нет. Это конденсационный режим. При увеличении отбора характеристика турбины перемещается параллельно самой себе.

Характеристики ГЭС

Расходные
Дифференци-
альные
Натурные

Характеристики гидроагрегатов обычно представляются изолиниями для постоянных напоров . На расходной характеристике даются изолинии Q (Р) для Н = const, на дифференциальной - изолинии q Натурные характеристики гидроагрегатов часто имеют более сложную форму

Способы получения характеристик

Паспортные характеристики. Даются заводом изготовителем.Их погрешности достигают 10%
Натурные характеристики. Получаются в результате специального эксперимента в натуре. Погрешности до 5 %
Характеристики, получаемые в АСУ ТП Требуется непрерывное измерение многих параметров. Погрешности примерно 2%.

Состояние энергетики в России

- региональный рынок

- оптовый рынок между ЭЭС

Региональные ЭЭС объединились в 7 объединенных ЭЭС (11 В СССР)

Юга

Волга

Урал

Восток

С-З

Сибирь

Центр

Новосибирск

Омск

Томск

Структура и организация действующего электроэнергетического рынка России

Энергетический баланс

Энергетический баланс отражает состояние ТЭК на данный момент времени Место в системе материального производства- инвестиционная среда ограрно-промышленный комплекс производство

ТЭК

Энергетический ресурс

Топливно-энергетический комплекс

ТЭК (топливно-энергетический комплекс) – совокупность взаимосвязанных систем по добыче, обогащению, хранению, транспортировке, преобразованию топливно-энергетических ресурсов + транспортирование электрической и тепловой энергии и ее использование. ТЭК – система технических и экономических взаимосвязей,для ее исследования применяется метод системного подхода

Топливо энергетический комплекс

Хранение

Транспортировка

Преобразование

Обогащение

отраслями

Другими

передача

распределение

Добыча

потребление

Топливно-энергетические ресурсы

50%

Энергетика

Другие отрасли производства

Электроэнергетика

Теплоэнергетика

Эл. станция

ТЭЦ

Котельная

Тепловые сети

Эл. сети

Иногда потребители

Энергетическая система- это совокупность электрических станций, потребителей электрической и тепловой энергии, связанных между собой тепловыми сетями

ОСОБЕННОСТИ Т Э К

Подверженность влиянию политических и социальных процессов
Динамика производства и потребления ресурсов
Неравномерность размещения энергоресурсов на территории страны
Широкая взаимозаменяемость ресурсов и энергоносителей
Высокая капиталоёмкость
Неравномерность размещения ресурсов по территории страны
Высокий уровень концентрации производства

Аспекты планирования деятельности ТЭК

Прогнозы: дальний (>25 лет), долгосрочный (15-25 лет)
Планирование: перспективное 5..15лет, краткосрочное 1..5лет, текущее(в году)

1. Временной

2. Технологический

Двойственность управления. 1.административное хозяйство (запас сырья, зарплата…)

2. ОДУ (поддержание эксплуатационных характеристик объектов и мобильность снабжения потребителя всеми энергоресурсами) :

3. Территориальный

Сравнение экономических показателей новых типов электростанций

100%=КЭС мощностью 10^6 кВт

Основные и оборотные фонды.

Фонды – это материальные или денежные средства используемые для определенных целей.

основные фонды

оборотные фонды

топливо

машины

вспомогательный материал

инвентарь

сооружения

запасные части

оборудование

здания

ОСНОВНЫЕ ФОНДЫ

производственные

не производственные

базы отдыха

жилые дома

активные

пассивные

мед. учреждение

силовые машины и оборудование

здания и сооружения

Основные и оборотные фонды

Процесс производства-процесс созданния материальных ценностей или услуг ( продукта). Предметы труда - то на, что направлен труд человека. Средства труда – вещественное содержание производства ( орудия труда) Труд – целенаправленная деятельность человека,направленная на создание материальных и духовных ценностей с помощью орудий (средств) производства.

Процесс производства

Труд
Предметы => оборотные средства: фонды образующие и оборотные фонды
Средства => ОПФ (основные производственные фонды)

Структура основных производственных фондов

Здания, сооружения
Передаточные устройства
Машины и оборудование:
силовые механизмы
Рабочие механизмы
измерительные устройства
вычислительная техника

Структура в энергетике основных производственных фондов в энергетике

vunivere.ru

Характеристики основного оборудования ТЭС — КиберПедия

На показатели работы ТЭС влияют в основном эксплуатационные характеристики парогенераторов (ПГ), турбогенераторов (ТГ), а также вспомогательного оборудования, относящегося к собственным нуждам. Каждый агрегат характеризуется КПД и расходными характеристиками, определяющими зависимость первичного энергоресурса ЭР от производительности П.

Наиболее важными характеристиками оборудования являются:

удельный расход , определяемый геометрически секущей, и относительный прирост

, определяемый касательной.

Расходные характеристики оборудования ТЭС могут иметь более сложный характер за счет разрывов, не монотонного изменения наклона и т.п.

Рассмотрим подробнее характеристики ПГ и ТГ.

а) Парогенератор (котел).

Парогенераторы мощных ТЭС бывают 2-х типов: барабанные и прямоточные. Их расходные характеристики представляются обычно либо как зависимости B(Q), либо – B(D). Здесь Q – тепло (в [Гкал] или в [ГДж]), D – расход в тоннах стандартного пара ([т п./час]).

Для построения характеристик обычно используется зависимость КПД h(Q). Для каждой k-ой точки характеристики B(Q) считается на входе котла и затем пересчитывается на условное топливо с теплотой сгорания 7 Гкал/т т у.т./ч.

Таким образом, по расчетным точкам путем сглаживания строится B(Q). ХОП котла можно построить методом конечных приращений

Однако лучшую точность дает расчет по методу обратного баланса. Заключается он в следующем:

– задается характеристика h(Q) в виде кривой или таблицы;

– в каждой точке прирост рассматривается как производная от тепловой энергии на входе, определяемой с потерями

;

– по точкам рассчитываются и кривая сглаживается ;

– производная потерь определяется через конечные приращения (рис.1.19) и затем считается

т у.т./Гкал*ч.

Характеристика строится в рабочем диапазоне нагрузки котла:

где минимальная нагрузка определяется устойчивостью горения факела.

Расходные характеристики меняются в процессе эксплуатации из-за старения и снижения КПД.

б) ТГ – турбогенератор.

В энергетике широко используются конденсационные турбины. Расходная характеристика такого ТГ представляет из себя зависимость Q(P).

Для ТГ завод-изготовитель определяет характеристику, заданную аналитически (рис.1.20)

где ;

– относительный прирост расхода тепла.

Характеристика задается в рабочем диапазоне от Pmin до PH, причем .

На ТЭЦ находят применение турбины с противодавлением типа РТ,. которые могут использоваться для связи сборных коллекторов пара разных давлений при р2/р1 » 0,1 ¸ 0,5 (рис. 1.21). У подобных турбин характеристики приростов убывающие. ТГ с противодавлением используются редко.

Рис. 1.21

На ТЭЦ широко используются турбины с отборами пара. Отборы делят на два вида: теплофикационные – Т и промышленные – П. Турбины с отборами имеют более сложные характеристики, которые зависят от величины отбора (рис.1 22).

При работе ТГ с большими отборами пара электрическая мощность может ограничиваться пропускной способностью

цилиндра высокого давления, а при малых отборах - цилиндром низкого давления.

Для турбин типа ПТ с двумя отборами строится еще более сложная диаграмма расхода.

Характеристики блоков

Рассмотрим упрощенную схему основных потоков энергии в блоке

Полагаем, что известны следующие расходные характеристики:B(QK), Qт(P), QCH(P), PCH(P). При этом часовые расходы на собственные нужды отнесены на выработку электроэнергии.

При построении ХОП блока различают удельный прирост расхода топлива брутто и нетто .

Прирост брутто относят к полной выработке

где – относительный прирост расхода тепла на собственные нужды.

Прирост нетто относят к полезно отпущенной выработке

так как. ,

где – относительный прирост расхода электроэнергии на собственные нужды.

Для приблизительного расчета можно не учитывать собственные нужды. Тогда: .

Для примера на рис 1.24 показана ХОП блока 200 МВт.

Корректировка ХОП в процессе эксплуатации требует учета всевозможных факторов, влияющих на КПД основного оборудования блока, изменения внешних условий, таких как температура наружного воздуха, температура циркуляционной воды, изменение характеристик топлива и т.п.

Маневренные свойства блока

КЭС участвуют в регулировании частоты и перетоков мощности в системе, что требует иногда быстрого изменения их мощности. При этом различают нагрузочный диапазон Pmin £ P £ Pmax и регулировочный диапазон, в котором нагрузка может меняться автоматически без изменения состава вспомогательного оборудования (числа горелок, питательных насосов и т.д.).

Сброс нагрузки производится быстро, а подъем – медленно по несколько процентов в минуту, особенно при включении блока после простоя. Время пуска из холодного состояния определяется плавным подъемом температуры в элементах конструкции турбины и котла, например, в барабане котла на 2,5…3,0 °С/мин, и может достигать нескольких часов, а для мощных блоков и более 10 часов. Контроль за состоянием, например, турбины при пуске осуществляется по приборам, фиксирующим относительное удлинение и осевой сдвиг ротора; разность температур между верхом и низом цилиндров, по ширине фланцев, между фланцами и шпильками; искривление вала и вибрацию; тепловое расширение паропроводов и корпуса турбины и т. п.

При плановых простоях в часы снижения потребления продолжительность пуска зависит и определяется временем простоя блока. Пуск сопровождается дополнительными пусковыми расходами топлива, которые также зависят от длительности простоя, и от номинальной мощности блока, определяющей его массогабаритные показатели. При пуске из холодного состояния мощного пылеугольного блока они могут достигать нескольких сотен тонн.

cyberpedia.su