Основные элементы ПГУ: котлы-утилизаторы, паровые турбины, их устройство, условия эксплуатации, особенности конструкции.
Энергетический процесс современных паротурбинных установок (ПТУ) основан на использовании термодинамического цикл Ренкина с полной конденсацией отработавшего в турбине водяного пара. Схема простейшей теплоэнергетической установки, посредством которой реализуется данный цикл, представлена на рис. 2.1, а на рис. 2.2 приведен идеальный цикл Ренкина в Т,s-диаграмме. Обозначения термодинамических параметров в соответствующих узлах и точках цикла (давление р, МПа (кПа), температура t,оС) и параметра теплового состояния рабочих сред (удельные энтальпия h, кДж/кг и энтропия s, кДж/(кг-К)) даны на представленных рисунках. Там же показаны расходы пара G0, кг/с в паровую турбину и теплоты Q0, кДж/ч перед ней.
Рис. 2.1. Простейшая схема ПТУ Рис. 2.2. Идеальный цикл ПТУ в Т,s-диаграмме
Сокращенные обозначения основного оборудования ПТУ и краткая характеристика происходящих в ней процессов следующие:
ПТ – паровая турбина, в которой в процессе расширения пара его тепловая энергия преобразуется в механическую энергию вращающегося ротора с передачей на ротор электрогенератора (ЭГ) работы турбины Lт - процесс 1-2;
КР – конденсатор турбоустановки, в котором отработавший в турбине пар конденсируется при постоянном давлении рк и отдает теплоту Qк охлаждающей воде (на рис. 2.1 представлено как удельное количество теплоты q2, кДж/кг) – процесс 2-21;
ПН - питательный насос, в котором осуществляется адиабатное сжатие питательной воды (процесс 21-3 при затрате работы Lн на сжатие 1 кг воды);
|
|
|
К– энергетический котел (далее котел), в котором в процессе подвода теплоты при сгорании органического топлива (на рис. 2.1 представлено как удельное количество подводимой теплоты q1, кДж/кг) осуществляется подогрев воды до температуры кипения (процесс 3-31), ее испарение (процесс 31-4) и перегрев водяного пара (процесс 4-1).
Котлы-утилизаторы в схеме ПГУ Котлы-утилизаторы для энергетических ПГУ различаются по компоновке, тепловым схемам и параметрам. По конструктивному исполнению котлы-утилизаторы подразделяются на горизонтальные или вертикальные, преимущественно барабанного типа с естественной или принудительной циркуляцией. Поверхности теплообмена изготавливаются из труб с наружным спиральным оребрением, что позволяет уменьшить эту поверхность и ее металлоемкость. Эти поверхности компонуются в зависимости от конструктивной схемы котла в виде секций, собранных в общие блоки и подвешенных к потолку поперек движения газов в КУ горизонтальной компоновки, и в виде отдельных блоков, устанавливаемых в шахте вертикального КУ. На рисунке 3 представлена тепловая схема и Q-T диаграмма ПГУ с одноконтурным котлом-утилизатором. В горизонтальных котлах-утилизаторах поверхность нагрева состоит из отдельных секций, объединяемых в пакеты. Каждая секция обычно включает в себя верхний и нижний коллекторы, соединенные оребренными трубами. Конструкция вертикальных котлов-утилизаторов имеет свои особенности. Их поверхности нагрева выполняют в виде отдельных модулей, укрепляемых один над другим с помощью каркаса, в котором предусмотрены боковые боксы для размещения коллекторов и колен труб, не омываемых дымовыми газами. Основная часть модуля в зависимости от его длины имеет несколько несущих перегородок.
|
|
|
Пе - пароперегреватель; И- испаритель; Эк- экономайзер; ГПК- газовый подогреватель конденсата; Tкт-Тух- охлаждение газов в КУ; пе вх Тк -T - повышение температуры пароводяного рабочего тела; J ПЕ - недогрев на входе в пароперегреватель; J - минимальный недогрев в испарителе
В некоторых случаях для стабилизации параметров перегретого пара или для повышения паропроизводительности котлы-утилизаторы могут быть оснащены дожигающими устройствами. В этом случае в среде дымовых газов дополнительно сжигается топливо. Возможность применения дожигания топлива в среде дымовых газов, отходящих от ГТУ обеспечивается высоким содержанием кислорода (в пределах 13-16%). Организация такого дожигания связана с довольно жесткими требованиями к горелочным устройствам камеры дожигания. Они должны обеспечить высокую полноту сгорания топлива, устойчивое горение при высоких скоростях набегающего потока выходных газов ГТУ, надежное воспламенение дожигаемого топлива, создание равномерного температурного поля после горелок, их малое аэродинамическое сопротивление. Обычно этим требованиям отвечают микрофакельные горелки.
|
|
|
Горелочные элементы системы дожигания топлива размещают в газоходе, соблюдая следующие требования: равномерность температурного профиля в процессе работы, их сопротивление не должно превышать 100 Па, температура газов после камеры дожигания не должна превышать 750 °C во избежание повреждения корпуса котла и других его элементов.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 866; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!