Технологія виробництва теплової енергії.
Пара з котла надходить у турбіну, де він розширюється, спрацьовуючи свою внутрішню енергію (тиск і температуру) на робочих лопатках ЦВТ і ЦСТ турбіни. Після часткового розширення, частина пари з ЦСТ відводиться в ПМВ-2, де, конденсуючись, пара передає свою сховану теплоту паротворення циркулюючої по трубках ПМВ-2 мережевій воді. Інший потік пари, розширюючись ще на одному щаблі ЦСТ турбіни, надходить у зону відбору пари до ПМВ-1. Пара на ПМВ-1 відбирається після ЦСТ перед входом його в ЦНТ. Конденсуючись на трубках ПМВ-1, пара підігріває мережеву воду. Інший обсяг пари, проходячи через паропропускні вікна поворотної діафрагми (ПД), направляється в ЦНТ, де, розширюючись на лопатках турбіни, віддає свою енергію для обертання ротора турбіни. Відпрацьована пара після ЦНТ направляється в конденсатор турбоустановки, де вона конденсується, віддаючи залишкову енергію циркулюючої по трубках конденсатора циркуляційній воді. Конденсатор турбіни працює при глибокому вакуумі (-0,92 — -0,98 атм). При цьому у вакуумі температура пари становить 35—40 °С.
Для збільшення теплового навантаження ПД прикривається. При цьому її паропропускні вікна частково перекриваються, що зменшує пропуск пари в ЦНТ турбіни й збільшує витрату пари в «нижній» й «верхній» теплофікаційні відбори до ПМВ-1 і ПМВ-2.
Таким чином, тиск пари в опалювальних відборах росте, отже, росте й температура конденсації пари внаслідок чого температура мережевої води на виході з теплофікаційної установки збільшується. При максимальному тепловому навантаженні (для блоків № 1 і № 2 максимальне теплове навантаження дорівнює 175 Гкал/г, для блоку №3 — 350 Гкал/г). ПД закривається до упору, повністю перекриваючи паропропускні вікна й тим самим, перекриваючи доступ пари в ЦНТ турбіни і повністю направляючи його в ПМВ-1, ПМВ-2.
|
|
|
Через відключення ЦНТ електрична потужність турбіни знижується й для її відновлення потрібне збільшення паропродуктивності котла шляхом збільшення подачі палива. При збільшенні паропродуктивності котла тиск пари в опалювальних відборах росте. Тому для втримання температури мережевої води на заданому значення ПД відкривається, частина пари пропускається в ЦНТ, тиск пари в опалювальних відборах зменшується до заданої величини, електрична потужність, вироблювана турбогенератором відновлюється. При необхідності зменшення теплового навантаження всі вищевказані дії виробляються у зворотному порядку.
Всі операції по зміні теплового й електричного навантаження автоматизовані. Оператор енергоблоку тільки задає необхідний режим роботи обладнання і стежить за роботою автоматики, що сама за допомогою електронно-гідравлічних систем виконує задану команду. Оператор втручається в роботу автоматики тільки при явних збоях або для точного корегування заданих параметрів.
|
|
|
ПАЛИВНЕ ГОСПОДАРСТВО
Станція спалює два види палива –– мазут марок М-40, М-100 та природний газ. Мазут постачається залізничним транспортом. До мазутного господарства входить:
· двониткова естакада зливу мазуту з фронтом зливу – 26 цистерн
· приймальний резервуар місткістю 1000 м3
· три резервуари для зберігання мазуту місткістю 20 000 м3 кожний
· два перекачувальні насоси продуктивністю 600 м3/год кожний.
Природний газ надходить від газорозподільчої станції (ГРС) під тиском 12 кгс/см2 по газопроводу діаметром 1000 мм на газорозподільчий пункт (ГРП) ТЕЦ і далі по трубопроводам діаметром 1000 мм у котельне відділення головного корпусу та на ПВК.
Протягом складних за паливозабезпеченістю опалювальних сезонів останніх років тимчасове переведення станції з газу на мазут в буквальному розумінні рятувало харківську регіональну систему від колапсу. Таким чином, Харківська ТЕЦ-5 відіграє надзвичайно важливу роль як підприємство, здатне достатньо швидко змінити пропорції у виробництві теплової та електричної енергії та є важелем стабілізації тиску газу в газорозподільчій мережі міста.
|
|
|
ХІМВОДООЧИЩЕННЯ
Харківська ТЕЦ-5 є потужним виробником підживлювальної води для усієї харківської теплофікаційної системи. Цех хімічного водоочищення забезпечує підготовку мережної води, якості якій може позаздрити будь-яке підприємство харчової промисловості, що випускає напої. Тим не менш у 2000 році було розпочато модернізацію технологічного обладнання хімічного цеху, яка дала змогу збільшити продуктивність хімічного водоочищення у тепломережі до 800 т/год. Хімічне водоочищення складається з трьох установок:
1. Na-катіонової установки продуктивністю 400 м3/год, призначеної для живлення випаровувань та тепломережі. Установка працює за схемою: вапнування та коагуляція в освітлювачах, освітлення на механічних фільтрах, двоступеневе Na-катіонування.
2. Резервної знесолювальної установки продуктивністю 50 м3/год, призначеної для компенсації витрат пари та конденсату на блоках. Установка працює за наступною схемою: вапнування та коагуляція в освітлювачах, освітлення на механічних фільтрах, трьохступіневе знесолення.
3. Установки очищення стоків від мастил та мазуту.
|
|
|
ТРУБА ХАРКІВСЬКОЇ ТЕЦ
Висотна труба є невід'ємним компонентом сучасної ТЕЦ, що виконує винятково важливу функцію розсіювання шкідливих газоподібних викидів і пилу. Спочатку для вводу у стрій блоків №1 і №2 Харківської ТЕЦ-5 було побудовано "малу" металеву трубу висотою 100 м. А на початку 1991 р., незабаром після запуску блоку № 3 і досягнення станцією загальної встановленої електричної потужності 540 МВт було введено в експлуатацію висотну трубу.
Висота висотної труби Харківської ТЕЦ-5 складає 330 м. Для порівняння, це така ж висота, як й у Ейфелевої вежі. У 70-і роки минулого сторіччя для ТЕС було запропоновано принципово нову конструкцію димової труби з прохідним зазором. Така труба складається з двох «стовбурів»: внутрішнього газовідводу з металу і зовнішньої несучої труби з залізобетону. До головних переваг висотних труб із прохідним зазором відносять більш високу при рівних розмірах пропускну здатність за рахунок відсутності звуження діаметра газовідводу по висоті і більшу простоту технології будівництва.
Залізобетонний стовбур труби Харківської ТЕЦ-5 побудовано за типовим проектом ВНДПІ “Теплопроект”, розробленим у 1981 р. Труба має в основі діаметр 32,4 м, а починаючи з висоти 165 м і до самої вершини діаметр складає 15,3 м. Товщина стінки залізобетонного стовбура змінюється від 80 см унизу до 25 см нагорі. Відхилення верха труби від вітрового тиску складає близько 20 см. Вплив сонячної радіації може викликати більш сильне відхилення аж до 70 см. Однак у цілому конструкція залізобетонного стовбура має підвищену жорсткість у порівнянні з трубами інших типів.
Первісний проект внутрішнього газовідводу, розроблений фахівцями Донецького відділення ВНДПІ “Оргэнергострой”, передбачав використання кремнєбетону, що має високу корозійну стійкість. Однак через інтенсивне руйнування побудованих за тим же проектом кремнєбетонних газовідводів на Запорізькій і Вуглегорській ТЕС було прийнято рішення трубу ТЕЦ-5 будувати з металевим газовідводом.
Металевий стовбур газовідводу ТЕЦ-5 має діаметр 10,9 м. Стовбур складається з 6 царг вагою по 161 т. Кожна царга кріпиться до несучого залізобетонного стовбура за допомогою 14 металевих підвісок і розтяжок. Піддатливість цих підвісок забезпечує компенсацію температурних деформацій царг під час експлуатації труби. Проектна товщина стінки металевого стовбура 8 мм, з яких 4,5 мм відведено на корозійний знос за умови 30-річної експлуатації. Швидкість повітряного потоку в газовідводі, в залежності від режиму роботи котлів ТЕЦ може змінюватися від 6 до 45 м/с.
ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ СПОРУДИ
Подача вироблених потужностей здійснюється на вузлову підстанцію, яка знаходиться на відстані 2,7 км від ТЕЦ. Потужність першого та другого блоків після підвищення напруги від 10,5 кВ до 110 кВ блочними трансформаторами потужністю 125 МВА постачається на ОРУ-110 кВ. Потужність третього блоку після підвищення напруги від 20 кВ до 110 кВ блочним трансформатором потужністю 400 МВА по гнучкій мережі зв’язку постачається на ОРУ-110 кВ.
Власні потреби станції задовольняються на рівні напруги в 6 кВ від трансформаторів власних потреб. Схема ОРУ-110 кВ –– це дві системи шин, які секціоновані з обхідною системою шин. Схема ОРУ-330 кВ –– чотирикутник. Зв’язок ОРУ-110 кВ та 330 кВ здійснюється через три автотрансформатори зв’язку.
ГРАДИРНІ
На ТЕЦ застосовується замкнута, малостічна система технічного зворотного водопостачання з градирнями, що відвертає теплове забруднення водоймищ, а кількість свіжої води, яка забирається з них, значно менша, ніж у системах з водосховищами- охолодниками, і тим більше в прямотокових системах, оскільки треба тільки відновлювати втрати від випаровування. До переваг градирень відноситься також порівняно невелика проти водосховищ займана ними площа.
Градирні є протиточними з примусовою циркуляцією повітря. Гаряча вода з охолоджуваного обладнання по трубопроводу подається до водоохолоджувача градирень і за допомогою форсунок розпорошується, рівномірно зрошуючи всю поверхню зрошувача. Вода, проходячи зверху вниз по щілинним каналам зрошувача, охолоджується повітрям, що йде їй на зустріч, і стікає в піддон.
Козирок, розташований по периметру корпусу градирень, відкидає струменя води до центру піддону, тим самим запобігаючи викид води з повітря забірних вікон. Охолодження води відбувається за рахунок поверхневого випаровування води і конвективного теплообміну між водою і повітрям при їх безпосередньому зіткненні. Крапельки води, уносяться потоком повітря, затримуються крапле вловлювачем і стікають вниз. Охолоджена вода з піддону градирень стікає в проміжний бак системи та відцентровим насосом подається в охолоджувальне устаткування, і цикл повторюється. При зниженні рівня води в проміжному баку йде підживлення системи охолодження свіжою водою з водопроводу. При підвищенні рівня вода скидається через переливний патрубок у систему відведення. На час промивки зрошувача або ремонту градирень схема приєднання градирні до охолодження обладнання передбачає можливість роботи системи охолодження на свіжій воді. У зимовий час перед пуском градирень переконуються у відсутності льоду на лопатях вентилятора. Кількість води, що подається визначається в залежності від необхідної продуктивності градирень.
Для спостереження за роботою градирень передбачають наступні прилади:
1. термометри на лініях теплої та охолодженої води;
2. манометри;
3. психрометр;
4. водоміри на лініях теплої води і підживлення свіжою водою.
При експлуатації градирень ведуть журнал роботи, в якому щорічно відзначають:
ü температуру води до і після градирень;
ü витрата свіжої води;
ü температури зовнішнього повітря по сухому і вологому термометрам.
Систематично стежать за правильною роботою вентилятора, водо розподільника і щільністю системи. Наявність механічних домішок і масла у воді знижує ефект охолодження. Для нормальної роботи градирень та зменшення вмісту у воді речовин, що вимиваються з системи оборотного водопостачання, роблять щомісячну заміну циркулюючої води.
ЕКОЛОГІЧНИЙ ЗАХИСТ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
Одним із значних факторів впливу на екологію навколишнього середовища є господарська діяльність людини в будівництві, промисловості, енергетиці, сільському господарстві. Енергетичне виробництво, споживаючи величезну кількість палива й кисню повітря для його окислення, видає продукцію у вигляді електричної та теплової енергії, а газоподібні, теплові й тверді продукти згоряння є його відходами.
Теплові електростанції - одне з найбільших джерел забруднення атмосфери, бо, крім головних продуктів горіння вуглецю й водню, що не є токсичними, в повітря викидаються окисли сірки SO2 та SO3, окисли азоту NO та NO2, деякі фтористі сполуки, продукти неповного згоряння палива CO та CH4, окисли ванадію V2O5, солі натрію та інші. Більшість цих продуктів токсичні і навіть у незначних концентраціях шкідливо впливають на людину, тваринний і рослинний світ. Поряд з цим шкідливий вплив ТЕЦ виявляється у шлейфах пилу й диму, які скорочують ультрафіолетову радіацію і видимість, засоленості і замазученості води.
Однак є і переваги у потужних ТЕЦ, з введенням в дію яких ліквідуються джерела шкідливих викидів - сотні дрібних неекономічних котелень, що не мають потрібних технічних засобів, приладів контролю та автоматики, які б знижували кількість шкідливих викидів в атмосферу через, димові труби малої висоти.
Кількість і характеристика шкідливих викидів ТЕЦ залежить від використовуваного палива. Так, при спалюванні твердого палива в атмосферу викидаються:
· летка зола з частинками недогорілого палива;
· сірчистий (SO2) і сірчаний (SO3) до 5% ангідрид;
· окисли азоту NO2: оксид NO і діоксид NO2 (2-5% від загального вмісту окислів азоту);
· газоподібні продукти неповного згоряння палива, перш за все чадний газ CO та його супутник бензапірен C20H12, вуглеводні CH4, C2H4;
· незначна кількість фтористих сполук;
· п'ятиокис ванадію V2O5.
При спалюванні рідкого палива (мазуту) з димовими газами в повітря надходять:
· сірчистий (SO2) та сірчаний (SO3) до 5% ангідрид;
· окисли азоту NO2: оксид NO і діоксид NO2 (2-5% від загальних NOх);
· п'ятиокис ванадію V2O5;
· продукти неповного згоряння (хімнедопал); чадний газ CO, бензапірен C20H12, вуглеводні, вуглеводні, сажа;
· речовини, що видаляються із зовнішніх поверхонь нагрівання при очистках.
При спалюванні мазуту кількість двоокису сірки утворюється вдвічі більше, ніж вміст її у твердому паливі.
При спалюванні природного газу істотним забруднювачем атмосфери є:
· окисли азоту NO і NO2;
· продукти згоряння - чадний газ CO та бензапірен C20H12.
Нижче наведено графік, що відображає зміну на протязі останнього десятиріччя співвідношення між долями мазуту та газу в річному обсязі використаного Харківською ТЕЦ-5 палива.
Ці два графіки відображають динаміку зміни кількості шкідливих речовин, що викидаються Харківською ТЕЦ-5 в атмосферу.
ЗАХИСТ АТМОСФЕРИ
|
