Презентация Тепловые электрические станции (ТЭС). Лекция 1 онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда: Рекомендуемая литература Кудинов А.А. Тепловые электрические станции. Схемы и оборудование: учебное пособие. М.: ИНФРА-М, 2012. 325 с. Тепловые электрические станции: учебник для вузов / В.Д. Буров, Е.В. Дорохов, Д.П. Елизаров и др. М.: Издательство МЭИ, 2005. 454 с. Строительство тепловых электростанций. Том 1. Проектные решения тепловых электростанций: учебник для вузов / Под ред. проф. В.И. Теличенко. М.: Изд-во АСВ, 2010. 376 с.

Содержание слайда: ВВЕДЕНИЕ Особенности функционирования энергетики в природно-климатических условиях России Основой генерации электрической энергии в России являются тепловые электростанции (ТЭС). В общем объеме установленных мощностей их доля составляет около 68 %.

Содержание слайда: Основные особенности территории России: Основные особенности территории России: северное расположение и большая протяженность границ; Более 90% населения РФ проживает в европейской и южной частях России; там же расположены основные промышленные зоны и размещается 70 % мощностей ТЭС;

Содержание слайда: Плотность населения России на 01.01.2013 (данные Республики Крым и г. Севастополь на 2016 г.)

Содержание слайда: 3) основные месторождения газа и нефти находятся на севере страны, угля – в Восточной Сибири (неблагоприятные климатические условия определяют повышенные затраты на разведку, обустройство, транспорт и эксплуатацию); 3) основные месторождения газа и нефти находятся на севере страны, угля – в Восточной Сибири (неблагоприятные климатические условия определяют повышенные затраты на разведку, обустройство, транспорт и эксплуатацию); 4) удаленность ТЭС от мест добычи топлива и потребителей электроэнергии; 5) В слабо освоенных территориях на севере и востоке страны осуществляется децентрализованное энергоснабжение (маломощные ТЭЦ, дизельные и газотурбинные электростанции).

Содержание слайда: 2. Ресурсная обеспеченность энергетики России 2. Ресурсная обеспеченность энергетики России На территории России сосредоточено 23% разведанных мировых запасов природного газа, 13% нефти, 19% угля. Доля природного газа в топливном балансе ТЭС составляет 65%, доля угля – 26%. Развитие добычи природного газа в шельфовой зоне Севера России и Сахалина окажет существенное влияние на размещение новых ТЭС в регионах на океанских побережьях.

Содержание слайда:

Содержание слайда: 3. Перспектива развития энергетики России 3. Перспектива развития энергетики России Современные направления развития Российской энергетики: 1) создание конденсационных парогазовых установок мощностью 500–1000 МВт, работающих на природном газе, с КПД выше 60%;

Содержание слайда:

Содержание слайда: 3) развитие автономных генерирующих энергоустановок мощностью до 150 МВт и малых ТЭЦ мощностью 15–25 МВт на базе парогазовых установок, не уступающих по экономичности мощным ТЭС при меньших потерях в сетях и большей гибкости в регулировании энергоснабжения; 3) развитие автономных генерирующих энергоустановок мощностью до 150 МВт и малых ТЭЦ мощностью 15–25 МВт на базе парогазовых установок, не уступающих по экономичности мощным ТЭС при меньших потерях в сетях и большей гибкости в регулировании энергоснабжения; 4) разработка и внедрение парогазовых установок мощностью 200–600 МВт с КПД 50–52%, работающих на угольном синтез-газе.

Содержание слайда: 4. Классификация электрических станций 4. Классификация электрических станций Электрической станцией называется комплекс оборудования и устройств, предназначенных для преобразования энергии природного источника в электрическую энергию и теплоту. По виду используемой природной энергии электрические станции бывают: а) гидроэлектростанции (ГЭС), вырабатывающие электрическую энергию за счет механической энергии рек;

Содержание слайда:

Содержание слайда: б) тепловые электрические станции (ТЭС), использующие органическое топливо; б) тепловые электрические станции (ТЭС), использующие органическое топливо;

Содержание слайда: в) атомные электростанции (АЭС), использующие атомную энергию. в) атомные электростанции (АЭС), использующие атомную энергию.

Содержание слайда: ТЭС классифицируют по следующим признакам. ТЭС классифицируют по следующим признакам. По виду отпускаемой энергии: а) конденсационные тепловые электрические станции (КЭС), отпускающие только электрическую энергию; б) теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) – это ТЭС, отпускающие электрическую и тепловую энергию.

Содержание слайда: 2. По виду теплового двигателя: 2. По виду теплового двигателя: а) электростанции с паровыми турбинами – паротурбинные ТЭС (основной вид ТЭС); б) электростанции с газовыми турбинами – газотурбинные ТЭС; в) электростанции с парогазовыми установками – парогазовые ТЭС; г) электростанции с двигателями внутреннего сгорания – дизельные электростанции ДЭС.

Содержание слайда: 3. По назначению: 3. По назначению: а) районные электростанции общего пользования: конденсационные электростанции – ГРЭС, работающие на единую энергосистему и имеющие общее централизованное управление; б) промышленные электростанции, входящие в состав производственных предприятий и предназначенные для энергоснабжения предприятий и прилегающих к ним районов.

Содержание слайда: Паротурбинные электростанции разделяют по следующим признакам: Паротурбинные электростанции разделяют по следующим признакам: по суммарной мощности установленных агрегатов: а) малой мощности – до 100 МВт; б) средней мощности – 100–1000 МВт; в) большой мощности – более 1000 МВт; 2) по давлению пара: а) низкого давления – до 3 МПа; б) среднего давления – 3–5 МПа; в) высокого давления – 5–17 МПа; г) критического давления – 17–22,5 МПа; д) сверхкритического давления – 22,5–24,5 МПа.

Содержание слайда: 3) по схеме соединений парогенераторов и турбоагрегатов ТЭС: 3) по схеме соединений парогенераторов и турбоагрегатов ТЭС: а) блочные электростанции, когда каждый турбоагрегат присоединяется к одному или двум определенным парогенераторам (при мощности турбоагрегатов 150 МВт и выше); б) неблочные электростанции с поперечными связями, когда все парогенераторы и турбины присоединены к общим паровым магистралям;

Содержание слайда: 4) по типу компоновки оборудования и здания: 4) по типу компоновки оборудования и здания: а) закрытого типа; б) полуоткрытого типа; в) открытого типа. Станции, в которых все основное и вспомогательное оборудование размещено в помещениях, называются закрытыми. На полуоткрытых станциях, оборудование, не требующее постоянного надзора (дымососы, вентиляторы, баки, деаэраторы), установлено на открытом воздухе.

Содержание слайда: 5. Потребление энергии 5. Потребление энергии Потребление электрической и тепловой энергии изменяется во времени: в течение суток, недели, года. Графическое изображение изменения нагрузи ТЭС во времени называют графиком нагрузки. Форма суточного графика электронагрузки зависит от времени года, от числа смен работы предприятий. Для промышленного района в нерабочие дни электрическая нагрузка значительно ниже.

Содержание слайда: Типичный график изменения электрической нагрузки в рабочие и нерабочие дни недели

Содержание слайда: Наряду с суточными графиками большое значение имеют годовые графики электрической нагрузки, которые строятся по данным суточных графиков. Наряду с суточными графиками большое значение имеют годовые графики электрической нагрузки, которые строятся по данным суточных графиков.

Содержание слайда: График годовых электрических нагрузок по продолжительности

Содержание слайда: Электростанции, участвующие в покрытии базовой нагрузки, называются базовыми; электростанции, работающие только в течение части года и предназначенные для покрытия пиковой нагрузки, называются пиковыми. Базовые электростанции работают непрерывно с полной номинальной нагрузкой, а пиковые включаются лишь в часы, когда требуется покрыть верхнюю часть графика. Электростанции, участвующие в покрытии базовой нагрузки, называются базовыми; электростанции, работающие только в течение части года и предназначенные для покрытия пиковой нагрузки, называются пиковыми. Базовые электростанции работают непрерывно с полной номинальной нагрузкой, а пиковые включаются лишь в часы, когда требуется покрыть верхнюю часть графика.

Содержание слайда: Тепловая энергия отпускается ТЭЦ двум основным видам потребителей: промышленным и коммунальным. В промышленности тепловая энергия используется для технологических процессов в виде перегретого пара давлением 0,5–1,5 МПа. Коммунальное потребление включает расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий. Тепловая энергия отпускается ТЭЦ двум основным видам потребителей: промышленным и коммунальным. В промышленности тепловая энергия используется для технологических процессов в виде перегретого пара давлением 0,5–1,5 МПа. Коммунальное потребление включает расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий.

Содержание слайда: Тепловая нагрузка ТЭЦ, как и электрическая, изменяется во времени. Летнее потребление меньше зимнего в связи с отключением отопительно-вентиляционной нагрузки, ремонтом оборудования и снижением теплопотерь в окружающую среду. Промышленное тепловое потребление неравномерно в течение суток и относительно равномерно в течение года. Тепловая нагрузка ТЭЦ, как и электрическая, изменяется во времени. Летнее потребление меньше зимнего в связи с отключением отопительно-вентиляционной нагрузки, ремонтом оборудования и снижением теплопотерь в окружающую среду. Промышленное тепловое потребление неравномерно в течение суток и относительно равномерно в течение года.

Содержание слайда: 6. Принципиальная тепловая схема КЭС 6. Принципиальная тепловая схема КЭС КЭС большой мощности строятся в настоящее время в основном с расчетом на высокие начальные параметры пара и низкое конечное давление (глубокий вакуум), что увеличивает КПД станции.

Содержание слайда: Тепловая схема паротурбинной КЭС

Содержание слайда: 7. Принципиальные тепловые схемы ТЭЦ 7. Принципиальные тепловые схемы ТЭЦ ТЭЦ имеют более высокий КПД по сравнению с КЭС, т.к. часть теплоты отработавшего в турбине пара используется у внешнего потребителя. ТЭЦ могут иметь турбины с противодавлением типа Р (после них отсутствует конденсатор и весь отработавший пар идет к потребителю на отопление или производственные нужды) или конденсационные турбины с регулируемыми отборами пара (типа П, Т или ПТ).

Содержание слайда: Схема ТЭЦ с турбиной с противодавлением

Содержание слайда: Схема ТЭЦ с турбиной с регулируемым отбором пара

Содержание слайда: 1 – паровой котел; 2 – РОУ; 3 – турбоагрегат; 4 – тепловой потребитель; 5 – конденсатор; 6 – насос обратного конденсата; 7 – конденсатный насос; 8 – пар от отборов; 9 – пар на регенеративные подогреватели; 10 – РПНД; 11 – деаэратор; 12 – пар на деаэратор; 13 – питательный насос; 14 – РПВД. 1 – паровой котел; 2 – РОУ; 3 – турбоагрегат; 4 – тепловой потребитель; 5 – конденсатор; 6 – насос обратного конденсата; 7 – конденсатный насос; 8 – пар от отборов; 9 – пар на регенеративные подогреватели; 10 – РПНД; 11 – деаэратор; 12 – пар на деаэратор; 13 – питательный насос; 14 – РПВД.

Содержание слайда: В схемах с турбинами типа Р весь отработавший пар подается тепловому потребителю. Давление пара за турбиной выбирается по требованию потребителя. Установка используется достаточно эффективно только в случае, когда она рассчитана на ту часть тепловой нагрузки, которая сохраняется в течение большей части года. В схемах с турбинами типа Р весь отработавший пар подается тепловому потребителю. Давление пара за турбиной выбирается по требованию потребителя. Установка используется достаточно эффективно только в случае, когда она рассчитана на ту часть тепловой нагрузки, которая сохраняется в течение большей части года.

Содержание слайда: На установках с турбинами с регулируемыми отборами полная номинальная электрическая мощность достигается в отсутствие тепловой нагрузки. Турбины такого типа имеют обычно один, два или три регулируемых отбора. На установках с турбинами с регулируемыми отборами полная номинальная электрическая мощность достигается в отсутствие тепловой нагрузки. Турбины такого типа имеют обычно один, два или три регулируемых отбора.

Содержание слайда: 8. Технологическая схема пылеугольной паротурбинной ТЭС 8. Технологическая схема пылеугольной паротурбинной ТЭС

Содержание слайда: 9. Надежность работы оборудования ТЭС 9. Надежность работы оборудования ТЭС При производстве электрической и тепловой энергии возможны аварии и отказы в работе энергетического оборудования. При возникновении аварии требуется останов оборудования и проведение восстановительного ремонта. Согласно статистике порядка 90 % крупных аварий вызваны отказами в работе оборудования и сопровождаются пожаром, 10 % являются следствием повреждений строительных конструкций. На долю аварий, произошедших в машинных отделениях, приходится 72 % от общего их числа, в котельных отделениях — 23 %.

Содержание слайда: Статистика наиболее крупных аварий в главных корпусах ТЭС Статистика наиболее крупных аварий в главных корпусах ТЭС

Содержание слайда: Пожары в машинных отделениях обычно связаны с нарушениями целостности маслосистемы. При эксплуатации турбин используется значительное количество масла. Для энергоблоков мощностью 300 МВт объем маслосистемы составляет 47 м3. В основном в них используется нефтяное турбинное масло, температура воспламенения которого составляет 180 °С. Маслосистемы располагаются в непосредственной близости к горячим поверхностям турбин и источникам искрообразования и любое их повреждение может привести к пожару. Пожары в машинных отделениях обычно связаны с нарушениями целостности маслосистемы. При эксплуатации турбин используется значительное количество масла. Для энергоблоков мощностью 300 МВт объем маслосистемы составляет 47 м3. В основном в них используется нефтяное турбинное масло, температура воспламенения которого составляет 180 °С. Маслосистемы располагаются в непосредственной близости к горячим поверхностям турбин и источникам искрообразования и любое их повреждение может привести к пожару.

Содержание слайда: В 2002 г. причиной крупной аварии на Каширской ГРЭС-4 явилось усталостное разрушение ротора генератора турбоагрегата №3, которое привело к разлету осколков частей лопастного аппарата в разные стороны. В итоге были повреждены несущие строительные конструкции, а также пробиты трубопроводы масляной системы и системы охлаждения. Произошел разлив и возгорание масла. Развитие аварии сопровождалось пожаром, вследствие чего обрушилась кровля в машинном отделении главного корпуса. В результате было отключено три энергоблока, а блок № 3 мощностью 300 МВт не под лежал восстановлению. Сумма, затраченная на устранение последствий, составила около 1 млрд. руб. (в ценах 2002 г.). В 2002 г. причиной крупной аварии на Каширской ГРЭС-4 явилось усталостное разрушение ротора генератора турбоагрегата №3, которое привело к разлету осколков частей лопастного аппарата в разные стороны. В итоге были повреждены несущие строительные конструкции, а также пробиты трубопроводы масляной системы и системы охлаждения. Произошел разлив и возгорание масла. Развитие аварии сопровождалось пожаром, вследствие чего обрушилась кровля в машинном отделении главного корпуса. В результате было отключено три энергоблока, а блок № 3 мощностью 300 МВт не под лежал восстановлению. Сумма, затраченная на устранение последствий, составила около 1 млрд. руб. (в ценах 2002 г.).

Содержание слайда: Авария на Каширской ГРЭС-4

Содержание слайда: В 2008 г. на Сургутской ГРЭС-2 произошло обрушение кровли машинного отделения над энергоблоком № 6 из-за скопившегося снега. Температура наружного воздуха в тот момент составляла –35 °С. В результате было остановлено 3 энергоблока общей мощностью 2400 МВт. Простой в таких случаях обычно определяется продолжительностью разбора завалов, а также временем, затраченным на нормализацию внутрицеховых климатических параметров, за счет устройства, например, брезентового шатра, включая время на его изготовление и возведение. В 2008 г. на Сургутской ГРЭС-2 произошло обрушение кровли машинного отделения над энергоблоком № 6 из-за скопившегося снега. Температура наружного воздуха в тот момент составляла –35 °С. В результате было остановлено 3 энергоблока общей мощностью 2400 МВт. Простой в таких случаях обычно определяется продолжительностью разбора завалов, а также временем, затраченным на нормализацию внутрицеховых климатических параметров, за счет устройства, например, брезентового шатра, включая время на его изготовление и возведение.

Содержание слайда: Авария на Сургутской ГРЭС-2 (2008 г.)

Содержание слайда: Авария на Сургутской ГРЭС-2 (2015 г.)

Содержание слайда: Вторым по значимости типом являются аварии в котельных отделениях. Эти аварии обычно связаны с системой топливоподачи: взрывы отложений угольной пыли на элементах строительных конструкций или в бункерах угля, механические повреждения мазутопроводов, взрывы топлива в топке котла и т.д. Аварии такого типа могут приводить к повреждению оборудования соседних энергоблоков и разрушению наружных ограждающих конструкций. Так, на Гусиноозерской ГРЭС в 1990 г. из-за взрыва в системе пылеприготовления обрушилось около 1512 м2 покрытия и 3500 м2 стенового ограждения, было выведено из строя 4 агрегата. Простой основного оборудования составил 5760 ч. Вторым по значимости типом являются аварии в котельных отделениях. Эти аварии обычно связаны с системой топливоподачи: взрывы отложений угольной пыли на элементах строительных конструкций или в бункерах угля, механические повреждения мазутопроводов, взрывы топлива в топке котла и т.д. Аварии такого типа могут приводить к повреждению оборудования соседних энергоблоков и разрушению наружных ограждающих конструкций. Так, на Гусиноозерской ГРЭС в 1990 г. из-за взрыва в системе пылеприготовления обрушилось около 1512 м2 покрытия и 3500 м2 стенового ограждения, было выведено из строя 4 агрегата. Простой основного оборудования составил 5760 ч.