Значение водного режима в обеспечении надежной и экономичной эксплуатации теплосиловых установок. Применение воды в теплоэнергетике

Лекция №1

Рабочим телом теплосиловых установок является водяной пар, получаемый из воды. Вода широко используется в различных отраслях промышленности в качестве теплоносителя, чему способствуют широкое распространение воды в природе и ее особые термодинамические свойства, связанные со строением молекул. Использование воды связано с рядом затруднений, возникающих главным образом потому, что она содержит вещества, способные нарушать нормальную работу оборудования.

Из воды или под ее воздействием на внутренних поверхностях нагрева котельных агрегатов возникают отложения, обладающие низкой теплопроводностью, и вызывают перегрев металла труб и уменьшают его прочность. Имеющаяся в распоряжении исходная вода не может без обработки (очистки) являться теплоносителем в теплоэнергетических установках, поскольку современные теплоэнергетические станции и атомные электрические станции в энергетическом цикле используют воду высокого качества. Теплоэнергетическое оборудование тепловых электрических станций и промышленных котельных эксплуатируется при высоких тепловых нагрузках, что требует жесткого ограничения толщины отложений на поверхностях нагрева по условиям температурного режима их металла. Такие отложения образуются из примесей, поступающих с водой, поэтому обеспечение высокого качества водных теплоносителей теплоэнергетических станций является важнейшей задачей. Использование водного теплоносителя высокого качества упрощает также решение задач получения чистого пара, минимизации скоростей коррозии конструктивных материалов котлов, турбин и другое. Таким образом, качество обработки воды на теплоэнергетических станциях тесным образом связано с надежностью и экономичностью эксплуатации современного высокоинтенсивного теплоэнергетического оборудования и теплоэнергетических систем.

Для удовлетворения разнообразных требований к качеству воды, потребляемой при выработке тепловой и электрической энергии, возникает необходимость специальной физико-химической обработки воды. Эта вода является исходным сырьем, которое после надлежащей обработки используется для следующих целей:

а) в качестве исходного вещества для получения пара в котлах, парогенераторах, испарителях, паропреобразователях;

б) для конденсации отработавшего пара;

в) для охлаждения различных аппаратов и агрегатов;

г) в качестве теплоносителя в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения.

Типичная схема обращения воды в рабочем цикле тепловой электрической централи приведена на рисунке 1.

1 − котлоагрегат;

2 − пароперегреватель;

3 − турбина;

4 − конденсатор;

5 − насос;

6 − подогреватель низкого давления;

7 − деаэратор;

8 − питательный насос;

9 − подогреватель высокого давления; 10, 11, 12 − сетевые подогреватели;

13 − потребитель; 14 − сетевой насос; 15, 16 − конденсатные насосы; 17, 18 − внешние потребители; 19 − конденсатный насос; 20 − сборная емкость; 21 − расширитель; 22 − теплообменник; 23 − водоподготовка (ВПУ).

В схемах обращения воды в рабочем цикле теплоэнергетической станции различают:

− исходная природная вода (Д_исх) используется в качестве исходного сырья на водоподготовительной установке, а также для других целей;

− добавочная вода (Д_д.в) направляется в контур для восполнения потерь пара и конденсата после обработки с применением физико-химических методов очистки;

− турбинный конденсат (Д_т.к), содержащий незначительное количество растворенных и взвешенных примесей, − основная составляющая питательной воды;

− возвратный конденсат (Д_в.к) от внешних потребителей пара используется после очистки от внесенных загрязнений. Он является составной частью питательной воды;

− питательная вода (Д_п.в), подаваемая в котлы, пароперегреватели для замещения испарившейся воды в этих агрегатах. Представляет собой главным образом смесь турбинного агрегата, добавочной воды, возвратного конденсата и конденсата регенеративных подогревателей;

− котловая вода, вода парогенератора − вода, находящаяся в элементах указанных агрегатов;

− продувочная вода (Д_пр) − вода, выводимая из котла, парогенератора на очистку или в дренаж для поддержания в котловой (испаряемой) воде заданной концентрации примесей. Состав и концентрация примесей в котловой и продувочной водах одинаковы;

− охлаждающая или циркуляционная вода (Д_о.в) используется в конденсаторах паровых турбин для конденсации отработавшего пара;

− подпиточная вода (Д_в.п) подается в тепловые сети для восполнения потерь циркулирующей в них воды.

При эксплуатации теплоэнергетических станций возникают внутристанционные потери пара и конденсата:

а) в котлах при непрерывной и периодической продувке, при открытии предохранительных клапанов, при обдувке водой или паром наружных поверхностей нагрева от золы и шлака, на распыление топлива в форсунках;

б) в турбогенераторах через лабиринтовые уплотнения;

в) в пробоотборных точках;

г) в баках, насосах, трубопроводах, через сальники, при испарении.

Обычно внутристанционные потери пара и конденсата не превышают 2-3% в различные периоды эксплуатации.

На промышленных тепловых электрических централях, отпускающих пар на различные технологические нужды предприятий, существуют внешние потери пара и конденсата, поэтому количество добавочной воды для таких тепловых электрических централей может достигнуть 10-50% количества генерируемого пара.

Поиск по сайту: