Пар является основным рабочим телом при выработке электроэнергии на ТЭС. В данной статье я расскажу как получают пар с помощью парогенераторов.
В прошлой статье я рассказывал о простейшей тепловой схеме типичного блока на теплоэлектростанции. Теперь разберём принцип работы котла, являющегося источником пара, с помощью которого получают электроэнергию:
Приведём в пример барабанный котёл. Он делится на три части: Топочная камера, горизонтальный газоход, опускная шахта. Весь котельный агрегат можно разделить условно на два тракта: газовоздушный и водопаровой.
Водопаровой тракт
Питательная вода для котла поступает в экономайзер (первая теплообменная поверхность котла по водопаровому тракту). В нём вода нагревается до определенной температуры, близкой к температуре насыщения (температура воды, при которой вода переходит и в пар или наоборот).
После экономайзера вода поступает в барабан, первой, но не основной задачей которого является равномерное распределение воды по опускным трубам, которые ведут в топку. В топке вода проходит по трубам, которые обогреваются излучением от горения топлива, именно в топке происходит превращение воды в пар. Далее пароводяная смесь попадает обратно в барабан, где происходит разделение смеси на воду и пар (сепарация). Вода продолжает циркулировать в описанном контуре барабан-топка-барабан, а насыщенный пар после сепарации направляется в пароперегревательные поверхности.
Компоновка и исполнение этих поверхностей могут быть разными, рассмотрим компоновку с ширмовым и конвективным пароперегревателем (ШПП И КПП). Насыщенный пар попадает в ширмовую поверхность, которая состоит из лент ширм. В них насыщенный пар нагревается выше температуры насыщения с помощью дымовых газов, образующихся от горения. Ширмовая поверхность сочетает в себе конвективную составляющую и получение тепла излучением от горения.
После ширм пар проходит конвективный пароперегреватель, в котором достигает нужной температуры, получая тепло от газов конвекцией и затем отправляется в турбоагрегат.
Одним из способов регулирования температуры пара является паровое регулирование. Данный способ реализуется двумя видами пароохладителей, которые ставятся между пароперегревательными поверхностями:
Впрыскивающий пароохладитель: температура пара регулируется впрысками конденсата в трубы, по которым проходит пар. Впрыски охлаждают пар, тем самым обеспечивая нужную температуру пара на выходе из пароперегревательной поверхности.
Поверхностный пароохладитель: Поверхностный пароохладитель с охлаждением пара питательной водой представляет собой трубчатый теплообменник. Охлаждающая вода движется по трубам, а весь пар проходит в межтрубном пространстве.
Газовоздушный тракт
Забор воздуха происходит c помощью дутьевого вентилятора. Воздух поступает в замыкающую поверхность котла - воздухоподогреватель. В нём воздух нагревается дымовыми газами до температуры 200-400 градусов Цельсия и затем подаётся в горелки. В горелках происходит смешение горячего воздуха и топлива, затем данная смесь поступает в топку, образуя горящий факел. В топочной камере проходит процесс излучения и нагрева топочных экранов, по которым течёт вода.
Далее, образовавшиеся в результате горения дымовые газы проходят через ширмовые, конвективные, экономайзерные и воздухоподогревательные поверхности обогревая их. Затем уходящие газы проходят различную очистку от вредных веществ и, прокачиваясь через дымосос, выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.
На этом всё, в следующей статье я продолжу цикл статей о выработке электроэнергии на станциях. Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить! :)