Тепловые конденсационные электростанции (КЭС)

 

На КЭС химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в котле в энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединенную с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую (рисунок 5.2). Топливом служат уголь, торф, горючие сланцы, а так же газ и мазут. На долю КЭС приходится до 60% выработки электроэнергии.

 

Рисунок 5.2 –Технологическая схема КЭС

 

Основные особенности КЭС:

- удаленность от потребителей электроэнергии, что определяет выдачу мощности на высоких и сверхвысоких напряжениях;

- блочный принцип построения электростанции.

Мощность КЭС обычно такова, что каждая из них может обеспечить электроэнергией крупный район страны.

Схема тепловой конденсационной станции приведена на рисунке 4.2.

 

1 - бункер; 2 –дробильная установка; 3 ' – воздуходувка; 3 – топка;

4 – трубы; 5 - змеевик; 5' - барабан; 6 – труба; 7 – первая ступень

турбины; 8 – вторая ступень турбины; 9 – генератор; 10 – выводы; 11 – водоем; 12 – насос; 13 – конденсатор; 14 – насос

Рисунок 4.2 – Схема тепловой конденсационной электрической станции

 

Работа станции происходит следующим образом. Из бункера 1 (см. рисунок 4.2) уголь поступает в дробильную установку 2, где он превращается в пыль. Угольная пыль вместе с воздухом из воздуходувки 3' подается в топку 3. Теплота, получаемая при сжигании угля, используется для преобразования воды в пар в трубах 4. Вода по змеевику 5 накачивается несосом 14. Вода по змеевику 5 накачивается насосом 14 в барабан котла 5'. Пар, нагретый потоком горячих газов, уходящих в трубу 6, при высокой температуре и высоком давлении поступает сначала в первую ступень турбины 7, а затием во вторую ступень 8. В турбине энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора генератора 9, вырабатывающего электрическую энергию. Отработанный в турбине пар поступает в конденсатор 13, превращается в воду, которая насосом 14 подается в котел, и затем цикл превращения воды повторяется. Охлаждение пара в конденсаторе производится с помощью воды, забираемой из водоема (пруда или реки) 11, накачиваемой насосом 12 и вновь выбрасываемой в водоем. Продукты сгорания угля проходят через очиститеоьные сооружения (не показанные на рисунке 4.2), где выделяются зола, твердые чистички несгоревшего угля и прочие примеси, а оставшиеся газы через трубу 6 выбрасываются в атмосферу. Электрическа энергия, получаемая от статора генератора, отдается в электрическую систему через выводы 10.

Наибольшие энергетические потери на КЭС имеют место в основном пароводяном контуре, а именно в конденсаторе, где отработавший пар, содержащие еще большое количество тепла, затраченного при парообразовании, отдает его циркуляционной воде. Тепло с циркуляционной водой уноситься в водоемы, т.е. теряется. Эти потери в основном определяют КПД электростанций, составляющий даже для самых современных КЭС не более 40-42 %.

Электроэнергия, вырабатываемая, выдается на напряжение 110-750 кВ и лишь часть ее отбирается на собственные нужды через трансформатор собственных нужд, подключаемый к выводам генератора.

Современные КЭС оснащаются в основном энергоблоками 200-800 МВт. Наиболее крупные КЭС в настоящее время имеют мощность до 4 млн кВт.

Воздействие на окружающую среду: КЭС активно воздействуют на окружающую среду: атмосферу, гидросферу и литосферу.