Технологическая схема ТЭЦ

На газотурбинных теплоэлектроцентралях (ГТ ТЭЦ) рабочим телом являются газы, образующиеся при сгорании топлива (мазут). В основе процесса выработки тепловой и электрической энергии находятся первый и второй законы термодинамики. Химическая энергия топлива (природного газа) в камере сгорания газотурбинной установки (ГТУ) превращается в тепловую. Затем тепловая энергия в турбине превращается в механическую энергию, а далее (в генераторе) — в электрическую энергию. Часть энергии рабочего тела используется для получения тепловой энергии, а часть — выбрасывается в атмосферу.

Схема производственного процесса ТЭЦ приведена на рис. 1.2.

Энергия, необходимая для производства электричества, выделяется при сжигании органического топлива в камере сгорания ГТУ, а для производства тепла — еще в водогрейных котлах (ВК) и паровых котлах (ПК). В качестве основного топлива на ГТ ТЭЦ применяется топочный мазут. Образующиеся при сгорании топлива дымовые газы отсасываются дымососами (ДС) через дымовую трубу в атмосферу. Для поддержания процесса горения топлива необходим кислород, поэтому в котёл дутьевыми вентиляторами (ДВ) подаётся воздух.

Теплота, полученная при сгорании топлива в камере сгорания ГТУ, нагревает рабочее тело — газ, полученный при сгорании топлива. Этот газ направляется в турбину, где расширяется и совершает механическую работу — вращает ротор турбины и жёстко связанный с ней ротор генератора.

Рисунок 1.2 Принципиальная схема процесса производства тепловой и электрической энергии на ГТ ТЭЦ.

Отработавший в турбине газ поступает в котел утилизатор воды (КУВ), где нагревает сетевую воду, идущую в город на отопление и горячее водоснабжение. Однако основное количество тепла сетевая вода получает в водогрейных котлах. Циркуляцию сетевой воды обеспечивают сетевые электронасосы (СЭН). Восполнение потерь сетевой воды производится установкой подпитки теплосети (УПТ), берущей воду из реки.

В случае если водогрейные котлы находятся в нерабочем состоянии или в зимний период, когда их мощности не хватает, задействуются подогреватели сетевой воды (бойлера). Нагрев воды в них происходит перегретым паром, который образуется в паровых котлах. В качестве топлива в этих котлах используется топочный мазут, подогреваемый в мазутонасосной этим же паром.

В технологической схеме также применяются редукционно-охладительные установки (РОУ), предназначенные для снижения давления и температуры пара.

Конденсат ПСВ подаётся в деаэратор теплового цикла для химической очистки от коррозионно-агрессивных газов: кислорода и углекислого газа. Из деаэраторной установки вода требуемого качества сливается на всас к питательному электронасосу (ПЭН), который повышает давление воды и подаёт питательную воду в паровой котел, и тепловой цикл повторяется.

Рисунок 1.3 Технологическая схема ТЭЦ.

Ротор турбины вращает жёстко сцепленный с ним ротор генератора. Внутри ротора генератора уложена обмотка возбуждения, на которую подаётся ток возбуждения от возбудителя. В качестве возбудителей применяются генераторы переменного тока (находятся на одном валу с ротором генератора и турбины). В системах возбуждения присутствует автоматическое регулирование возбуждения (АРВ), которое работает в зависимости от параметров энергосистемы и генератора. Ток возбуждения создаёт постоянный магнитный поток, который при вращении ротора генератора пересекает обмотку статора генератора и наводит в ней ЭДС. Часть электроэнергии, вырабатываемой генераторами, отбирается на собственные нужды ТЭЦ, а остальная электроэнергия отпускается жилым районам города (с шин ЗРУ-6 кВ) и в энергосистему (от КРУЭ-110 кВ).

Технологическая схема ТЭЦ изображена на рис. 1.3.