Основное оборудование тепловой электростанции

Тепловая электростанция является сложным энергетическим комплексом, состоящим из зданий, сооружений, энергетического и иного оборудования, трубопроводов, арматуры, контрольно-измери-тельных приборов и автоматики. Ее основными системами являются:

- котельная установка;

- паротурбинная установка;

- топливное хозяйство;

- система золо- и шлакоудаления, очистки дымовых газов;

- электрическая часть;

- техническое водоснабжение (для отвода избыточной теплоты);

- система химической очистки и подготовки воды.

Паротурбинная установка включает в себя:

- паровые турбины с электрическим генератором на одном валу;

- конденсатор, в котором пар, прошедший турбину, конденсируется с - образованием воды (конденсата);

- конденсатные и питательные насосы, обеспечивающие возврат конденсата (питательной воды) к паровым котлам;

- рекуперативные подогреватели низкого и высокого давления (ПНД и ПВД) - теплообменники, в которых питательная вода подогревается отборами пара от турбины;

- деаэратор (служащий также ПНД), в котором вода очищается от газообразных примесей;

- трубопроводы и вспомогательные системы.

Топливное хозяйство имеет различный состав в зависимости от основного топлива, на которое рассчитана КЭС или ТЭЦ. Для угольных КЭС или ТЭЦ в топливное хозяйство входят:

- размораживающее устройство (так называемый «тепляк», или «сарай») для оттаивания угля в открытых полувагонах;

- разгрузочное устройство (как правило, вагоноопрокидыватель);

- угольный склад, обслуживаемый краном-грейфером или специальной перегрузочной машиной;

- дробильная установка для предварительного измельчения угля;

- конвейеры для перемещения угля;

- системы аспирации, блокировки и другие вспомогательные системы;

- система пылеприготовления, включая шаровые, валковые, или молотковые углеразмольные мельницы.

Система пылеприготовления, а также бункера угля располагаются в бункерно-деаэраторном отделении главного корпуса, остальные устройства топливоподачи - вне главного корпуса. В отдельных случаях устраивается центральный пылезавод. Угольный склад рассчитывается на 7-30 дней непрерывной работы КЭС или ТЭЦ.

Топливное хозяйство КЭС или ТЭЦ на природном газе наиболее просто: в него входит газораспределительный пункт и газопроводы. Однако на таких электростанциях в качестве резервного или сезонного источника используется мазут, поэтому устраивается и мазутное хозяйство. Мазутное хозяйство сооружается и на угольных электростанциях, где мазут применяется для растопки котлов. В него входят:

- приемно-сливное устройство;

- мазутохранилище с резервуарами из стали или железобетона;

- мазутная насосная станция с подогревателями и фильтрами мазута;

- трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой;

- противопожарная и другие вспомогательные системы.

Система золошлакоудаления устраивается только на угольных электростанциях. И зола, и шлак - негорючие остатки угля, но шлак образуется непосредственно в топке котла и удаляется через лётку (отверстие в шлаковой шахте), а зола уносится с дымовыми газами и улавливается на выходе из котла. Частицы золы гораздо меньше (порядка 0,1 мм), чем куски шлака (до 60 мм). Системы золошлакоудаления бывают гидравлические, пневматические или механические. Самая  распространённая система оборотного гидравлического золошлакоудаления включает смывные аппараты, каналы, насосы, пульпопроводы, золошлакоотвалы, насосные и водоводы осветлённой воды.

Выброс дымовых газов в атмосферу – одно из самых опасных воздействий теплоэлектростанции на окружающую среду (рис. 8.12). Для улавливания золы из дымовых газов после дутьевых вентиляторов применяют разные устройства (циклоны, скрубберы, электрофильтры, рукавные тканевые фильтры), задерживающие 90-99 % твёрдых частиц. Однако для очистки дыма от вредных газов они непригодны.

Рис. 8.12. Вредное воздействие тепловых электростанций на окружающую среду

За рубежом, а в последнее время и на отечественных электростанциях (в том числе газо-мазутных), устанавливают системы десульфуризации газов известью или известняком (т. н. deSOx) и каталитического восстановления оксидов азота аммиаком (deNOx). Очищенный дымовой газ выбрасывается дымососом в дымовую трубу, высота которой определяется из условий рассеивания оставшихся вредных примесей в атмосфере (рис. 8.12).

Электрическая часть КЭС предназначена для производства электрической энергии и её распределения потребителям. В генераторах КЭС, ТЭЦ обычно получают трехфазный электрический ток напряжением 6-24 кВ. Так как с повышением напряжения потери энергии в сетях сильно уменьшаются, то сразу после генераторов устанавливаются трансформаторы, повышающие напряжение до 35, 110, 220, 500 и более кВ. Трансформаторы устанавливаются на открытом воздухе.

Система технического водоснабжения обеспечивает подачу большого количества холодной воды для охлаждения конденсаторов турбин. Системы разделяются на прямоточные, оборотные и смешанные. В прямоточных системах вода забирается насосами из естественного источника (обычно из реки) и после прохождения конденсатора сбрасывается обратно. При этом вода нагревается примерно на 8-12 ^оC, что в ряде случаев изменяет биологическое состояние водоёмов. В оборотных системах вода циркулирует под воздействием циркуляционных насосов и охлаждается воздухом. Охлаждение может производиться на поверхности водохранилищ-охладителей или в искусственных сооружениях: брызгальных бассейнах или градирнях.

В маловодных районах вместо системы технического водоснабжения применяются воздушно-конденсационные системы (сухие градирни), представляющие собой воздушный радиатор с естественной или искусственной тягой. Это решение обычно вынужденное, так как они дороже и менее эффективны с точки зрения охлаждения.

Система химводоподготовки (фильтры, ёмкости и реагентное хозяйство) обеспечивает химическую очистку и глубокое обессоливание воды, поступающей в паровые котлы и паровые турбины, чтобы избежать отложений на внутренних поверхностях оборудования.

Кроме того, на тепловых электростанциях создают многоступенчатые системы очистки сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, маслами, водами обмывки и промывки оборудования, ливневыми и талыми стоками.