 |
Приведенные характеристики топлива.
|
|
|
|
Это влажность WПР, зольность АПР, сернистость SПР.
Величина приведенной характеристики равна содержанию соответствующей компоненты в топливе, деленной на низшую теплоту сгорания топлива:
Тепловой эквивалент топлива.
Для сравнения различных видов топлива вводится понятие единицы условного топлива, имеющего расчетную теплоту сгорания 29,308 МДж/кг. Для пересчета реальных топлив в условное топливо используют тепловой эквивалент в кг у.т./кг.
усредненные тепловые эквиваленты основных видов топлива по СНГ:
· Уголь Э=0,718
· Природный газ Э=1,17-1,2
· Нефть Э=1,43
· Газы нефтепромыслов Э=1,35-1,44
· Мазут Э=1,3
· Горючие сланцы Э=0,355
· Торф Э=0,4
· Дрова Э=0,249
В ряде случаев Э рассчитывается в единицах выделенной энергии МВт·час или в Дж.
1 т.у.т.=29308 ГДж=8,41 МВт·час
Принципиальная схема преобразования химической энергии органического топлива в тепловую энергию водяного пара. Принципиальные схемы ТЭЦ, АТЭЦ, АСТ.
Известны две основные схемы получения тепловой энергии из органического топлива путем его сжигания:
1. Схема производства только тепловой энергии
2. Схема совместного производства тепловой и электрической энергии.
Принципиальная схема преобразования химической энергии органического топлива в тепловую энергию водяного пара
Основным элементом установки является паровой или водогрейный котел, в котором сжигается топливо и от высокотемпературных продуктов сгорания температура передается воде, циркулирующей по трубам теплообменной системы котла.
Основной задачей процессов в котле является превращение воды в водяной пар или подогрев воды до заданной температуры.
Котел состоит из топочной (радиационной) части (2) и конвективной части (3). В топочной части происходит сгорание топлива с образованием высокотемпературных продуктов сгорания, а затем передача энергии тепловым излучением радиационной части испарительных поверхностей нагрева котла.
|
|
|
Топливо и воздух вводятся через горелочное устройство (4).Частично охлажденные в топочном объеме (2) продукты сгорания отсасываются дымососом (11), в конвективную часть котла (3) проходят через систему золоулавливания, очищаются от твердых частиц золы и через дымовую трубу (12) выбрасываются в атмосферу.
В конвективной части котла предварительно очищенная от накипеобразующих солей вода подогревается в экономайзере (8), а затем вводится в испарительный контур (14) котла, трубы которого в верхней части присоединяются к верхнему барабану (5), а в нижней части к коллекторам (23) или к нижнему барабану в котлах малой мощности. В испарительном контуре в результате нагрева воды образуется пароводяная смесь, которая в результате циркуляции воды поднимается в барабан (5), где пароводяная смесь делится на воду и пар. Если необходимо, чтобы температура должна быть выше температуры насыщенного пара, пар направляется в пароперегреватель (7), а оттуда потребителю. В конвективной части котла (3) кроме пароперегревателя (7), экономайзера (8), расположении воздухоподогреватель (9) для подогрева воздуха, направляемого в горелочное устройство (4) для улучшения процесса горения, повышения температуры в топочной части котла (2) и что важно для снижения температуры продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.
В котлах малой мощности кроме того расположены конвективные испарительные поверхности нагрева.
Если рассматривать технологическую схему котельной установки, то можно выделить:
- Водяной тракт;
- Топливный тракт;
- Тракт пара;
- Воздушный тракт;
- Тракт продуктов сгорания;
- Путь золы и шлака.
КПД котельной установки 90-93%.
|
|
|
Принципиальная схема ТЭЦ
Схема повышает эффективность использования химической энергии топлива при производстве электроэнергии за счет более использования тепловой энергии пара.
Органическое топливо сжигается в топочной части котла (1). Образовавшийся водяной пар перегревается в пароперегревателе (12) до t=520-540°С и направляется в паровую турбину (3), в которой пар преобразуется в механическую энергию вращения турбины, а затем в электрогенераторе (13) в электрическую. Паровая турбина (3) многоступенчатая. Водяной пар из пароперегревателя не весь поступает в турбину, часть его поступает в редукционно-охладительную установку (2), где понижается его давление и температура до заданного уровня и направляется потребителю тепловой энергии (4). Введенный в паровую турбину пар частично отбирается на регенеративный подогрев (11) и направляется потребителю (4). Отработанный водяной пар направляется в конденсатор (10), с помощью насоса (9) поступает в регенеративный подогреватель (6), куда направляется также конденсат отработанного пара от потребителя (4).
Таким образом на выработку электроэнергии направляется часть пара (20 – 40%), а на теплоснабжение 60 – 80% соответственно. Эффективность использования химической энергии топлива 70 – 80%, КПД ТЭЦ – 35 – 40%.
Принципиальная схема аст
Производство тепловой энергии из ядерного горючего для систем централизованного теплоснабжения возможно тремя способами:
- Нерегулируемым отбором пара от конденсационных паровых турбин АС;
- Получением тепловой энергии совместно с электрической на АТЭЦ;
- Получение тепловой энергии на АСТ.
Первый способ позволяет повысить экономичность использования ядерного топлива, так как не меняет технологическую схему производства электрической энергии а АС. АС мощностью 400 МВт (электрическая мощность) с реактором ВВЭР -1000 дает тепловую нагрузку 1340 – 1650 ГДж. С реактором РБМК – 1000 до 2520 ГДж, при снижении электрической мощности турбогенератора всего на 2 – 4%.
Принципиальная схема атэц
Более эффективно используется ядерное горючее на АТЭЦ. Схема АТЭЦ аналогична схеме ТЭЦ на органическом топливе. Она имеет три контура:
· 1 контур. Из атомного реактора (1) теплоноситель направляется в парогенератор (2), где охлаждается, а затем возвращается в реактор. (теплоноситель – жидкий металл К, Na).
|
|
|
· 2 контур. Рабочее тело – вода вводится в парогенератор(2), где испаряется и далее в виде пара направляется в турбогенератор (3). Для получения электрической энергии отработанный пар из турбогенератора (3) направляется в конденсатор (4) и далее вода насосом (8) возвращается в парогенератор (2). Часть пара отбирается из турбины парогенератора (3) и направляется в сетевой теплообменник (5), откуда после охлаждения и конденсации насосами (8) возвращается.
· 3 контур. Вода нагревается в сетевом теплообменнике (5) и подается потребителю теплоты (6), откуда насосом (8) возвращается в теплообменник (5).
Возможна схема, в которой теплофикационный контур включен в контр реактора через второй парогенератор (7). Эта схема также трехконтурная.
Пар образуется в парогенераторе (7) и направляется в сетевой теплообменник (5), где теплота передается воде третьего контура, подающей тепловую энергию потребителю (6).
Применение АТЭЦ целесообразно при больших единичных мощностях (более 1500 МВт). При меньших мощностях более рационально одноцелевое преобразование ядерной энергии в тепловую на АСТ.
|
|
|
