Жылу электр станциялары- конденсациялық электр станциялар /кэс/ және жылу электр орталықтары /жэо/

Қазіргі энергетикада жылу электр станциялары маңызды роль атқарады. Олар конденсациялық және жылу электр орталықтары болып екіге бөлінеді.

Жылу электр станцияларының екі түрінде де отын ретінде түрлі маркалы көмір, оның ішінде: мазут, шым тезек, тақта тас немесе газ қолданылады. Көмірмен жұмыс істейтін станциялардың үлес салмағы әлдеқайда зор, өйткені онда, көбінесе металлургия мен химия өнеркесіптерінде қолданылмайтын қоңыр көмірдің төмен бағалы сорттары жағылады.

Мұнай шығаратын өнеркәсіптің қарқындап өсуі мен қуатты газ кен орындарын іске қосу арқасында соңғы кезде көптеген жылу станциялары мазут пен газ негізінде салынады.

Тозаң түрінде отынды қолданып, жұмыс істейтін жылу конденсациялық станциясының, 1.7 сурет, технологиялық процессінің схемасын қарастырайық. Мұндай отынды қолданудың мынадай ерекшелігі бар; көмірді алдын-ала үгітіп, тозаңға айналдыру, отынның толығымен жанып кетуін қамтамасыз етеді.

Жылу конденсациялық электр станцияларының негізгі өндірістік цехтарына мыналар жатады: отын беру, тозаң дайындайтын құрылғы, қазан цехы, машина залы, электр энергияны бөліп тарату құрылғылары. Әр цехта тиісті агрегаттар мен электр жетекпен жабдықталған механизмдер орналасқан. Негізгі цехтардың түрлі өндірістік механизмдерін қозғалысқа келтіретін электр двигательдердің көпшілігі өзіндік мұқтаждарды өтейтін шаруашылыққа жатады, бұдан басқа, бұл шаруашылыққа жарық, сол сияқты, басқа да қосымша цехтар мен кұрылғылар, мысалы, компрессорлық қондырғылар, аккумулятор батареялары, май шаруашылығы және т.б. жатады.

Жылу станциясының технологиялық процесінің схемасында бес циклды атап өтуге болады: отын, ауа, су, бу және электр энергиясы.

Алғашқы үшеуі шикізатқа жатады, ал одан ақырғы өнімнен – электр энергиясы шығады. Конденсациялық станцияда бу – өндірістің аралық өнімі болып саналады /3,7/.

Енді осы циклдарды жеке-жеке қарастырып, әр комплексті атқаратын өзіндік мұқтаждардың негізгі механизмдерін атап өтеміз.

Отын. Отын қоймасы, қойма еніне тең аралықты және рельс бойымен жүретін көпірлік көмір тиектерімен жабдықталған. Кейде олардың орнына бекіткіш лебедкалар /шығырлар/ қолданылады, олар, көмірді сақталатын орнына керегінше қазып алып, уатқышқа 2 салып, көмір жіберетін 3 ленталы транспортерлерге тиейді. Уатқыш көмірді кесектеп, белгілі бір мөлшерге дейін уақтайды.

Уақталғаннан кейін көмір отын берудің 3 көлбеу жабық эстакадалары арқылы өңделмеген /ылғал/ көмір 4 бункеріне түседі.

Отын жіберу өзара қор жинау мақсатында ленталық транспортерлердің екі "жібі" арқылы жүзеге асырылады.

Өңделмеген көмір бункерлерінен отын диірмендерге 5 түсіп, тозаңға айналады. Тозаң диірмен желдеткіші 6 арқылы-арнайы құрылғыларға-циклондарға 7 түсіп, тұнады, ал, циклондардан шығып, көмір бункерлерінің арасында орналасқан тозаң бункерлерін 8 келіп түседі. Әдетте бұл этапта көмір тозаңы бумен құрғатылады.

Сонымен, тозаң бункерлерінен шыққан тозаң бұрандалы транспортерлер – ижек арқылы қазанға 11 түсіп, тозаң нәрлендірушілері арқылы жанарғыларға жіберіледі. Тозаңды нәрлендірушіге қажетті ауа, диірмен желдеткіштерінің ауа жүйесінен алынады.

Шлак пен күл қазан астында орналасқан күл бункеріне төгіледі, одан эжектор насосы 36 арқыла шығарылып, құбырлар мен ашық каналдарда жуғыш насостың 36 көмегімен күл үйіндісіне

Сурет 1.7. Конденсациялық электр станциясының технологиялық процессінің принциптік схемасы.

-Отын -Айналмалы

салқындатқыш су

-Ауа - Салқындатылған бу

/конденсат/

-Түтін газдары -Үстеме су

-Ащы бу - Қоректенетін су

-Бу бөлу және -Өндірілген

пайдаланылған бу электр энергия

Ауа. Отынның толығымен жанып кетуі үшін, үрлегіш желдеткіштердің 12 көмегімен қосымша ауа түрінде берілетін оттек қажет. Оттыққа түспес бұрын ауа жылытылады. Бұл мақсатта шығатын түтін газдарының жылуы қолданылады. Әуелі 600°С температуралы бұл газдар су экономайзері 14 арқылы өтіп /су циклын қара/, ал одан 350°-400°С шамасындағы жеткілікті жоғары температурада болып, ауа жылытқышқа 13 келіп түседі. Ауа жылытқыш бір-біріне параллель бірнеше каналдарға бөлінген, онда ауа мен газ жылу беруді жақсарту мақсатында бір-біріне қарсы қозғалады. Ауа жылытқыштан кейін, 120°-150°С температурадағы газ, күл ұстағыш 16 арқылы өтіп, түтін шығатын мұржаға 17 қарай жылжиды. Газ, түтін шығатын мұржадан табиғи күш әсерімен жылжиды, мұнда түтін шығатын мұржаның қажетті биіктігі болу керек және тарту күші қосымша түрде түтін сорғыштарымен 15, яғни, қажетті сирету тудыратын желдеткіштермен қамтамасыз етіледі.

Бу. Қазіргі электр станцияларында бу қазанының барабанды және тура ағынды екі түрі қолданылады. Бірінші типті қазандарды қазанның оттығына 10 тік орналасқан құбырларды судың булану процесі өтеді. Құбырдың төменгі жағында құбырлар екі коллекторда бірігіп, ал жоғарыда көлденең орналасқан барабанға кіреді.

Барабандағы су деңгейі шамамен барабанның ортасына дейін келеді, барабанның жоғары бөлігі бу жинағыш ретінде қолданылады. Мұнан соң, бу жылытқыштар арқылы өтіп, құрғатылып, турбинаға 18 келіп түседі. Барабанды қазандардың бу өнімділігі шамамен 400 т/сағ.

Тура ағынды қазандардың бу жинағыштары болмайды, қазан жұмыс істеген кезде бу шиыршық /спираль/ түрінде салынған бу жылытқыштан өтіп, турбинаға қарай жылжиды. Мұндай қазанға су келмей қалған жағдайда, жоғары температуралы оттың зонасында орналасқан құбырлардың төменгі қабаттары жанып кетеді. Міне, сондықтан, өзіндік мұқтаждарды орындайтын агрегатты қондырғыларға /жабдықтау насостары/ түсетін аса үлкен мөлшердегі электр энергиясын қамтамасыз етіп отыру керек, сонымен қатар, бу турбиналы жетекті жабдықтау насостарын қолдану көзделіп отыр.

Тура ағынды қазандар 600-ден 3000 т/сағ. дейінгі шексіз бу өнімділігін пайдалану тұрғысында салынған. Әдетте, оның әр-қайсысы тікелей турбинамен жалғасып, онымен турбина және генератор бірлесіп, біртұтастық құрады.

Бу, турбина сатылары арқылы, турбина үсті, фундамент ішінде орналасқан конденсаторға 19 келіп түседі.

Мұнда бу конденсаторы циркуляциялық сумен салқындату арқылы қоюланып, конденсатқа айналады, яғни қазандарды жабдақтауға қолданылатын химиялық таза суға айналады.

«Конденсациялық» деген атаудың өзі электр станцияларына мынадан келді, пайдаланылған бу толығымен пайдаланылатын суда жылытуға қолданылатын, турбинадан бөлініп шыққан бу мөлшерін санамағанда, конденсаторда салқындатылады.

Қазіргі қазандарда 100-ден 170 ат. дейінгі жоғары кысым, ал будан қызуы- 530-600°С дейінгі шамада қолданылады, бұл әрине, қондырғылардың тиімділігін арттырады.

Конденсаторда будан сұйылуы 0,03-0,04 ат. дейін, эжектор /20/ арқылы жүзеге асады.

Алайда, пайдаланылған буға жылу құрамы әлі де көп, ал жылу шығыны салқындатылған циркуляциялық сумен бірге әрқашан жоғары болғандықтан, мұндай станциялардың, тіпті жоғары параметірлерінде де жалпы пайдалы әсер коэффициенті 40-42%- тен аспайды. Бұл әрине отынның қызу шығару мүмкіндігінің үштен-бірінен көп жұмсалмайтынын көрсетеді. Бірақ конденсациялық станциялар 2400 КВт және одан да жоғары қуатты салынуы мүмкін, бұл күрделі шығындарды күрт төмендетіп, электр энергиясының төменгі құнын қамтамасыз етеді.

СУ. Су айналымы төртке бөлінеді:

а/ Конденсетордағы буды салқындататын айналмалы су, суаттан айналма насостар 21 арқылы алынып, конденсаторға құйылады. Конденсатордан айналма су тоғанға қайтадан өздігінен ағады. Станцияның қуаттылығына қарай, тоғанның да салқындату беті тиісті көлемде болғаны дұрыс.

Конденсат конденсатордан конденсат насостары 22 арқылы тартып шығарылып, төмен қысымдағы жылытқыштардан 23, 24 өтіп, деаэраторға 25 келіп түседі.

б/ Суаттан алынған үстеме /қосымша/ су химиялық су тазалағыштан 29 өтіп, булану нәтижесінде жоғалтқан шығындарды толтыратын конденсатқа қосылып деаэраторға түседі.

"Деаэратор" атауы мынаны көрсетеді, пайдаланылатын су ондағы ерілген ауа оттегінен ажырайды. Суды жылытып, оттекті шығарамыз, олай болмаған жағдайда су оттегі қазан металының мүжілуіне әкеліп соғады.

в/ Конденсат пен косымша судан қазанға қажетті пайдаланатын су аламыз. Ол қазанға жабдықтау насостары 26 арқылы құйылады. Әуелі су жоғары қысымды 27, 28 жылытқыштар арқылы өтіп, экономайзерге 14 түседі, мұнда, ол қазандағы су температурасына жуық температураға дейін жылытылады, онан соң пайдаланатын су қазанға құйылады.

Турбиналардың түрлі сатыларынан бөлініп шығатын бу негізінде пайдаланатын суды бірнеше рет жылыту - регенеративті деп аталады, ол жылу күші қондырғысының пайдалы әсер коэффициентінің әжептеуір артуын қамтамасыз етеді.

Электр энергиясы. Турбинамен бір білікте синхронды генератор 30 орналасқан. Қарастырылатын станциялар әдетте отын шығарылатын жерлерде, электр энергиясын тікелей пайдаланатын тұтынушылардан аулақта салынады. Аса қуатты мұндай станцияларды салуда, әрі оларды іске қосуда, тиісті су ресурстары /қорлары/ яғни, бөгет құрылысы арқылы салынатын, қажетті мөлшердегі суы бар өзендер мен суаттар қажет.

Сондықтан конденсациялық станциялардың генераторлары жоғарлатқыш трансформаторлы 31 шығырларға /блок/ қосылып, өндірілетін бар электр энергия, 35-500 кВ жоғары кернеулі құрама шиналар және энергетикалық жүйенің электр берілісі арқылы беріледі.

Станцияның электр энергиясы кернеуге байланысты ондаған, жүздеген және мыңдаған километрлерге, тікелей электр энергиясын тұтынатын жерлерде, төмендеткіш трансформаторлы қосалқы станцияларға беріледі.

Аймақтық электр станцияларының өзіндік мұқтаждары трансформаторлардан 32 электр энергия алып, шиналарға тармақтану түрінде жалғасып, генераторды жоғарылатқыш траноформатормен жалғайды. Трансформатордың екінші жағында өзіндік мұтаждар 3-6 кВ 33 таратушы қондырғының құрама шиналарына қосылып, электр энергиясы электр двигательдеріне және басқа да өзіндік мұқтаждарға беріледі.