Большая Советская Энциклопедия (КО)
Шрифт:
Увеличение кпд КЭС достигается главным образом повышением начальных параметров (начальных давления и температуры) водяного пара, совершенствованием термодинамического цикла, а именно — применением промежуточного перегрева пара и регенеративного подогрева конденсата и питательной воды паром из отборов турбины. На КЭС по технико-экономическим основаниям применяют начальное давление пара докритическое 13—14, 16—17 или сверхкритическое 24—25 Мн/м2 , начальную температуру свежего пара, а также после промежуточного перегрева 540—570 °С . В СССР и за рубежом созданы опытно-промышленные установки с начальными параметрами пара 30—35 Мн/м2 при 600—650 °С . Промежуточный перегрев пара применяют обычно одноступенчатый, на некоторых зарубежных КЭС сверхкритического давления — двухступенчатый. Число регенеративных отборов пара 7—9, конечная температура подогрева питательной воды 260—300 °С . Конечное давление отработавшего пара в конденсаторе турбины 0,003—0,005 Мн/м2 .
Основное оборудование КЭС (котельные и турбинные агрегаты) размещают в главном корпусе, котлы и пылеприготовительную установку (на КЭС, сжигающих, например, уголь в виде пыли) — в котельном отделении, турбоагрегаты и их вспомогательное оборудование — в машинном зале электростанции. На КЭС устанавливают преимущественно по одному котлу на турбину. Котёл с турбоагрегатом и их вспомогательным оборудование образуют отдельную часть — моноблок электростанции. Для турбин мощностью 150—1200 Мвт требуются котлы производительностью соответственно 500—3600 м/ч пара. Ранее на ГРЭС применяли по два котла на турбину, т. е. дубль-блоки (см. Блочная тепловая электростанция ). На КЭС без промежуточного перегрева пара с турбоагрегатами мощностью 100 Мвт и меньше в СССР применяли неблочную централизованную схему, при которой пар 113 котлов отводится в общую паровую магистраль, а из неё распределяется между турбинами. Размеры главного корпуса определяются размещаемым в нём оборудованием и составляют на один блок, в зависимости от его мощности, по длине от 30 до 100 м, по ширине от 70 до 100 м. Высота машинного зала около 30 м, котельной — 50 м и более. Экономичность компоновки главного корпуса оценивают приближённо удельной кубатурой, равной на пылеугольной КЭС около 0,7—0,8 м3 /квт, а на газомазутной — около 0,6—0,7 м3 /квт. Часть вспомогательного оборудования котельной (дымососы, дутьевые вентиляторы, золоуловители, пылевые циклоны и сепараторы пыли системы пылеприготовления) устанавливают вне здания, на открытом воздухе.
В условиях тёплого климата (например, на Кавказе, в Средней Азии, на Ю. США и др.), при отсутствии значительных атмосферных осадков, пылевых бурь и т. п., на КЭС, особенно газомазутных, применяют открытую компоновку оборудования. При этом над котлами устраивают навесы, турбоагрегаты защищают лёгкими укрытиями; вспомогательное оборудование турбоустановки размещают в закрытом конденсационном помещении. Удельная кубатура главного корпуса КЭС с открытой компоновкой снижается до 0,2—0,3 м3 /квт, что удешевляет сооружение КЭС. В помещениях электростанции устанавливают мостовые краны и др. грузоподъёмные механизмы для монтажа и ремонта энергетического оборудования.
КЭС сооружают непосредственно у источников водоснабжения (река, озеро, море); часто рядом с КЭС создают пруд-водохранилище. На территории КЭС, кроме главного корпуса, размещают сооружения и устройства технического водоснабжения и химводоочистки, топливного хозяйства, электрические трансформаторы, распределительные устройства, лаборатории и мастерские, материальные склады, служебные помещения для персонала, обслуживающего КЭС. Топливо на территорию КЭС подаётся обычно ж. д. составами. Золу и шлаки из топочной камеры и золоуловителей удаляют гидравлическим способом. На территории КЭС прокладывают ж. д. пути и автомобильные дороги, сооружают выводы линий электропередачи , инженерные наземные и подземные коммуникации. Площадь территории, занимаемой сооружениями КЭС, составляет, в зависимости от мощности электростанции, вида топлива и др. условий, 25—70 га.
Крупные пылеугольные КЭС в СССР обслуживаются персоналом из расчёта 1 чел. на каждые 3 Мвт мощности (примерно 1000 чел. на КЭС мощностью 3000 Мвт ); кроме того, необходим ремонтный персонал.
Мощность отдаваемая КЭС ограничивается водными и топливными ресурсами, а также требованиями охраны природы: обеспечения нормальной чистоты воздушного и водного бассейнов. Выброс с продуктами сгорания топлива твёрдых частиц в воздух в районе действия КЭС ограничивают установкой совершенных золоуловителей (электрофильтров с кпд около 99%). Оставшиеся примеси, окислы серы и азота рассеивают сооружением высоких дымовых труб для вывода вредных примесей в более высокие слои атмосферы. Дымовые трубы высотой до 300 м и более сооружают из железобетона или с 3—4 металлическими стволами внутри железобетонной оболочки или общего металлического каркаса.
Управление многочисленным разнообразным оборудованием КЭС возможно только на основе комплексной автоматизации производственных процессов. Современные конденсационные турбины полностью автоматизированы. В котлоагрегате автоматизируется управление процессами горения топлива, питания котлоагрегата водой, поддержания температуры перегрева пара и т. д. Осуществляется комплексная автоматизация др. процессов КЭС, включая поддержание заданных режимов эксплуатации, пуск и остановку блоков, защиту оборудования при ненормальных и аварийных режимах. С этой целью в системе управления на крупных КЭС в СССР и за рубежом применяют цифровые, реже аналоговые, управляющие электронные вычислительные машины.
Крупнейшие конденсационные электростанции мира
| Название электростанции | Год пуска | Электрическая мощность Гвт | |
| на 1973 | полная (проектная) | ||
| Приднепровская (СССР) | 1955 | 2,4 | 2,4 |
| Змиёвская (СССР) | 1960 | 2,4 | 2,4 |
| Бурштынская (СССР) | 1965 | 2,4 | 2,4 |
| Конаковская (СССР) | 1965 | 2,4 | 2,4 |
| Криворожская № 2 (СССР) | 1965 | 2,7 | 3,0 |
| Новочеркасская (СССР) | 1965 | 2,4 | 2,4 |
| Заинская (СССР) | 1966 | 2,4 | 2,4 |
| Кармановская (СССР) | 1968 | 1,8 | 3,4 |
| Костромская (СССР) | 1969 | 2,1 | 4,8 |
| Запорожская (СССР) | 1972 | 1,2 | 3,6 |
| Сырдарьинская (СССР) | 1972 | 0,3 | 4,4 |
| Парадайс (США) | 1969 | 2,55 | 2,55 |
| Камберленд (США) | 1973 | — | 2,6 |
| Феррибридж С (Великобритания) | 1966 | 2,5 | 2,5 |
| Дрекс (Великобритания) | 1970 | 2,1 | 4,2 |
| Гавр (Франция) | 1967 | 0,85 | 3,25 |
| Поршвиль В (Франция) | 1968 | 0,6 | 2,4 |
| Фриммередорф—П (ФРГ) | 1961 | 2,3 | 2,3 |
| Специя (Италия) | 1966 | 1,84 | 1,84 |
Лит.: Гельтман А. Э., Будняцкий Д. М., Апатовский Л. Е., Блочные конденсационные электростанции большой мощности, М.—Л., 1964; Рыжкин В. Я., Тепловые электрические станции, М.—Л., 1967; Шредер К., Тепловые электростанции большой мощности, пер. с нем., т. 1—3, М.—Л., 1960—64: Скротцки Б.-Г., Вопат В.-А., Техника и экономика тепловых электростанций, пер. с англ., М.—Л., 1963.
В. Я. Рыжкин.
Рис. 2. Пространственный вид (разрез) главного корпуса электростанции и связанных с ним устройств: I — кoтельное отделение; II — машинное отделение (машинный зал); III — береговая водонасосная установка; 1 — угольный склад; 2 — дробильная установка; 3 — водяной экономайзер; 4 — пароперегреватель; 5 — паровой котёл; 6 — топочная камера; 7 — пылеугольные горелки; 8 — паропровод от котла к турбине; 9 — барабанно-шаровая угольная мельница; 10 — бункер угольной пыли; 11 — бункер сырого угля; 12 — щит управления блоком электростанции; 13 — деаэратор; 14 — паровая турбина; 15 — электрический генератор; 16 — электрический повысительный трансформатор; 17 — паровые конденсаторы; 18 — трубопроводы охлаждающей воды; 19 — конденсатные насосы; 20 — регенеративные подогреватели низкого давления; 21 — питательный насос; 22 — регенеративные подогреватели высокого давления; 23 — дутьевой вентилятор; 24 — золоуловитель; 25 — шлак, зола; ЭЭ — электрическая энергия.
Рис. 1. Простейшая тепловая схема КЭС: Т — топливо; В — воздух; УГ — уходящие газы; ШЗ — шлаки и зола; ПК — паровой котёл; ПЕ — пароперегреватель; ПТ — паровая турбина; Г — электрический генератор; К — конденсатор; КН — конденсатный насос; ПН — питательный насос.
Конденсационный насос
Конденсацио'нный насо'с, то же, что криогенный насос .