Форум Статьи Контакты
Строительство — возведение зданий и сооружений, а также их капитальный и текущий ремонт, реконструкция, реставрация и реновация.

Тепловая электростанция

Дата: 17-11-2020, 14:00 » Раздел: Статьи  » 

Тепловая электростанция (или тепловая электрическая станция) — электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счёт преобразования химической энергии топлива в процессе сжигания в тепловую, а затем в механическую энергию вращения вала электрогенератора. В качестве топлива широко используются различные горючие ископаемые: уголь, природный газ, реже — мазут, ранее — торф и горючие сланцы. Многие крупные тепловые станции вырабатывают лишь электричество — традиционно ГРЭС, в настоящее время КЭС; средние станции могут также использоваться для выработки тепла в схемах теплоснабжения (ТЭЦ).

Первая теплоэлектростанция «Pearl Street Station» появилась в Нью-Йорке на Перл-стрит в 1882 году.

В традиционных теплоэлектростанциях топливо сжигается в топке парового котла (ранее также назывались парогенераторами), нагревая и превращая в пар питательную воду, прокачиваемую внутри котла в специальных трубках (водотрубный котёл). Полученный перегретый пар с высокой температурой (до 400—650 градусов Цельсия) и давлением (от единиц до десятков МПа) подается через паропровод в турбогенератор — совмещенные паровую турбину и электрогенератор. В многоступенчатой паровой турбине тепловая энергия пара частично превращается в механическую энергию вращения вала, на котором установлен Электрический генератор. В ТЭЦ часть тепловой энергии пара также используется в сетевых подогревателях.

В ряде теплоэлектростанций получила распространение газотурбинная схема, в которой полученная при сжигании газообразного или жидкого топлива смесь горячих газов непосредственно вращает турбину газотурбинной установки, ось которой соединяется с электрогенератором. После турбины газы остаются достаточно горячими для полезного использования в котле-утилизаторе для питания паросилового двигателя (парогазовая установка) или для целей теплоснабжения (Газотурбинная ТЭЦ).

Типы

Грозненская ТЭС - тепловая электростанция газотурбинного типа
  • Котлотурбинные электростанции
    • Конденсационные электростанции (КЭС, исторически получили название ГРЭС — государственная районная электростанция)
    • Теплоэлектроцентрали (теплофикационные электростанции, ТЭЦ)
  • Газотурбинные электростанции
  • Электростанции на базе парогазовых установок
  • Электростанции на основе поршневых двигателей
    • С воспламенением от сжатия (дизель)
    • C воспламенением от искры
  • Комбинированного цикла

Математические модели и методы, используемые в задачах управления ТЭС

Как известно, технологический процесс на ТС заключается в поэтапном преобразовании различных видов энергии. Технологический процесс имеет особенность: конечный продукт — электроэнергия — не подлежит складированию. Косвенным показателем соответствия между паропроизводительностью котла мощностью турбины служит давление перегретого пара.

Современные ТЭС делятся на два типа:

  • С поперечными связями. Основной агрегат по пару и воде связаны между собой
  • С блочной компоновкой. При таком типе основное оборудование описывается отдельным технологическим процессом в пределах каждого энергоблока.
  • Для описания технологических процессов и формирования критериев управления составляются математические модели. Их изображают в форме уравнений.

    В качестве объекта управления, характеризующего технологический процесс на ТЭС в целом, обычно выбирают типичный энергоблок. Технологический процесс, протекающий в таком блоке, можно представить в виде двух последовательных процессов: в паровом котле и турбогенераторе.

    Реализация и концепции построения АСУ ТП ТЭС

    Одна из основных задач управления технологическим процессом на ТЭС состоит в поддержании непрерывною соответствия между количествами вырабатываемой и потребляемой энергии. Решение этой задачи может осуществляться по частям с помощью автономных АСР парового котла, турбины и электрического генератора.

    Состав функций АСУ ТП

  • Информационные функции АСУ ТП по энергоблокам:
    • Оперативный контроль
    • Технологическая сигнализация
    • Расчет технико-экономических показателей
    • Определение достоверности информации
    • Диагностика состояния оборудования
    • Регистрация аварийных положений
    • Формирование банков данных
  • Функции управления АСУ ТП по энергоблоку
    • Статическая оптимизация режимов работы энергооборудования
    • Исследование объекта управления
    • Имитация экстремальных условий
  • Информационные функции АСУ ТП по ТЭС
    • Общестанционный контроль
    • Расчет общестанционных ТЭП
    • Контроль достоверности информации
    • Регистрация общестанционных аварий
    • Обмен оперативно-диспетчерской информацией с АСУ вышестоящих и нижестоящих уровней
    • Формирование развитых баз данных
  • Функции управления АСУ ТП по ТЭС
    • Оптимальное распределение электрических нагрузок между энергоблоками
    • Оптимальное распределение экологических нагрузок между энергоблоками
    • Выбор состава работающего оборудования энергоблоков
    • Дискретное и непрерывно-дискретное управление вспомогательным оборудованием
    • Выполнение логических операций по переключениям в главной электрической схеме станции
    • Групповое управление автоматическими системами регулирования возбуждения электрических генераторов
  • Организация управления технологическим процессом ТЭС

    Для осуществления управления технологического процесса ТЭЦ необходимо учитывать изменение производительности первоисточников энергии и их состоянием в зависимости от электрической нагрузки.

    Основными факторами, влияющими на организацию управления ТП ТЭС являются:

    • организационная структура оперативно-диспетчерского управления;
    • комплекс технических средств автоматизации;
    • эргономика рабочего места оператора;
    • композиционное решение оперативно-диспетчерских постов управления;
    • существующий уровень автоматизации.

    Функционально-групповое управление (ФГУ).

    Осуществляется путем декомпозиции и агрегирования, для разделения энергоблока на отдельные элементы или участки для децентрализованного управления ими. В результате ФГУ повышается надежность и точность автоматизированной системы управления энергоблока в целом. Деление на функциональные группы условное, однако оно облегчает работу оперативно-обслуживающего персонала.

    Примеры перечня ФГ для мощного моноблока с прямоточным котлом и конденсационной турбины:

    по котлу:

    • питания водой,
    • полами твердого пылевидного топлива,
    • подачи жидкого (газообразного) топлива,
    • подачи и подогрева воздуха,
    • розжига растопочных горелок,
    • удаления и очистки дымовых газов,
    • подавления вредных выбросов,
    • пароперегреватели;

    по генератору:

    • система охлаждения,
    • система возбуждения,
    • система синхронизации;

    по турбине и вспомогательному оборудованию:

    • система снабжения смазочным маслом
    • система снабжения регулирующей жидкостью (аккумуляторный бак, центральный насос, устройства распределения и т.п.)
    • система снабжения паром для прогрева соединительных трубопроводов в пределах турбины,
    • система снабжении турбины перегретым паром (ГПЗ, паровые байпасы, стопорный и регулирующий клапаны, АСР частоты вращения и т.п.),
    • вакуумно-уплотнительные устройства (пусковой и рабочий -эжекторы, система лабиринтовых уплотнений и т.п.),
    • охладительная установка (конденсатор, циркуляционные насосы и т.п.),
    • конденсатные насосы,
    • блочная обессоливающая установка,
    • питательно-деаэраторная установка,
    • подогреватели среднего давления,
    • подогреватели высокого давления.

    Экономическая эффективность от автоматизации теплового оборудования ТЭС

    Все нововведения полезны, если они экономически выгодны, поэтому введение автоматизации на ТЭС следует производить учитывая экономическую эффективность.

    Автоматизация в результате экономит следующие аспекты затрат на ТЭС:

    • Изменение (прирост) КПД установки
    • Изменение (прирост) выработки электроэнергии
    • Изменение (уменьшение) расхода тепловой и электрической энергии на собственные нужды.

    Экологические аспекты использования

    Энергетика является одним из тех секторов мировой экономики, изменения в которых необходимы, чтобы избежать неприемлемых последствий глобального потепления. Оценки энергоинфраструктуры на основе глобального эмиссионного бюджета CO2 показывают, что после 2017 года в мире не должны вводиться в строй новые электростанции, работающие на ископаемом топливе.

    Тепловые электростанции зачастую становятся «мишенями» для радикально настроенных климатических активистов.


    (голосов:0)

    Пожожие новости
    Комментарии

    Ваше Имя:   Ваш E-Mail: