화력 발전소 열 공급 시스템의 다이어그램 및 장비. 발전소의 종류와 종류

수업: 9

목표: 학생들에게 러시아 전력 산업을 선봉 산업으로 인식시키는 것 국가 경제국가.

작업:

• 교육적인: 러시아의 연료 및 에너지 단지에 대한 학생들의 지식을 심화시킵니다. “전력 산업”과 “에너지 시스템”의 개념을 설명합니다. 산업과 국가 인구를 위한 전력 산업의 역할과 중요성에 대한 아이디어를 제공합니다.
• 발달: 지도와 텍스트 작업에 대한 학생들의 기술을 개발합니다. 분석적이고 논리적인 사고의 발달을 촉진합니다.
• 교육적인: 모국의 지리, 경제, 생태에 대한 관심을 키우는 것입니다.

수업 유형:결합.

기술 교육 보조 및 자료 지원:컴퓨터 포함 – 1세트, 비디오 프로젝터 – 1개, 대화형 화이트보드 – 1개, 컴퓨터 프로그램및 미디어 – 1 세트, "러시아 전력 산업" 지도, 학생 지도서, 프리젠테이션( 부록 1) 다양한 발전소 사진, 다이어그램, 비디오 클립.

용어 장치:발전소, 화력 발전소, 수력 발전소, 원자력 발전소, 대체 에너지 원, 에너지 시스템.

시간: 45 분.

수업 중

I. 조직적인 순간(1분)

II. 숙제 설문조사(8분)

시험. 프레젠테이션 텍스트 작업.

가장 큰 석탄 매장량(일반 지질)은 다음에 집중되어 있습니다. (슬라이드 3)
가) 쿠즈네츠크 분지
나) 페초라 분지
B) 퉁구스카 분지
D) 도네츠크 분지

이 유역은 석탄 매장량 측면에서 러시아 1위를 차지하고 있습니다. (슬라이드 4)
가) 쿠즈네츠키
나) 페초르스키
B) 사우스 야쿠트

유역에서 가장 저렴한 석탄(쿠즈네츠크보다 2-3배 저렴)(슬라이드 5)
가) 페초라
나) 도네츠크
B) 칸스크-아친스크

러시아에서 가장 큰 석유 및 가스 기지는 다음과 같습니다. (슬라이드 6)
가) 서부 시베리아
나) 볼가 지역
나) 바렌츠해

러시아 영토에는 (슬라이드 7)
가) 26개 정유소
나) 22개 정유소
나) 정유소 30개소
D) 40개 정유소

러시아의 가스 파이프라인의 총 길이는 다음과 같습니다. (슬라이드 8)
A) 14만km
B) 15만km
B) 17만km
D) 12만km

러시아는 가스 매장량 측면에서 세계 1위를 차지하고 있습니다. (슬라이드 9)
가) 1위
나) 2위
나) 3위

“연료 및 에너지 단지의 구성” 다이어그램 그리기

텍스트 작업(학생들은 텍스트가 포함된 카드를 받고 오류를 식별하고 수정합니다). 답변: 1) B; 2) 가. 3) 나; 4) 가. 5) 가. 6) 나; 7) A. (슬라이드 10). 쌍으로 이루어진 작업에 대한 동료 검토. 부록 2

III. 새로운 주제 연구(슬라이드 12)(30분)

계획.

1. 우리나라 전력산업의 중요성.
2. 대체 소스에너지.

1. 국가에서 전력산업의 중요성.

노트에 정의를 적습니다(슬라이드 13).

전력산업은 발전소에서 전기를 생산해 송전선을 통해 멀리까지 전송하는 산업이다.

교과서 표의 통계 자료를 사용하여 작업(p. 125) "지난 20년 동안 러시아 전력 생산의 역학." 1990년대 후반에는 생산량이 감소했으나 현재는 생산량이 증가하고 있다.

에너지 소비자 (슬라이드 14)

주요 요구 사항은 전원 공급 장치의 신뢰성입니다. 이를 위해 그들은 모든 발전소를 송전선(PTL)으로 연결하여 그 중 하나의 갑작스러운 고장이 다른 발전소에 의해 보상될 수 있도록 노력합니다. 이것이 국가의 통합 에너지 시스템(UES)이 형성되는 방식입니다(슬라이드 15).

전력 산업에서 국가의 UES는 소비자 간의 전기 생산, 송전 및 배전을 결합합니다. 전력 시스템에서 각 발전소는 가장 경제적인 작동 모드를 선택할 수 있습니다. 러시아 UES는 700개 이상의 대규모 발전소를 통합하고 있으며, 이는 러시아 전체 발전소 용량의 84% 이상을 차지합니다(슬라이드 16). 지도 슬라이드(슬라이드 17).

다양한 유형의 충전소에서의 전기 생산량이 다이어그램에 나와 있습니다(슬라이드 18).

발전소 입지요인 다른 유형: (슬라이드 19).

각 발전소에는 고유한 특성이 있습니다. 그들을 살펴보자.

발전소의 종류:

2. TPP– 열. 그들은 석탄, 연료유, 가스, 이탄, 오일 셰일과 같은 전통적인 연료로 작동합니다.

효율성 -30-70%(슬라이드 20, 21)

화력 발전소 배치 요소(슬라이드 22)

CHP는 일종의 화력 발전소입니다(슬라이드 23).

화력 발전소의 장점과 단점(슬라이드 24)

우리나라에서 가장 큰 화력 발전소는 수르구트 화력 발전소입니다(학생의 짧은 메시지 - 고급 작업)(슬라이드 25).

다음 유형은

수력 발전소

3. 수력발전소– 유압식. 물이 떨어지거나 움직이는 에너지를 사용하며 효율성은 80%입니다(슬라이드 26).

수력 발전소의 위치는 "러시아 수력 자원" 지도를 사용하여 결정됩니다(슬라이드 27).

~에 가장 큰 강계단식 수력 발전소가 건설되었습니다(슬라이드 28).

수력 발전소의 장점과 단점(슬라이드 29)

러시아 최대 수력 발전소는 Sayano-Shushenskaya(6.4MW)로, 2009년에 인재가 발생했습니다(슬라이드 30).

체복사리 수력 발전소는 마리엘 공화국에서 가장 가깝습니다(슬라이드 31).

원자력 발전소.

4. 원자력 발전소- 원자력 발전소. 그들은 핵 붕괴 에너지를 사용합니다.

• 효율성 -30-35%(슬라이드 32)

원자력 발전소의 작동 원리는 비디오 클립(슬라이드 33)에서 볼 수 있습니다. 부록 3 , 부록 4). 지도에서 원자력 발전소의 위치를 ​​볼 수 있습니다(슬라이드 34).

원자력 발전소의 장점과 단점(슬라이드 35)

고려되는 발전소 유형은 일정 기간이 지나면 필연적으로 고갈되는 광물 연료의 연소로 작동됩니다. 미래의 전력 수요를 충족하려면 대체 에너지원이 필요할 것입니다.

5. 대체 에너지원

대체 발전소(슬라이드 36). 대체에너지의 종류를 살펴보자.

1. 태양 에너지. 건설중인 공장 태양 전지 패널추바시아(슬라이드 37). (38) 태양광 패널은 이미 공화국 수도에서 실용화되고 있습니다. 요시카르올라 식물원(Botanical Garden of Yoshkar-Ola)의 온실에는 태양 에너지를 사용하여 조명과 난방이 이루어지고 있습니다(슬라이드 39).
2. 풍력 에너지. 슬라이드(40)는 마리엘 공화국 코즈모데먀스크 야외 박물관에 있는 풍력 엔진과 풍차를 보여줍니다. 이러한 공장은 국가의 많은 정착지에서 사용되었습니다.
3. 지구의 내부 에너지. (슬라이드 41). 가스터빈 발전소는 전국 어느 지역에 위치해 있나요? (슬라이드 42)
4. Kislogubskaya TPP에서는 조력 에너지가 사용됩니다(슬라이드 43)

IV. 성찰(4분)

자신에 대해 어떤 새로운 사실을 배웠나요?

1. 러시아에는 어떤 유형의 발전소가 우세합니까?
2. 발전소와 발전소의 차이점은 무엇입니까?
3. 수력 발전소를 건설하기에 가장 좋은 장소는 어디입니까?
4. 원자력 발전소는 어디에 건설됩니까?
5. 전력망이란 무엇입니까?

V. 숙제(2분).

(슬라이드 44, 45) 교과서 23항을 읽어보세요. Balakovskaya, Beloyarskaya, Bilibinskaya, Bratkaya, Volzhskaya, Zeyskaya, Kola, Konakovskaya, Kursk, Leningradskaya, Obninskaya, Reftinskaya, Smolenskaya, Surgutskaya, Cheboksaryskaya 등 등고선지도를 작성하십시오. 전력산업의 문제점을 적어보고, 그 문제에 대한 해결책을 찾아보자.

관심 있는 분들을 위해:

• "에너지: 어떻게 작동하는가" 프로그램 시리즈를 시청하세요
• myenergy.ru

학생 성적.

강의해주셔서 감사합니다!

문학.

1. 러시아의 지리. 인구와 경제 9급. 교과서 V.P. Dronov, V.Ya. 럼 주.
2. 지리학 "러시아의 인구와 경제"9학년 수업 개발. E.A. Zhizhina.
3. 9학년을 위한 지리 지도책과 등고선 지도.
4. Cyril과 Methodius의 가상 학교. 지리 수업 9학년.
5. 러시아 전력산업 지도 멀티미디어 디스크.
6. “전력 공학.” 수업 발표 발전소의 종류.”

화력발전소는 전기와 열을 생산하는 기업이다. 발전소를 건설할 때 더 중요한 것은 인근 연료원의 위치 또는 인근 에너지 소비원의 위치입니다.

연료원에 따른 화력발전소 배치.

우리가 대규모 석탄 매장지를 가지고 있다고 가정해 봅시다. 여기에 화력발전소를 건설하면 연료운송 비용이 절감될 것입니다. 연료 비용 중 운송 요소가 상당히 크다는 점을 고려하면 광산 근처에 화력 발전소를 건설하는 것이 합리적입니다. 그러면 생성된 전기로 우리는 무엇을 할 것인가? 근처에 파는 곳이 있으면 좋은데, 그 지역에 전기가 부족해요.

새로운 전력이 필요하지 않으면 어떻게 해야 합니까? 그러면 우리는 결과적인 전기를 장거리 전선을 통해 전송해야 할 것입니다. 그리고 큰 손실 없이 장거리로 전기를 전송하려면 고압 전선을 통해 전송해야 합니다. 거기에 없으면 당겨야합니다. 미래에는 전력선에 유지 관리가 필요할 것입니다. 이 모든 것에도 돈이 필요합니다.

소비자에 따른 화력 발전소 배치.

우리나라의 대부분의 새로운 화력 발전소는 소비자와 가까운 곳에 위치해 있습니다.

이는 화력발전소를 연료원 가까이에 배치하는 이점이 전력선을 통한 장거리 운송 비용으로 인해 소진되기 때문입니다. 게다가 이 경우 손실도 크다.

발전소를 소비자 바로 옆에 배치할 때, 화력발전소를 건설하면 승리할 수도 있습니다. 더 자세히 읽어보실 수 있습니다. 이 경우 공급되는 열 비용이 크게 절감됩니다.

소비자 바로 옆에 배치하면 고전압 전력선을 구축할 필요가 없으며 110kV의 전압이면 충분합니다.

위에 쓰여진 모든 것에서 우리는 결론을 내릴 수 있습니다. 연료원이 멀리 떨어져 있다면 현재 상황에서는 화력 발전소를 소비자와 가까운 곳에 건설하는 것이 좋습니다. 연료 공급원과 전력 소비원이 가까이 있으면 더 큰 이점을 얻을 수 있습니다.

친애하는 방문객 여러분! 이제 러시아를 볼 기회가 생겼습니다.

우크라이나의 청소년과 스포츠

유.ㅏ. 기체프

화력 발전소

자주비 나

드네프로페트로프스크 NMetAU 2011

교육과학부,

우크라이나의 청소년과 스포츠

우크라이나 국립 금속 아카데미

유.ㅏ. 기체프

화력 발전소

자주비 나

그림 23. 참고문헌: 이름 4개.

이 문제의 책임자는 Dr. Tech입니다. 과학, 교수.

검토자: , Dr. Tech. 과학, 교수. (듀츠트)

캔드. 기술. 과학, 부교수 (NMetAU)

© 국립 야금

우크라이나 아카데미, 2011

소개..........................................................................................................................4

1 화력발전소에 관한 일반 정보 ..............................5

1.1 발전소의 정의 및 분류..................................................5

1.2 화력발전소의 기술도................................................8

1.3 화력발전소의 기술 및 경제 지표................................................................11

1.3.1 에너지 지표 .............................................11

1.3.2 경제 지표 .............................................13

1.3.3 성과지표.......................................................15

1.4 화력발전소에 대한 요구사항..........................................................................................16

1.5 산업용 화력발전소의 특징.......................................16

2 TPP의 열 다이어그램 구성 ..............................................................................17

2.1 일반 개념열회로에 대하여..........................................................................17

2.2 초기 증기 매개변수 ..............................................................18

2.2.1 초기 증기압력.......................................................18

2.2.2 초기 증기 온도 ..............................................20

2.3 증기의 중간과열 ..............................................................22

2.3.1 중간과열의 에너지 효율...24

2.3.2 중간과열압력 ..............................26

2.3.3 중간과열의 기술적 구현…

2.4 최종 증기 매개변수 ..............................................................29

2.5 급수의 재생가열 ..............................................30

2.5.1 축열식 난방의 에너지 효율..30

2.5.2 축열식 난방의 기술적 구현..........34

2.5.3 급수의 재생가열 온도..37

2.6 주요 터빈 유형을 기반으로 한 화력 발전소의 열 다이어그램 구성......39

2.6.1 터빈 "K"를 기반으로 한 열 회로 구성 ..............39

2.6.2 터빈 "T"를 기반으로 한 열 회로 구성….……..41

문헌................................................................................................................44

소개

여러 가지 이유로 "화력 발전소"라는 학문은 전문 분야 8(7)에서 가르치는 학문 중에서 특히 중요합니다. - 화력 공학.

첫째, 이론적 관점에서 이 분야는 "연료 및 연소", "보일러 설치", "슈퍼차저 및" 등 거의 모든 이전 주요 분야에서 학생들이 습득한 지식을 축적합니다. 열기관", "산업 기업의 열 공급원", "가스 정화"등.

둘째, 실용적인 관점에서 화력 발전소(TPP)는 연료 준비 시스템, 보일러 공장, 터빈 공장, 변환 및 공급 시스템 등 에너지 경제의 모든 주요 요소를 포함하는 복잡한 에너지 기업입니다. 외부 소비자에게 열 에너지를 공급하고 재활용 및 중화 시스템으로 유해한 배출을 발생시킵니다.

셋째, 산업적 관점에서 볼 때, 화력발전소는 국내외 에너지 부문에서 지배적인 발전기업이다. 화력발전소는 우크라이나 설치 발전용량의 약 70%를 차지하고 있으며, 증기터빈 기술도 구현되는 원자력발전소를 고려하면 설치용량은 약 90%이다.

본 강의노트는 전문분야 8(7)의 업무 프로그램과 커리큘럼에 맞춰 개발되었습니다. - 화력 공학을 주요 주제로 포함합니다: 화력 발전소에 대한 일반 정보, 발전소의 열 회로 구성 원리, 장비 선택 및 열 회로 계산, 장비 배치 및 화력 발전소 운영.

"화력 발전소" 분야는 학생들이 습득한 지식을 체계화하고 전문적 지평을 넓히는 데 도움이 되며 다양한 다른 분야의 교과 과정에서 사용될 수 있을 뿐만 아니라 전문가를 위한 논문 준비 및 석사 학위 논문 준비에도 사용될 수 있습니다.

1 화력 발전소에 관한 일반 정보

1.1 발전소의 정의 및 분류

발전소– 다양한 유형의 연료 및 에너지 자원을 전기로 전환하도록 설계된 에너지 기업입니다.

발전소 분류를 위한 주요 옵션:

I. 변환된 연료 및 에너지 자원의 유형에 따라:

1) 탄화수소 연료(석탄, 천연가스, 연료유, 가연성 RES 등)를 변환하여 전기를 생산하는 화력 발전소(TPP)

2) 원자력 발전소(NPP): 핵연료에서 원자력 에너지를 변환하여 전기를 생산합니다.

3) 수력 발전소(HPP): 흐름의 기계적 에너지를 변환하여 전기를 얻습니다. 천연 자원물, 주로 강.

이 분류 옵션에는 비전통적이고 재생 가능한 에너지원을 사용하는 발전소도 포함될 수 있습니다.

· 태양광 발전소;

· 지열 발전소;

· 풍력 발전소;

· 조력 발전소 및 기타.

II. 이 분야에서는 열 엔진 유형에 따라 다음과 같이 구분되는 화력 발전소를 보다 심층적으로 분류하는 것이 중요합니다.

1) 증기 터빈 발전소(STP);

2) 가스 터빈 발전소(GTU);

3) 복합화력발전소(CGE);

4) 내연기관(ICE)을 사용하는 발전소.

이들 발전소 중에서는 증기터빈발전소가 지배적이며 화력발전소 전체 설치용량의 95% 이상을 차지한다.

III. 외부 소비자에게 공급되는 에너지 유형에 따라 증기 터빈 발전소는 다음과 같이 나뉩니다.

1) 외부 소비자에게만 전기를 공급하는 응축 발전소(CPS)

2) 외부 소비자에게 열 에너지와 전기 에너지를 모두 공급하는 열병합 발전소(CHP).

IV. 목적과 부서별 종속에 따라 발전소는 다음과 같이 나뉩니다.

1) 지역 내 모든 소비자에게 전력을 공급하도록 설계된 지역 발전소

2) 산업 기업의 일부이며 주로 기업 소비자에게 전력을 공급하기 위한 산업 발전소.

V. 연간 설치된 용량의 사용 기간에 따라 발전소는 다음과 같이 구분됩니다.

1) 기본(B): 6000~7500시간/년, 즉 연간 기간의 70% 이상;

2) 세미기본(P/B): 4000~6000h/년, 50~70%;

3) 반피크(P/P): 2000~4000h/년, 20~50%;

4) 피크(P): 최대 2000시간/년, 연간 최대 20%.

이 분류 옵션은 전기 부하 기간 그래프의 예를 사용하여 설명할 수 있습니다.

그림 1.1 - 전기 부하 지속 기간 그래프

6. 터빈에 들어가는 증기 압력에 따라 증기 터빈 화력 발전소는 다음과 같이 나뉩니다.

1) 저기압: 최대 4MPa;

2) 중간 압력: 최대 9 – 13 MPa;

3) 고압: 다음을 포함하여 최대 25 – 30 MPa

● 아임계 압력: 최대 18 – 20 MPa

● 임계 및 초임계압: 22 MPa 이상

Ⅶ. 전력에 따라 증기 터빈 발전소는 다음과 같이 나뉩니다.

1) 저전력 발전소: 설치된 터보 발전기의 단위 전력이 최대 25MW인 경우 총 설치 용량은 최대 100MW입니다.

2) 중간 전력: 설치된 터보 발전기의 단위 전력이 최대 200MW인 경우 총 설치 용량은 최대 1000MW입니다.

3) 고성능: 설치된 터보 발전기의 단위 전력이 200MW를 초과하는 경우 총 설치 용량이 1000MW를 초과합니다.

Ⅷ. 증기 발생기를 터보 발전기에 연결하는 방법에 따라 화력 발전소는 다음과 같이 구분됩니다.

1) 모든 보일러의 증기가 하나의 중앙 증기 파이프라인으로 유입된 후 터빈 발전기 간에 분배되는 중앙 집중식(비단위) 화력 발전소(그림 1.2 참조)

1 – 증기 발생기; 2 – 증기 터빈; 3 - 중앙 (주) 증기 라인; 4 – 증기 터빈 응축기; 5 - 발전기; 6 – 변압기.

그림 1.2 - 개략도중앙 집중식(비블록) 화력 발전소

2) 설치된 각 증기 발생기가 매우 특정한 터보 발전기에 연결되는 블록 화력 발전소(그림 1.3 참조).

1 – 증기 발생기; 2 – 증기 터빈; 3 – 중간 과열기; 4 – 증기 터빈 응축기; 5 - 발전기; 6 – 변압기.

그림 1.3 - 블록 화력 발전소의 개략도

비블록 설계와 달리 화력 발전소의 블록 설계는 자본 비용이 덜 필요하고 운영이 더 쉬우며 발전소의 증기 터빈 설치를 완전 자동화할 수 있는 조건을 만듭니다. 블록 다이어그램에서는 장비 배치를 위한 스테이션의 파이프라인 수와 생산량이 줄어듭니다. 증기의 중간 과열을 사용할 때 블록 다이어그램의 사용은 필수입니다. 그렇지 않으면 과열을 위해 터빈에서 방출되는 증기의 흐름을 제어할 수 없기 때문입니다.

1.2 화력발전소 기술도

기술 다이어그램은 발전소의 주요 부분과 상호 연결을 보여 주며, 그에 따라 연료를 스테이션에 공급하는 순간부터 소비자에게 전기를 공급하는 순간까지의 기술 작업 순서를 보여줍니다.

예를 들어, 그림 1.4는 미분탄 증기 터빈 발전소의 기술 다이어그램을 보여줍니다. 이러한 유형의 화력 발전소는 우크라이나 및 해외의 기존 기본 화력 발전소 중에서 우세합니다.

태양 – 역에서의 연료 소비; DP. g. – 증기 발생기 생산성; DS. N. – 조건부 흐름방송국 자체 필요에 따른 커플; Dt - 터빈당 증기 소비량; Evir – 생성된 전기량; Esn - 역 자체 필요에 따른 전력 소비량 Eotp는 외부 소비자에게 공급되는 전력량입니다.

그림 1.4 – 증기 터빈 미분탄 발전소 기술 다이어그램의 예

화력 발전소의 기술 다이어그램은 일반적으로 그림 1.4에 점선으로 표시되는 세 부분으로 나뉩니다.

나 … 다음을 포함하는 연료-가스-공기 경로:

1 – 연료 시설(하역 장치, 원료탄 창고, 분쇄 공장, 분쇄 석탄 벙커, 크레인, 컨베이어)

2 – 먼지 준비 시스템(석탄 분쇄기, 미세 팬, 석탄 쓰레기통, 피더)

3 – 연료 연소를 위한 공기 공급용 송풍기 팬;

4 – 증기 발생기;

5 – 가스 청소;

6 – 연기 배출 장치;

7 – 굴뚝;

8 – 하이드로애시와 슬래그 혼합물을 운반하기 위한 슬래그 펌프;

9 – 처리를 위한 하이드로애시 및 슬래그 혼합물 공급.

일반적으로 연료-가스-공기 경로에는 다음이 포함됩니다. : 연료 시설, 먼지 준비 시스템, 통풍 수단, 보일러 굴뚝 및 재 및 슬래그 제거 시스템.

II … 다음을 포함하는 증기-물 경로:

10 – 증기 터빈;

11 – 증기 터빈 응축기;

12 – 응축기 냉각을 위한 순환수 공급 시스템의 순환 펌프;

13 – 순환 시스템의 냉각 장치;

14 – 순환 시스템의 물 손실을 보상하기 위해 추가 물을 공급합니다.

15 – 화학적으로 정제된 물을 준비하기 위한 원수 공급, 스테이션의 응축수 손실을 보상

16 – 화학적 수처리;

17 – 배기 증기 응축수 흐름에 추가로 화학적으로 처리된 물을 공급하는 화학적 물 처리 펌프;

18 – 응축수 펌프;

19 – 재생식 저압 급수 가열기;

20 - 탈기기;

21 – 공급 펌프;

22 – 재생식 고압 급수 가열기;

23 – 열 교환기에서 가열 증기 응축수를 제거하기 위한 배수 펌프;

24 – 재생 증기 추출;

25 – 중간 과열기.

일반적으로 증기-물 경로에는 다음이 포함됩니다. 보일러의 증기수 부분, 터빈, 응축수 장치, 냉각 순환수 및 추가 화학적 정제수 준비 시스템, 급수 재생 가열 및 급수 탈기 시스템.

III … 다음을 포함하는 전기 부품:

26 – 발전기;

27 – 외부 소비자에게 공급되는 전기를 위한 승압 변압기;

28 – 발전소의 개방형 개폐 장치의 버스;

29 – 발전소 자체의 필요에 따른 전기용 변압기

30 – 보조 전기용 배전 장치의 모선.

따라서 전기 부품에는 다음이 포함됩니다. 발전기, 변압기 및 개폐기 버스.

1.3 화력발전소의 기술 및 경제 지표

화력 발전소의 기술 및 경제 지표는 3개 그룹으로 나뉩니다. 에너지, 경제 및 운영은 각각 스테이션의 기술 수준, 효율성 및 운영 품질을 평가하기 위한 것입니다.

1.3.1 에너지 성능

화력 발전소의 주요 에너지 지표는 다음과 같습니다. 능률 발전소(), 비열 소비량(), 발전을 위한 비열 소비량().

이러한 지표를 플랜트의 열효율 지표라고 합니다.

실제 발전소 운영 결과를 바탕으로 효율화, 다음 관계식에 의해 결정됩니다.

; (1.1)

; (1.2)

발전소를 설계하고 운영을 분석할 때 효율성. 효율성을 고려한 제품에 따라 결정됩니다. 스테이션의 개별 요소:

여기서 etacat, etaturb – 효율성. 보일러 및 터빈 상점;

τt. p. – k.p.d. 열 흐름은 열 전달로 인해 스테이션 내부의 냉각수에 의한 열 손실을 고려합니다. 환경파이프라인 벽과 냉각수 누출을 ​​통해 θt. 명사 = 0.98...0.99(평균 0.985);

esn은 발전소 자체 요구 사항(연료 준비 시스템의 전기 구동, 보일러 공장 드래프트 장비 구동, 펌프 구동 등)에 소비되는 전기의 비율입니다. esn = Esn/Evir = 0.05...0.10(cf 0.075);

qсн – 자체 필요에 따른 열 소비 비율(화학적 수처리, 급수 탈기, 응축기에 진공을 제공하는 증기 이젝터 작동 등), qсн = 0.01...0.02(0.015 참조).

K.p.d. 보일러 공장은 효율성으로 표현될 수 있습니다. 증기 발생기: etacat = etap. g = 0.88…0.96(평균 0.92)

K.p.d. 터빈 공장은 절대적인 전기 효율로 표현될 수 있습니다. 터빈 발전기:

θturb = θt. g. = eta · eta · eta, (1.5)

여기서 θt는 열효율입니다. 증기 터빈 플랜트의 사이클(공급된 열에 대해 사용된 열의 비율), eta = 0.42...0.46(cf. 0.44);

etaoi – 내부 상대 효율성. 터빈(증기 마찰, 직교류, 환기로 인한 터빈 내부 손실 고려), etai = 0.76...0.92(0.84 참조);

θm – 터빈에서 발전기로 기계적 에너지를 전달하는 동안의 손실과 발전기 자체의 손실을 고려한 전기기계적 효율, etan = 0.98...0.99(0.985 참조).

효율성을 위해 곱(1.5), 식(1.4)을 고려하면 순 발전소는 다음과 같은 형태를 취합니다.

etasnetto = нпг · t · omoi · eta · etaтп·(1 – есн)·(1 – qсн); (1.6)

평균값을 대체하면 다음과 같습니다.

etasnetto = 0.92·0.44·0.84·0.985·0.985·(1 – 0.075)·(1 – 0.015) = 0.3;

일반적으로 발전소의 효율은 net은 범위 내에서 다양합니다: etasnet = 0.28…0.38.

발전을 위한 비열 소비량은 다음 비율에 따라 결정됩니다.

, (1.7)

여기서 Qfuel은 연료 연소로 얻은 열입니다. .

; (1.8)

여기서 pH는 1년차 표준 투자 효율성 비율입니다.

역값 pH는 자본 투자에 대한 회수 기간을 제공합니다. 예를 들어 pH = 0.12 year-1인 경우 회수 기간은 다음과 같습니다.

주어진 비용은 새로운 발전소를 건설하거나 기존 발전소를 재건축하는 데 가장 경제적인 옵션을 선택하는 데 사용됩니다.

1.3.3 성능

운영 지표는 발전소 운영 품질을 평가하며 구체적으로 다음을 포함합니다.

1) 직원 계수(스테이션 설치 전력 1MW당 서비스 인력 수), W(인/MW)

2) 발전소 설치용량의 이용률(최대 발전량에 대한 실제 전력 생산량의 비율)

; (1.16)

3) 설치된 용량의 사용시간

4) 장비 가용성 요소 및 계수 기술적 사용장비

; (1.18)

보일러 및 터빈 공장의 장비 가용성 요소는 다음과 같습니다: Kgotkot = 0.96...0.97, Kgotturb = 0.97...0.98.

화력 발전소 장비의 활용률은 KispTPP = 0.85…0.90입니다.

1.4 화력발전소에 대한 요구사항

화력 발전소에 대한 요구 사항은 두 그룹으로 나뉩니다. 기술적, 경제적.

에게 기술 요구 사항말하다:

· 신뢰성(소비자 요구 사항 및 전기 부하의 파견 일정에 따른 무정전 전원 공급);

· 기동성(하중을 빠르게 늘리거나 제거하는 능력, 장치를 시작하거나 중지하는 능력)

· 열 효율(공장의 다양한 작동 모드에서 최대 효율 및 최소 특정 연료 소비량);

· 환경 친화성(환경으로의 유해한 배출을 최소화하고 공장의 다양한 작동 모드에서 허용되는 배출을 초과하지 않음).

경제적 요구 사항 모든 기술 요구 사항을 준수하는 경우 최소 전기 비용으로 절감됩니다.

1.5 산업용 화력발전소의 특징

산업용 화력 발전소의 주요 특징은 다음과 같습니다.

1) 발전소와 주요 기술 워크샵의 양방향 통신(발전소는 기술 워크샵의 전기 부하를 제공하고 필요에 따라 전기 공급을 변경하며 경우에 따라 워크샵은 발전소에서 사용되는 열 및 가연성 재생 에너지 자원);

2) 기업의 여러 발전소 및 기술 워크샵 시스템 (연료 공급, 물 공급, 운송 시설, 수리 기지, 발전소 건설 비용 절감)의 공통성

3) 기업 작업장에 공정 가스를 공급하기 위한 산업용 발전소, 터보 발전기 ​​외에 터보 압축기 및 터보 송풍기의 존재

4) 산업용 발전소 중 열병합 발전소(CHP)의 우세;

5) 산업용 화력 발전소의 상대적으로 작은 용량:

70~80%, 100MW 이하.

산업용 화력 발전소는 전체 발전량의 15~20%를 제공합니다.

2 TPP의 열 다이어그램 구성

2.1 열회로에 대한 일반 개념

열 다이어그램은 발전소의 증기-물 경로와 관련되어 있으며 :

1) 스테이션의 주 장비와 보조 장비의 상대적 위치

2) 냉각수 파이프라인을 통한 장비의 기술적 연결.

열 회로는 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

1) 기본;

2) 확장되었습니다.

개략도는 열회로를 계산하고 계산 결과를 분석하는 데 필요한 정도의 장비를 보여줍니다.

회로도를 기반으로 다음 작업이 해결됩니다.

1) 회로의 다양한 요소에서 냉각수의 비용과 매개 변수를 결정합니다.

2) 장비를 선택하십시오.

3) 상세한 열 회로를 개발합니다.

확장된 열 회로백업 장비, 차단 및 제어 밸브가 있는 모든 스테이션 파이프라인을 포함한 모든 스테이션 장비를 포함합니다.

개발된 계획을 기반으로 다음 작업이 해결됩니다.

1) 발전소 설계시 장비의 상호 배치;

2) 설계 중 작업 도면 실행;

3) 방송국 운영.

열 다이어그램을 구성하려면 먼저 다음 문제를 해결해야 합니다.

1) 예상되는 에너지 부하의 유형과 양에 따라 수행되는 스테이션 유형 선택(예: CPP 또는 CHP)

2) 전기를 결정하고 화력스테이션 전체 및 개별 블록(단위)의 용량

3) 초기 및 최종 증기 매개변수를 선택합니다.

4) 증기의 중간 과열의 필요성을 결정합니다.

5) 증기 발생기와 터빈의 유형을 선택하십시오.

6) 급수의 재생 가열을 위한 계획을 개발합니다.

7) 주요 내용을 정리한다 기술 솔루션추가 화학적 정제수 준비, 물 탈기, 증기 발생기 분출수 활용, 공급 펌프 구동 등 여러 가지 보조 문제가 있는 열 계획(단위 전력, 증기 매개변수, 터빈 유형)에 따라.

열 회로의 개발은 주로 다음 세 가지 요소의 영향을 받습니다.

1) 증기 터빈 설비에서 증기의 초기 및 최종 매개변수 값

2) 증기의 중간 과열;

3) 급수의 재생 가열.

2.2 초기 증기 매개변수

초기 증기 매개변수는 터빈 정지 밸브 이전 증기의 압력(P1)과 온도(t1)입니다.

2.2.1 초기 증기압력

초기 증기압력은 효율에 영향을 미칩니다. 발전소, 그리고 우선 열효율을 통해. 효율성을 결정할 때 증기 터빈 플랜트의 사이클 발전소의 최소값은 다음과 같습니다(θt = 0.42...0.46).

열효율을 결정하려면 사용될 수 있다 이다- 수증기 도표(그림 2.1 참조):

(2.2)

여기서 위는 증기의 단열 열 손실입니다(이상적인 사이클의 경우).

qsupply는 사이클에 공급되는 열의 양입니다.

i1, i2 – 터빈 전후의 증기 엔탈피;

i2" – 터빈에서 배출된 증기 응축수의 엔탈피(i2" = cpt2).

그림 2.1 - 열효율 결정에 대한 것입니다.

공식(2.2)을 사용한 계산 결과는 다음과 같은 효율 값을 제공합니다.

θt, 단위의 분수

여기서 3.4...23.5 MPa는 우크라이나 에너지 부문의 증기 터빈 발전소에 채택된 표준 증기 압력입니다.

계산 결과에 따르면 초기 증기 압력이 증가함에 따라 효율 값이 증가합니다. 증가합니다. 그와 함께, 압력이 증가하면 여러 가지 부정적인 결과가 발생합니다.

1) 압력이 증가함에 따라 증기량이 감소하고 터빈 흐름 부분의 흐름 면적과 블레이드 길이가 감소하여 결과적으로 증기 흐름이 증가하여 내부 상대 효율이 감소합니다. 터빈(ηоі);

2) 압력이 증가하면 터빈 엔드 씰을 통한 증기 손실이 증가합니다.

3) 장비의 금속 소비 및 증기 터빈 플랜트 비용이 증가합니다.

부정적인 영향을 없애기 위해 압력이 증가함에 따라 터빈 출력도 증가해야 합니다. :

1) 증기 흐름의 증가 (터빈의 흐름 영역 및 블레이드 길이의 감소 제외)

2) 기계적 밀봉을 통한 증기의 상대적인 누출을 줄입니다.

3) 전력 증가와 함께 압력이 증가하면 파이프라인을 더욱 컴팩트하게 만들고 금속 소비를 줄일 수 있습니다.

해외 기존 발전소의 운영 분석을 바탕으로 구한 초기 증기압력과 터빈 출력 간의 최적 비율은 그림 2.2에 나와 있습니다(최적 비율은 음영으로 표시됨).

그림 2.2 - 터보발전기 출력(N)과 초기 증기압(P1) 사이의 관계.

2.2.2 초기 증기 온도

초기 증기압이 증가함에 따라 터빈 출구의 증기 습도도 증가하는데, 이는 iS 다이어그램의 그래프로 표시됩니다(그림 2.3 참조).

Р1 > Р1" > Р1"" (t1 = const, P2 = const)

x2< x2" < x2"" (y = 1 – x)

y2 > y2" > y2""

그림 2.3 – 초기 증기 압력의 증가에 따른 증기의 최종 수분 함량 변화의 성격.

증기 수분이 있으면 마찰 손실이 증가하고 내부 상대 효율이 감소합니다. 블레이드와 터빈 흐름 경로의 다른 요소에 물방울 침식이 발생하여 파괴됩니다.

최대 허용 증기 습도(y2add)는 블레이드 길이(ll)에 따라 다릅니다. 예를 들어:

ll ≤ 750…1000mm y2add ≤ 8…10%

ll  600mm y2add  13%

증기의 습도를 낮추려면 그림 2.4와 같이 증기 압력을 높이면서 온도도 높여야 합니다.

t1 > t1" > t1"" (P2 = const)

x2 > x2" > x2"" (y = 1 - x)

y2< y2" < y2""

그림 2.4 – 증기의 초기 온도가 증가함에 따라 증기의 최종 수분 함량 변화의 성격.

증기 온도는 과열기, 파이프라인 및 터빈 요소를 구성하는 강철의 내열성에 의해 제한됩니다.

4가지 등급의 강철을 사용할 수 있습니다.

1) 탄소강 및 망간강(최대 온도 tpr ≤ 450...500°C);

2) 펄라이트 클래스의 크롬-몰리브덴 및 크롬-몰리브덴-바나듐 강철(tpr ≤ 570...585°C);

3) 마르텐사이트-페라이트 계열의 고크롬강(tpr ≤ 600...630°C);

4) 오스테나이트계 스테인리스 크롬-니켈강(tpr ≤ 650...700°C).

한 등급의 강철에서 다른 등급으로 이동하면 장비 비용이 급격히 증가합니다.

철강 등급

상대 비용

~에 이 단계에서경제적인 관점에서 볼 때 작동 온도 tr ≤ 540°C(565°C)의 펄라이트 강철을 사용하는 것이 좋습니다. 마르텐사이트-페라이트 및 오스테나이트 계열의 강철은 장비 비용을 급격히 증가시킵니다.

또한 열효율에 대한 초기 증기 온도의 영향에 주목해야 합니다. 증기 터빈 플랜트의 사이클. 증기 온도가 증가하면 열효율이 증가합니다.

낙수의 에너지를 활용하는 수력발전소(HPP)와 양수발전소(PSPP)

핵붕괴에너지를 이용한 원자력발전소(NPP)

디젤 발전소(DES)

가스 터빈(GTU) 및 복합화력 가스 장치(CCG)를 갖춘 화력 발전소

태양광 발전소(SPP)

풍력 발전소(WPP)

지열발전소(GEOTES)

조력발전소(TPP)

현대 에너지에서는 대부분 전통적 에너지와 비전통적 에너지가 구별됩니다.

전통에너지는 크게 전력과 화력으로 구분된다.

가장 편리한 에너지 유형은 문명의 기초라고 할 수 있는 전기입니다. 1차 에너지를 전기 에너지로 변환하는 작업은 발전소에서 수행됩니다.

우리나라는 엄청난 양의 전력을 생산하고 소비합니다. 거의 전적으로 화력, 원자력, 수력 발전소의 세 가지 주요 발전소에서 생산됩니다.

전 세계 전기의 약 70%가 화력발전소에서 생산됩니다. 전력만 생산하는 응축화력발전소(CHP)와 전기와 열을 생산하는 열병합발전소(CHP)로 나뉜다.

러시아에서는 에너지의 약 75%가 화력발전소에서 생산됩니다. 화력 발전소는 연료 생산 영역이나 에너지 소비 영역에 건설됩니다. 깊은 산의 강에 수력발전소를 건설하는 것은 수익성이 높습니다. 따라서 가장 큰 수력 발전소가 시베리아 강에 건설되었습니다. 예니세이, 앙가라. 그러나 저지대 강인 볼가 강과 카마 강에도 폭포식 수력 발전소가 건설되었습니다.

원자력 발전소는 에너지 소비가 많고 에너지 자원이 부족한 지역(서부 지역)에 건설됩니다.

러시아의 주요 발전소 유형은 화력발전소(TPP)입니다. 이러한 설비는 러시아 전력의 약 67%를 생산합니다. 배치는 연료 및 소비자 요인의 영향을 받습니다. 가장 강력한 발전소는 연료가 생산되는 곳에 있습니다. 고칼로리, 운송 가능한 연료를 사용하는 화력 발전소는 소비자를 대상으로 합니다.

그림 1. 화력 발전소의 개략도

화력 발전소의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 그 설계에는 여러 회로가 포함될 수 있다는 점을 명심할 가치가 있습니다. 연료 원자로의 냉각수는 터빈으로 직접 이동하지 않을 수 있지만 열교환기의 열을 이미 흐를 수 있는 다음 회로의 냉각수로 전달합니다. 터빈을 가동하거나 에너지를 다음 윤곽으로 전달할 수 있습니다. 또한 모든 발전소에는 냉각수 온도를 재활용에 필요한 값으로 끌어올리는 폐냉각수 냉각 시스템이 장착되어 있습니다. 발전소 근처에 인구 밀집 지역이 있는 경우에는 폐냉각수의 열을 이용하여 주택난방이나 급탕용 물을 가열하고, 그렇지 않은 경우에는 폐냉각수의 잉여열을 단순히 발전소로 방출하는 방식으로 이루어집니다. 냉각탑의 대기. 냉각탑은 비원자력 발전소의 배기 증기용 응축기로 가장 자주 사용됩니다.

화력 발전소의 주요 장비는 보일러 증기 발생기, 터빈, 발전기, 증기 응축기 및 순환 펌프입니다.

증기발생기 보일러에서는 연료가 연소되면 열에너지가 방출되어 수증기 에너지로 변환됩니다. 터빈에서는 수증기의 에너지가 기계적 회전 에너지로 변환됩니다. 발전기는 기계적 회전 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. CHP 계획은 다음과 같은 점에서 다릅니다. 전기 에너지, 증기의 일부를 제거하고 이를 사용하여 난방 본관에 공급되는 물을 가열함으로써 열이 발생합니다.

가스 터빈 장치를 갖춘 화력 발전소가 있습니다. 작동유체는 공기와 함께 기체입니다. 유기 연료가 연소되는 동안 가스가 방출되어 가열된 공기와 혼합됩니다. 750~770°C의 가스-공기 혼합물은 발전기를 회전시키는 터빈으로 공급됩니다. 가스 터빈 장치를 갖춘 TPP는 기동성이 더 뛰어나고 시동, 정지 및 조정이 쉽습니다. 그러나 그 힘은 증기보다 5-8 배 적습니다.

화력 발전소에서 전기를 생산하는 과정은 세 가지 주기로 나눌 수 있습니다. 화학 - 연소 과정으로 인해 열이 증기로 전달됩니다. 기계적 - 증기의 열 에너지가 회전 에너지로 변환됩니다. 전기 - 기계적 에너지가 전기 에너지로 변환됩니다.

화력 발전소의 전체 효율은 사이클 효율(θ)의 곱으로 구성됩니다.

이상적인 기계적 사이클의 효율성은 소위 카르노 사이클(Carnot Cycle)에 의해 결정됩니다.

여기서 T 1 과 T 2 는 증기 터빈 입구와 출구의 증기 온도입니다.

현대 화력 발전소에서 T 1 =550°C(823°K), T 2 =23°C(296°K).

실질적으로 손실을 고려하면 eta tes = 36-39%입니다. 열 에너지의 보다 완전한 사용으로 인해 화력 발전소의 효율은 60-65%입니다.

원자력발전소는 보일러를 원자로로 교체한다는 점에서 화력발전소와 다르다. 열 핵반응증기를 생산하는 데 사용됩니다.

원자력 발전소의 1차 에너지는 내부 원자력 에너지이며, 핵분열 중에 엄청난 운동 에너지의 형태로 방출되고, 이는 다시 열에너지로 변환됩니다. 이러한 변형이 일어나는 시설을 원자로라고 합니다.

냉각재 물질은 열(물, 불활성 가스 등)을 제거하는 역할을 하는 원자로 노심을 통과합니다. 냉각수는 열을 증기 발생기로 전달하여 물에 공급합니다. 생성된 수증기는 터빈으로 유입됩니다. 원자로 전력은 특수 막대를 사용하여 조절됩니다. 그들은 핵으로 유입되어 중성자 플럭스를 변화시켜 핵반응의 강도를 변화시킵니다.

원자력 발전소의 천연 핵연료는 우라늄이다. 방사선에 대한 생물학적 보호를 위해 수 미터 두께의 콘크리트 층이 사용됩니다.

석탄 1kg을 태우면 8개를 얻을 수 있습니다. 전기 kWh, 핵연료 1kg을 소비하면 2,300만kWh의 전력이 생산됩니다.

2000년 이상 동안 인류는 지구의 물 에너지를 사용해 왔습니다. 이제 물 에너지는 세 가지 유형의 수력 발전소에서 사용됩니다.

• 수력 발전소(HPP);
• 바다와 바다의 조수 에너지를 이용하는 조력 발전소(TPP);
• 저수지와 호수의 에너지를 축적하고 사용하는 양수발전소(PSPP).

발전소 터빈의 수력 자원은 기계 에너지로 변환되고, 이는 발전기에서 전기 에너지로 변환됩니다.

따라서 주요 에너지 원은 고체 연료, 석유, 가스, 물, 우라늄 핵 및 기타 방사성 물질의 붕괴 에너지입니다.



학문에 관한 강의 과정

"에너지 공급 및 기술의 에너지 효율"

모듈 1. 에너지 생산. 2

주제 1. 화력 발전소에 대한 기본 정보. 2

주제 2. “화력발전소의 주·보조기기.” 19

주제 3. 화력발전소의 에너지 전환.. 37

주제 4 “원자력 발전소”. 58

주제 5 “수력발전소 기본정보” 72

모듈 2. "에너지 생산 및 분배 시스템." 85

주제 6. "에너지 자원". 85

주제 7 “산업 기업의 에너지 자원 생산 및 분배를 위한 기본 시스템.” 94

모듈 1. 에너지 생산.

주제 1. 화력 발전소에 대한 기본 정보.

1.1 일반 정보.

1.2 열 및 기술 계획 TPP.

1.3 화력발전소의 배치도.

일반 정보

화력 발전소(TPP) - 유기 연료의 연소 중에 방출되는 열 에너지의 변환 결과로 전기 에너지를 생성하는 발전소입니다. 최초의 화력발전소는 19세기 말과 70년대 중반에 등장했습니다. 20세기에는 화력발전소가 세계의 주요 발전소가 되었습니다. 이들이 생산하는 전기의 러시아 내 점유율은 약 80%, 전 세계 약 70%입니다.

대부분의 러시아 도시에는 화력 발전소에서 전기가 공급됩니다. 종종 도시에서는 CHP 발전소가 사용됩니다. 즉, 전기뿐만 아니라 열도 형태로 생산하는 열병합 발전소입니다. 뜨거운 물아니면 커플. 더 높은 효율에도 불구하고 이러한 시스템은 전기 케이블과 달리 냉각수 온도 감소로 인해 중앙 집중식 열 공급 효율이 크게 감소하기 때문에 장거리에 걸쳐 가열 주전원의 신뢰성이 매우 낮기 때문에 매우 비실용적입니다. . 난방 본관의 길이가 20km를 초과하는 경우(대부분의 도시의 일반적인 상황), 전기 보일러를 별도로 설치하는 것으로 추정됩니다. 서있는 집경제적으로 더 수익성이 높아집니다.

화력 발전소에서는 연료의 화학적 에너지가 먼저 열에너지로 변환된 다음 기계적 에너지로 변환된 다음 전기 에너지로 변환됩니다.

이러한 발전소의 연료는 석탄, 이탄, 가스, 오일 셰일 및 연료유가 될 수 있습니다. 화력발전소는 전기에너지만 생산하는 응축발전소(CHP)와 전기 외에 뜨거운 물과 증기의 형태로 열에너지를 생산하는 열병합발전소(CHP)로 구분된다. 지역적으로 중요한 대규모 CPP를 주 지역 발전소(SDPP)라고 합니다.

화력 발전소의 열 및 기술 다이어그램

화력 발전소의 주요 열 다이어그램은 전기 및 열의 생성 및 공급을 위한 열 변환 과정에서 주 및 보조 장비와 관련된 주요 냉각수 흐름을 보여줍니다. 실제로 기본 열 다이어그램은 화력 발전소(전력 장치)의 증기-물 경로 다이어그램으로 축소되며, 그 요소는 일반적으로 기존 이미지로 표시됩니다.

석탄 화력 발전소의 단순화된(주요) 열 다이어그램, 그림 1에 나와 있습니다. 석탄은 연료 벙커 1로 공급되고, 석탄은 분쇄 플랜트 2로 공급되어 먼지로 변합니다. 석탄 먼지는 급수라고 불리는 화학적으로 정제된 물이 순환하는 튜브 시스템을 갖춘 증기 발생기(증기 보일러) 3의 용광로로 들어갑니다. 보일러에서 물이 가열되고 증발하며 생성된 포화 증기는 400-650°C의 온도로 올라가고 3-25 MPa의 압력 하에서 증기 라인을 통해 증기 터빈 4로 들어갑니다. 증기(터빈 입구의 온도 및 압력)는 장치의 출력에 따라 달라집니다.

완전한 열 다이어그램장비, 파이프라인, 차단, 제어 및 보호 밸브를 완전히 표시한다는 점에서 기본과 다릅니다. 전원 장치의 전체 열 다이어그램은 일반 스테이션 장치(이송 펌프가 있는 예비 응축수 탱크, 난방 네트워크 보충, 원수 가열 등)를 포함한 개별 구성 요소의 다이어그램으로 구성됩니다. 보조 파이프라인에는 바이패스, 배수, 배수, 보조 및 증기-공기 혼합물 흡입이 포함됩니다.

그림 1 - 화력 발전소의 단순화된 열 다이어그램과 증기 터빈의 모습

열 CES는 대부분의 에너지가 연도 가스와 응축기 냉각수로 손실되기 때문에 효율성이 낮습니다(30~40%). 화석 연료로 작동하는 CPP는 일반적으로 연료 추출 현장 근처에 건설됩니다..

CHP 플랜트는 중간 증기 추출 또는 배압을 사용하는 특수 가열 터빈이 설치되어 있다는 점에서 CPP와 다릅니다. 이러한 플랜트에서는 배기 증기의 열이 부분적으로 또는 완전히 열 공급에 사용되며 그 결과 냉각수에서 발생하는 물 손실이 감소하거나 전혀 발생하지 않습니다(배압 터보 발전기가 있는 플랜트에서). 그러나 동일한 초기 매개변수를 사용하여 가열 터빈을 갖춘 설비에서 전기로 변환되는 증기 에너지의 비율은 응축 터빈을 갖춘 설비보다 낮습니다. 화력발전소에서는 증기의 일부가 터빈에서 완전히 사용되어 발전기(5)에서 전기를 생산한 후 응축기(6)로 들어가고, 온도와 압력이 더 높은 다른 부분(그림의 점선), 터빈의 중간 단계에서 가져와 열 공급에 사용됩니다. 응축수는 펌프(7)에 의해 탈기기(8)를 거쳐 공급 펌프(9)에 의해 증기 발생기로 공급된다. 사용되는 증기의 양은 기업의 열에너지 요구량에 따라 다릅니다.

화력발전소의 효율은 60~70%에 이른다.

이러한 스테이션은 일반적으로 소비자 근처에 건설됩니다.- 산업 기업 또는 주거 지역. 대부분 수입 연료를 사용합니다.

고려되는 화력 발전소는 주 열 장치(증기 터빈)의 유형에 따라 증기 터빈 스테이션으로 분류됩니다. 가스터빈(GTU), 복합사이클 가스터빈(CCGT) 및 디젤 장치를 갖춘 화력발전소의 보급률은 크게 줄어들었습니다.

가장 경제적 인 것은 대규모 열 증기 터빈 발전소입니다. 증기 보일러에서는 연료에서 방출되는 에너지의 90% 이상이 증기로 전달됩니다. 터빈에서는 증기 제트의 운동 에너지가 로터로 전달됩니다(그림 1). 터빈 샤프트는 발전기 샤프트에 단단히 연결되어 있습니다. 화력 발전소용 최신 증기 터빈은 고속(3000rpm), 긴 수명을 갖춘 매우 경제적인 기계입니다. 단일 샤프트 전력은 1200MW에 이르며 이것이 한계가 아닙니다. 이러한 기계는 항상 다단계입니다. 즉, 일반적으로 작동 블레이드가 있는 수십 개의 디스크와 각 디스크 앞에 동일한 수의 증기 흐름이 흐르는 노즐 그룹이 있습니다. 동시에 증기의 압력과 온도는 점차 감소합니다.

유기 연료를 사용하는 고출력 CPP는 현재 높은 초기 증기 매개변수와 낮은 최종 압력(심진공)을 위해 주로 제작되고 있습니다. 초기 매개변수가 높을수록 생성된 전기 단위당 열 소비를 줄이는 것이 가능합니다. 피 0과 티 0은 터빈 앞, 최종 증기압력 아래 아르 자형 k, 설치 효율성이 높아집니다. 따라서 터빈으로 들어가는 증기는 온도 - 최대 650 ° C 및 압력 - 최대 25 MPa의 높은 매개 변수로 설정됩니다.

그림 2는 화석 연료로 작동하는 CES의 일반적인 열 다이어그램을 보여줍니다. 그림 2a의 다이어그램에 따르면 증기가 생성되어 선택된 과열도까지 가열될 때만 사이클에 열이 공급됩니다. 티레인;그림 2b의 다이어그램에 따르면 이러한 조건에서 열 전달과 함께 증기가 터빈의 고압 부분에서 작동한 후 증기에 열이 공급됩니다.

첫 번째 회로는 중간 과열이 없는 회로, 두 번째 회로는 중간 과열 증기가 있는 회로라고 합니다.. 열역학 과정에서 알 수 있듯이, 두 번째 방식의 열 효율은 동일한 초기 및 최종 매개변수와 중간 과열 매개변수의 올바른 선택으로 더 높습니다.

두 방식 모두 증기 보일러 1의 증기는 발전기 3과 동일한 축에 위치한 터빈 2로 보내집니다. 배기 증기는 응축기 4에서 응축되고 튜브에서 순환하는 공정수에 의해 냉각됩니다. 응축수 펌프에 의한 터빈 응축수 5재생 히터(6)를 통해 탈기기(8)에 공급됩니다.

그림 2 - 증기의 중간 과열이 없는(a) 및 중간 과열이 있는(b) 유기 연료를 사용하는 증기 터빈 응축 플랜트의 일반적인 열 다이어그램

탈기기는 물에서 용해된 가스를 제거하는 데 사용됩니다. 동시에 재생식 히터와 마찬가지로 급수는 터빈 배출구에서 가져온 증기에 의해 가열됩니다. 물의 탈기는 산소와 이산화탄소의 함량을 허용 가능한 값으로 가져와 물과 증기 경로의 부식 속도를 줄이기 위해 수행됩니다. 동시에 IES의 여러 열 회로에는 탈기기가 없을 수 있습니다.

탈기된 물 공급 펌프 9히터(10)를 통해 보일러 설비에 공급됩니다. 히터(10)에서 형성된 가열증기의 응축수는 탈기기(8)로 캐스케이드 통과되어 히터(6)의 가열증기의 응축수가 공급된다. 배수 펌프 7 라인, 이를 통해 응축기 4에서 응축수가 흐릅니다.

설명된 열 방식은 대체로 일반적이며 단위 전력 및 초기 증기 매개변수가 증가함에 따라 약간 변경됩니다.

탈기기와 공급 펌프는 재생 가열 회로를 그룹 HPH(고압 히터)와 LPH(저압 히터)로 나눕니다. PVD 그룹일반적으로 이는 탈기기까지 계단식 배수 장치가 있는 2개 또는 3개의 히터로 구성됩니다. 탈기기에는 상류 HPH와 동일한 추출 증기가 공급됩니다. 증기를 사용하여 탈기기를 켜는 방식이 널리 퍼져 있습니다. 탈기기에서는 일정한 증기 압력이 유지되고 추출 압력은 터빈으로의 증기 흐름 감소에 비례하여 감소하므로 이 방식은 추출을 위한 예비 압력을 생성하고 이는 상류 HPH에서 실현됩니다. HDPE 그룹 3~5개의 회생히터와 2~3개의 보조히터로 구성됩니다. 증발 설비(냉각탑)가 있는 경우 증발기 응축기는 HDPE 사이에 연결됩니다..

화력발전소 기술도석탄에서 작동하는 는 그림 3에 나와 있습니다. 상호 연결된 경로와 시스템의 복잡한 복합체입니다.: 먼지 준비 시스템; 연료 공급 및 점화 시스템(연료 경로); 슬래그 및 재 제거 시스템; 가스-공기 경로; 증기-물 보일러 및 터빈 유닛을 포함하는 증기-물 경로 시스템; 공급수의 손실을 보충하기 위해 추가로 물을 준비하고 공급하는 시스템; 증기 냉각을 제공하는 기술적 물 공급 시스템; 네트워크 온수 시스템; 동기 발전기, 승압 변압기, 고전압 개폐 장치 등을 포함한 전력 시스템

그림 3 - 미분탄 발전소의 공정도

아래는 주어진다 에 대한 간략한 설명석탄 화력 발전소 기술 계획의 주요 시스템 및 경로.

1. 먼지 준비 시스템. 연료 경로. 고체 연료의 전달은 다음과 같이 수행됩니다. 철도특수 곤돌라 차량 1. 석탄을 실은 곤돌라 차량의 무게는 철도 저울로 측정됩니다. 안에 겨울철석탄을 실은 곤돌라 차량은 해동 온실을 통과하며, 여기서 곤돌라 차량의 벽은 가열된 공기로 가열됩니다. 다음으로, 곤돌라 차량은 하역 장치인 차량 덤퍼 2로 밀려 들어가고, 여기서 약 180° 각도로 세로 축을 중심으로 회전합니다. 석탄은 수용 호퍼를 덮고 있는 격자 위에 버려집니다. 벙커의 석탄은 피더를 통해 컨베이어 4로 공급되며 이를 통해 석탄 창고 4로 공급되거나 분쇄실 5를 통해 보일러실 6의 원료 석탄 벙커로 공급될 수도 있습니다. 석탄 창고.

분쇄 공장에서 연료는 원료 석탄 벙커(6)로 들어가고 거기에서 피더를 통해 미분탄 밀(7)로 들어갑니다. 석탄 먼지는 분리기(8)와 사이클론(9)을 통해 공압식으로 석탄 먼지 벙커(10)로 이송되고 거기에서 피더 11에 의해 버너에 공급됩니다. 사이클론으로부터의 공기는 밀 팬(12)에 의해 흡입되어 보일러(13)의 연소실에 공급된다.

석탄 창고와 함께 이 전체 연료 라인은 연료 공급 시스템, 화력 발전소의 연료 및 운송 작업장 직원이 서비스를 제공합니다.

미분탄 보일러에는 반드시 출발 연료(보통 연료유)가 있어야 합니다.. 연료유는 철도 탱크로 운반되며 증기로 가열되어 배출됩니다. 1차, 2차 리프트 펌프를 이용하여 연료유 노즐로 공급된다. 출발 연료는 가스 파이프라인에서 가스 제어 지점을 통해 가스 버너로 공급되는 천연 가스일 수도 있습니다.

가스, 석유연료를 연소하는 화력발전소에서는 미분탄화력발전소에 비해 연비가 대폭 단순화됩니다., 석탄 창고, 분쇄 부서, 컨베이어 시스템, 원료 석탄 및 먼지 벙커는 물론 재 수집 및 재 제거 시스템도 제거됩니다.

2. 가스-공기 경로. 슬래그 및 재 제거 시스템. 연소에 필요한 공기는 송풍팬(14)에 의해 증기보일러의 공기히터로 공급된다.. 공기는 일반적으로 보일러실 상단과 (대용량 증기 보일러의 경우) 보일러실 외부에서 흡입됩니다.

연소실에서 연소하는 동안 생성된 가스는 연소실을 떠난 후 보일러 설비의 가스 덕트를 연속적으로 통과하며 증기 과열기(증기의 중간 과열 사이클이 수행되는 경우 1차 및 2차)와 물 이코노마이저, 열은 작동 유체로 전달되고 공기 히터는 증기 보일러 공기에 공급됩니다. 그런 다음, 재 수집기(전기 집진기)(15)에서 비산재로부터 가스가 정화되고 연기 배출기(16)를 사용하여 굴뚝(17)을 통해 대기로 방출됩니다.

연소실, 공기 히터 및 회분 수집기 아래에 떨어지는 슬래그와 재는 물로 세척되어 채널을 통해 흘러 33개의 지연 펌프(재 덤프로 펌핑).

3. 증기-물 경로.증기 보일러(13)의 과열 증기는 증기 라인과 노즐 시스템을 통해 터빈(22)으로 흐릅니다.

터빈 응축기(23)의 응축수는 응축수 펌프(24)에 의해 공급됩니다.저압 재생 히터(18)를 통해 탈기기(20)로 들어가고, 여기서 물이 끓게 됩니다. 동시에, 용해된 공격적인 가스 O 2 및 CO 2가 없어 증기-물 경로의 부식을 방지합니다. 탈기기에서 공급 펌프(21)에 의해 고압 히터(19)를 통해 보일러 이코노마이저로 물이 공급되어 증기의 중간 과열을 제공하고 화력 발전소의 효율을 크게 높입니다.

화력발전소의 증기-물 경로는 가장 복잡하고 책임이 있는 경로입니다., 왜냐하면 이 경로에서 가장 높은 금속 온도와 가장 높은 증기 및 수압이 발생하기 때문입니다.

증기-물 경로의 기능을 보장하려면 작동 유체의 손실을 보충하기 위해 추가 물을 준비하고 공급하는 시스템과 터빈 응축기에 냉각수를 공급하는 화력 발전소의 기술적 물 공급 시스템이 필요합니다.

4. 추가 물을 준비하고 공급하는 시스템.화학적 수처리를 위한 특수 이온 교환 필터에서 수행되는 원수의 화학적 정화 결과로 추가 물이 얻어집니다.

증기-물 경로의 누출로 인한 증기 및 응축수의 손실은 화학적으로 탈염된 물로 보충되며, 이 물은 탈염수 탱크에서 이송 펌프를 통해 터빈 응축기 뒤의 응축수 라인으로 공급됩니다.

다음을 위한 장치 화학적 처리추가 물은 28번 화학공장(약품 수처리 공장)에 있습니다.

5. 증기 냉각 시스템. 냉각수수용 급수 우물 26에서 응축기로 공급됨 순환 펌프 25 . 응축기에서 가열된 냉각수는 취수지점으로부터 일정한 거리에 있는 동일한 수원의 집수정(27)으로 배출되는데, 이는 가열된 물이 취수된 물과 섞이지 않을 정도로 충분하다.

화력 발전소의 많은 기술 방식에서 냉각수는 순환 펌프(25)에 의해 응축기 튜브를 통해 펌핑된 다음 냉각탑(냉각탑)으로 들어갑니다., 증발로 인해 물은 응축기에서 가열된 것과 동일한 온도 차이로 냉각됩니다. 냉각탑을 갖춘 급수 시스템은 주로 화력 발전소에서 사용됩니다. IES는 냉각 연못이 있는 물 공급 시스템을 사용합니다.물의 증발 냉각이 발생하면 증발량은 터빈 응축기에서 응축되는 증기의 양과 거의 같습니다. 따라서 급수 시스템은 일반적으로 강물로 재충전되어야 합니다.

6. 네트워크 온수기 시스템.다이어그램에서 발전소 및 인근 마을의 지역난방을 위해 소규모 네트워크 난방 설비를 제공할 수 있습니다.. 이 설비의 네트워크 히터(29)는 터빈 추출로부터 증기를 받고, 응축수는 라인(31)을 통해 배출됩니다. 네트워크 물은 히터에 공급되고 파이프라인(30)을 통해 히터로부터 배출됩니다.

7. 전력 시스템.증기 터빈에 의해 회전되는 발전기는 교류 전류를 생성하며, 이는 승압 변압기를 통해 화력 발전소의 개방형 스위치기어(OSD)의 모선으로 전달됩니다. 보조 시스템의 버스는 보조 변압기를 통해 발전기 단자에도 연결됩니다. 따라서 동력 장치의 보조 소비자(보조 장치의 전기 모터 – 펌프, 팬, 분쇄기 등)는 동력 장치의 발전기에 의해 전력을 공급받습니다. 발전소의 전기 모터, 조명 장치 및 장치에 전기를 공급하기 위해 보조 배전 장치(32)가 있다.

안에 특수한 상황들(비상 상황, 부하 차단, 시동 및 종료) 보조 필요에 대한 전원 공급은 실외 개폐 장치의 백업 버스바 변압기를 통해 제공됩니다. 보조 장치의 전기 모터에 안정적인 전원 공급은 전원 장치와 화력 발전소 전체의 안정적인 작동을 보장합니다. 자신의 필요에 따라 전원 공급이 중단되면 고장 및 사고가 발생합니다.