Тепловые схемы источников теплоты

Основная часть тепловой нагрузки удов­летворяется при теплофикации отработав­шей при выработке электроэнергии тепло­той от установленных на ТЭЦ теплофика­ционных турбоагрегатов, в которых элек­трическая энергия вырабатывается главным образом комбинированным методом.

На современных ТЭЦ, работающих на органическом топливе (ОТЭЦ), устанавли­ваются, как правило, теплофикационные турбины большой единичной электриче­ской мощности (50-250 МВт) на высокие и сверхкритические начальные параметры пара (13 и 24 МПа) двух основных типов: а) конденсационные с отбором пара (Т и ПТ); б) с противодавлением (Р).

В районах, располагающих природным газом как базовым топливом, применяются газотурбинные, а также парогазовые тепло­фикационные установки с использованием в качестве паровой ступени серийных паро­турбинных установок.

На рис. 1 показаны принципиальные тепловые схемы паротурбинных установок ТЭЦ на органическом топливе с начальны­ми параметрами пара 13 МПа, 565 °С, обо­рудованные конденсационными турбинами с отбором пара.

В теплоподготовительной установке ТЭЦ с турбинами типа ПТ (рис. 1, а) от турбины 1, на валу которой находится элек­трогенератор 2, отработавшая при выработ­ке электроэнергии теплота отводится для централизованного теплоснабжения при двух уровнях давлений. Отработавший пар повышенного давления (примерно 1,2- 1,5 МПа) отводится из так называемого производственного отбора турбины. Этот пар через коллектор 28 подается по паро­вым сетям потребителям и используется ими главным образом для технологических целей. В качестве резерва на случай оста­новки турбины предусмотрена подача пара в коллектор 28 из энергетического котла 3 через редукционно-охладительную уста­новку (РОУ) 31. Конденсат от потребителей поступает на ТЭЦ через коллектор 29.

Рис. 1. Принципиальная тепловая схема теплоподготовительной установки ТЭЦ на органическом топливе

а - с турбинами типа ПТ; б - с турбинами типа Т; 1 - турбина; 2 - электрогенератор; 3 - котел; 4 - конденсатор; 5, 6 - теплофикационные подогре­ватели нижней и верхней ступеней; 7 - сетевой насос; 8 - конденсатные насосы теплофикационных подогревателей; 9 - деаэратор подпиточной воды; 10 - подпиточный насос; 11 - конденсатный насос; 12 - эжекторный подогреватель; 13 - 16 - регенеративные подогреватели низкого давления; 17 - станцион­ный деаэратор; 18 - 20 - регенеративные подогреватели высокого давления; 21 - питательный насос; 22 - конденсатный насос регенеративных подогрева­телей; 23 - испарительная установка; 24 - насосы химводоочистки; 25 - подпиточный насос станции; 26, 27 - коллекторы водяной теплосети подающий и обратный; 28, 29 - паровой и конденсатный коллекторы; 30 - конденсатный насос; 31 - редукционно-охладительная установка; 32 - фильтр-грязевик; 33 - регулятор подпитки; 34 - пиковый котел; 35 - бустерный насос; 36 - химводоочистка; 37 - встроенный пучок в конденсаторе

Сна­чала конденсат подается для контроля в сборный бак, а затем из него конденсатным насосом 30 перекачивается через регенера­тивные подогреватели низкого давления (ПНД) 14 - 16 в станционный деаэратор 17.

Отработавший пар низкого давления (около 0,05-0,25 МПа) отводится из так на­зываемых теплофикационных отборов тур­бины. Этот пар используется на ТЭЦ для подогрева сетевой воды, циркулирующей в тепловой сети.

На современных ТЭЦ подогрев сетевой воды в зимний период проводится обычно в трех или четырех последовательно вклю­ченных ступенях подогрева.

Возвращаемая из тепловой сети охлаж­денная (обратная) вода поступает через об­ратный коллектор 27 в бустерный (вспомо­гательный) насос 35 и подается им в труб­ный пучок 37 конденсатора для предвари­тельного подогрева сетевой воды отрабо­тавшим паром, поступающим в конденса­тор 4. Из трубного пучка конденсатора сете­вая вода поступает в два последовательно включенных сетевых подогревателя 5 и 6, питаемых паром из нижнего и верхнего теп­лофикационных отборов. Затем сетевая во­да поступает в сетевой насос 7 и подается им непосредственно или через пиковый водогрейный котел 34 в подающую магист­раль тепловой сети через подающий кол­лектор 26.

Подогрев сетевой воды в пиковом обыч­но водогрейном котле 34 производится только при тех режимах, при которых тем­пература сетевой воды на выходе из верхне­го теплофикационного подогревателя 6 недостаточна для удовлетворения тепловой нагрузки присоединенных абонентов. Обычно такие режимы характерны для ото­пительного периода при низких наружных температурах.

Конденсат отработавшего пара поступа­ет из конденсатора 4 в конденсатный насос 11 и подается им через регенеративные по­догреватели низкого давления 13 - 16 в де­аэратор 17, откуда он забирается питатель­ным насосом 21 и подается им через систе­му регенеративных подогревателей высоко­го давления (ПВД) 18 - 20 в котел 3.

В водяных тепловых сетях всегда имеет место утечка теплоносителя через различ­ного рода неплотности. Эта утечка должна восполняться химически очищенной де­аэрированной водой. Для этой цели вода из водопровода поступает на химводоочистку 36, откуда подается насосом 24 в деаэратор 9, обогреваемый отработавшим паром из турбины. Теплоподготовительные установки ТЭЦ оборудуются иногда вакуумными деаэрато­рами подпиточной воды. Такие установки применяются обычно в открытых системах теплоснабжения, в которых расход подпи­точной воды значителен.

Водогрейные котельные (рис. 2) часто сооружаются во вновь застраиваемых рай­онах до ввода в действие ТЭЦ и магистраль­ных тепловых сетей от ТЭЦ до указанных котельных. Таким образом, подготавливает­ся тепловая нагрузка для ТЭЦ, чтобы к мо­менту ввода в эксплуатацию теплофикаци­онных турбин их отборы были по возмож­ности полностью загружены. После ввода в действие ТЭЦ и магистральных тепловых сетей от них до котельных последние обыч­но используются в качестве пиковых или резервных источников теплоты.

Рис. 2. Принципиальная схема водогрейной котельной

1 - сетевой насос; 2 - водогрейный котел; 3 - циркуляционный насос; 4 - подогреватель химически очи­щенной воды; 5 - подогреватель сырой воды; 6 - вакуумный деаэратор; 7 - подпиточный насос; 8 - насос сырой воды; 9 - химводоподготовка; 10 - охладитель выпара; 11 - водоструйный эжектор; 12 - расходный бак эжектора; 13 - эжекторный насос

Паровые котельные (рис. 3) могут быть использованы для отпуска теплоты как с паром, так и с горячей водой. Подог­рев сетевой воды паром производится в па­роводяных подогревателях. При работе на твердом топливе паровые котельные с паро­водяными подогревателями сетевой воды обладают большей маневренностью и на­дежностью в эксплуатации по сравнению с водогрейными.

Рис. 3. Принципиальная тепловая схема паровой котельной

1 - паровой котел низкого давления; 2 - пароводяной подогреватель сетевой воды; 3 - охладитель конденса­та; 4 - деаэратор питательной воды котла; 5 - питательный насос; 6 - сетевой насос; 7 - деаэратор подпиточной воды; 8 - подогреватели химически очищенной воды; 9 - подпиточный насос; 10 - сборный бак конденсата; 11 - конденсатный насос; 12 - насос сырой воды; 13 - сепаратор продувочной воды; 14 - охладитель продувочной воды; 15 - пароводяной подогреватель сырой воды; 16 - химводоподготовка; 17 - насос химически очищенной воды