Введение
“Режимы работы энергетических установок”
Структура курса:
· Лекции – 30 час.
· Лабораторные занятия – 24 часа.
· Зачёт.
Занятия проводит доцент кафедры ТЭС Шелыгин Б.Л. (В-408).
Цель дисциплины:
· изучение технологических и организационных принципов эксплуатации основного оборудования ТЭС;
· изучение стационарных и переменных режимов работы энергоустановок;
Рекомендуемые материалы
· изучение особенностей изменения условий работы энергооборудования в переменных режимах;
· закрепление знаний в ходе лабораторных работ.
Курс базируется на знании дисциплин:
- Котельные установки;
- ТЭС;
- Отдельных разделов термодинамики, тепломассообмена, гидродинамики.
Литература:
- А.Д. Качан “Режимы работы и эксплуатации ТЭС”, 1978г.
- С.В. Усов, С.А. Казаров “Режимы работы тепловых электростанций”, 1985г.
- В.И. Доброхотов, Г.В. Жгулёв “Эксплуатация энергетических блоков ТЭС”, 1987г.
- А.Г. Прокопенко, И.С. Мысак “Стационарные, переменные и пусковые режимы энергоблоков ТЭС”, 1990г.
- “Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей”, 1994г.
Лекция №1
Введение
Энергетика – это основа экономики любого государства. Она является базой:
1. для промышленности;
2. для жизнедеятельности населения.
Энергоустановка – это комплекс оборудования для превращения природной энергии в электрическую и тепловую.
Тепловая электростанция (ТЭС) – это совокупность энергоустановок определённых параметров.
Энергосистема – это комплекс ТЭС:
1. связанных общностью режима работы;
2. имеющих оперативное централизованное управление, которое осуществляется диспетчерское службой.
Структура производства электроэнергии в России: ТЭС ~ 69 %, ГЭС ~ 25 %, АЭС ~ 11 %, т. е. основную роль в энергобалансе играют ТЭС, где сжигается органическое топливо.
Структура потребления электроэнергии, %:
| промышленность | ~ 50 | ∑ = 100 % |
| коммунально-бытовая нагрузка | ~ 12 | |
| электрический транспорт | ~ 7 | |
| сельское хозяйство | ~ 9 | |
| строительство | ~ 2 | |
| экспорт | ~ 6 | |
| собственные нужды ТЭС | ~ 6 | |
| потери в линиях электропередач | ~ 8 | |
|
- общая выработка электроэнергии | МВт |
К 2003г. Установленная мощность составляет
- суммарная нагрузка ТЭС.
Все ТЭС делят:
| ТЭС | |||
| КЭС
| ТЭЦ
| ГТЭС
| ПГТЭС
|
Особенности оборудования КЭС:
1. Вырабатывают только электрическую энергию.
2. Работают по блочному принципу “котёл-турбина”.
3. Все котлы имеют промежуточный (вторичный) перегрев пара: пар после ЦВД возвращается в КА для ↑tп (для ↑
).
В России nбл ~ 260 шт. с 
.
Единичная мощность блоков:
| Nбл, МВт | 1200 | 800 | 500 | 300 | < 210 |
| nбл | 1 | 14 | 7 | 78 | ост. |
Крупнейшие КЭС России (Nуст = 4800 → 2400 МВт): Сургутская-2, Рефтинская, Костромская, Сургутская-1, Рязанская, Троицкая и т. д.
Энергоблоки:
а). Сверхвысокого давления (Р0 = 13 МПа, t0 = 540 0C).
| Барабанные котлы | Паровые турбины | ||||
| Еп-420-140 | К-100-130 | ||||
| Еп-500-140 | К-150-130 | ||||
| Еп-640-140 | К-200-130 | ||||
| Еп-670-140 | К-210-130 | ||||
| Dп, т/ч | Рпе, атм | N, МВт | Р0, атм | ||
“п” – промежуточный перегрев пара, Р0 < Рпе за счёт потерь между КА и ТА.
б). Сверхкритического давления (Р0 = 24 МПа, t0 = 540 0C).
| Прямоточные котлы | Паровые турбины | ||||
| Пп-950-255 | К-300-240 | ||||
| Пп-1600-255 | К-500-240 | ||||
| Пп-2500-255 | К-800-240 | ||||
| Пп-3950-255 | К-1200-240 | ||||
| Dп, т/ч | Рпе, атм | N, МВт | Р0, атм | ||
Существует связь 
.
Длительная эксплуатация ТЭС приводит к необратимым изменениям в работе энергооборудования, накоплению дефектов возрастного и усталостного характера, что ведёт:
1. к потере прочности элементов блоков;
2. к снижению срока их службы;
3. к отказам в работе и недовыработке электрической энергии.
- коэффициент технического использования.
к1 = 80 ÷ 83 %
к2 = 3 ÷ 6 % - коэффициент неплановых простоев (недоиспользование мощности из-за отказов).
С ↑Nединич. повышается экономичность (за счёт снижения Эсобс.нужд при переходе с эл. привода на трубопровод ПН, В, Д) и обратно пропорционально снижается удельный расход условного топлива (Qн.усл.р = 29,3 МДж/кт) 
.
Целесообразно максимальное использование мощных энергоблоков с ↑Nед..
Особенности оборудования ТЭЦ.
1. Отпускают тепловую и электрическую энергию.
2. Nэл вырабатывается на тепловом потреблении Qт.
3. Работают на высоких параметрах (Р0 = 9 ÷ 13 МПа, t0 = 500 ÷ 540 0C).
| Барабанные котлы | Паровые турбины | ||||||
| Е-320-140 | Р-100-130/15 | обеспечивают паром промышленные предприятия | |||||
| Е-420-140 | Р-50-130/15 | ||||||
| Е-500-140 | Т-175-130/13 | покрывают только отопительные нагрузки | |||||
| Е-640-140 | Т-110-130/13 | ||||||
| Dп, т/ч | Рпе, атм | Т-100-130/13 | |||||
| ПТ-135-130/13 | покрывают как Nэ так и Qт | ||||||
| ПТ-80-130/13 | |||||||
| ПТ-60-130/13 | |||||||
| N, МВт | Р0, атм | Ротб, атм | |||||
Требования к работе ТЭС:
1. Выпуск качественной продукции в необходимом количестве (Э, n, Q, Рпроиз, tпр.тк).
2. Надёжность (работа без аварий).
3. Экономичность (
и вусл.= min).
4. Безопасность для обслуживающего персонала.
5. Безвредность для окружающей среды.
Организационные особенности ТЭС:
1. Эксплуатация энергоблоков:
- управление режимами оборудования;
- преодоление аварийных ситуаций;
- исследование и оптимизация работы энергоустановок.
2. Планирование, расчёт и анализ ТЭП.
3. Планирование и проведение ремонтов и реконструкции оборудования.
Эксплуатационные особенности ТЭС:
1. Непрерывная работа (24 часа в 3 смены).
2. Работа в соответствие с диспетчерским графиком (Nэ = f(r)).
3. Обеспечение энергетического резерва для возможного подхвата нагрузки.
4. Надёжная работа при изменении климатических условий:
а). С изменением tнар. при tвп’= постоянно меняются условия работы ВЗП и калориферной установки.
б). Температура поступающей в конденсатор воды определяет вакуум в нём (с ↓tохл→↓Pконд→↑ηt).
в).
tнар.возд влияет на график теплосети, т. е. на тепловую загрузку отборов ТА и на NТА.
С 
5. Непрерывное повышение квалификации оперативного персонала.
6. Максимальная автоматизация технологических процессов.
7. Постоянный контроль рабочих параметров (N, D, P, t) и температурных изменений в металле оборудования с целью постоянного контроля σt.
8. Надёжность обеспечения собственных нужд ТЭС.
9. Строгое соблюдение ПТБ и вопросов охраны окружаемой среды.
Эксплуатационный персонал и организация его работы.
Работой ТЭС руководит энергоуправление. На ТЭС принята цеховая структура. Котельное и турбинное отделение объединены в КТЦ.
Каждый блок имеет свой щит управления. Технический руководитель ТЭС – НСС. Ему подчинены начальники смен.
Машинист блока на основании информации и режимной карты принимает необходимые решения.
Персонал ТЭС делится на 3 категории:
1. Административно-технический:
- организация эксплуатации и ремонта;
- поддержание оборудования на высоком уровне.
2. Оперативный (безаварийная, экономичная и безопасная работа на основе инструкций).
3. Ремонтный (проведение качественного ремонта в установленные сроки).
Высший уровень эксплуатации достигается за счёт:
- строгой дисциплины персонала;
- подготовки и аттестации кадров;
- материальной заинтересованности работников.
Информация в лекции "31 Литургия преждеосвященных даров" поможет Вам.
Инструкции по эксплуатации оборудования.
Нормативно-технологическая документация, регламентирующая работу персонала: ПТЭ, ПТБ, ППБ, ПГГТИ, заводские инструкции.
На основании их разрабатывают местные инструкции:
1. Должностные (требования к работнику, подчинённость, круг обязанностей, зона обслуживания).
2. Производственные (характеристика оборудования, порядок приёма и сдачи смены, порядок наблюдения и регулирования режимов, допустимые отклонения рабочих параметров от норм).
3. Противоаварийные (характеристика аварийных режимов и порядок их ликвидации).
