2. Тепломеханическая часть

2.1. Принципиальная тепловая схема электрической станции

Принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса преобразования и использования энергии рабочего тела электростанции. На паротурбинной электрической станции  эта схема включает: котельный и турбинный агрегаты с электрическим генератором и конденсатором. Принципиальная тепловая схема включает также насосы для перекачки рабочего тела (теплоносителя), как-то: питательные насосы котлов, испарителей и паропреобразователей; конденсатные насосы турбин, регенеративных подогревателей. [2]

Основное и вспомогательное тепловое оборудование объединяется в принципиальной тепловой схеме линиями трубопроводов для воды и пара в соответствии с последовательностью движения рабочего тела в установке.

В принципиальной тепловой схеме несколько одинаковых агрегатов и установок изображаются одним агрегатом или установкой; резервное оборудование в эту схему не включают; в ней показывают лишь принципиальные связи (коммуникации) между оборудованием и арматуру, необходимые для осуществления основного технологического процесса.

2.2. Выбор  основного  оборудования.

Проектируемая ТЭЦ предназначена для централизованного теплоснабжения города, покрытия электрических нагрузок энергосистемы, для питания промышленных предприятий и для снабжения предприятий паром на технологические  нужды.

Выбор основного оборудования, как правило, производится исходя из планируемой тепловой нагрузки проектируемой станции. 

2.2.1 Выбор  турбин.

Исходя из планируемой тепловой нагрузки, отопительного и производственного отбора пара от турбин ТЭЦ, выбираются турбины типа:

-         ПТ - 60/75-130/13.

Для выбранных турбин определяется их суммарная теплопроизводительность.

Турбина  ПТ - 60/75-130/13, при её номинальной мощности, обеспечивает производственный отбор пара – 90 Гкал/ч, и отопительный отбор – 55 Гкал/ч.

2.2.2. Выбор котлов.

Выбор типа и числа котлоагрегатов производится на основании расходов пара на ранее выбранные турбины.

Для турбины ПТ-60/75-130:

- номинальный расход пара                              351 т/ч;

- максимальный расход пара                            392 т/ч;

При выборе типа котла учитывается его паропроизводительность, параметры пара, род и марка сжигаемого топлива.

Предполагается для работы ТЭЦ использовать Канско-Ачинский бурый уголь. По [3] выбираются:

-         для турбины ПТ-60/75-130 – три котлоагрегата типа БКЗ-420, с параметрами: - давление перегретого пара 140 кг/см², температура пара – 570⁰ С, производительностью – 420 т/час.

2.3. Конструкция турбины

Турбина ПТ-60/75-130/13 номинальной мощностью 60 МВт, с двумя отборами пара спроектирована на начальные параметры пара 12,75 МПа и 565⁰С и частоту вращения 50 1/c. При номинальной мощности и нулевом отопительном отборе производственный отбор можно увеличить до 69,4 кг/с. Наоборот, при нулевом производственном отборе и номинальной мощности отопительный отбор можно увеличить до 33,3кг/с.

От стопорного клапана пар подводится четырём регулирующим клапанам установленным на корпусе ЦВД турбины. Турбина имеет комбинированное парораспределение: при небольших расходах пара через ЦВД пар подводится последовательно через четыре группы сопл к регулирующей ступени, а для перегрузки обводной внутренний клапан увеличивает расход через последние 13 ступеней ЦВД.

Пар из ЦВД подводится по четырём трубам к регулирующим клапанам, установленным непосредственно на корпусе ЦНД. Парораспределение ЦНД (вернее ЧСД ЦНД) – сопловое. Проточная часть ЧСД состоит из регулирующей ступени, к которой подаётся пар из четырёх сопловых коробок, и восьми нерегулируемых ступеней.

Поддержание давления пара в отопительном отборе осуществляется поворотной двухъярусной диафрагмой. Часть низкого давления включает четыре ступени.

Регенеративная система турбины имеет четыре ПНД, деаэратор и три ПВД, температура питательной воды за которыми при номинальном режиме составляет 247⁰ С.

Валопровод турбоагрегата состоит из роторов ЦВД, ЦНД и генератора. Каждый из роторов турбины опирается на свои подшипники, причём передний подшипник каждого из них является комбинированным опорно-упорным подшипником, а задний – опорным. Таким образом, валопровод имеет два упорных подшипника. Поэтому роторы турбины соединяются гибкой муфтой. Роторы генератора и турбины соединяются полугибкой муфтой.

Ротор ЦВД – цельнокованый.

Корпус ЦВД отлит из хромомолибденовой стали. На его крышке расположен перегрузочный обводной (внутренний) клапан. Из нижней части ЦВД предусмотрено два отбора на ПВД (третий отбор производится из паропровода за ЦВД).

Ротор ЦНД – комбинированный: диски ЧСД откованы заодно с валом, а диски ЧНД – насадные. Для разгрузки подшипников от осевого усилия в передней части выполнен разгрузочный диск.

Корпус ЦНД, кроме горизонтального, имеет вертикальный разъём: передняя часть – литая, задняя – сварная. Диафрагмы всех ступеней ЦВД и ЦНД установлены в обоймах, пространство между которыми использовано для размещения патрубков отбора.

2.4. Тепловой цикл турбинной установки.

В котле происходит перегрев питательной воды до состояния перегретого пара.

Нагрев осуществляется  в три этапа: 1) подогрев питательной воды; 2) образование пара; 3) перегрев пара.

Через паропровод перегретый пар попадает в турбину. В цилиндре высокого давления (ЦВД) происходит передача тепловой энергии пара в механическую энергию вращения ротора турбины. Часть пара расходуется на подогреватели высокого давления (ПВД), на производственный отбор, и деаэратор.

Отработанный пар попадает в часть среднего давления цилиндра низкого давления (ЦСД). От него идут отборы пара на: ПНД, теплофикацию.

Отработанный пар поступает в конденсатор, а оттуда в подогреватели низкого давления. В деаэраторе происходит деаэрация и подогрев конденсата. Из деаэратора питательная вода, питательным насосом, подается в ПВД, затем вода поступает в котел.