Принципиальная схема ТЭЦ

Материалы статьи содержат чертеж принципиальной схемы тепловой электростанции с паровыми котлами и турбинами,схема включает ренеративную систему, система сетевой воды и технического водоснабжения.

Условные обозначения

• БА ГВС (баки-аккумуляторы ГВС) – для сглаживания неравномерности расхода подпиточной воды.
• БГВС (ПГВС) (бойлер, подогреватель горячего водоснабжения) – для подогрева подпиточной (осветлённой) воды.
• БЗК (бак запаса конденсата) – для запаса обессоленной воды и сглаживания неравномерности в потреблении обессоленной воды.
• БНТ (бак нижних точек) – бак для организованного сбора протечек обессоленной воды в турбинном отделении КТЦ.
• БУ (бойлерная установка) – группа ОБ.
• Водо-водяные теплообменники – для подогрева осветлённой воды.
• Г – генератор
• Дренажный бак – для сбора дренажей оборудования ТЭЦ.
• Дренажный насос – для перекачки воды из дренажных баков в схему ТЭЦ.
• ЗПН (зимний подпиточный насос) – для подачи подпиточной воды в обратные магистрали теплосети.
• К – котёл
• КН (конденсатный насос) – для откачки конденсата из теплообменных аппаратов.
• Конденсатор – для конденсации обработанного в турбине пара.
• ЛПН (летний подпиточный насос) - для подачи подпиточной воды при работе по однотрубной схеме теплосети (летний период).
• НБЗК (насос БЗК) – для перекачки обессоленной воды в схему ТЭЦ.
• НБНТ (насос баков нижних точек) – для перекачки воды из БНТ в схему ТЭЦ.
• НОВ ГВС – для перекачки воды после мехфильтров ХЦ в схему ТО КТЦ).
• НППВ (насос перекачки питательной воды) – для возврата конденсата с I очереди в деаэраторы II оч.
• НСВ ГВС (насос сырой воды ГВС) – для подачи циркуляционной воды в схему подготовки подпиточной во-ды.
• ОБ (основной бойлер) – для подогрева сетевой воды на I очереди.
• ПВД (подогреватель высокого давления) – для подогрева питательной воды паром нерегулируемых отборов турбины.
• ПВК (пиковый водогрейный котёл) для подогрева сетевой воды
• Перекачивающий насос – для перекачки обессоленной воды из деаэраторов 1,2 ата I очереди в деаэраторы 6 ата.
• ПНД (подогреватель низкого давления) – для подогрева основного конденсата паром нерегулируемых отборов турбины.
• ПОВ (подогреватель обессоленной воды) – для подогрева обессоленной воды.
• Подпорный насос – для подачи сетевой воды через СПГ на всас СН II очереди.
• ПСВ (подогреватель сырой воды) – для подогрева сырой воды подаваемой на обессоливающую установку ХЦ.
• ПЭН (питательный электронасос) – предназначен для обеспечения котлов питательной водой.
• РД (регулятор давления) – для поддержания заданного значения давления.
• РОУ (редукционная охладительная установка) – для снижения параметров пара по давлению и температуре.
• Сливной насос – для перекачки конденсата греющего пара из ПНД в линию основного конденсата турбины.
• СН (сетевой насос) – для подачи сетевой воды в город.
• СПГ (сетевой подогреватель горизонтальный) – для подогрева сетевой воды на II очереди.
• ТГ – турбогенератор
• Эжектор – для удаления неконденсирующихся газов из теплообменных аппаратов.

О том какие вещи нужно продумывать при составлении ПТС - читайте в статье Что важно при разработке принципиальной тепловой схемы электростанции?

Котлоагрегаты

На ТЭЦ установлено 6 котлов, отличающиеся конструктивно, по производительности, температуре и  давлению пара.

Все котлы барабанные с естественной циркуляцией, П-образной компоновки (К-1,2 двухбарабанные), работают на 2-х видах топлива: газ - мазут. Количество горелок: К-1,2 – 4 газовых горелки +  4 мазутных форсунки; К-3 – 2 газовых горелки + 2 мазутных форсунки; К-4,5,6 – 8 газовых горелок + 8 мазутных форсунок. На котлах 1 очереди имеется стеклянный регенеративный воздухоподогреватель. Для поддержания горения на котлах установлено по 2 дутьевых вентилятора (ДВ), дымовые газы удаляются дымососами (Д). Для уменьшения в отработанных газах содержания NO_Х, а также режима горения при работе на мазуте, на котлах установлены дымососы рециркуляции дымовых газов (ВГД, ДРГ).

При растопке котлов пар отводится по растопочному паропроводу через растопочное РОУ (1 очереди РОУ 100/1,5 – используется на подогрев сетевой воды в ОБ-3,6; на 2 очереди РОУ 140/16/3,5 – используется на подогрев подпиточной воды в ПГВС-3 ТГ-3,4 и Д_ГВС).

Принципиально все котлы работают по следующей схеме: от питательного узла вода поступает в экономайзер котла (при этом на К-1,2 вода частично проходит через поверхностный пароохладитель; на К-1,2,3,4,5,6 вода предварительно проходит через конденсаторы впрыска) где вода нагревается дымовыми газами до температуры близкой к температуре насыщения в барабане котла, далее вода поступает в водяной объём чистого отсека барабана котла; из барабана котла вода идёт по опускным труба к нижним коллекторам откуда по экранным трубам (экранные трубы от нижних коллекторов поднимаются до барабана котла образуя топочную камеру) в которых за счёт тепла горящего факела происходит частичное парообразование; в барабане котла происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду; вода циркулирует далее по контуру водоопускные трубы – экраны – барабан, а пар идет в пароперегреватель котла (часть пара идет на конденсаторы впрыска где он конденструется); после пароперегревателя котла пар поступает в паросборную камеру и далее по трубопроводу в главный паропровод.

На котлах установлены несколько ступеней пароперегревателя. Для регулирования температуры перегретого пара в определённых точках схемы котла производится охлаждение пара  для изменения его температуры (2 ступени пароохлаждения по тракту котла). На К-1,2 1 ступень пароохлаждения – поверхностный пароохладитель, через который проходит вода после питательного узла; на 2 ступень пароохлаждения идет собственный конденсат), полученный в конденсаторах впрыска, возможна подача питательной воды. На К-3 на обоих ступенях пароохлаждение производится за счёт впрыска собственный конденсат. На К-4,5,6 на 1 ступень пароохлаждения идёт питательная вода, на 2 ступень идёт собственный конденсат.

Турбины

	ТГ – 1,2	ТГ – 3,4
Тип	Т-27,5-90	Т-100-130
Мощность	27,5 МВт	100 МВт
Давление пара	90 кгс/см²	130 кгс/см²
Температура перегретого пара	500°С	550 °С
Число оборотов	3000 об/мин	3000 об/мин

Главные паропроводы ТЭЦ

Основное оборудование ТЭЦ подключено к главным паропроводам. На 1 и 2 очередях свой паропровод. Паропроводы 1 и 2 очереди отличаются параметрами пара. На 1 очереди параметры пара: давление 90 атм, температура 500°С. На 2 очереди параметры пара: давление 130 атм, температура 550 °С.

Паропроводы секционными задвижками разделяется на обособленные участки. Главные паропроводы 1 и 2 очередей связаны между собой посредством РОУ 140/100, в котором происходит понижение параметров пара 2 очереди до параметров пара 1 очереди. Это позволяет работу турбин 1 очереди от котлов 2 очереди. К главному паропроводу 1 очереди подключены РОУ 100/40 1,2,3), обеспечивающие снабжение паром ЛМЗ, а также РОУ 100/13 № 1,2 обеспечивающие паром собственные нужды станции. Схема ТЭЦ выполнена с поперечными связями.

Схема подготовки подпиточной воды ГВС

В целях увеличения тепловой мощности ТЭЦ и для использования тепла конденсаторов ТГ – 1,2 работающих по тепловому графику (с закрытыми диафрагмами, включёнными бойлерами) на подогрев воды, идущей на всас НСВ ГВС № 1,2,3.4 2 оч, используется следующая схема.

Циркуляционная вода поступает в конденсаторы ТГ – 1,2 подключенных последовательно, где происходит её нагрев до 10-15°С.далее из сливных водоводов левой и правой половин конденсатора ТГ – 2 вода через две задвижки Ду 500 мм (№ 708/III, 711/III) направляется в трубопровод Ду 700 мм (смонтированный вдоль машзала –на I оч. по ряду «Д», на II оч. по ряду «А») и через задвижку Ду 600 мм (№ 1342) попадает на всас НСВ ГВС – 1,2,3,4 и далее через встроенные пучки конденсаторов ТГ – 3,4, где происходит её дальнейший нагрев (максимально до 40°С) на механические фильтры ХЦ.

После осветления вода насосами (НОВ НВС-1,2,3,4), либо помимо них, подаётся через водоводяные теплообменники (холодная сторона), где она подогревается до температуры 50-60°С, к подогревателям горячего водоснабжения (ПГВС) ТГ-3,4. В ПГВС паром 7,6,5 отборов турбин осветленная вода нагревается до 90-95°С. После ПСГВ вода поступает в деаэраторы теплосети (Д_ГВС-1,2 ата № 7, 8, 11,12), где она нагревается до температуры насыщения (104°C), из неё удаляются коррозионноопасные газы (О₂, СО₂).

Из деаэраторов теплосети вода сливается (за счёт разности высот установки деаэраторов и баков-аккумуляторов, либо насосами перекачки в баки аккумуляторы – НПБА) через водоводяные темплообменники (горячая сторона) в баки-аккумуляторы ГВС. В водоводяных теплообменниках вода охлаждается (осветлённой водой, идущей из ХЦ) до температуры 70°С.

В летних условия, когда оборудование 1 очереди находится в резерве, всас НСВ ГВС взят непосредственно с напорного циркводовода.

Схема теплофикации ТЭЦ

Сетевая вода, возвращающаяся из города, поступает на обратный коллектор ТЭЦ. Насосами (ЗПН-1,2,3,4) обеспечивается подпитка теплосети (расход ГВС) через регуляторы подпитки (РД-1,2,3,4,5,6) из баков-аккумуляторов ГВС (БА  ГВС № 1,2,3,4,5,6).

• СН (1А, 1Б, 1В, 1Г) 1 очереди, из обратной магистрали, подают воду через бойлерные установки 1 очереди (БУ-1, БУ-2), где паром 4 отбора турбин ТГ-1,2 (теплофикационный отбор) сетевая вода подогревается до определённой температуры. Далее вода насосами (ПСН-1,2,3) подаётся к узлу смешения с сетевой водой 2 очереди.
• Подпорными насосами 2 очереди (Подп. Н–3А,3Б,3В,4А,4Б) сетевая вода из обратной магистрали подаётся через сетевые подогреватели (СПГ-1,2 ТГ-3,4), где вода теплофикационными отборами № 7,6 подогревается до определённой температуры на всас сетевых насосов 2 очереди (СН-3А, 3Б, 3В, 4А, 4Б), которые подают воду к узлу смешения с сетевой водой 1 оч.

После смешения сетевая вода уходит тепловому потребителю.

Если включенное на данный момент оборудование не может обеспечить заданную температуру (заданную диспетчером теплосети), нецелесообразности включения другого оборудования для подогрева сетевой воды в ТО КТЦ, а также при аварийных режимах – включаются в работу пиковые водогрейные котлы (ПВК), которые производят догрев сетевой воды до температуры задания (температуру задаёт диспетчер теплосети – ДТС)

В летних условиях сетевые трубопроводы работают только на обеспечение нагрузки ГВС (по однотрубной схеме). При данной схеме работают насосы (ЛПН-1,2,3,4) – только в одну магистраль (прямую или обратную, по схеме заданной  теплосетью). Циркуляции через тепловые потребители при этой схеме нет.

Схема обессоленной воды

Обессоленная вода из БЗК насосами (НБЗК-1,2,3,4) подаётся в деаэраторы обессоленной воды № 1 и 2 расположенные на 1 очереди. На всас НБЗК насосами (НБНТ-1,2 2 очереди) дополнительно подаётся вода из БНТ 2 очереди. Часть обессоленной воды подогревается в охладителе выпара деаэраторов теплосети  (Д_ГВС-7,8,11,12 1,2 ата). В трубопровод обессоленной воды заведён поток от дренажных баков № 3,4 (дренажными насосами КО № 3,4). В зависимости от температуры в охладителе выпара данный поток подаётся либо до охладителя либо после его.

Примечание: 1. При температуре ниже 85°С происходит капельный унос осветлённой воды из Д_ГВС, что приводит к появлению жёсткости в конденсате охладителя выпара. Если температура становится близкой к температуре насыщения в Д_ГВС нарушается нормальная работа деаэраторов, что приводит к появлению кислорода в осветлённой воде.

2. Схемой предусмотрена возможность подачи воды из БНТ в дренажные баки КО 2 очереди, из которых вода идет непосредственной в деаэраторы 6 ата 2 очереди (Д-9,10).

Далее вода через подогреватели обессоленной воды (ПОВ-4,5) и охладители выпара деаэраторов обессоленной воды подаётся в деаэраторы обессоленной воды.  ПОВ – 4,5 предназначены для подогрева обессоленной воды паром IV отбора ТГ – 1,2 до температуры 85 – 95°С. Подогреватели подключены параллельно по обессоленной воде и пару, конденсат подогревателей обессоленной воды № 4 и 5 откачивается КН типа КС – 50 – 55 в деаэраторы 1,2 ата № 1,2 через регулятор уровня.

Перекачивающими насосами № 1,2,3 вода идёт на ПОВ-6. ПОВ – 6 предназначен для подогрева воды подаваемой из деаэраторов 1,2 ата на головки деаэраторов 6 ата 1 и 2 оч. (через свои регуляторы уровня). В качестве греющего пара используется пар от РОУ – 100/13 или II отбора ТГ – 1,2 , а также от I ступени РОУ – 140/16 2 очереди.

При выводе в ремонт БЗК или НБЗК обессоленная вода подаётся непосредственно от ХЦ на коллектор обессоленной воды 1 очереди и далее в конденсаторы ТГ-1,2,3,4. При выводе из работы оборудования 1 очереди (в летний период) обессоленная вода идёт в конденсаторы ТГ-3,4.

Потери обессоленной воды

Обессоленная вода в цикле работы станции используется в нескольких целях:

1. Технология производства:

• нагрев осветленной воды в деаэраторах теплосети (основной расход);
• сброс воды после II ступени непрерывной продувки котлов;
• сброс воды после периодической продувки котлов;
• отмывка и прогрев оборудования при пусках;

2. Обеспечение работы станции:

• прогрев цистерн при сливе мазута;
• разогрев мазута в баках при работе котлов только на газе;
• охлаждение мазутных форсунок, при работе котлов только на газу;
• разогрев и распыл мазута при его сжигании;
• обеспечение работы электролизной установки;

3. Ремонтные работы:

• Отмывка оборудования;
• Опрессовка оборудования;

4. Пароснабжение завода:

• ТЭЦ обеспечивает приёмо-сдаточные испытания на заводе (возврата конденсата с завода нет);
• При отключении ГВС завод использует пар на подогрев воды.

5. Нарушения режима работы оборудования, в основном связаны с повреждением трубных систем теплообменных аппаратов сырой воды (конденсаторы, встроенные пучки конденсаторов, ОБ, СПГ,ПСВ):

• сброс обессоленной воды и конденсата при отклонении качества от нормы (слив БНТ, дренажных баков, частичный сброс основного конденсата, увеличение непрерывной продувки, периодическая продувка котлов вне графика, сброс конденсата охладителя выпара деаэраторов теплосети и т.п.);
• протечки воды, конденсата и пара через неплотности запорной арматуры, предохранительных клапанов и т.п.

Схема водоснабжения ХЦ

Вода для ХЦ подаётся в основном от схемы ГВС – после встроенных пучков ТГ-3,4 (поэтому не рекомендуется поднимать температуру после встроенных пучков выше 30°С т.к. снижение температуры до 30°С связано с особенностями гидравлики трубопроводов).

Подача воды в ХЦ возможна также от насосов охлаждения подшипников и насосов сырой воды 0,4 кВ ТО (НСВ 0,4 кв)  с подогревом в подогревателе сырой воды (ПСВ-2), либо за счёт подмеса осветленной воды с горячей стороны водоводяных теплообменников.

Отличия принципиальной схемы от развернутой, можно узнать посмотрев, как выглядит развернутая схема тепловой электростанции.