Silownie cieplne: 14
Transkrypt
Silownie cieplne: 14
Dr inż. Andrzej Tatarek Siłownie cieplne 1 Wykład 14 Gospodarka wodna elektrowni 2 Wprowadzenie Pojęcie gospodarki wodnej: 1. Zespół zagadnień związanych z: Pobieraniem wody Przygotowaniem wody (uzdatnianiem) Przechowywaniem wody (magazynowaniem) Oszczędnym gospodarowaniem wodą w elektrowni 2. Technologiczny układ urządzeń służący do realizacji zagadnień z punktu 1 3 Gospodarka wodna Gospodarka wodna (wg drugiego znaczenia) to zespół maszyn i obiektów inżynierskich obejmujący: 1. Ujęcia wody z uzbrojeniem - kraty i sita do mechanicznego oczyszczania wody 2. Pompownie: Wody chłodzącej Wód drenażowych Wody posadowej układu odżużlania Wody pitnej Wody przeciwpożarowej Ścieków 4 Gospodarka wodna 3. 4. 5. 6. Osadniki Kanały i rurociągi wodne Stacje przygotowania wody: Filtry Odżelaziacze Urządzenia zmiękczające i demineralizujące wodę Studnie głębinowe 5 Gospodarka wodna 7. 8. Urządzenia układu chłodzenia skraplaczy Chłodnie kominowe Chłodnie wentylatorowe Chłodnie suche Stawy Naturalne zbiorniki chłodzące Urządzenia wodne wewnątrz siłowni Zbiorniki wody ruchowej Zbiorniki wody uzupełniającej Zbiorniki wody zasilającej 6 Gospodarka wodna Chłodnice oleju, wodoru i wody chłodzącej generatory oraz chłodnice powietrza 10. Urządzenia gospodarki ściekowej Odolejacze ścieków technologicznych Oczyszczalnie ścieków sanitarnych 9. 7 Potrzeby wodne Elektrownia potrzebuje wody, w różnej ilości i jakości do: Chłodzenia skraplaczy (kondensacji pary) Chłodzenia oleju turbozespołu Chłodzenia wodoru lub powietrza → chłodzące generatory i silniki elektryczne wielkiej mocy oraz prądnice (bezpośrednio) Chłodzenie łożysk pomp, wentylatorów i młynów Odżużlania, odpopielania i odsiarczania → o ile jest hydrauliczne Uzupełniania głównego obiegu energetycznego (straty pary kocioł-turbina) Uzupełniania obiegu ciepłowniczego Celów bytowych (łaźnie, umywalnie, woda pitna) i gospodarczych (stołówki, utrzymanie czystości zakładów) Celów przeciwpożarowych 8 Wielkości uwzględniane przy ustalaniu ilości wody chłodzącej do skraplania pary: Krotność chłodzenia Przyrost temperatury wody chłodzącej Efekty wzrostu ilości wody chłodzącej: Poprawia się próżnia w skraplaczu Rośnie moc turbiny Rośnie moc pompowania 9 Zapotrzebowanie na wodę chłodzącą Zapotrzebowanie na wodę chłodzącą - określa się z bilansu cieplnego skraplacza Qw = Dsk·(i2 – isk) = Mw·cw·(tw2 – tw1) Gdzie: i2 – entalpia pary przed skraplaczem isk – entalpia pary za skraplaczem Mw – strumień wody chłodzącej Dsk – strumień pary (skroplin) 10 Krotność chłodzenia i −i w m= = 2 sk D c ⋅ ∆t sk w w M Gdzie: Δtw = tw2 – tw1 - strefa podgrzania (przyrost temperatury wody chłodzącej) 6 – 12 °C 11 Krotność chłodzenia Wartość krotności chłodzenia → powinna być taka aby przyrost mocy turbiny przewyższał przyrost mocy pompowania Ekonomiczna wartość krotności chłodzenia → 40 – 90, a najczęściej spotykana wartość zawiera się w przedziale 50 – 70. 12 Krotność chłodzenia Wartości krotności chłodzenia: Skraplacze jednoprzepływowe → 80 – 120 Skraplacze dwuprzepływowe → 60 – 70 Skraplacze trzy- i czteroprzepływowe → 40 – 50 13 Straty gospodarki wodnej Straty gospodarki wodnej: Obiegu parowo-wodnego Układów chłodzenia Układów hydraulicznego odżużlania 14 Straty gospodarki wodnej Straty głównego obiegu parowo-wodnego są spowodowane przez: Odsalanie i odmulanie kotłów Ucieczkę pary z dławnic turbinowych i zaworowych Przecieki kondensatu w dławnicach pompowych Odprowadzanie oparów z odgazowywaczy i skraplaczy turbin Zużycie pary do zdmuchiwania sadzy Ucieczkę pary lub skroplin w urządzeniach technologicznych 15 Straty gospodarki wodnej Straty zależą od: Wielkości kotłów, turbin i pomp Przyjętego układu połączeń Ilości i jakości armatury Jakości obsługi 16 Straty układu hydraulicznego odżużlania Straty układu hydraulicznego usuwania żużla i popiołu sięgają 30% zużywanego na ten cel wody i są powodowane: Podgrzewaniem wody od gorącego żużla i jej parowaniem Przesiąkaniem przez podłoże składowiska Źródła uzupełniania strat układu hydraulicznego: Ścieki ze stacji przygotowania wody Odsoliny i odmuliny kotłowe Odsoliny z zamkniętych układów chłodzenia skraplaczy 17 Źródła wody dla elektrowni Źródła wody dla elektrowni: Rzeki Jeziora Morza Studnie głębinowe Układy odwadniania kopalni Systemy głębokiego drenażu odwadniającego teren (grunt) lokalizacji elektrowni (pod budynkiem głównym elektrowni) 18 Źródła wody dla elektrowni Wydajność źródła wody (w stosunku do zapotrzebowania na wodę elektrowni) → decyduje o możliwości zastosowania otwartego (przepływowego) lub zamkniętego obiegu chłodzenia. Najlepszym źródłem wody są duże rzeki → umożliwiają zastosowanie przepływowego (otwartego) układu chłodzenia. 19 Układy chłodzenia skraplaczy Rodzaje układów chłodzenia skraplaczy stosowanych w elektrowniach cieplnych: Układ otwarty – przepływowy Obieg zamknięty Z chłodniami kominowymi Z chłodniami wentylatorowymi Ze stawami chłodzącymi Układ mieszany Układ z chłodniami suchymi 20 Układ otwarty Układ chłodzenia otwarty → kiedy z rzeki, morza lub dużego jeziora pobiera się wodę w ilości całkowicie pokrywającą potrzeby elektrowni. Woda, po przejściu przez urządzenia chłodzące jest zwracana do ujęcia (rzeki, jeziora) w taki sposób, aby nie było możliwe ponowne pobieranie podgrzanej wody. 21 Układ otwarty Budowa otwartego układu chłodzenia skraplaczy: Ujęcie brzegowe z kratami i sitami (do mechanicznego oczyszczania wody) Rurociągi lub kanały dopływowe Pompy wody chłodzącej Rurociągi lub kanały odpływowe (zrzutowe) 22 Układ otwarty Schemat obiegu otwartego chłodzenia skraplaczy Rys. Szymocha, Zabokrzycki „Elektrownie parowe” 23 Sposoby tłoczenia wody Sposoby tłoczenia wody chłodzącej → zależą od położenia elektrowni wzg. poziomu źródła wody: tłoczenie przez pompy zainstalowane w pompowni przybrzeżnej dopływ grawitacyjny 24 Układ otwarty Schemat przepływowego układu chłodzenia z rzeką Rys. Laudyn, Pawlik, Strzelczyk „Elektrownie” 25 Układy pracy pomp Rodzaje układów pracy pomp: centralny → pompy są zgrupowane w centralnej pompowni, umożliwi współpracę wielu pomp z wieloma skraplaczami indywidualny (blokowy) → pompy usytuowane we wspólnej pompowni lub indywidualnie doprowadzają wodę do własnego skraplacza 26 Układ zamknięty Układ chłodzenia zamknięty → kiedy woda po przejściu przez skraplacz i chłodnicę płynie do urządzenia ochładzającego po czym ponownie wraca do skraplacza. Do elektrowni doprowadzana jest tylko niewielka ilość wody niezbędna do uzupełnienia start i zaspokojenia innych potrzeb. 27 Strefa chłodzenia Przyrost temperatury wody w skraplaczu i jej spadek w urządzeniu ochładzającym są równe i noszą nazwę strefy podgrzania i chłodzenia. Strefa chłodzenia zależy od: wielokrotności chłodzenia ciśnienia kondensacji 28 Chłodnie kominowe Chłodnie kominowe: żelbetonowa konstrukcja komina zraszalnik ociekowy strefa chłodzenia do 10 °C (dla temp. dopływającej wody ~19 °C) wysokie koszty budowy znaczne zużycie energii na pompowanie wody (wysokie usytuowanie koryt rozdzielczych) 29 Chłodnie kominowe Zasada działania → chłodzenie wody odbywa się przez bezpośredni kontakt filmu wodnego spływającego po ściankach zraszalnika i gęstego deszczu (pod zraszalnikiem) z płynącym w przeciwprądzie powietrzem, wymuszanym ciągiem komina. 30 Chłodnie kominowe Schemat układu z chłodnią kominową Rys. Szymocha, Zabokrzycki „Elektrownie parowe” 31 Chłodnie wentylatorowe Chłodnie wentylatorowe możliwość osiągnięcia niższej temperatury wody niż w chłodniach kominowych (o 6 – 8 °C) obniżenie nakładów inwestycyjnych (20 – 40%) w stosunku do chłodni kominowych zajmują około 50% mniej miejsca niż tej samej wydajności chłodnie kominowe większe zużycie energii (napęd wentylatorów) większa zawodność (skomplikowane mechanizmy ruchowe) moc wentylatorów stanowi około 1% mocy chłodzonego bloku 32 Przykłady Obieg wody w elektrociepłowni Rys. Tatarek „Gospodarka wodna elektrociepłowni” - instrukcja 33 Przykłady Schemat instalacji uzdatniania wody Rys. Tatarek „Gospodarka wodna elektrociepłowni” - instrukcja 34