книги из ГПНТБ / Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие]

Предисловие

Внастоящей книге подробно рассматрива­ ются современные парогенераторы, изготов­ ляемые отечественными котлостроительными заводами. Некоторые сведения даются по па­ рогенераторам более ранних конструкций, ра­ ботающим на электростанциях.

Вдальнейшем .в этой книге парогенерато­ ры называются паровыми котлами или просто

котлами.

В книге описывается преимущественно основное оборудование котельного цеха, т. е. сами паровые котлы. По вспомогательному оборудованию, т. е. по пылеприготовлению и тягодутьевым механизмам, а также по арма­ туре котлов, обдувочным устройствам, изме­ рительным приборам и автоматическим регу­ ляторам дано лишь краткое описание, рас­ считанное на начальное ознакомление с ними читателя, поскольку по этому оборудованию имеются специальные руководства.

В книге содержатся не только сведения, необходимые машинисту котлов во время вах­ ты, но и материалы, которые позволяют ему лучше понять условия работы оборудования и активно участвовать в решении различных вопросов по эксплуатации котельной. Книга служит пособием для читателя, недавно впер­ вые пришедшего на электростанцию, и полезна для работника, имеющего производственный опыт. В первых главах книги дано описание котла в целом, в последующих главах приве­ дено более подробное описание основных эле­ ментов котла и их работы.

По сравнению с предыдущим изданием книга значительно обновлена.

3

1-1. Схема оборудования

Коммунистическая партия и Советское -правитель­ ство всегда считали энергетику одной из ведущих отрас­ лей народного хозяйства. Идея первостепенной значи­ мости энергетики была -выражена В. И. Лениным в его известных словах о том, что «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны».

сжигания угля, -мазута, природного газа и других то­ плив. Кроме того, от ТЭС поступает свыше 50% потреб­ ляемой в стране тепловой энергии (с .паром и горячей водой). Одним из основных элементов ТЭС являются паровые котлы, называемые также парогенераторами.

По мере роста советской энергетики ТЭС -оснащают­ ся все более -мощными и совершенными паровыми кот­ лами, турбинами и другим оборудованием.

К 1971 г. мощность тепловых электростанций СССР

достигла 135 млн. кВт и практически -стала равной сум­ марной мощности ТЭС Англии, Франции, ФРГ и Ита­ лии.

Упрощенная схема тепловой электростанции показа­ на на рис. 1-1, где для наглядности изображено по одно­ му из двух или нескольких вентиляторов и подогревате­

с ротором турбины вращается непосредственно соеди­ ненный с ним ротор т у р б о г е н е р а т о р а . В турбоге-

5

а о я

1о ОНX

• '“*>J-. Нh

6

нераторе вырабатывается основная продукция электро­ станции — электрическая энергия.

Для -нормальной работы турбины нужно, чтобы пар, поступающий в нее из котла, не имел недопустимых колебаний температуры и давления. Потребление элек­ трической энергии может изменяться. В момент повы­ шения электрической нагрузки турбина начинает по­ треблять больше пара, и давление пара в котле и перед турбиной начинает уменьшаться. Но при снижении дав­ ления пара начинает работать автоматический регуля­ тор, который соответственно увеличивает подачу топлива и воздуха .в топку. Давление пара выравнивается, и ко­ тел начинает работать с более высокой нагрузкой.

Когда электрическая нагрузка уменьшается, турбина потребляет меньше пара и давление пара перед нею возрастает. Автоматический регулятор уменьшает пода­ чу в топку котла топлива и воздуха с тем, чтобы дав­ ление пара перед турбиной оставалось в пределах допу­ скаемого. При отсутствии или отказе автоматических регуляторов заданное давление пара поддерживает ма­ шинист котла, управляя подачей топлива и воздуха.

Из турбины пар поступает в к о н д е н с а т о р , где движется 'Между трубками, внутри которых течет охлаж­ дающая его вода. Эта вода подается циркуляционным насосом из реки, пруда или градирни, отбирает тепло от

тосборника насосом. Уменьшение объема пара при пре­ вращении его в воду обеспечивает снижение давления пара за турбиной до сотых долей атмосферного; благо­ даря этому пар производит в турбине дополнительную работу.

На упрощенной схеме рис. 1-1 видно, что конденсат из насоса не сразу попадает в котел. Сначала он прохо­

ры, немного меньшей, чем температура кипения. Затем вода нагревается до кипения в д е а э р а т о р е . Нагрев производится за счет тепла пара, отбираемого для этой цели из турбины.

Значение деаэратора для работы котлов большой производительности чрезвычайно велико. При кипении

7

из воды выделяются растворенные в ней газы, в том числе кислород и углекислый газ. Если воду не очи­ щают от кислорода и углекислоты в 'деаэраторе, то вы­ деление кислорода и углекислоты приводит к быстрому

происходит даже в тех случаях, когда вода в деаэра­ торе недогрета до кипения только на 1—2°С.

Очищенная от кислорода и других газов вода на­ правляется в питательный насос, из которого выходит под давлением, превышающим давление в котле. Бес­ перебойная работа питательных насосов является одним из важнейших условий надежной эксплуатации всей электростанции. Резервные питательные насосы должны всегда находиться в полной готовности к пуску.

д а в л е н и я и дополнительно нагревается паром, также отбираемым из паровой турбины, где он уже совершил работу. Поступающий в подогреватели пар не проходит через конденсатор турбины, и тепло, выделяемое при его превращении в воду, не уходит бесполезно с охлаждаю­ щей водой из конденсатора, а отдается на подогрев во­ ды, направляемой в котел. Благодаря этому достигает­ ся экономия 3—5% сжигаемого на электростанции то­ плива.

1-2. Повышение экономичности тепловой электростанции

На рис. 1-2 схематически показано, как распреде­ ляется на современной тепловой электростанции тепло, полученное при сжигании топлива. Часть этого тепла пропадает вследствие неполного сгорания топлива, часть теряется с выходящими из дымовой трубы газами, часть попользуется для привода многочисленных насосов, вен­ тиляторов и иных механизмов. Но основная потеря тепла (около половины всего тепла топлива) происходит в кон­ денсаторах паровых турбин. Когда нар превращается в воду той же температуры, он выделяет большое коли­ чество тепла, которое в конденсаторе напревает охлаж­ дающую воду и уносится ею в пруд или реку.

В 1824 г. французский военный инженер С. Карно дал теорети­ ческое обоснование того, что такая потеря тепла неизбежна. Выводы Карно правильны для любой электростанции, где весь пар преврэ-

3