Жылу электр станциясының құрлымы

О.Тұрмағанбетұлы атындағы Жаңаөзен мұнай және газ колледжі
Арнайы пән оқытушы
Кенесова Айгуль

Мамандығы: 3МП-0901000-14Б

Сабақтың тақырыбы:  «Жылу электр станциясының құрлымы»

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік: Білім алушы электр жылу электро станциялары, олар жұмыс жасау ерекшелігіне қарай мемлекеттік аудандық электрстанцияларды білуі. Жылу электрстанциялардың құрлымдық сұлбаларымен танысу.

 Дамытушылық: Ойлау қабілетін дамыту, оны пайдалану тәсілдерін  анықтау, әр түрлі жағдайларда шешім қабылдай білу, топпен жұмыс жасау қабілетін дамыту, алған білімдерін өмірлерінде пайдаға асыра білу, іскерлік ортада өмір сүруді, қызмет етуді қолдануына жағдай жасау.

Тәрбиелік: Біздің еліміздің білімді азаматтарын тәрбиелеу, тапқырлыққа, ой-өрісін кеңейтіп, білімін арттыра білуге, жауапкершілікті сезінуге, адамгершілікке тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: аралас сабақ

Пайдаланылатын көрнекіліктері: Слайд, ведио

Сабақ барысы:

І.Ұйымдастыру бөлімі

1) Топ кезекшісінің баяндамасын қабылдау, қатысымды белгілеу.

II. Жаңа тақырыпты түсіндіру

Жоспары:

1. Жылу конденсатты электро станциялар (КЭС)
2. Жылуфикационды  электростанциялар
3. Жылу электро орталықтар (ТЭЦ) (ЖЭО)

Бүкіл дүние жүзінде бүгінгі күндері өндірілетін электр энергиясының негізгі бөлігі (ЖЭС), Су ЭС және АЭС-ларда өндіріледі. Салынатын электр станциясының қуаты оның тиімді жұмыс жасауына қажетті отын мен су қорларының орналасуына, қажетті отынды жеткізуге жұмсалатын шығынға, электр және жылу энергиясын тұтынатын тұтынушылардың орналасуына электр станцияларының қоршаған ортаға тигізер әсеріне байланысты анықталады. Үш фазалы ток, тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіретін жүктемелер өнеркәсіп саларында (химиялық өнеркәсіптер электролиз және түрлі түсті металлургияның, электрлендірілген көлік және т.б.) қолданылады. Қазіргі кезде тұрақты ток электрэнергиясын алыс қашықтыққа тарату кернеуі 800 кВ-15000 кВ.

Электр қондырғыларының параметрлерінен құбылысы номинал кернеу. Генераторлардың номиналды кернеуі, трансформатор, тізбек және электр энергияның қабылдағышы (электр қозғалтқыш, шамдар және т.б.) кернеу деп аталатын, олардың қалыпты жұмыс үшін арналған.

Электр қондырғылардың құрылғы ережелері (ПУЭ) барлық қабылдағыштар екі категорияға бөледі: электр қондырғылардың кернеуі 1кВ дейін және 1кВ жоғары.

Генератордың номиналды кернеуі және синхронды компенсаторлардың үлкен қуаттығы, номинал кернеулері, генератор – трансформаторларына қосылу сұлбалар қатарына 13; 8; 15; 75; (18); 20; 24 кВ.

1. Жылу электро станциялары, олар жұмыс жасау ерекшелігіне қарай мемлекеттік аудан – аралық электр станциялары (МАЭС) немесе конденсациялы электро станциялары (КЭС), жылу электр орталығы (ЖЭО), газ турбиналы электро станциялары (ГТЭС) және бу-газ электро станциялары (БГЭС).

а) Жылу конденсатты электро станциялар (КЭС)

Жылу электростанцияларда жанып жатқан жанармайдың химиялық энергиясы қазандықта су буына түрленеді, бұл турбоагрегаттың айналуына өз әсерін тигізеді (генератормен байланысқан бу турбинасы). Генераторда механикалық энергияның айналуымен электр энергияға түрленеді. Электр станцияларда көмір, торф, жанғыш тақта тас, және газ, мазут жанармай ретінде қолданылады.

КЭС-тің негізгі ерекшеліктері: Электр энергиясының тұтынушыдан алшақтауы, бұл жоғары және өте жоғары кернеулерде қуаттың берілуін және электростанцияның блокты принцип жұмысын анықтайды. Қазіргі КЭС қуаттылығы мемлекеттің үлкен ауданын электро энергиясымен қамтуға жеткілікті.

1.2-сурет. Заман талабына сай КЭС-ның жалпы көрінісі.

1-басты корпус; 2-қосалқы корпус; 3-ашық тарату құрылғысы;

4-жанармай қоймасы;

1.3-сурет. КЭС-ның принципиальды технологиялық сызбасы.

1-жанармай қоймасы және жанармай беру жүйесі; 2-жанармай дайындау жүйесі; 3-қазандық; 4-турбина; 5-конденсатор; 6-циркуляциялық сорап;

7-конденсатты сорап; 8-көректендіру сорабы; 9-қазандықтың отығы; 10-желдеткіш; 11-шаңсорғыш; 12-ауа жылытқыш; 13-су экономайзері; 14-төмен қысым қыздырғышы; 15-деаэратор; 16-жоғары қысым қыздырғыш; 

1.2-суретте қазіргі заманға сай  КЭС жалпы көрінісі көрсетілген, ал 1.3-суретте КЭС-ның энергоблогының ықшамдалған принципиальды технологиялық сызбасы көрсетілген.

Энергоблок негізгі және қосалқы құрылғылардан және басқару орталығынан тұратын жеке электростанция. Жақын орналасқан энергоблоктар арасындағы байланыс әдетте технологиялық линия бойынша қарастырылмайды. КЭС-ті блокты тәсілмен құру келесі технико-экономикалық артықшылықтарды анықтайды.

-    бу өткізгіштердің қарапайым жүйесі буды жоғары және өте жоғары параметрлерде қолданылуын жеңілдетеді, бұл әсіресе үлкен қуатты агрегаттарды меңгергенде маңызды.
-    электростанцияның технологиялық сызбасы қысқарады және айқындалады, бұл жұмыстың сенімділігін арттырып, пайдалануды жеңілдетеді.
-    жылумеханикалық құрылғыларының қоры қысқарады, ал кейбір жағдайларда қордың болмауыда мүмкін.
-    құрастыру және құрылыс жұмыстарының көлемі қысқарады.
-    электростанцияны жабдықтау кезіндегі капитальды шығындар азаяды.
-    электростанцияның ыңғайлы кеңеюуін қамтиды және жаңа энергоблоктар қажет кезінде параметрлері бойынша алдынғы энергоблокка қарағанда ерекшелене алады.

КЭС-тің технологиялық сызбасы бірнеше жүйеден тұрады: жанармайберу; жанармай дайындау; негізгі су буы контуры бу генератор және турбинамен; циркуляциялық сумен қамту; су дайындау; күл ұстау және күл жою жүйесі және ең соңында станцияның электрлік бөліктері (1.3-сурет).

Осы элементтердің дұрыс жұмыс жасауын қамтитын механизмдермен құрылғыларға станцияның (энергоблок) меншікті қажеттіліктер деп аталатын жүйесіде кіреді.

КЭС-да энергетикалық жоғалудың көп болатын орны су буы контуры, әсіресе конденсаторда, мұнда бу пайда болуы кезінде жоғалған жылулықты сақтайтын бу жылулықты циркуляциялық суға береді. Циркуляциялық судағы жылулық су айдынына кетеді де жылулық жоғалады. Бұл жоғалулар электростанцияның ПӘК-ін анықтайды, бұл шама ең жаңа, заман талабына сай КЭС-да да 40-42 % аспайды.

Электростанциядан алынып жатқан электроэнергияға 110-750 кВ кернеу беріледі және оның тек ғана бір бөлігі генераторға қосылған меншікті қажеттілік генераторы арқылы меншікті қажеттілік үшін алынады.

Генераторлар және жоғарлату трансформаторлары энергоблокта байланысады және жоғары кернеулі тарату құрылғысына қосылады, әдетте ол ашық орындалады (ОРУ).

Негізгі ғимараттардың орналасуы 1.4-суретте көрсетілгендей әр түрлі болуы мүмкін.

Қазіргі КЭС-лар қуаттылығы 200-800 МВт энергоблоктармен жабдықталады. Көлемді агрегаттарды қолдану электростанцияның қуатының жылдам өсуін қамтиды және электроэнергияның өзіндік құнымен орнатылған қуат құнының қолайлылығы.

1.4-сурет. КЭС-те негізгі ғимараттардың орналасуының нұсқалары.

1-басты корпус; 2-жанармай қоры; 3-түтін құбырлары; 4-блок трансформаторлары; 5,6-тарату құрылғылары; 7-сорап станциясы; 8-электрлік линиялардың аралық тіреулері;

Қазіргі уақыттағы көлемді КЭС-тердің қуаты 4 млн. кВт. Ол 4 млн. кВт электростанциямен және 500-800 МВт энергоблокпен жабдықталады.

Заман талабына сай қазіргі КЭС-тер қоршаған ортаға тым белсенді әсер етеді: атмосфераға, гидросфереға және литосфераға. Оның атмосфераға әсері жанармайдың жануы үшін көп кислородтың жұмсалуы және жану өнімдерінің тасталуы. Олар газ тәрізді қышқыл көміртек, азот, күкірт және олар өте жоғары химиялық белсенділікке ие.

КЭС гидросфераны конденсатор турбиналарынан төгілетін көп мөлшердегі жылы су мөлшерімен ластайды және өндіріс ағындары тазалаудан өткен болса да  гидросфераға айтарлықтай әсер етеді.

КЭС-тің литосфераға әсері электростанцияда көп мөлшерде жанармай шығарылады және күл мен қоқысты (қатты жанармайды жанғанда) көму үшін үлкен жер бөліктерін қажет етеді.

КЭС-ның қоршаған ортаға әсері өте үлкен. Мысал үшін судың және ауаның ластануын есепке алсақ электростанцияда жанармай толықтай жанғанға дейін  өндірілетін жылудың 60 %  станция шектерінде жоғалады. КЭС электростанциясынынң өндіріс және пайдаланылатын жанармай мөлшерін есептегенде ол өте үлкен аудандарға зиян келтиреді.

б) Жылуфикационды  электростанциялар – жылу электро орталықтар (ТЭЦ) (ЖЭО)

Электростанцияның бұл түрі өндіріс кәсіпорындарын және қалаларды орталықтандырылған жылу және электр энергиясымен қамту.  КЭС  сияқты жылу электростанциясы және КЭС-тен негізгі айырмашылығы дайын жылудың соңғы пайдалануында яғни бу өндіріс өнеркәсібінің қажеттілігі үшін және жылу, ыстық сумен  қамту, ауаны сұйылту үшін қолданылады.

 Жылуды және электр энергиясын осылай құрамдастырып өндіру бөліп энергиямен қамтуға қарағанда жанармайдың аз шығындалуына әсер етеді. Сондықтан ЖЭО тұтынушысы көп аудандарда (қалаларда) кеңінен тараған.      

1.5-суретте (ТЭЦ)ЖЭО-ның артықшылықтарының технологиялық сызбасы көрсетілген.

КЭС-ға ұқсас бөліктері сызбада көрсетілмеген. Негізгі ерекшелігі су буы контурының өзіндік ерекшелігі және электр энергия беру жүйесінде.

ЖЭО-ның электрлік бөліктерінің негізгі ерекшеліктері электрстанцияның электрлік салмақ орталығына жақын орналасуы бойынша анықталады. Мұндай жағдайларда қуаттың бір бөлігі тікелей генератор кернеуінде жергілікті желіге беріледі. Осындай мақсатпен электрстанцияларында генераторлы тарату құрылғылары ГТҚ (ГРУ-генератор распределительное устройства) орнатылады.

ЖЭО-ның маңызды ерекшелігі электростанцияның электро қуатымен салыстырғанда жылу құрылғысының қуатының жоғарлауы. Бұл жағдай КЭС-ға қарағанда меншікті қажеттілікке энергияның көп жұмсалатынын көрсетеді.

ЖЭО үлкен өндірістерде орнату электрлік станциямен салыстырғанда жылу қондырғысының қуаттылығы артқанда қоршаған ортаға зияны аз.  Жоғары сапалы көмір және сұйық, газ тәрізді жанармайларда қолданғанда қоқыстың аз болуымен де ерекшеленеді.

Станцияныі бұл типтегі әсіресе блочты ЖЭО-ның негізгі ғимараттарың орнатылуы КЭС-ке ұқсас болады.

1.5-сурет. (ТЭЦ)ЖЭО-ның технологиялық сызбасының ерекшеліктері

1-желілі сорап; 2-желілі қыздырғыш;

1.6- сурет. (ТЭЦ) аймағында ГРУ жеке ғимаратымен негізгі қондырғыларының орналасу нұсқасы.

1-түтін құбырлары; 2-басты корпус; 3-көп амперлі ток өткізгіштер; 4-(ГРУ) ГТҚ ғимараты; 5-байланыс трансформаторы; 6- ОРУ(АТҚ-ашық тарату құрылғысы); 7-градирна (ЖЭО үшін жанармай қоймасы көрсетілмеген);

Генератор тарату құрылғысынан тұтынушыға көп мөлшерде электр энергия беруге жоспарланған электростанцияларда ғана ерекшеліктер бар. Мұндай жағдайда ГТҚ үшін арнайы ғимарат болады және ол машина залының қабырғасын бойлай орналастырылады (1.6-сурет).

IV.Сабақты қортындылау

1) Оқушылар сұрақтарына жауап беру

    - Тақырыптың негізгі сұрақтарын белгілеу.
    - Сабақтың мағыналы бірлігін анықтау.
    - Тақырыптың меңгеруге қиын тұстарын көрсету.
    - Тақырыптың сапалы меңгерілуін анықтау, оқушыларға хабарлау.

2) Үйге тапсырма беру (таралу, бетін т.б. меңгерілетін материалдарын көрсету)

3) Оқушыларды бағалау.

---