Conocimientos básicos de centrales térmicas
1. Conocimiento de la generación de energía térmica
La utilización de carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles fósiles extremadamente abundantes en la naturaleza para generar electricidad se denomina generación de energía térmica. Según el método de generación de energía, se puede dividir en generación de energía con turbinas de vapor, generación de energía con turbinas de gas, generación de energía con motores de combustión interna y generación de energía de ciclo combinado de gas y vapor, así como "cogeneración (central térmica)", en la que la energía térmica Las unidades de energía proporcionan energía y calor.
La generación de energía con turbinas de vapor, también conocida como generación de energía a vapor, utiliza combustible para quemarlo en una caldera para generar vapor, usa el vapor para impulsar una turbina de vapor y luego la turbina de vapor impulsa un generador para generar electricidad. . Este método de generación de energía ocupa una posición dominante en la generación de energía térmica y representa más del 95% de la capacidad total instalada de generación de energía térmica en el mundo.
La generación de energía con motores de combustión interna y turbinas de gas se denominan ambas generación de energía con gas.
La generación de energía con motores de combustión interna se refiere principalmente a la generación de energía mediante motores diésel de mayor potencia. El sistema de motor diésel es un motor de encendido por compresión, que utiliza un pistón para comprimir el aire inhalado a una temperatura alta y encender y quemar el combustible inyectado para producir alta temperatura y alta presión, lo que impulsa la rotación mecánica y acciona el generador para generar electricidad. Sus ventajas son el peso ligero por unidad de capacidad y el tamaño reducido, la baja inversión y la rápida velocidad de construcción, pero las desventajas son los altos precios del combustible, los elevados costos de generación de energía, la pequeña capacidad, la gran carga de trabajo de mantenimiento y el ciclo de operación corto. , se utiliza principalmente como fuente de alimentación máxima y fuente de alimentación de emergencia. En la actualidad, el grupo electrógeno diésel monomáquina más grande tiene una potencia de 45.000 kW y una eficiencia neta de generación de energía de 30 a 40.
Las turbinas de gas son máquinas rotativas y son más adecuadas como equipo común de generación de energía que los motores diésel. Comprime el aire a través del compresor y lo envía a la cámara de combustión. Se mezcla y quema con el combustible inyectado para producir gas a alta temperatura y presión, que ingresa a la turbina para expandirse y funcionar, impulsando el generador para generar electricidad. Su capacidad unitaria única es mucho menor que la de una turbina de vapor, su potencia máxima es de 130.000 a 216.000 KW, su eficiencia neta de generación de energía puede alcanzar más de 35 y se utiliza principalmente para cargas máximas.
La combinación de generación de energía a gas y generación de energía a vapor es la generación de energía de ciclo combinado de gas y vapor, que tiene una alta eficiencia de conversión de energía.
2. Se busca urgentemente conocimientos básicos sobre centrales térmicas, preferiblemente nodos.
La generación de energía térmica generalmente se refiere al uso de la energía térmica generada cuando se utilizan combustibles como el petróleo, el carbón y los combustibles naturales. Se quema gas. Término general para el método de calentar agua para convertirla en vapor a alta temperatura y alta presión, y luego usar el vapor para impulsar un generador para generar electricidad.
Las centrales eléctricas que utilizan carbón, petróleo o gas natural como combustible se denominan colectivamente centrales térmicas. Los principales sistemas de equipamiento de las centrales térmicas incluyen: sistema de suministro de combustible, sistema de suministro de agua, sistema de vapor, sistema de refrigeración, sistema eléctrico y otros equipos de procesamiento auxiliares.
El sistema de generación de energía térmica consta principalmente de un sistema de combustión (con una caldera como núcleo), un sistema de vapor y agua (compuesto principalmente por varias bombas, calentadores de agua de alimentación, condensadores, tuberías, paredes enfriadas por agua, etc. ), sistema eléctrico (con caldera como núcleo), compuesto principalmente por turbina generador, transformador principal, etc.), sistema de control, etc. Los dos primeros generan vapor a alta temperatura y alta presión; el sistema eléctrico realiza la transformación de energía térmica y mecánica a energía eléctrica y el sistema de control garantiza el funcionamiento seguro, razonable y económico de cada sistema.
Un tema importante en la generación de energía térmica es mejorar la eficiencia térmica mejorando los parámetros de la caldera (presión y temperatura del vapor). En la década de 1990, las mejores centrales térmicas del mundo podían convertir alrededor del 40% de la energía térmica en energía eléctrica; la tasa de utilización de energía térmica de las grandes centrales térmicas sólo podía alcanzar el 60-70%.
Además, la generación de energía térmica quema grandes cantidades de carbón y fueloil, provocando contaminación ambiental, que también se ha convertido en un tema de creciente preocupación. La central térmica es una central térmica que utiliza carbón como energía primaria y utiliza tecnología de transporte por correa para transportar el carbón pulverizado procesado a la caldera. El carbón pulverizado se quema para calentar la caldera y convierte el agua de la caldera en vapor de agua. Calentamiento primario, el vapor de agua ingresa al cilindro de alta presión.
Para mejorar la eficiencia térmica, el vapor de agua debe calentarse dos veces y el vapor de agua ingresa al cilindro de media presión. El vapor del cilindro de media presión se utiliza para impulsar el generador de turbina para generar electricidad.
Conduce desde el cilindro de media presión al cilindro simétrico de baja presión. Parte del vapor que ha realizado el trabajo se extrae de la sección central y se suministra a empresas hermanas, como refinación de petróleo y fertilizantes. La parte restante fluye a través del condensador y se enfría con agua, saturándose a unos 40 grados como agua de reutilización.
El agua saturada a unos 40 grados pasa por la bomba de condensado y pasa por el calentador de baja presión hasta el desaireador. En este momento, es agua saturada a unos 160 grados que se desoxigena a través del desaireador. y enviado a alta presión por la bomba de suministro de agua En el calentador, el calentador de alta presión utiliza vapor recalentado como combustible para calefacción y finalmente fluye hacia la caldera para su reutilización. Lo anterior es un proceso de producción.
El proceso productivo básico de las centrales térmicas. Los principales sistemas de producción de las centrales térmicas incluyen los sistemas de vapor y agua, los sistemas de combustión y los sistemas eléctricos, los cuales se describen a continuación: (1) Sistemas de vapor y agua: Los Los sistemas de vapor y agua de las centrales térmicas se componen de caldera, turbina de vapor, condensador, calentador de alta y baja presión, bomba de condensado y bomba de agua de alimentación, etc. Incluye circulación de vapor y agua, tratamiento químico de agua y sistema de enfriamiento. etc. El agua se calienta hasta convertirla en vapor en la caldera, el calentador la calienta aún más y se convierte en vapor sobrecalentado, y luego ingresa a la turbina de vapor a través de la tubería de vapor principal.
A medida que el vapor continúa expandiéndose, el vapor que fluye a alta velocidad empuja las palas de la turbina de vapor para que giren, impulsando así el generador. Para mejorar aún más su eficiencia térmica, parte del vapor que ha realizado trabajo generalmente se extrae de algunas etapas intermedias de la turbina de vapor para calentar el agua de alimentación.
Este ciclo de recuperación de calor del agua de alimentación se utiliza en grandes unidades modernas de turbinas de vapor. Además, también se utiliza un ciclo de recalentamiento en la unidad de presión ultra alta. El vapor que ha realizado una cierta cantidad de trabajo se extrae de la salida del cilindro de alta presión de la turbina de vapor y se envía al vapor de recalentamiento. de la caldera para calentar y luego se introduce en la turbina de vapor. El cilindro de presión intermedia de la turbina continúa expandiéndose y realizando trabajo, y el vapor enviado desde el cilindro de presión intermedia se envía al cilindro de baja presión para continuar funcionando. trabajar.
A medida que el vapor continúa realizando trabajo, la presión y temperatura del vapor continúan disminuyendo, y finalmente se descarga al condensador y se enfría mediante agua de refrigeración, condensándose en agua. El agua condensada se concentra en la parte inferior del condensador y la bomba de agua condensada la bombea a calentamiento a baja presión y luego la desoxigena. La bomba de agua de alimentación envía el agua precalentada y desoxigenada al calentador de alta presión. Se bombea a la caldera y luego se sobrecalienta. El agua se calienta hasta obtener vapor sobrecalentado en el dispositivo y se envía a la turbina de vapor para realizar el trabajo, que continúa realizando el trabajo una y otra vez.
En el sistema de vapor y agua, debido a la gran cantidad de tuberías desbloqueadas y la necesidad de pasar por muchas válvulas y equipos, es inevitable que se produzcan fenómenos como funcionamiento, burbujeo, goteo y fugas. , y estos fenómenos ocurrirán más o menos, causarán menos pérdida de agua, por lo que debemos reponer constantemente agua ablandada tratada químicamente en el sistema. Esta reposición de agua generalmente se repone en el desaireador. (2) Sistema de combustión El sistema de combustión se compone de transporte de carbón, molienda de carbón, separación gruesa y fina, descarga de polvo, alimentación de polvo, caldera, eliminación de polvo, desbordamiento, etc.
Se transporta desde el depósito de carbón mediante una cinta transportadora, a través del electroimán y la trituradora de carbón, y luego se envía a la tolva de carbón entre los depósitos de carbón, y luego pasa a través del alimentador de carbón y ingresa al molino de carbón. para moler El aire caliente del precalentador de aire sopla el carbón pulverizado al separador grueso y fino, y el separador grueso y fino envía el carbón pulverizado calificado (carbón pulverizado no calificado de regreso al molino de carbón) y lo envía al contenedor de polvo. a través del pulverizador. El pulverizador alimenta el carbón pulverizado al quemador y lo envía a la caldera para su combustión. Los gases de combustión se precipitan electrostáticamente para eliminar el polvo y luego se envían al dispositivo de desulfuración. El gas que se desorbe mediante la pulverización de lechada de piedra se envía a la chimenea a través del ventilador de succión y se descarga al cielo.
(3) Sistema de generación de energía El sistema de generación de energía se compone de un excitador auxiliar, un disco de excitación, un excitador principal (excitador de reserva), un generador, un transformador, un disyuntor de alto voltaje, una estación de refuerzo, un dispositivo de distribución de energía, etc. . La generación de energía es generada por el excitador auxiliar (imán permanente) que emite corriente de alta frecuencia. La corriente emitida por el excitador auxiliar es rectificada por el disco del excitador y luego enviada al excitador principal. Después de que el excitador principal genera electricidad, pasa a través de él. el regulador de voltaje y el interruptor de desmagnetización y pasa a través de la escobilla de carbón enviada al rotor del generador, cuando el rotor del generador gira su bobina del estator, se induce una corriente fuerte se divide en dos canales a través de la salida del generador, uno se envía a. El transformador de potencia de fábrica y el otro se envía al disyuntor de alto voltaje SF6. El disyuntor de alto voltaje SF6 se envía a la red eléctrica.
El proceso de producción básico de las centrales térmicas A continuación se muestra el proceso de producción básico de la generación de energía con turbinas de vapor. Los combustibles de las centrales térmicas incluyen principalmente carbón y petróleo (principalmente petróleo pesado y gas natural).
Las centrales térmicas de mi país funcionan principalmente con carbón. En el pasado se han construido varias centrales eléctricas alimentadas con petróleo. La política actual es reducir al máximo el número de centrales eléctricas que funcionan con petróleo. posible, y todas las nuevas centrales eléctricas quemarán carbón.
Las centrales térmicas se componen de tres equipos principales: calderas, turbinas de vapor, generadores y los equipos auxiliares correspondientes. Están conectados a través de tuberías o líneas para formar el sistema de producción principal, a saber, el sistema de combustión, el sistema de vapor y agua y el sistema eléctrico.
El proceso de producción se presenta brevemente de la siguiente manera. 1. Sistema de combustión El sistema de combustión se muestra en la Figura 1-l, incluida la parte de combustión de la caldera, el transporte de carbón, la eliminación de cenizas y la extracción de gases de combustión.
3. ¿Qué es la generación de energía térmica?
La generación de energía térmica utiliza carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles fósiles extremadamente abundantes en la naturaleza para generar electricidad.
Según el método de generación de energía, la generación de energía térmica se divide en generación de energía con turbinas de vapor, generación de energía con turbinas de gas, generación de energía con motores de combustión interna y generación de energía de ciclo combinado de gas y vapor. También existen centrales térmicas. en el que las unidades de energía térmica proporcionan tanto energía como calor. La generación de energía con turbinas de vapor también se denomina generación de energía con vapor. Utiliza combustible para quemarlo en una caldera para generar vapor, utiliza el vapor para impulsar una turbina de vapor y luego la turbina de vapor impulsa un generador para generar electricidad.
Esta es una de las formas importantes de generación de energía térmica, ya que representa más del 95% de la capacidad total instalada de generación de energía térmica en el mundo. La generación de energía con motores de combustión interna y turbinas de gas también se conoce como generación de energía con gas.
La generación de energía con motores de combustión interna se refiere principalmente a la generación de energía mediante motores diésel de mayor potencia. El sistema de motor diésel es un motor de encendido por compresión, que utiliza un pistón para comprimir el aire inhalado a una temperatura alta y encender y quemar el combustible inyectado para producir alta temperatura y alta presión, lo que impulsa la rotación mecánica y acciona el generador para generar electricidad. .
Las ventajas de este método de generación de energía son el peso ligero por unidad de capacidad, el espacio reducido, la baja inversión y la rápida velocidad de construcción. Las desventajas son los altos precios del combustible, los elevados costos de generación de energía, la pequeña capacidad y el peso. La carga de trabajo de mantenimiento es corta y, excepto en ocasiones especiales, se utiliza principalmente como fuente de alimentación de pico y fuente de alimentación de emergencia. En la actualidad, el grupo electrógeno diésel de una sola máquina más grande tiene una potencia de 50.000 kilovatios y una eficiencia neta de generación de energía del 30-40%.
La turbina de gas es una máquina rotativa, que es más adecuada como equipo de generación de energía común que el motor diésel. Comprime el aire a través del compresor y lo envía a la cámara de combustión. Se mezcla y quema con el combustible inyectado para producir gas a alta temperatura y presión. Ingresa a la turbina para expandirse y realizar trabajo, impulsando el generador para generar electricidad. .
La capacidad unitaria de este tipo de turbina de gas es menor que la de la turbina de vapor y la potencia máxima es 13-21. 60.000 kilovatios, con una eficiencia neta de generación de energía superior a 35, utilizada principalmente para cargas punta.
La combinación de generación de energía a gas y generación de energía a vapor es generación de energía de ciclo combinado a gas y vapor. No subestime esta combinación simple, que puede mejorar en gran medida la eficiencia de conversión de energía.
4. ¿Qué habilidades y conocimientos necesitas dominar para trabajar en una central térmica?
Hoy en día las centrales eléctricas necesitan básicamente trabajadores operativos ya que el trabajo principal y auxiliar debe ser. separada, el mantenimiento debe separarse. No es necesario reparar esa pieza.
Te especializas en ingeniería eléctrica y automatización. La protección de relés debe ser algo que hayas estudiado. Puedes escribir tu tesis de graduación sobre protección de relés.
Si se quiere realizar trabajos de operación en una central eléctrica, en el futuro se requerirá que los operadores de operación sean versátiles, es decir, ya sean calderas, turbinas de vapor o mayores eléctricos, es muy difícil. ser un excelente operador de operación de control centralizado Difícil. Luego, además de lo que ha aprendido ahora, también necesita dominar el conocimiento de los principios de las calderas, los principios de las turbinas de vapor, los principios de los generadores, el control de la automatización térmica, los principios de las bombas y ventiladores, los procesos de producción de las centrales térmicas, etc.