1. El propósito y significado de la pasantía
La tarea de esta pasantía es familiarizarse con las empresas relacionadas con la energía térmica y la ingeniería eléctrica, principalmente los principales sistemas térmicos y su diseño de las centrales térmicas. El lugar de esta visita es la sala de modelos de plantas de energía, la planta de energía de lodos GCL de Nanjing y la planta de fabricación de turbinas de vapor de Nanjing. El propósito es permitir a los estudiantes tener una comprensión sistemática y completa de la estructura básica, los principios de funcionamiento y el rendimiento de los principales equipos de producción de las centrales térmicas durante su corto período de prácticas, y proporcionar los conocimientos perceptivos y los conocimientos necesarios para cursos profesionales posteriores. Conceptos básicos.
Las centrales térmicas son fábricas que utilizan la energía química del carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles para producir energía eléctrica, es decir, la energía química del combustible → la energía potencial térmica del vapor → mecánica. energía → energía eléctrica. En la caldera, la energía química del combustible se convierte en energía térmica del vapor, en la turbina de vapor, la energía térmica del vapor se convierte en energía mecánica de la rotación de la rueda, y en el generador, la energía mecánica. se convierte en energía eléctrica. Los hornos, las máquinas y la electricidad son los principales equipos de las centrales térmicas, también conocidos como los tres anfitriones principales. El equipo que ayuda a los tres anfitriones principales se denomina equipo auxiliar o, para abreviar, máquina auxiliar. El motor principal y el motor auxiliar y sus tuberías, líneas, etc. conectados se denominan sistemas. La materia prima de la central térmica de Xutang es el carbón en bruto. El carbón crudo se transporta al patio de almacenamiento de carbón de la central eléctrica en un vehículo o barco (la central eléctrica de lodos GCL de Nanjing utiliza un barco de carbón hasta el muelle de la central eléctrica) y luego se transporta a la tolva de carbón mediante una cinta transportadora de carbón. Luego cae de la tolva de carbón y el alimentador de carbón lo envía al molino de carbón para molerlo y convertirlo en carbón pulverizado. Al mismo tiempo, se suministra aire caliente para secar y transportar el carbón pulverizado. Finalmente se introduce en el horno de la caldera para su combustión. El aire caliente necesario para la combustión del combustible se envía al precalentador de aire de la caldera mediante el soplador de aire para calentarlo. Parte del aire caliente precalentado se envía al molino de carbón a través del conducto de aire para su secado y suministro de carbón pulverizado, y la otra parte. Se conduce directamente al quemador. Entra al hogar. Los gases de combustión de alta temperatura generados por la combustión primero fluyen a lo largo del conducto de humos en forma de "U" invertida de la caldera a través del horno, el tubo de pared enfriado por agua, el sobrecalentador, el economizador y el precalentador de aire bajo la acción del ventilador de tiro inducido. La energía térmica del gas se transfiere al fluido de trabajo y al aire, y se convierte en gas de combustión de baja temperatura, que es purificado por el colector de polvo y el dispositivo de desulfuración y luego descargado a la atmósfera. Las cenizas generadas después de la combustión del carbón, entre las cuales las cenizas grandes se separarán del flujo de aire debido a su propio peso, se depositarán en la tolva de cenizas frías en el fondo del horno para formar escoria sólida. la zanja de cenizas por el dispositivo de descarga de escoria, y luego las cenizas se descargarán en la zanja de cenizas y se bombearán al vertedero de cenizas. Una gran cantidad de partículas finas de ceniza (cenizas volantes) se eliminan con los gases de combustión y se envían a la zanja de cenizas después de ser separadas por el recolector de polvo. El agua de alimentación de la caldera ingresa primero al economizador y se precalienta a una temperatura cercana a la saturación. Luego, la superficie de calentamiento del evaporador la calienta hasta obtener vapor saturado y luego el calentador la calienta hasta obtener vapor sobrecalentado. Este vapor también se denomina vapor principal. . Después del proceso anterior, se completa el transporte y combustión del combustible, el procesamiento y descarga del combustible generado por vapor (cenizas, escorias, gases de combustión). El vapor principal del gas sobrecalentado de la caldera pasa a través de la tubería de vapor principal y entra en la turbina de vapor para expandirse y funcionar, y luego se apresura a hacer girar la turbina de vapor, impulsando así el generador para generar electricidad. El vapor agotado que se descarga de la turbina de vapor se descarga en el condensador, donde se condensa y se enfría en agua. Esta agua condensada se llama agua condensada principal. El condensado principal se envía al calentador de baja presión a través de la bomba de condensado. Una turbina de vapor extrae parte del vapor y luego ingresa al desaireador, donde se eliminan diversos gases (principalmente oxígeno) disueltos en el agua mediante calentamiento continuo. El agua de alimentación y el agua de condensado principal tratada en el taller químico se recogen en el tanque de agua del desaireador y se convierten en agua de alimentación de la caldera. Después de ser impulsadas por la bomba de agua de alimentación, se envían al calentador de alta presión. La parte de alta presión de la turbina de vapor extrae una cierta cantidad de vapor para calentarlo y luego lo envía a la caldera, de modo que el fluido de trabajo completa un ciclo termodinámico. La bomba de agua en circulación envía agua de refrigeración (también llamada agua en circulación) al condensador, que forma un sistema de agua de refrigeración en circulación. Después del proceso anterior, se completa el proceso de convertir la energía térmica del vapor en energía mecánica, energía eléctrica y suministrar agua de alimentación a la caldera. Por tanto, una central térmica es una central compleja de conversión de energía compuesta por tres partes principales: horno, máquina y electricidad, y sus correspondientes equipos y sistemas auxiliares.
2. Parte de la caldera
1. Descripción general
La caldera es uno de los tres equipos principales de la central térmica. Su función es convertir el agua en vapor de alta temperatura y alta presión. . Una caldera es un dispositivo combinado que realiza tres procesos: combustión de combustible, transferencia de calor y vaporización de agua.
(1) Diagrama de funcionamiento de la caldera de la central eléctrica de lodos GCL de Nanjing
(2) Parámetros técnicos de la caldera
Nombre unidad caldera potencia máxima continua potencia nominal de la caldera
Caudal de vapor sobrecalentado T/h
Presión de vapor de salida MPa
Temperatura de vapor de salida
Caudal de vapor de vapor caliente T/ h
Presión de vapor, salida/entrada MPa
Temperatura de vapor, salida/entrada
Temperatura del agua de alimentación
Sistema de caldera
(1) Sistema agua-soda: Equipo para todo el proceso de calentamiento, evaporación y sobrecalentamiento del agua. Consta de economizador, tambor de vapor, bajante, pared de agua, sobrecalentador, recalentador y otros equipos.
(2) Sistema de viento y humo: el viento se calienta, se quema con combustible para generar humo, y el humo libera calor y se descarga a la atmósfera durante todo el proceso.
(3) Sistema de pulverización: el carbón crudo se muele hasta obtener carbón pulverizado y luego se envía al silo de polvo y al horno durante todo el proceso. Los componentes principales incluyen molino de carbón, alimentador de carbón, separador de carbón pulverizado, etc.
3. Estructura del equipo del cuerpo de la caldera
(1) Estructura y disposición del tambor de vapor
El tambor de vapor (también conocido como caldera) es un elemento natural. Circulación y forzada El componente de presión final de una caldera de circulación es que sin un tambor de vapor, no hay circuito de circulación. Las funciones principales del tambor de vapor son: es el centro de conexión para los tres procesos de calentamiento, evaporación y sobrecalentamiento del fluido de trabajo. Se utiliza para asegurar la circulación normal del agua en el cruce. El tambor de vapor está equipado con un separador de agua y vapor y un dispositivo de descarga continua de aguas residuales para garantizar la circulación normal del agua en la caldera. Hay una cierta cantidad de agua, por lo que tiene la capacidad de almacenar calor, lo que puede ralentizar la velocidad de cambio de la presión del aire y favorece el ajuste del funcionamiento de la caldera.
(2) Tubería de bajada, bomba de agua de caldera, descarga regular de aguas residuales
Hay 5 juntas de tubería de bajada soldadas a la parte inferior del tambor de vapor. La tubería de bajada está instalada en la parte inferior. del tambor de vapor Su propósito es que la parte superior de la entrada del bajante tenga la altura máxima de la capa de agua, lo que favorece la vaporización del fluido de trabajo en la entrada del bajante y conduce al arrastre de vapor en el bajante.
(3) La estructura, el diámetro de la tubería y la disposición de la pared enfriada por agua.
La superficie de calentamiento colocada en la pared del horno alrededor del horno generalmente se llama pared enfriada por agua. Las paredes refrigeradas por agua de la caldera de circulación natural de media presión son todas superficies de calentamiento por evaporación. La pared enfriada por agua de las calderas de alta presión, ultraalta presión y presión subcrítica es principalmente la superficie de calentamiento por evaporación, y a menudo se dispone un sobrecalentador radiante o un recalentador radiante en la parte superior del horno. En una caldera de paso único, la pared enfriada por agua no solo es la superficie de calentamiento para el calentamiento y la evaporación del agua, sino también la superficie de calentamiento del sobrecalentador, pero la pared enfriada por agua sigue siendo principalmente la superficie de calentamiento por evaporación.
(4) La estructura y disposición del economizador y el precalentador de aire
El economizador y el precalentador de aire generalmente están dispuestos al final del conducto de convección de la caldera o en el conducto de convección debajo del camino. Los gases de combustión que entran en estas superficies calefactoras tienen una temperatura baja, por lo que estas dos superficies calefactoras suelen denominarse superficies calefactoras de cola o superficies calefactoras de baja temperatura.
El economizador es un dispositivo de intercambio de calor que utiliza el calor de los gases de combustión al final de la caldera para calentar el agua de alimentación. Puede reducir la temperatura de los gases de escape, mejorar la eficiencia de la caldera y ahorrar combustible. Dado que el agua de alimentación se calienta en el economizador antes de ingresar a la superficie de calentamiento por evaporación de la caldera, esto puede reducir la absorción de calor del agua en la superficie de calentamiento por evaporación. El economizador puede reemplazar parte de la superficie de calentamiento por evaporación. Además, el fluido de trabajo en el economizador es agua y su temperatura es mucho más baja que la temperatura de saturación bajo la presión del agua de alimentación. Además, el fluido de trabajo en el economizador es de flujo forzado, transferencia de calor a contracorriente y el coeficiente de transferencia de calor es. alto. Además, después de que el agua de alimentación pasa a través del economizador, se puede aumentar la temperatura del agua de alimentación que ingresa al tambor, reduciendo la diferencia de temperatura entre el agua de alimentación y la pared del tambor, reduciendo así el estrés térmico del tambor. Por lo tanto, la función del economizador no es sólo ahorrar carbón, sino que de hecho se ha convertido en un componente indispensable de las calderas modernas.
El precalentador de aire no solo puede absorber el calor del humo de escape y reducir la temperatura del humo de escape, mejorando así la eficiencia de la caldera, sino que también mejora las condiciones de ignición del combustible debido al calor residual del aire; , fortalece el proceso de combustión y reduce la pérdida de calor por combustión incompleta, lo cual es particularmente importante cuando se quema antracita, que es difícil de encender.
El uso de aire precalentado puede aumentar la temperatura del horno, fortalecer el intercambio de calor por radiación del horno y reducir la superficie de calentamiento de la pared enfriada por agua que absorbe el mismo calor radiante. El aire precalentado a mayor temperatura se envía al sistema de tratamiento de carbón pulverizado como desecante. Por lo tanto, el precalentador de aire también se ha convertido en un componente indispensable e importante en las grandes calderas modernas.
3. Turbina de vapor
1. Descripción general de toda la máquina
La turbina de vapor es una máquina de energía térmica giratoria que utiliza vapor como fluido de trabajo. En comparación con otros motores primarios, tiene una gran potencia de máquina única. , alta eficiencia, las ventajas de un funcionamiento suave y una larga vida útil.
El objetivo principal de una turbina de vapor es servir de motor principal para la generación de energía. La turbina de vapor debe formar un conjunto completo con calderas, generadores, condensadores, calentadores, bombas y demás equipos mecánicos para trabajar juntos. El vapor con cierta presión y temperatura proviene de la caldera, ingresa a la turbina de vapor a través de la válvula de aire principal y la válvula de aire reguladora, fluye a través de una serie de rejillas de boquillas instaladas anularmente y rejillas de paletas móviles, se expande, realiza trabajo y convierte su calor. energía en energía que hace girar el rotor de la turbina. El trabajo mecánico impulsa otras máquinas a través de acoplamientos; aquí se refiere al trabajo realizado por el generador. En las centrales térmicas, el vapor expandido se introduce en el condensador a través de la parte de escape de la turbina, y el agua de refrigeración libera calor y se condensa. Luego, el agua condensada se bombea al calentador para calentarla y luego se utiliza como agua de alimentación de la caldera para circular.
Las turbinas de vapor se dividen en dos categorías según sus principios de funcionamiento: turbinas de vapor de impulso y turbinas de vapor de reacción.
La rejilla de boquillas y su rejilla de palas móviles correspondiente constituyen la "etapa" de unidad de trabajo más básica en la turbina de vapor. Las diferentes etapas están conectadas en serie para formar una turbina de vapor de múltiples etapas. El vapor convierte la energía de diferentes maneras en las etapas, formando turbinas de vapor con diferentes principios de funcionamiento, a saber, turbinas de vapor de impulso y turbinas de vapor de reacción.
(1) Turbina de vapor de impulso. Consiste principalmente en una etapa de impulso, en la que el vapor básicamente se expande en la rejilla de la boquilla y solo se produce una pequeña expansión en la rejilla de paletas en movimiento.
(2) Turbina de vapor de reacción. Consta principalmente de una etapa de reacción, y el vapor se expande de forma bastante moderada en la cascada de álabes estacionarios y en la cascada de álabes móviles de la turbina de vapor.
2. Los componentes y funciones del rotor y estator
La parte giratoria de la turbina de vapor se llama rotor. Es uno de los componentes más importantes de la turbina de vapor. Es responsable de convertir la energía del medio de trabajo y transmitir la tarea. Las condiciones de trabajo del rotor son bastante complejas. Se encuentra en un medio de trabajo de alta temperatura y gira a alta velocidad, por lo que también soporta la enorme fuerza centrífuga causada por la masa de las palas, el impulsor y el eje principal. como el estrés térmico causado por la distribución desigual de la temperatura. Por otro lado, el par que ejerce el vapor sobre la cascada de palas móviles se transmite al motor a través del impulsor, eje principal y acoplamiento del rotor.
El cilindro es la carcasa de la turbina de vapor. Su función es aislar la parte de flujo de la turbina de vapor de la atmósfera. La cámara de aire se cierra para convertir la energía térmica del vapor en energía mecánica. El cilindro está equipado con componentes como boquillas (paletas estacionarias), particiones, manguitos de partición (soportes de paletas estacionarias) y sellos de aire. Se les llama colectivamente Jingzi.
Cuando la turbina de vapor está en funcionamiento, gira a alta velocidad y el cilindro, el tabique y otros cuerpos estáticos están fijos, por lo que es necesario que haya un espacio adecuado entre el rotor y el estator para que no no chocar entre sí. Sin embargo, la existencia de espacios provocará fugas de aire, lo que no solo reducirá la eficiencia de la unidad, sino que también afectará su funcionamiento seguro. Para reducir las fugas de vapor y evitar las fugas de aire, se requiere un dispositivo de sellado, generalmente llamado sello de aire. Los sellos de aire se pueden dividir en sellos de aire de la parte de circulación, sellos de aire de partición y sellos de aire del extremo del eje según sus posiciones de instalación. La turbina de vapor de reacción también está equipada con sellos de aire de pistón de subequilibrio alto y medio y sellos de aire de pistón equilibrado de baja presión.
3. Condensador y calentador
El condensador utiliza agua de refrigeración en circulación para condensar el vapor descargado de la turbina y establece y mantiene el vacío requerido en el espacio de escape de la turbina. El agua condensada se recicla para suministrar agua de alimentación a la caldera, lo que mejora la eficiencia térmica de la unidad.
El calentador de alta presión utiliza extracción de turbina de vapor para calentar el agua de alimentación de la caldera y aumentar la temperatura del agua de alimentación para mejorar la economía térmica de la unidad. El calentador de alta presión se compone de carcasa, placa de tubos, haz de tubos, partición y otros componentes. El calentador de agua de alimentación de alta presión es un intercambiador de calor de condensación de superficie horizontal de una sola fila y la cámara de agua adopta una estructura autosellante.
La carcasa de Gaojia es una estructura totalmente soldada, compuesta por placas de acero soldadas. Para facilitar el desmontaje de la carcasa, se instalan orejetas de elevación y rodillos de la carcasa que se dejan expandir libremente durante el funcionamiento.
Para evitar la deformación de la carcasa, cada calentador con sección de enfriamiento de vapor sobrecalentado está equipado con un escudo y un deflector. La entrada de vapor y la entrada de drenaje de todos los calentadores (en la carcasa) están equipadas con placas antiimpacto de acero inoxidable para evitar que las tuberías sean impactadas directamente por el vapor y el agua, causando vibración y corrosión.
El calentador de alta presión consta de una sección de enfriamiento de vapor sobrecalentado, una sección de condensación y una sección de enfriamiento hidrofóbica. La sección de enfriamiento de vapor sobrecalentado utiliza parte del calor sensible del vapor sobrecalentado extraído de la turbina de vapor para aumentar la temperatura del agua de alimentación. Está ubicada en el lado de flujo de la salida de agua de alimentación y está sellada por una placa de revestimiento. El vapor sobrecalentado fluye uniformemente a través de la tubería a una velocidad lineal y una velocidad de masa apropiadas bajo la guía de un conjunto de particiones, dejando suficiente sobrecalentamiento en el vapor para asegurar que el vapor esté seco al salir de esta sección. cuando el vapor sale de esta sección Cuando la sección ingresa a la sección de condensación, puede evitar daños por erosión por vapor húmedo y erosión hídrica. La sección de condensación utiliza el calor latente de la condensación del vapor para calentar el agua de alimentación. Un conjunto de particiones distribuye el vapor uniformemente a lo largo del calentador y soporta el tubo de transferencia de calor. El vapor que ingresa a esta sección se equilibra automáticamente según el principio de enfriamiento del gas hasta que el vapor saturado se condensa en condensado saturado y se recoge en la cola o el fondo del calentador. El tubo de escape que recoge el gas no condensable debe colocarse a la presión más baja. del haz de tuberías y en lugares donde es probable que se acumulen gases no condensables dentro de la carcasa. La acumulación de gases no condensables afecta la transferencia efectiva de calor, reduciendo así la eficiencia y provocando corrosión. La sección de enfriamiento hidrofóbica transfiere el calor del agua hidrofóbica que sale de la sección de condensación al agua de alimentación que ingresa al calentador, de modo que la temperatura hidrofóbica cae por debajo de la temperatura de saturación. La sección de enfriamiento hidrófobo está ubicada en el lado de flujo de la entrada de agua de alimentación y está sellada por una placa de revestimiento. Después de reducir la temperatura hidrofóbica, la tendencia a la vaporización en la tubería se reduce cuando fluye al siguiente calentador con una presión más baja. La placa de revestimiento está separada internamente de la porción general del lado de la carcasa del calentador, manteniendo un cierto nivel de agua hidrofóbica de la placa final y el extremo de succión o entrada para hacer que la sección sea hermética. El agua hidrofóbica ingresa a esta sección, es guiada por un conjunto de tabiques y sale por el tubo de salida hidrofóbica.
Cuatro. Sistema y maquinaria auxiliar
1. Bomba
Una bomba es un tipo de equipo de energía que convierte la energía mecánica en energía potencial de presión del líquido y energía cinética. Es indispensable para mantener la energía del vapor. El equipo de ciclo de las centrales térmicas es uno de los principales equipos auxiliares de las centrales térmicas. Hay muchos lugares donde se usan bombas en plantas de energía térmica. Por ejemplo, se usa una bomba de agua de alimentación para proporcionar agua de alimentación a la caldera, una bomba de agua de condensado se usa para bombear agua de condensación desde el pozo caliente del condensador y agua de circulación. La bomba se utiliza para suministrar agua de refrigeración al condensador. Las bombas de las centrales térmicas participan directa o indirectamente en el proceso de producción y su seguridad afecta directamente la seguridad de la producción de la central térmica.
2. Ventilador
Un ventilador es un tipo de equipo de energía que convierte la energía mecánica en energía potencial de presión de gas y energía cinética. Es uno de los principales equipos auxiliares de las centrales térmicas. . Los ventiladores en las centrales térmicas se utilizan principalmente en el sistema de gases de combustión y en el sistema de pulverización de la caldera para transportar aire, gases de combustión y mezclas de carbón pulverizado con aire, etc. Incluyen principalmente ventiladores de suministro de aire, ventiladores de tiro inducido, ventiladores primarios y extractores de polvo. fanáticos.
Estos ventiladores en las centrales térmicas intervienen directamente en el proceso de producción, y su seguridad y fiabilidad inciden directamente en la producción segura de las centrales térmicas. Estos ventiladores también consumen mucha electricidad. La potencia de su eje oscila entre cientos y miles de kilovatios. Su consumo de electricidad equivale aproximadamente al de las bombas de las centrales térmicas. Por lo tanto, se debe generar suficiente conciencia sobre el funcionamiento seguro y económico de las turbinas eólicas, y se debe prestar gran atención al mantenimiento y reparación de las turbinas eólicas para garantizar la seguridad y economía generales de la central eléctrica.
5. Experiencia
Durante las prácticas de corto semestre, los departamentos de la escuela nos enseñaron conocimientos teóricos. Después de la explicación del profesor y de ver vídeos e imágenes relevantes, tenemos una comprensión relativamente completa de las calderas, turbinas de vapor, maquinaria auxiliar, etc. de la central térmica, así como del proceso de producción de la central eléctrica. En la mañana del 6 de septiembre visitamos por primera vez el modelo de la central eléctrica y varios modelos de equipos en el laboratorio de la escuela. Luego se dividieron en grupos y llegaron a la central eléctrica de lodos GCL de Nanjing con una pequeña capacidad instalada. Después de recibir educación sobre seguridad, se agruparon en grupos y finalmente comenzaron la pasantía en serio con el maestro de turno. Todos cumplen con las diversas reglas y regulaciones de la central eléctrica y los requisitos establecidos por los maestros. Cuando encontramos algo que no entendemos, preguntamos humildemente a los maestros que nos guían, y los maestros también están muy entusiasmados por responder nuestras preguntas. preguntas.
A través de esta pasantía, no solo combinamos el conocimiento teórico en la escuela con prácticas de producción específicas, sino que también obtuvimos una comprensión más profunda del proceso de producción de la planta de energía, la conversión de agua, el tratamiento del carbón, la desulfuración y los procesos de eliminación de polvo a través de las explicaciones de los maestros. . A través de la visita a la central eléctrica de lodos GCL de Nanjing y las explicaciones detalladas de los maestros, comprendemos mejor el proceso de generación de energía de la central térmica.
En esta pasantía aprendí muchos conocimientos que solo se pueden obtener en la práctica, y conocí la situación general de la central térmica y sus procedimientos de operación. En la China actual, que está experimentando un rápido desarrollo económico, la electricidad ocupa una posición inquebrantable. Las prácticas de producción son un vínculo práctico importante a nivel universitario y todos los estudiantes universitarios deberían participar. Esta pasantía sentó las bases para un mejor estudio teórico en el futuro, comprendió aún más la importancia de la producción de energía y reflejó plenamente las características orientadas a la práctica de nuestra especialización en energía térmica.