Тепловые электростанции. Правила эксплуатации тепловых электростанций

Значимость электроэнергии в обеспечении жизнедеятельности современного человека сложно переоценить. Питание жилых домов, промышленных сооружений, объектов инфраструктуры – лишь часть задач, которые позволяют решать энергетические ресурсы. Хотя существует несколько видов применяемого топлива, за счет которого происходит выработка энергии, порядка 75% снабжения обеспечивают тепловые электростанции с прилегающими сетями. Такие станции представляют собой многоуровневые сложные системы, в которых обслуживается тепломеханическое оборудование. Соответственно, для полноценного питания конечных потребителей необходимо четкое соблюдение правил эксплуатации со стороны персонала.

Общие сведения о тепловых электростанциях

Установки для выработки тепловой энергии рассчитаны на обеспечение функции сжигания топлива органического вида с последующим преобразованием его в электроэнергию. Конечными потребителями в основном выступают объекты промышленного производства, в которых поставляемые ресурсы используются для нагрева воды с получением пара. В качестве топливных элементов может применяться такое сырье, как торф, уголь, мазут, газ, а также горючие сланцы. Для того чтобы тепловые электростанции эффективно и стабильно выполняли свои задачи, к ним предъявляются следующие требования:

• Надежность. Пожалуй, ключевое требование, согласно которому станция должна обеспечивать стабильное и безотказное энергоснабжение с высокой стойкостью к появлению неисправностей.
• Маневренность. Под этой характеристикой подразумевается возможность оперативного снятия нагрузок, быстрого запуска и остановки работы комплекса.
• Долговечность. Это свойство агрегатов и систем установки сохранять свои изначальные качества на протяжении требуемого промежутка времени.

Принципы организации эксплуатации

Главной задачей тепловых электростанций является выработка, преобразование, а также отпуск и распределение энергии пользователям, поэтому эксплуатационное обеспечение ориентировано на выполнение этих задач. Для реализации производства и отпуска ресурсов используются компоненты энергетической системы, в числе которых - оборудование тепловой электростанции, котельные и сети. Данные элементы связываются посредством централизованного диспетчерского управления. В перечень обязанностей обслуживающего персонала входят следующие задачи:

• Поддержание оптимального качества выпускаемой энергии с достаточным напряжением, давлением и температурой.
• Содержание агрегатов, зданий и установок в состоянии готовности к эксплуатации.
• Обеспечение надежности и экономичности производства энергоресурса.
• Соблюдение правил пожарной и промышленной безопасности в ходе обслуживания станций.
• Постоянная работа над повышением экологической безопасности эксплуатируемых объектов.

Независимо от правового статуса энергообъекта, выполнение предписанных для него целей реализуется в строгом соблюдении условий, прописанных в уставе конкретного предприятия.

Тепломеханическое оборудование

Обеспечение каждого энергообъекта предъявляет специальные требования к приему и оснащению оборудованием в соответствии с функциями при его обслуживании. Распределяется тепломеханическое оборудование электростанций и тепловых сетей по цехам, участкам и лабораториям, после чего начинается его эксплуатация персоналом. Ключевым подразделением на станциях такого типа является пусковой комплекс, в который также входит производственное, подсобно-производственное, транспортное, бытовое, вспомогательное и ремонтное оборудование. Непосредственно к тепломеханическим установкам относятся водогрейные и паровые котельные агрегаты, паротурбинные аппараты, блочные системы электростанций и газотурбинные устройства. К каждому из перечисленных видов технического оснащения предъявляются специальные требования по эксплуатации.

Эксплуатация водогрейных и паровых агрегатов

Персонал должен обеспечивать безопасность и надежность работы котельных водогрейных и паровых установок. Кроме этого, в процессе обслуживания необходимо достижение номинальной производительности агрегатов с приемлемыми характеристиками воды и пара. На основе инструкций предприятия тепломеханическое оборудование тепловых электростанций должно эксплуатироваться в экономном режиме. Эта необходимость обусловлена не только финансовой целесообразностью, но и более эффективным и рациональным распределением нагрузок по отдельным частям агрегата. В частности, первое время эксплуатации водогрейных и паровых котлов уровень давления не должен превышать 9,8 МПа. Если в дальнейшем планируется повышение этого показателя, то основное оборудование вместе с трубопроводами и смежными компонентами водопарового тракта подвергают химической очистке. Котлы, оптимальный уровень давления которых не превосходит 9,8 МПа, перед вводом в работу подвергаются щелочению.

Правила эксплуатации паротурбинных установок

В обслуживании паротурбинных агрегатов главной задачей персонала является обеспечение способности оборудования принимать номинальные тепловые и электрические нагрузки. В дальнейшем агрегаты должны быть готовы и к безопасной эксплуатации в условиях изменения нагрузок, а также их повышения до максимума. Важно учитывать, что правила эксплуатации тепловых электростанций предусматривают и влияние отдельных компонентов оборудования на эффективность работы комплекса в целом. В случае с паротурбинными агрегатами требуется поддержание стабильности частоты вращения ротора. Турбина должна сохранять оптимальные показания работы на холостом ходу и быть готовой к плавному изменению частоты при различных характеристиках пара.

Правила эксплуатации блочных установок

Данное оборудование должно сохранять заданные в инструкции показатели мощности и частоты как при нормальном режиме работы энергосистемы, так и в аварийных ситуациях. Для управления этими параметрами сотрудники предприятий используют диспетчерский график нагрузок. С его помощью можно изменять и корректировать нагрузку на энергоблок в определенном диапазоне. В некоторых случаях эксплуатация тепломеханического оборудования тепловых электростанций может допускать режим работы с полным потреблением циркуляционной воды в конденсаторе. Обычно для этих целей используются теплофикационные энергоблоки, обеспечивающие сохранение заданного объема отпускаемого тепла независимо от величины нагрузки в пределах заданного диапазона.

Правила эксплуатации газотурбинных установок

В данном случае персонал имеет дело с обслуживанием компрессоров (проточных частей), теплообменных компонентов и турбинных аппаратов. Правила эксплуатации таких установок предполагают контроль воздушных и газовых утечек, а также масляных составов, воды и топлива. С точки зрения оказания вредоносного воздействия на состояние окружающей среды газотурбинные агрегаты считаются наиболее опасными. И все же по этому критерию нельзя ставить в один ряд тепловые и атомные электростанции, которые считаются наиболее вредными для экологии. В первом случае для снижения эффекта загрязнения достаточно использовать технологии оптимизации сжигания топлива, предварительную очистку используемого сырья, а также средства рассеивания вредных элементов в воздухе. В случае с атомными станциями этих мер недостаточно, и на первый план выходят задачи утилизации и захоронения отходов.

Организация диспетчерского управления

Все вышеописанные правила эксплуатации выполняются с помощью оперативно-диспетчерского управления. На комплексах, обслуживающих тепловые электростанции, должен быть организован круглосуточный контроль качества работы объекта. В перечень задач управляющего персонала также входят:

• Ведение рабочих режимов для станций, энергосистем и обслуживающих сетей.
• Управление параметрами энергоснабжения пользователей энергии.
• Обеспечение стабильности в работе энергосистем.
• Планирование и выполнение ремонтных мероприятий.
• Предотвращение и устранение возникших нарушений при выработке, распределении и отпуске энергии.

Заключение

Хотя наибольшая ответственность при обслуживании объектов энергоснабжения по сей день ложится на диспетчерские службы, эта ситуация меняется. Дело в том, что тепловые электростанции последние годы все чаще снабжаются автоматизированными системами управления. Они внедряются и в качестве самостоятельных установок, и как интегрированные подсистемы. Разумеется, полный переход функций диспетчерских служб на подобные устройства пока не практикуется, но часть задач они вполне способны решить. В частности, автоматизированные системы позволяют регулировать сбыт вырабатываемой энергии, управлять топливоснабжением, контролировать качество производимого ресурса и выполнять другие типовые задачи.